SACHARIDY - Monosacharidy – příručka pro učitele Obecné

Projekt SIPVZ č.0636P2006 Buňka – interaktivní výuková aplikace
www.sszdra-karvina.cz
SACHARIDY - Monosacharidy – příručka pro učitele
Obecné informace:
Téma Monosacharidy se probírá v rozsahu jedné vyučovací hodiny.
Navazující učivo
Před probráním tématu Monosacharidy probereme krátkou úvodní informaci o sacharidech.
Doporučuji souběžně s teoretickou částí zařadit laboratorní práci, v níž si žáci ověří
vlastnosti monosacharidů. Laboratorní práce může být zařazena před probráním teorie.
Na téma Monosacharidy navazují kapitoly Oligosacharidy a Polysacharidy.
Téma souvisí s biologií – metabolismus, stavba prokaryotické a eukaryotické buňky.
Ovládání interaktivní výukové aplikace
Interaktivní výuková aplikace je především určena pro promítání na interaktivní tabuli. Byla
připravena pro prohlížeč MS Internet Explorer 6.0. Výuková aplikace obsahuje skripty
v JavaScriptu, proto pro její správnou funkci je nutno povolit skripty. Byla připravena pro
rozlišení 1024 x 768. Zvolte celoobrazovkové zobrazení. (K přepínání mezi zobrazením
v okně a celoobrazovkovým slouží klávesa F11.) Odkazy jsou zvýrazněny podtrženým
písmem. Pro přechod na další snímek zvolte šipku umístěnou v dolním rohu snímku.
Odkaz
Dále
Zpět
Dále
Vysvětlivky
V další části metodické příručky jsou použity tyto typy písma:
•
Text, který mají žáci v pracovních listech (texty souhlasí s výukovou aplikací).
•
Text, který si žáci doplňují do pracovních listů.
•
Text, kterým jsou napsány poznámky, doporučení.
-1-
Projekt SIPVZ č.0636P2006 Buňka – interaktivní výuková aplikace
www.sszdra-karvina.cz
Sacharidy - monosacharidy
Úvodní část se týká sacharidů.
Sacharidy
• Jsou nejrozšířenější organické látky.
• Tvoří největší podíl organické hmoty na Zemi.
•
•
•
•
•
Jsou hlavním zdrojem energie.
Tvoří rezervu energie.
Jsou stavebními složkami buněk, tkání, pletiv.
Jsou zdrojem C pro syntézu buněčných stěn.
Jsou součástí fyziologicky účinných látek (hormony, antibiotika, glykosidy,
koenzymy).
Chemické složení
Molekula sacharidu se skládá pouze ze tří prvků: uhlík, kyslík, vodík.
Klasifikace:
Nyní následuje téma Monosacharidy.
Monosacharidy
•
•
•
Obsahují jedinou monosacharidovou jednotku.
Základem molekuly je C-řetězec, složený ze 3 – 7 atomů uhlíku.
Na C-řetězci jsou vázány:
o
jedna nebo více hydroxylových skupin
o
jedna skupina karbonylová
nebo
Žáci si dopíší do rámečků skupiny.
Klasifikace
1. Podle karbonylové skupiny:
o aldosy - vážou aldehydickou skupinu
o
ketosy - vážou ketonickou skupinu
-2-
.
Projekt SIPVZ č.0636P2006 Buňka – interaktivní výuková aplikace
www.sszdra-karvina.cz
2. Podle počtu atomů C:
o triosy - 3 atomy C
o tetrosy - 4 atomy C
o pentosy - 5 atomů C
o hexosy - 6 atomů C
o heptosy - 7 atomů C
Kliknutím na heslo aldosy otevřeme přehled všech aldos:
Aldosy
Nejjednodušší aldosa je glyceraldehyd.
Toto jsou dva optické izomery.
Genetická řada D-aldos
Kliknutím na název sacharidu ukážeme jeho vzorec a model. Žáci jako příklad aldosy
v pracovních listech mají pouze D-glukosu:
Tollensův vzorec
Haworthyho vzorec
-3-
Model
Projekt SIPVZ č.0636P2006 Buňka – interaktivní výuková aplikace
www.sszdra-karvina.cz
Nyní následuje pro lepší učitelovu orientaci přehled Tollensových vzorců aldos (kliknutím na
příslušný název se zobrazí Tollensův vzorec, Haworthyho vzorec a model), žáci toto nemají
v pracovních listech.
D – erytrosa
D - threosa
D - ribosa
D - allosa
D - altrosa
D - arabinosa
D - glukosa
D - mannosa
D - xylosa
D - gulosa
D - idosa
D - lyxosa
D - galaktosa
D - talosa
-4-
Projekt SIPVZ č.0636P2006 Buňka – interaktivní výuková aplikace
www.sszdra-karvina.cz
Kliknutím na heslo ketosy otevřeme přehled všech ketos.
Ketosy
Nejjednodušší ketosa je dihydroxyaceton.
Genetická řada ketos
Kliknutím na název sacharidu ukážeme jeho vzorec a model. Žáci jako příklad ketosy
v pracovních listech mají pouze D-fruktosu:
Tollensův vzorec
Haworthyho vzorec
Model
Nyní následuje pro lepší učitelovu orientaci přehled Tollensových vzorců ketos (kliknutím na
příslušný název se zobrazí Tollensův vzorec, Haworthyho vzorec a model), žáci toto nemají
v pracovních listech.
Dihydroxyaceton
D - erythrulosa
-5-
Projekt SIPVZ č.0636P2006 Buňka – interaktivní výuková aplikace
www.sszdra-karvina.cz
D - ribulosa
D - psikosa
D - fruktosa
D - xylulosa
D - sorbosa
D - tagatosa
Struktura
Glukosa - struktura
•
•
•
Poloacetálová vazba.
