Ты есть то, что ты ешьИнтегрированный урок по теме «Жиры. углеводы. белки»
Цель. Показать, используя знания по химии и биологии, что здоровье человека – это главная ценность жизни, его надо сохранять и беречь смолоду. Задачи. Образовательные: закрепить сведения о составе, строении и функциях жиров, белков и углеводов. Воспитательные: формировать чувство ответственности по отношению к своему здоровью, навыки коллективизма и коммуникативности в ходе игры. Познавательные: развивать внимание и память, речь и мышление, фантазию и творческие способности, самостоятельность и умение сопоставлять. В игре участвуют три команды по шесть человек и болельщики. Время проведения – 80 мин. ХОД ИГРЫ Ведущий (учитель химии). Здравствуйте, уважаемые гости, дорогие ребята! Отгадайте загадку: «Что дороже всего на свете?» Правильно, здоровье – самое главное наше богатство. Наш организм создан для 120 лет жизни. Если мы живем меньше, то причина не в недостатках организма, а в том, как мы с ним обращаемся. Образ жизни определяет наше здоровье на 53%. Из факторов, относящихся к образу жизни, культура питания стоит на третьем месте после курения и употребления алкоголя. Поэтому сегодня мы поговорим о питании и о роли веществ, составляющих нашу пищу. В нашей игре участвуют команды «Жиры», «Углеводы», «Белки», представляющие основные группы питательных веществ. Цель каждой команды – доказать важнейшую роль этих питательных веществ с точки зрения разных специалистов: биохимика, врача-диетолога, химика, повара. Ваши достижения оценивает жюри. Командам предоставляется слово для приветствия. Максимальная оценка – 5 баллов. Ученики (команда «Жиры»).
Ученики (команда «Углеводы»).
Ученики (команда «Белки»).
Ведущий. Сейчас нам предстоит выслушать выступление биохимиков. Они будут защищать свои питательные вещества с участием поваров. Оценка конкурса – до 5 баллов. Параллельно мы проводим химический эксперимент на выявление этих веществ в составе пищевых продуктов (5 баллов). Вещества нужно не только уметь определять, но и комбинировать их в составе блюд. По одному человеку от каждой команды выделяется для составления пищевого рациона (табл. 1). Правильность подготовленного меню оценивается в 5 баллов. Оборудование. Табл. 2 – процентный химический состав продуктов и их калорийность. Таблица 1 Состав суточного пищевого рациона
Таблица 2 Состав пищевых продуктов и их калорийность
Подсказка. Суточная энергетическая потребность подростков в возрасте 15–16 лет из расчета на среднюю массу тела составляет от 13 440 000 до 14 700 000 Дж. Ученик (команда «Жиры»). Главной составной частью жиров являются сложные эфиры – производные трехатомного спирта (глицерина) и органических карбоновых кислот RCOOH, имеющих в углеводородном радикале R от 5 до 24 атомов углерода. Однако в любом природном жире есть и другие компоненты, с важнейшими из которых мы и познакомимся. Фосфатиды – ближайшие родственники обычных жиров. Это они выпадают в осадок в бутылках с растительным маслом и способствуют образованию вкуснейшей корочки на поджаренном картофеле. В фосфатидах кроме фрагментов молекул глицерина и жирных кислот можно обнаружить также остатки фосфорной кислоты и ее производных. Примером фосфатида является лецитин, играющий важную физиологическую роль, а также являющийся прекрасным эмульгатором, что позволяет использовать его в производстве шампуней:
Стерины – полициклические спирты сложного строения. Важнейшим представителем этого класса соединений является холестерин (провитамин D), который встречается только в жирах. Его брутто-формула С27Н46О. Жирорастворимые витамины. Ими богата печень рыбы и морского зверя, а также летнее сливочное масло (витамины A, D), растительные жиры (витамины Е, К). Пигменты – вещества, придающие окраску жирам. Так, хлорофилл придает зеленый оттенок конопляному маслу, каратиноиды окрашивают сливочное масло в желтый цвет. Интересно, что летнее масло имеет более интенсивную окраску: красящие пигменты переходят в него из травы. А вот масло, полученное зимой, – бледное, т.