Тема 8. Углеводы

Цель занятия: закрепить и расширить знания принципов стереоизомерии, таутомерного равновесия и химических свойств, важнейших моно-, ди- и полисахаридов, участвующих в процессах жизнедеятельности, а также приобрести практические навыки идентификации углеводов.

Конкретные задачи

1. Студент должен знать:

– пространственное строение моно-, ди- и полисахаридов;

– виды изомерии и таутомерию углеводов, а также их химические свойства и биологическое значение.

2. Студент должен уметь:

– писать формулы важнейших моно-, ди- и полисахаридов в открытой и циклической формах;

– изображать конформации пиранозного цикла моносахаридов и фрагментов полисахаридов;

– определять по формуле Фишера принадлежность углевода к стереохимическому ряду (D - или L -);

– описывать уравнениями химические свойства моносахаридов;

– доказывать восстанавливающую способность углеводов дисахаридов;

– проводить качественные реакции для обнаружения и доказательства строения глюкозы, фруктозы, мальтозы, сахарозы, крахмала.

Мотивация. Углеводы – один из важнейших классов органических природных соединений, играющий большую роль в процессах, обеспечивающих нормальную деятельность живых организмов. Они принимают участие в энергетическом и пластическом обмене; с углеводами связана специфичность групп крови высших организмов; химия иммунитета. Многие углеводы используются в качестве медицинских препаратов.

Вопросы для самоподготовки

1. Открытые и циклические таутомерные формы глюкозы, галактозы, маннозы, фруктозы, рибозы, дезоксирибозы и ксилозы.

2. Реакции окисления и восстановления моносахаридов.

3. Гликозиды и их биологическая роль.

4. Сложные эфиры углеводов: моно-, ди- и полисахаридов.

5. Доказательство строения углеводов – моносахаридов.

6. Строение, номенклатура и восстанавливающая способность дисахаридов: мальтозы, лактозы, целлобиозы.

7. Строение гомополисахаридов: крахмала, гликогена, клетчатки (целлюлозы). Их гидролиз.

Этапы занятия и контроль усвоения знаний

Этапы	Формы проведения	Время, мин
1. Контроль выполнения домашнего задания.	Проверка выполнения домашнего задания в рабочих тетрадях	10
2. Контроль самоподготовки.	Написание микроконтрольной работы или тест-контроля и оценка результатов (0, 5 или 10 баллов).	15
Этапы	Формы проведения	Время, мин
3. Разбор теоретического материала.	Устный опрос студентов у доски; коррекция ответов и дополнения преподавателя.	100
4. Приобретение практических навыков.	Выполнение лабораторных работ по теме занятия.	45
5. Оформление протоколов лабораторных работ.	Запись наблюдений в графе «Визуальные наблюдения» протоколов и формулировка выводов в рабочих тетрадях.	5
6. Проверка протоколов преподавателем.	Защита студентами протоколов лабораторных работ.	5

Содержание этапов занятия

1 этап. Преподаватель проверяет выполнение домашнего задания в рабочих тетрадях и оценивает его по пятибалльной системе.

2 этап. На 1 занятии по теме «Моносахариды» студенты пишут микроконтрольную работу по цикло-цепной таутомерии. На 2 занятии по теме «Ди- и полисахариды» каждый студент отвечает письменно на билет тест-контроля. Билет содержит 2 вопроса:

1-й вопрос – по теме «Моносахариды»;

2-й – по теме «Ди- и полисахариды».

Ответ оценивается по 10 балльной системе (0, 5 или 10 баллов).

3-й этап. На первом занятии по теме «Моносахариды» студенты учатся писать открытые и циклические таутомерные формы моносахаридов на примере глюкозы и фруктозы, разбирают конформационное строение моносахаридов, способствующее образованию 6- и 5- членных циклов (пиранозных и фуранозных форм) и конформации пиранозных форм; анализируют важнейшие химические свойства моносахаридов.

На 2-м занятии по теме «Ди- и полисахариды» разбираются структура, номенклатура, тип и свойства дисахаридов (мальтозы, лактозы, целлобиозы и сахарозы) и полисахаридов (крахмала, гликогена, целлюлозы).

4-й этап. Студенты выполняют лабораторные работы по теме занятия под руководством преподавателя.

5 этап. В ходе выполнения лабораторной работы студенты записывают наблюдения, анализируют их и делают выводы.

6 этап. Защита протоколов лабораторных работ, оценка преподавателем практических навыков, приобретенных студентами на занятии.