Vznikne mezi karbonylovým atomem C
a hydroxylovou skupinou na 5., nebo 4. uhlíku.
Vznikne cyklická forma monosacharidu:
o pyranosa - šestičlenná,
o furanosa - pětičlenná.
Kliknutím na slovo pyranosa otevřeme snímek vzniku pyranosy a později klikneme na
furanosa.
Pyranosa
Furanosa
Další snímek představuje Hawortyho vzorec
D glukopyranosy:
Hawortyho vzorec
V cyklické formě
vzniká nový
asymetrický uhlík,
proto vzniknou další
izomery = anomery
alfa a beta.
-6-
Projekt SIPVZ č.0636P2006 Buňka – interaktivní výuková aplikace
www.sszdra-karvina.cz
Fyzikální vlastnosti
• Bezbarvé.
• Krystalické.
• Rozpustné ve vodě.
• Sladká chuť.
• Zahříváním karamelizuje:
o bonbónový cukr,
o karamel,
o kulér.
Reakce
Kliknutím na heslo „reakce“ otevřeme přehled reakcí:
Klikněte na heslo „na karbonylové skupině“.
Reakce na karbonylové skupině
Karbonylová skupina se oxiduje, proto monosacharidy vystupují
jako redukční činidla. (Žáci si dopíší vzorec.)
Monosacharidy dokazujeme Fehlingovým činidlem:
Kliknutím na tlačítko „Přehrát“ přehrajeme animaci důkazu monosacharidů.
Žáci mají v pracovních listech tři kádinky, kde si vybarví (dopíší) postupné zbarvení roztoku:
Bezbarvý cukerný roztok
Modrá barva: přidáno
Fehlingovo činidlo
Oxidace
Aldosy mohou snadno oxidovat a vznikají:
o aldonové kyseliny
Červenooranžová:
výsledné zbarvení po
zahřátí
Redukce
Monosacharidy se redukují na cukerné
alkoholy = alditoly:
D-glukosa kyselina glukonová
D – glukosa D – glucitol
o aldarové kyseliny
(též D – sorbit = sladidlo pro diabetiky)
D-glukosa kyselina glukarová
-7-
Projekt SIPVZ č.0636P2006 Buňka – interaktivní výuková aplikace
www.sszdra-karvina.cz
Reakce na hydroxylových skupinách
Klikněte na heslo „reakce na hydroxylových skupinách“:
A) esterifikace
B) eterifikace
Uvádíme pouze přehled, z časových důvodů tyto reakce dále neprobíráme.
Lihové kvašení
Klikněte na heslo „Lihové kvašení“:
• Způsobují mikroorganismy – kvasinky.
Hexosy líh
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2
Význam
Kliknutím na heslo Význam se otevře nabídka významných monosacharidů. Kliknutím na
název sacharidu ukážeme přehled jeho vlastností a využití:
D-glukosa: (Žáci si dopíší Tollensův vzorec)
• Cukr hroznový, dextrosa, cukr škrobový
Tollensův vzorec
(vyrábí se ze škrobu).
• Součást krve živočichů (0,1%).
• Bílá, krystalická, sladká látka.
• V medu, v ovoci.
• V moči znamená diabetes.
Význam:
• Zdroj energie.
• Umělá výživa.
• Výroba vitamínu C.
• Antibiotika.
• Kyselina mléčná, kyselina citrónová.
D-fruktosa
•
•
•
Cukr ovocný, levulosa.
Obsažen v ovoci a medu.
Nejsladší sacharid vůbec.
•
•
Obsažena v mléce.
Je součástí glykoproteinů,
hemicelulos a rostlinných slizů.
L-galaktosa je obsažena v
polysacharidu agaru.
D-galaktosa
•
D-ribosa:
•
•
-8-
Je součástí RNA.
Její derivát 2-deoxy-D-ribosa je
vázán v DNA.
Projekt SIPVZ č.0636P2006 Buňka – interaktivní výuková aplikace
www.sszdra-karvina.cz
D-ribulosa:
•
Je meziprodukt fotosyntézy.
Shrnutí:
•
•
Nejrozšířenější organické látky na Zemi jsou sacharidy.
Molekula sacharidu se skládá z C, O, H.
•
•
Kromě C-řetězce obsahuje skupiny -OH a –CHO nebo
.
Molekula monosacharidu se poloacetálovou vazbou přemění na pyranosu
nebo furanosu.
Glukosu najdeme v ovoci, medu, krvi.
Přítomnost glukosy dokážeme Fehlingovým činidlem.
•
•
Test
1) 2 – 10 monosacharidových jednotek obsahují:
a) monosacharidy
b) oligosacharidy
c) polysacharidy
2) Hroznový cukr je:
a) aldohexosa
b) ketohexosa
c) aldopentosa
3) Pyranosa nebo furanosa vznikne spojením:
a) poloacetálovou vazbou
b) peptidovou vazbou
c) glykosidickou vazbou
4) Aldonové nebo aldarové kyseliny vzniknou:
a) oxidací
b) redukcí
c) alkoholovým kvašením
Po kliknutí na variantu a, b nebo c se správné odpovědi zvýrazní tučně, nesprávné budou v aplikaci
přeškrtnuty. Pokud chceme test zadat opakovaně, stiskněte klávesu F5, označení
správných/nesprávných odpovědí bude zrušeno.
Po kliknutí na se dostaneme na úvodní snímek lekce,
z ní pak kliknutím na  se dostaneme na snímek Prezentace (seznam témat)
-9-