Temat: Cukry – glukoza i fruktoza

Adresat

Uczeń szkoły podstawowej (klasy 7. i 8.)

Podstawa programowa:

Szkoła podstawowa. Chemia.

X. Substancje chemiczne o znaczeniu biologicznym. Uczeń:

7) wymienia pierwiastki, których atomy wchodzą w skład cząsteczek cukrów (węglowodanów); klasyfikuje cukry na proste (glukoza, fruktoza) i złożone (sacharoza, skrobia, celuloza);

8) podaje wzór sumaryczny glukozy i fruktozy; bada i opisuje wybrane właściwości fizyczne glukozy i fruktozy; wymienia i opisuje ich zastosowania.

Ogólny cel kształcenia

Uczeń klasyfikuje cukry i charakteryzuje glukozę i fruktozę pod względem budowy, właściwości i zastosowania

Kompetencje kluczowe

• porozumiewanie się w językach obcych;

• kompetencje informatyczne;

• umiejętność uczenia się.

Kryteria sukcesu
Uczeń nauczy się:

• z jakich pierwiastków zbudowane są cukry;

• dokonywać podziału cukrów na proste i złożone;

• wyjaśniać, na czym polega różnica w budowie glukozy i fruktozy i zapisywać poprawnie ich wzory sumaryczne;

• jakie są właściwości i zastosowanie glukozy;

• jak zaplanować i przeprowadzić doświadczenie pozwalające sprawdzić właściwości redukujące cukrów prostych.

Metody/techniki kształcenia

• aktywizujące

  • dyskusja.

• podające

  • pogadanka.

• eksponujące

  • film.

• programowane

  • z użyciem komputera;

  • z użyciem e‑podręcznika.

• praktyczne

  • ćwiczeń przedmiotowych.

Formy pracy

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne

• e‑podręcznik;

• zeszyt i kredki lub pisaki;

• tablica interaktywna, tablety/komputery.

Przebieg lekcji

Faza wstępna

1. Nauczyciel rozdaje uczniom metodniki lub kartki w trzech kolorach: zielonym, żółtym i czerwonym do zastosowania w pracy techniką świateł drogowych. Przedstawia cele lekcji sformułowane w języku ucznia na prezentacji multimedialnej oraz omawia kryteria sukcesu (może przesłać uczniom cele lekcji i kryteria sukcesu pocztą elektroniczną lub zamieścić je np. na Facebooku, dzięki czemu uczniowie będą mogli prowadzić ich portfolio).

2. Prowadzący wspólnie z uczniami ustala – na podstawie wcześniej zaprezentowanych celów lekcji – co będzie jej tematem, po czym zapisuje go na tablicy interaktywnej/tablicy kredowej. Uczniowie przepisują temat do zeszytu.

3. BHP – przed przystąpieniem do eksperymentów uczniowie zapoznają się z kartami charakterystyk substancji, które będą używane na lekcji. Nauczyciel wskazuje na konieczność zachowania ostrożności w pracy z nimi.

Faza realizacyjna

1. Nauczyciel wprowadza uczniów w zagadnienie węglowodanów – może zapytać o ich rolę w organizmie człowieka (to było omówione wcześniej na biologii), przykłady występowania w przyrodzie itp. Prezentuje podział węglowodanów, wyświetlając schemat na prezentacji multimedialnej. Prosi uczniów o zapoznanie się z interaktywną mapą prezentującą schemat fotosyntezy.

2. Nauczyciel wyświetla (prezentacja) wzory sumaryczne i strukturalne glukozy i fruktozy. Wyjaśnia różnicę w ich budowie strukturalnej i uzasadnia, dlaczego wzory sumaryczne nie różnią się od siebie. Nawiązując do tego faktu, zadaje uczniom pytanie: „Z jakich pierwiastków składają się cukry?”.

3. Prowadzący zajęcia odwołuje uczniów do abstraktu i prosi o znalezienie informacji o potrzebnych do przeprowadzenia doświadczenia na temat właściwości glukozy przyrządach i substancjach. Prosi również o przeczytanie instrukcji tego doświadczenia.

4. Nauczyciel dzieli uczniów na grupy ćwiczeniowe, a następnie prosi o wykonanie doświadczenia – badanie właściwości fizycznych glukozy. Spostrzeżenia i wnioski uczniowie notują w formularzu w abstrakcie.

