ВТОРНИК, 01.12.20г.  208,106,305.303

ГРУППА 208

Тема: Глюкоза. Строение молекулы. Изомерия. Фи­зические и химические свойства . Нахождение в природе.

На­зва­ние уг­ле­во­ды по­яви­лось при­мер­но в на­ча­ле 19 века, когда был вы­пол­нен впер­вые ана­лиз этих со­еди­не­ний. Ока­за­лось, что со­став уг­ле­во­дов можно вы­ра­зить фор­му­лой, в ко­то­рой на 1 атом уг­ле­ро­да при­хо­дит­ся опре­де­лен­ное ко­ли­че­ство мо­ле­кул воды, т.е. уголь и вода. Тогда еще ни­че­го не было из­вест­но о струк­ту­ре, и на­зва­ние при­жи­лось.

 

Имен­но за свой слад­кий вкус уг­ле­во­ды ино­гда еще на­зы­ва­ют са­ха­ра­ми.

Это более ста­рин­ное их на­зва­ние. При этом да­ле­ко не все со­еди­не­ния, ко­то­рые от­но­сят­ся к клас­су уг­ле­во­дов, яв­ля­ют­ся на вкус слад­ки­ми.

 

Уг­ле­во­ды на­ря­ду с бел­ка­ми и жи­ра­ми вхо­дят в со­став прак­ти­че­ски всех живых ор­га­низ­мов, осо­бен­но в со­став рас­те­ний. Хо­ро­шо из­вест­но, что прак­ти­че­ски вся со­вре­мен­ная жизнь су­ще­ству­ет бла­го­да­ря тому, что в рас­те­ни­ях, в зе­ле­ных рас­те­ни­ях, про­ис­хо­дит син­тез уг­ле­во­да глю­ко­зы.

В про­цес­се этого син­те­за, кроме глю­ко­зы, ко­то­рая по­лу­ча­ет­ся из уг­ле­кис­ло­го газа и воды, вы­де­ля­ет­ся еще и кис­ло­род. Имен­но бла­го­да­ря этому зе­ле­ные рас­те­ния обес­пе­чи­ва­ют нас нуж­ным кис­ло­ро­дом для ды­ха­ния. По­сколь­ку про­цесс тре­бу­ет за­трат энер­гии, и до­воль­но боль­ших за­трат, рас­те­ния берут эту энер­гию из сол­неч­но­го света, пре­об­ра­зуя его таким об­ра­зом в про­стей­ший и наи­бо­лее рас­про­стра­нен­ный уг­ле­вод – глю­ко­зу.

Получение глюкозы 

В промышленности

Гидролиз крахмала:                               

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O ^t,H+→ nC₆H₁₂O₆

крахмал                                 глюкоза

В лаборатории 

Из формальдегида (1861 г А.М. Бутлеров):              

  6 HCOH   ^Ca(OH)2→    C₆H₁₂O₆

 формальдегид

В природе 

Фотосинтез:                         

6CO₂ + 6H₂O     ^{hν, хлорофилл} →     C₆H₁₂O₆ + 6O₂ 

Другие способы 

Гидролиз дисахаридов:                            

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O ^t,H+→ 2 C₆H₁₂O₆

мальтоза                               глюкоза                            

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O ^t,H+→   C₆H₁₂O₆ +  C₆H₁₂O₆

сахароза                              глюкоза       фруктоза

Химические свойства глюкозы 

I. Специфические свойства

Важнейшим свойством моносахаридов является их ферментативное брожение, т.е. распад молекул на осколки под действием различных ферментов. Брожение происходит в присутствии ферментов, выделяемых дрожжевыми грибками, бактериями или плесневыми грибками. В зависимости от природы действующего фермента различают реакции следующих видов: 

1.Спиртовое брожение:

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅-OH + 2CO₂↑ 

2. Молочнокислое брожение: 

3. Маслянокислое брожение: 

C₆H₁₂O₆ → C₃H₇COOH + 2H₂ ↑+ 2CO₂↑ 

II. Свойства альдегидов 

1. Реакция серебряного зеркала:   

  Видео «Качественная реакция глюкозы саммиачным раствором оксида серебра (I)»                                   

СH₂OH(CHOH)₄-COH + Ag₂O ^t.NH3→ СH₂OH(CHOH)₄-COOH + 2Ag↓

или

СH₂OH(CHOH)₄-COH +  2[Ag(NH₃)₂]OH →  СH₂OH(CHOH)₄-COONH₄ + 2Ag↓+ 3NH₃ + H₂O

СH₂OH(CHOH)₄-COOH  - глюконовая кислота 

2. Окисление гидроксидом меди (II):                                                           

