Элективный курс "Химия и пища"

Элективный  курс «Химия и пища.»


Учебно-тематический план:

Тема 1. Введение. 1 час.
1.     Что такое пища.
Тема 2. Питание и здоровье. 7 часов.
1.     Современные системы питания.
2.     Гигиена ротовой полости.
3.     Что нужно знать химику о пищеварении.
4 .   Стресс и нарушение пищеварения.
5.     Сладкие «дрова».
6.     «Дирол» с ксилитом и карбамидом.
7.    Химия. Питание. Здоровье.

Тема 3. Калории и питание. 6 часов.
1.     Для чего мы едим.
2.     Незаменимые белки.
3.     Практическая работа №1. Свойства белков.
1.     Жиры. Масла.
2.     Практическая работа №2. Свойства жиров.
3.     Углеводы.
4.     Практическая работа №3. Свойства глюкозы, сахарозы, крахмала.
5.     Семинар «Состав пищи».
6.     Сколько нужно «дров»? Калории. Подсчет калорий в повседневном рационе.
Тема 4. Пищеварительный конвейер. 7 часов.
1.                                         «Азы» расщепляют «озы».
2.                                         Химия вкуса.
3.                                         Макроэлементы и их значение для организма человека.
4.                                         Микроэлементы и их значение для организма человека.
5.                                         Режим питания.
6.                                         Незаменимые витамины.
7.                                         Нужна ли диета? Анарексия. Булимия. Ожирение.
Тема 5. Вкусно. Ароматно. Красиво. 5 часов.
     1. Аппетит.
2.  Вкусная и ароматная химия.
3.     Химия красивого стола. Рецепты блюд мордовской кухни.
4.     Не надо угощать плесень (химия и хранение пищевых продуктов).
5.     Предупреждение пищевых отравлений.
Тема 6. Съедобное из несъедобного. 5 часов.
1.     Понятие о синтетической пище.
2.     Телятина без телят.
3.     Хлеб без зерна.
4.     Пищевые добавки.
5.     Итоговое занятие.
итого: 31ч. 4 часа - резервное время
Всего: 35 ч.
Практические работы
Обнаружение крахмала и гликогена в тканях организмов
Объекты и оборудование. Пивные дрожжи, сахар, крахмал, картофель, 10%-ный раствор трихлоруксусной кислоты, зеленое яблоко, семена пшеницы, бобы, лед, кварцевый песок, раствор 12 в KI, кристаллизатор, стаканы, воронка Бюхнера (или обычная воронка), фильтр, марля, колба на 100 мл, пробирки, штатив, спиртовка.
Подготовка и проведение опыта. Предварительно выделяют гликоген из дрожжей. Для этого 10 г пивных дрожжей отмывают от сусла, отфильтровывают и размешивают в 200 мл 20%-ного раствора сахара. Смесь оставляют на 3 ч при 25 °С. Начинается интенсивное брожение, в результате чего в клетках дрожжей накапливается гликоген. Смесь фильтруют на воронке Бюхнера или через марлевый фильтр, остаток растирают с 25 мл 10%-ного рас¬твора трихлоруксусной кислоты при 0°С (охлаждение в морозиль¬ной камере, а затем в кристаллизаторе со льдом) с добавлением кварцевого песка (5 г). Смесь вновь фильтруют, фильтрат сливают в колбу. При высокой концентрации гликогена раствор опалесцирует. Трихлоруксусная кислота способствует осаждению белков. Готовят крахмальный клейстер (негустой), срезы картофеля, зеленого яблока, бобов, семян пшеницы.
При демонстрации опыта в две пробирки наливают по 10 мл раствора гликогена и крахмала. Добавляют 2—3 капли раствора 12 в K.I. В пробирке с гликогеном появляется красно-бурое окра¬шивание, а с крахмалом — сине-фиолетовое.
Крахмал и гликоген относятся к полисахаридам и являются запасными питательными веществами в организмах.
Вопрос на осмысление опыта. Чем объясняется различная окраска с 1г? (Это связано с разницей в строении крахмала и гликогена. Оба вещества состоят из остатков а-глюкозы, но гликоген имеет более разветвленную структуру.)

После этого йодом обрабатывают срезы картофеля, яблока, семян пшеницы, бобов.
Вопросы. Какое вещество накапливается в тканях растений? Какие функции выполняет крахмал в растительных организмах?
Далее пробирку с раствором крахмала нагревают в пламени спиртовки. Сине-фиолетовая окраска исчезает. При охлаждении окраска восстанавливается. С чем связано исчезновение окраски при нагревании? (Изменение окраски связано с изменением структуры цепей крахмала при нагревании. Разрушаются комплексы разветвленных структур амилопектина с йодом.)
На основании опытов учащиеся делают вывод о различных структурах полисахаридов животного и растительного происхождения, об их биологических функциях.