5. Po tej części praktycznej nauczyciel zadaje uczniom pytanie: „Dlaczego cukry mają odczyn obojętny, mimo że rozpuszczają się w wodzie?”. Jeżeli uczniowie nie udzielą odpowiedzi, naprowadza ich lub sam podpowiada, że „ dlatego, iż nie ulegają dysocjacji elektrolitycznej”.

6. Prowadzący zajęcia poleca uczniom, pracującym teraz w parach, wyszukanie informacji (internet, e‑podręcznik, abstrakt) na temat znaczenia i zastosowania glukozy i fruktozy (część par opracowuje glukozę, a część – fruktozę). Pary prezentują efekty poszukiwań, np. każda para podaje po jednym znaczeniu/zastosowaniu.

7. Nauczyciel dzieli uczniów na grupy ćwiczeniowe, a następnie prosi o wykonanie doświadczenia – badanie właściwości fizycznych fruktozy. Spostrzeżenia i wnioski uczniowie notują w formularzu w abstrakcie.

8. Nauczyciel prosi uczniów o wykonanie ćwiczeń interaktywnych w abstrakcie, które podsumowują wiadomości na temat właściwości glukozy i fruktozy.

Faza podsumowująca

1. Wskazany przez nauczyciela uczeń podsumowuje lekcję, opowiadając, czego się nauczył i jakie umiejętności ćwiczył.

Praca domowa

1. Odsłuchaj w domu nagrania abstraktu. Zwróć uwagę na wymowę, akcent i intonację. Naucz się prawidłowo wymawiać poznane na lekcji słówka.

2. Wykonaj w domu notatkę z lekcji metodą sketchnotingu.

W tej lekcji zostaną użyte m.in. następujące pojęcia oraz nagrania

Pojęcia

Teksty i nagrania

Sugars – glucose and fructose

Fats and proteins are important elements of our daily diet. These biologically important substances also include sugars called saccharides. These compounds are composed of carbon, hydrogen and oxygen atoms.

Due to the structure of sugars, we divide them into simple and complex ones.

One of nature's most common simple sugars is glucose – one of the products of the photosynthesis process.

What is the structure of the glucose molecule?

The molecular formula for glucose is ${\text{C}}_{\text{6}}{\text{H}}_{\text{12}}{\text{O}}_{\text{6.}}$ This formula also describes other compounds. This is why, in organic chemistry, structural, semi‑structural or skeletal formulas are most often used.

The second most commonly known simple sugar is fructose. Its molecular formula is the same as the formula of glucose ${\text{C}}_{\text{6}}{\text{H}}_{\text{12}}{\text{O}}_{\text{6}}$, but differs from it in terms of structure.

Fructose is found, among others, in fruit and honey. It is the sweetest and the most soluble sugar in water. It is used as a sweetener for people with diabetes.

How can you distinguish glucose from fructose?

Look at the structural formula of both monosaccharides and perform the experiment:

• aqueous solution of glucose,

• aqueous solution of fructose,

• sodium hydrogen carbonate ${\mathrm{NaHCO}}_3$,

• bromine water,

• pipette,

• test tube rack,

• test tubes.

1. Add to the test tube with a solution of glucose, a solution of sodium bicarbonate and then a few drops of bromine water.

2. Add to the test tube with a solution of fructose, a solution of sodium bicarbonate and then a few drops of bromine water.

3. Observe the changes that occur.

Glucose and fructose have identical molecular formulas, but a different arrangement of atoms in the molecule. In a fructose molecule, oxygen is combined with a double bond with carbon occurring within the chain and not with the final carbon, as is the case in glucose.

The different arrangement of atoms in the glucose and fructose molecule causes both sugars to have different chemical properties. Fructose is, for example, much sweeter. To distinguish glucose from fructose, bromine water should be added in the presence of sodium hydrogen carbonate. Bromine water will decolorize in the glucose solution.

• Sugars, also called saccharides, are compounds composed of carbon, hydrogen and oxygen atoms.

• Sugars are divided into simple and complex ones.

• Simple sugars include, among others, glucose and fructose. These compounds have the same molecular formula – ${\text{C}}_{\text{6}}{\text{H}}_{\text{12}}{\text{O}}_{\text{6 }}$, but they differ in terms of structure.

• Glucose is a white crystalline substance which dissolves well in water. Its aqueous solution has a neutral reaction.

• Glucose is the product of the photosynthesis process.

• The reaction of glucose with copper(II) hydroxide, under the influence of temperature, results in the formation of brick‑red sediment. This is a indicative reaction for glucose.