СH₂OH(CHOH)₄-COH + 2Cu(OH)₂ ^t → СH₂OH(CHOH)₄-COOH + Cu₂O + 2H₂O

                                            голубой                                                        красный

3. Восстановление:                                                                                                                      

СH₂OH(CHOH)₄-COH + H₂ ^t,Ni → СH₂OH(CHOH)₄-CH₂OH

                                                          сорбит – шестиатомный спирт

III. Свойства многоатомных спиртов 

1. Образование простых эфиров со спиртами

При действии метилового спирта в присутствии газообразного хлористого водорода атом водорода гликозидного гидроксила замещается на метильную группу.

α - глюкоза

+ СH3ОН

HCl(газ)→

+ H2О

2. Качественная реакция многоатомных спиртов

Прильём к раствору глюкозы несколько капель раствора сульфата меди (II) и раствор щелочи. Осадка гидроксида меди не образуется. Раствор окрашивается в ярко-синий цвет. В данном случае глюкоза растворяет гидроксид меди (II) и ведет себя как многоатомный спирт, образуя комплексное соединение – ярко синего цвета. 

Видео «Качественная реакция глюкозы с гидроксидом меди (II)» 

                                         (глюкозат меди (II) – синий раствор)

 Применение

Глюкоза является ценным питательным продуктом. В организме она подвергается сложным биохимическим превращениям в результате которых образуется диоксид углерода и вода, при это выделяется энергия согласно итоговому уравнению:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6H₂O + 6CO₂ + 2800 кДж

Так как глюкоза легко усваивается организмом, её используют в медицине в качестве укрепляющего лечебного средства при явлениях сердечной слабости, шоке, она входит в состав кровозаменяющих и противошоковых жидкостей. Широко применяют глюкозу в кондитерском деле (изготовление мармелада, карамели, пряников и т. д.), в текстильной промышленности в качестве восстановителя, в качестве исходного продукта при производстве аскорбиновых и глюконовых кислот, для синтеза ряда производных сахаров и т.д. Большое значение имеют процессы брожения глюкозы. Так, например, при квашении капусты, огурцов, молока происходит молочнокислое брожение глюкозы, так же как и при силосовании кормов. Если подвергаемая силосованию масса недостаточно уплотнена, то под влиянием проникшего воздуха происходит маслянокислое брожение и корм становится непригоден к применению. На практике используется также спиртовое брожение глюкозы, например при производстве пива.

ГРУППА 106

Тема: Чарльз Дарвин и его теория происхождения видов.

История развития и происхождения человеческого вида на протяжении столетий волнует учёных и множество обычных людей. Во все времена на этот счёт выдвигались всевозможные теории.

Родившийся в семье врача, Чарльз Дарвин, обучаясь в Кембридже и Эдинбурге, стал обладать глубокими познаниями в области геологии, ботаники и зоологии, а также овладел навыками полевых исследований, к которым испытывал тягу.

Огромное влияние на формирование мировоззрения Дарвина, как учёного, оказал труд «Принципы геологии» Чарльза Лайеля – английского геолога. Согласно его мнению, современный вид нашей планеты постепенно формировался под воздействием тех же естественных сил, которые продолжают воздействовать и в наши дни. Чарльз Дарвин, естественно, был знаком с идеями Жана Батиста Ламарка, Эразма Дарвина и некоторых других эволюционистов раннего периода, но ни одна из них не подействовала на него, как теория Лайлея.

Однако поистине судьбоносную роль в судьбе Дарвина сыграло его странствие на судне «Бигль», проходившее с 1832 по 1837 годы. Сам Дарвин говорил, что самое больше впечатление на него произвели следующие открытия:

• Открытие ископаемых животных гигантских размеров и покрытых панцирем, который был похож на панцирь знакомых всем нам броненосцев;
• Очевидность того, что виды животных, близких по роду, замещают друг друга по мере продвижения по южноамериканскому материку;
• Очевидность того, что виды животных на различных островах Галапагосского архипелага лишь немногими отличаются друг от друга.

Впоследствии учёный заключил, что вышеназванные факты, как и множество других, могут быть объяснены лишь если предположить, что каждый из видов претерпевал постоянные изменения.

После того как Дарвин вернулся из путешествия, он занялся обдумыванием проблемы происхождения видов. Идей рассматривалось множество, в том числе, и идея Ламарка, но все они были отброшены за отсутствием объяснений поразительной способности растений и животных приспосабливаться к условиям среды обитания. Этот факт, который ранние эволюционисты считали не требующим обоснований, стал для Дарвина наиболее важным вопросом. Так он начал собирать информацию на тему изменчивости растений и животных в природных и домашних условиях.