Качественные реакции на белки
При изучении белков можно рекомендовать провести две цвет¬ные реакции — биуретовую и ксантопротеиновую.
Биуретовую реакцию дают все белки, так как в результате образуется комплекс меди с пептидной связью в молекуле белка. С помощью этой реакции идентифицируются белки. Методика проведения опыта описана в разделе 3 «Человек и его здоровье», в теме «Пищеварение». В курсе общей биологии при изучении строения и свойств белков биуретовую реакцию можно провести с мясной вытяжкой, яичным белком и желатиной в сравнении. Во всех случаях результат будет одинаков, что говорит о сходстве в строении белковых молекул.
Ксантопротеиновая реакция — это еще одна из цветных реакций на белки, но, в отличие от биуретовой реакции, ее дают не все белки, а лишь те, которые содержат ароматические амино¬кислоты, часть которых являются незаменимыми для человека. Целью этого опыта является показать различие в аминокислотном составе белков и определить степень их полноценности для пита¬ния. Опыт проводится на тех же белках, что и биуретовая реакция.
Объекты и оборудование. Пробирки, фильтровальная бумага, яичный белок, мясная вытяжка, желатина, концентрированная азотная кислота, раствор едкого натра или аммиака (нашатырный спирт).
Постановка и проведение опыта. К раствору яичного белка прилить концентрированной азотной кислоты. Жидкость в пробирке нагреть — осадок окрашивается в желтый цвет и растворяется. После охлаждения добавить осторожно раствор аммиака или едкого натра — окраска становится оранжевой.
Реакция обусловлена образованием нитросоединений из ароматических аминокислот. Такую же пробу проводят с белком соеди¬нительной ткани — желатиной. Пищевую желатину промывают холодной водой для удаления примесей других белков. Желатина разбухает, ее обжимают между листами фильтровальной бумаги.
Небольшое количество растворяют в пробирке с водой при нагревании и проделывают ксантопротеиновую реакцию, как описано выше. Реакция отрицательна, так как желатина не содержит ароматических или циклических аминокислот. Появление иногда слабой окраски может быть обусловлено наличием примесей других белков. На основании опыта можно сделать вывод о различной полноценности белков по аминокислотному составу.


Денатурация белков
Цель опыта состоит в исследовании причин, вызывающих денатурацию белков. В процессе объяснения учитель сообщает, что денатурация — это потеря белком его нативных свойств. Механизм денатурации в каждом отдельном случае различен. Чаще всего он связан с потерей белками гидратной оболочки, поддер¬живающей стабильность вторичной и третичной структуры. Такая денатурация обратима, и при снятии фактора, ее вызывающего, белки' восстанавливают свою структуру. Однако при действии концентрированных кислот, щелочей, солей тяжелых металлов или высоких температур денатурация необратима. В этом случае изме¬нению подвергается первичная структура белка, поэтому восстановление структур белка невозможно.
Объекты и оборудование. Растворы яичного белка, сульфата меди, сульфата аммония, концентрированная азотная кислота, пробирки, штатив, хими¬ческие стаканы.
Проведение опыта. В три стакана наливают по 20 мл раство¬ра яичного белка. В первый стакан добавляют насыщенный раствор сульфата аммония (или порошок). Жидкость слегка перемешивают. Появляется муть от выпавшего в осадок белка. При добавлении воды осадок вновь растворяется. Процесс осаждения белков обратим.
Во второй стакан добавляют несколько капель раствора сульфата меди. Выпадает голубой хлопьевидный осадок белка, не растворяющийся в избытке воды. В данном случае происходит необратимая денатурация белка.
В третий стакан добавляют 10 мл концентрированной азотной кислоты. Образуется белый аморфный осадок белка. Концентри¬рованные кислоты вызывают также необратимую денатурацию.
В пробирку наливают 10—15 мл белка и нагревают в пламени горелки. Осадок белка появляется еще до того, как жидкость за¬кипит. Белки свертываются — процесс денатурации необратим.
В процессе демонстрации каждого из опытов можно попро¬сить учащихся прокомментировать наблюдаемое явление.
Вопросы. В каком случае происходит необратимая денатурация? Почему соли тяжелых металлов вызывают отравления организма? С какими процессами, происходящими с белками, это можно связать? Почему при попадании кислоты на кожу происходит ожог?
 
Скачать презентации к элективному курсу:


[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть эту ссылку]