к. сено и солома содержат мало пигментов. Еще один компонент жиров – вкусовые примеси и носители запаха. Они разнообразные по составу и сложные по строению. «Букет» аромата сливочного масла определяют по меньшей мере 27 соединений. Какова же роль жиров в нашем организме – «химическом комбинате», куда они поступают, и что с ними происходит? С химической точки зрения из всех компонентов пищевого рациона жиры наименее окислены. Вот почему биохимические процессы превращения жиров сопровождаются выделением значительного количества энергии. Вы знаете, как быстро могут загореться пары жира при неосторожном поджаривании пищи на сковороде. (Учащиеся демонстрируют плакат: «При окислении 1 г жира выделяется 9,3 ккал энергии, т.е. в 2,25 раза больше, чем при окислении белков и углеводов».) Жиры в организме как источник энергии в первую очередь требуются энергетическим станциям клетки – митохондриям. Обычно в запас отправляется малая толика жира, остальное расходуется по назначению в процессе жизнедеятельности организма. Затем учащиеся разыгрывают сценку «Реклама растительного масла и чипсов». Ученик (команда «Углеводы»). Действительно, во фруктовых водах можно обнаружить органические соединения, состав которых отвечает общей формуле Сn(Н2О)m, поэтому они получили название «углеводы». Этой формуле отвечают альдегидоспирты и кетоспирты. Углеводов человек должен получать не менее 500 г в сутки – примерно в 5 раз больше, чем жиров. Углеводы и жиры – основные источники энергии, хотя углеводы примерно вдвое менее калорийны, чем жиры. При определенных условиях эти вещества могут взаимопревращаться в организме. Когда глюкоза С6Н12О6 поступает на «химический комбинат», ее энергетический потенциал реализуется с помощью аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Полученная энергия используется при мышечных сокращениях, обеспечивает биосинтез и иные процессы, без которых немыслим живой организм. Углеводы могут откладываться в печени или мышцах в виде гликогена (С6Н10О5)m, а в растениях – в виде крахмальных зерен. Отличие между этими веществами следующее: гликоген хорошо растворим в воде, а крахмал практически нерастворим. Реклама виноградного сокаУченик (представитель команды «Углеводы» в спортивном костюме и с коробкой виноградного сока). Когда мы выполняем интенсивную физическую работу, гликоген подвергается гликолизу. Под действием воды он деполимеризуется и образует молекулы глюкозы, распространяющиеся током крови по всему организму. При этом у нас появляется жажда не только из-за потери влаги с потом, но и по причине частичного расходования воды на гидролиз гликогена. Поэтому предпочтите всем остальным напиткам виноградный сок: два стакана сока утолят жажду и восполнят расход глюкозы. Ученик (команда «Белки»). Чем же, с точки зрения химика, отличаются белки от рассмотренных ранее жиров и углеводов? Их главное отличие – в чрезвычайной сложности строения белков и более разнообразном элементном составе. Известно, что жиры и углеводы состоят в основном из трех химических элементов – углерода, водорода и кислорода. В состав белков наряду с этими элементами обязательно входят азот, сера, фосфор. Некоторые белки содержат в микродозах железо, йод, марганец, цинк, медь. Структурными фрагментами белков являются остатки аминокислот. Аминокислотный состав – причина большого разнообразия белков по сравнению с другими известными нам структурами. Особенность аминокислот – наличие двух функциональных групп: кислотной (–СООН) и основной (–NН2) – в одной молекуле. Они взаимодействуют друг с другом (в соседних молекулах), образуя пептидные мостики:
Такими мостиками может быть соединено в цепи неограниченное число остатков различных аминокислот. Подвижность электронов азота и кислорода в амидной группировке приводит к возникновению бесчисленных взаимодействий между цепями белковых биополимеров. Какова же роль белков в организме? Распадаясь на структурные элементы (аминокислоты), они служат строительным материалом во взрослом организме – для «ремонтных работ», а в молодом, развивающемся – для «новостроек». Ведь белки – это в конечном итоге сухожилия, мышцы, гемоглобин крови, кожа, ногти, волосы. Кроме того, существуют белки, регулирующие процессы жизнедеятельности в организме, белки, защищающие его от инфекции. Реклама белкового кремаУченик (представитель команды «Белки» с чашкой взбитого белкового крема).
Опыты по нижеприведенным заданиям проводят химики из каждой команды.
Учитель биологии. В большинстве семей есть люди с болезнями, обусловленными неправильным питанием. Сохранению здоровья способствует рациональное питание. Рациональное питание (от латинского слова «rationalis» – разумный) – это физиологически полноценное питание здоровых людей с учетом их пола, возраста, характера труда и других факторов. Раздел медицины, занимающийся изучением и обоснованием характера и норм питания при различных заболеваниях, а также организацией лечебного (диетического) питания, называется диетологией. Мы послушаем выступления врачей о болезнях, обусловленных характером принимаемой пищи. 1-й врач-диетолог (команды «Жиры»). Холестерин – составная часть клеточных оболочек большинства клеток здорового организма. В организме он используется для образования ряда активных веществ (половых гормонов, гормонов надпочечников, желчных кислот и т. д.), особенно много холестерина (свыше 2%) в тканях головного мозга. Холестерин легко синтезируется из продуктов
окисления углеводов и жиров. У здорового
взрослого человека количество холестерина,
поступающего в организм и образующегося в нем,
уравновешивается распадающимся и удаляющимся из
организма холестерином. 2-й врач-диетолог (команда «Углеводы»). Углеводы в организме являются энергетическим материалом. Это обусловлено быстротой их распада и окисления, а также тем, что они быстро извлекаются из «депо» и могут быть использованы в тех случаях, когда организм нуждается в дополнительных и стремительно нарастающих затратах энергии (при эмоциональном возбуждении, тяжелых мышечных судорогах, в условиях, вызывающих резкое падение температуры тела). Глюкоза, поступающая в кровь из кишечника, транспортируется затем в печень, где из нее синтезируется гликоген. Гликоген откладывается в печени и мышцах. Его количество у взрослого человека составляет 150–200 г. Недостаточное выделение поджелудочной железой гормона инсулина вызывает тяжелую болезнь – диабет. Организм теряет способность усваивать сахар, он накапливается в крови и выводится с мочой. Недостаток инсулина приводит к обезвоживанию тканей и потере воды организмом, что вызывает у больного мучительную жажду. Больной выделяет в сутки от 10 до 30 л мочи, содержание сахара в ней может достигать 5–10% (в норме моча не содержит сахара). Наблюдается исхудание, иногда, наоборот, ожирение. У диабетиков нарушается обмен жиров и белков. Белки расщепляются не полностью, промежуточные продукты очень ядовиты и вызывают тяжелое отравление организма. Как же вернуть его к норме? Прежде всего врач устанавливает правильную диету и назначает инсулин. Он тормозит выделение сахара печенью и улучшает его усвоение всеми клетками организма. 3-й врач-диетолог (команда «Белки»). Белки представляют основу структурных элементов клеток и тканей. Человеческому организму в среднем требуется 1,1–1,3 г белка на 1 кг веса. Белковое голодание довольно быстро приводит к тяжелому расстройству здоровья. Особенно чувствителен к недостатку белка растущий организм детей. Белковая недостаточность приводит к задержке, а затем к полному прекращению роста, к вялости, похуданию, тяжелым отекам, поносу, воспалению кожных покровов, малокровию, тяжелым расстройствам функций печени и поджелудочной железы, понижению сопротивляемости организма к инфекционным заболеваниям. И это далеко не полный перечень последствий белковой недостаточности. Бывает и смертельный исход. Нарисованная картина характерна для заболевания квашиоркор, получившего широкое распространение среди детей на африканском континенте, а также в некоторых странах Азии и Америки. Тяжелые последствия белкового голодания особенно памятны людям, перенесшим блокаду Ленинграда. По одному человеку от каждой команды вызывают к доске составлять диету для больных гастритом. Ведущий. До сих пор мы говорили исключительно о белках, жирах и углеводах. Однако помимо них для жизни совершенно необходимы также вода, минеральные соли и витамины. Вода составляет около 2/3 массы тела. Без нее не может жить ни одна клеточка, ибо химические реакции метаболизма могут идти только в растворах. Сухие вещества не взаимодействуют друг с другом. Даже в костях содержится до 1/4 воды. В сутки нам требуется 2–2,5 л воды. Однако при большой мышечной нагрузке, а тем более в жаркое время или в горячем цехе пить нужно гораздо больше. Рабочие горячих цехов могут за смену выделять через потовые железы до 10–12 л воды. Убыль жидкости надо непременно восполнять, причем пить в таких случаях следует подсоленную воду. Совершенно необходимы нам и минеральные соли. Буквально каждый химический элемент менделеевской таблицы находит в организме свое место. Железо нужно для образования гемоглобина. Цинк – составная часть фермента карбоангидразы и гормона инсулина. Фосфорнокислые соли кальция – основа костной ткани. Фосфор входит также в состав аденозинтрифосфорной кислоты. Йод – необходимая часть гормона щитовидной железы, бром – компонент гормона мозгового придатка (гипофиза). Наконец, в процессе эволюции все клетки тела, особенно нервные клетки, приспособились к определенному солевому составу плазмы крови, к определенному соотношению в ней натрия, калия, кальция и магния. Если убрать из крови кальций, наступают судороги и смерть. Все это показывает, что вводимые с пищей минеральные соли для нас жизненно необходимы. Чрезвычайно важны для организма и витамины, относительно простые органические соединения, вырабатываемые животными и растениями и играющие существенную роль в процессах обмена отдельных тканей. Человек не может вырабатывать витамины и нуждается в поступлении их с пищей. Важнейшими являются витамины А, В, С, D, E, K и РР. Далее учащиеся отвечают на вопросы программированного контроля. Тест предлагается для выполнения и участникам игры, и болельщикам. Программированный контроль знаний1. Где происходит механическая обработка пищи у человека? а) В желудке; б) в ротовой полости; в) в толстых кишках; г) в ротовой полости и желудке. 2. Для расщепления крахмала в ротовой полости при температуре тела наряду с измельчением пищи необходимы: а) ферменты слюны, слабощелочная среда; б) ферменты слюны, кислая среда; в) ферменты поджелудочной железы, слабощелочная среда. 3. Расщепление белков в желудке происходит при температуре тела, в присутствии ферментов желудочного сока и в: а) кислой среде; б) щелочной среде; в) кислой среде, в присутствии ферментов желчи. 4. Какие дополнительные условия необходимы для расщепления жиров в двенадцатиперстной кишке при температуре тела в присутствии ферментов сока поджелудочной железы? а) Кислая среда и наличие желчи; б) щелочная среда и наличие желчи; в) кислая среда; г) щелочная среда. 5. Какие функции выполняет кишечник человека? а) Секреторную и двигательную; б) секреторную, двигательную и пищеварительную; в) секреторную, двигательную, пищеварительную и всасывательную; г) секреторную и всасывательную. 6. В щелочной среде и при температуре тела ферменты поджелудочного сока действуют на: а) белки и жиры; б) жиры и углеводы; в) белки, жиры и углеводы; г) углеводы и белки. 7. Какое действие оказывает желчь на питательные вещества? а) Разделяя жиры на мельчайшие капельки, облегчает их расщепление ферментами пищеварительных соков; б) расщепляет жиры на жирные кислоты и глицерин; в) облегчает расщепление белков ферментами пищеварительных соков; г) облегчает расщепление углеводов ферментами пищеварительных соков. 8. Какие продукты образуются при расщеплении белков? а) Жирные кислоты и глицерин; б) глюкоза; в) аминокислоты; г) аминокислоты и глюкоза. 9. Какие продукты образуются при расщеплении жиров? а) Жирные кислоты и глицерин; б) глюкоза; в) аминокислоты; г) аминокислоты и глюкоза. 10. Какие продукты образуются при расщеплении сложных углеводов – крахмала и целлюлозы? а) Жирные кислоты и глицерин; б) глюкоза; в) аминокислоты; г) аминокислоты и глюкоза. 11. Какой тип пищеварения в тонком кишечнике? а) Полостное; б) внутриклеточное; в) полостное и пристеночное; г) внутриклеточное и полостное. 12. Какие продукты конечного распада питательных веществ всасываются в кровь? а) Жиры; б) глюкоза, жирные кислоты и глицерин; в) аминокислоты и глюкоза; г) жиры и глюкоза. 13. Какие вещества при всасывании попадают сначала в лимфу, а вместе с ней – в кровь? а) Жиры; б) аминокислоты; в) глицерин и жирные кислоты; г) глюкоза. 14. Где у человека образуются характерные для него жиры? а) В клетках эпителия кишечника; б) в клетках эпителия ворсинок кишечника; в) в клетках печени; г) в полости тонкого кишечника. Ответы на вопросы
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Девиз
урока. «Пусть пища ваша будет вашим
лекарством» (Гиппократ).
Задание команде
«Жиры». В одной пробирке содержится машинное
масло, полученное из нефти, а в другой –
растительное масло. Определите химическим
способом, используя бромную воду, где какое
масло.