Много лет спустя, вспоминая о возникновении своей теории, Дарвин писал, что совсем скоро он осознал, что главное значение в успешном создании человеком полезных видов растений и животных имел именно отбор. Хотя, на протяжении определённого времени учёный всё ещё не мог понять, как отбор может быть применимым к тем организмам, которые живут в естественной среде.

Именно в этот период в научных кругах Англии активно обсуждались идеи Томаса Мальтуса – английского учёного и демографа, который говорил о том, что популяция населения растёт в геометрической прогрессии. После прочтения его работы «О народонаселении» Дарвин продолжил свою предыдущую мысль, сказав, что продолжительные наблюдения за образом жизни растений и животных подготовили его к оценке значения вездесущей борьбы за существование. Но он был поражён мыслью, что благоприятные изменения в таких условиях должны оставаться и сохраняться, а неблагоприятные должны быть подвергнуты уничтожению. Итогом всего этого процесса и должно быть появление новых видов.

В результате, в 1838 году у Дарвина появилась теория происхождения видов посредством естественного отбора. Однако публикация этой теории состоялась лишь в 1859 году. А поводом для публикации послужили довольно-таки драматические обстоятельства.

В 1858 году человек по имени Альфред Уоллес – молодой британский биолог, натуралист и путешественник прислал Дарвину рукопись своей статьи «О тенденции разновидностей к неограниченному отклонению от первоначального типа». В данной статье было представлено изложение теории происхождения видов через естественный отбор. Дарвин решил не публиковать свой труд, но его соратники Чарльз Лайель и Джозеф Долтон Гукер, уже давно знавшие об идеях своего товарища и знакомые с набросками его работы, смогли убедить Дарвина, что публикация работы должна состояться одновременно с публикацией работы Уоллеса.

Так, в 1959 году вышла в свет работа Чарльза Дарвина «Происхождение видов путём естественного отбора, или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь», и её успех был просто ошеломительным. Теория Дарвина была прекрасно принята и поддержана одними учёными и жёстко раскритикована другими. Но все последующие труды Дарвина, как и этот, после публикации мгновенно приобретали статус бестселлеров и издавались на многих языках. Сам же учёный в мгновение ока приобрёл мировую известность.

И одной из причин популярности теории Дарвина явились её базовые принципы.

Главные принципы теории происхождения видов Чарльза Дарвина

Вся суть теории происхождения видов Дарвина заключается в комплексе положений, являющихся логичными, способных быть проверенными экспериментально и подтверждённых фактами. Этими положениями являются следующие:

• Любой вид живых организмов включает в себя огромнейший спектр индивидуальной генетической изменчивости, которая может различаться морфологическими, физиологическими, поведенческими и любыми другими признаками. Эта изменчивость может быть непрерывного количественного или прерывистого качественного характера, однако существует в любой момент времени. Найти двух особей, которые были бы абсолютно идентичны по совокупности признаков, невозможно.
• У любого живого организма есть способность быстро увеличивать популяцию. Не может быть никакого исключения из правила, говорящего о том, что органические существа размножаются в такой прогрессии, что если бы они не истреблялись, то одна пара могла бы покрыть потомством всю планету.
• Для любого вида животных имеются только ограниченные ресурсы для жизни. По этой причине большое производство особей должно служить катализатором борьбы за существование либо между представителями одного вида, либо между представителями различных видов, либо с условиями существования. Борьба за существование, согласно теории Дарвина, включает в себя как борьбу представителя какого-либо вида за жизнь, так и его борьбу за успешное обеспечение себя потомством.
• В борьбе за существование способны выжить и успешно производить потомство только самые приспособленные особи, которые имеют особые отклонения, оказавшиеся адаптивными к конкретным условиям среды обитания. Причём, такие отклонения возникают именно случайно, а не реагируя на воздействие среды. И полезность этих отклонений также случайна. Отклонение передаётся потомкам особи, которая выжила, на генетическом уровне, по причине чего они становятся более адаптированными к имеющейся среде обитания, нежели другие особи того же вида.
• Естественный отбор представляет собой процесс выживания и преимущественного размножения приспособленных представителей популяции. Естественный отбор, по словам Дарвина, точно так же постоянно фиксирует любые изменения, сохраняет хорошие и отбрасывает плохие, как это делает селекционер, изучающий множество особей и отбирающий и размножающий лучше из них.
• Применительно к отдельным изолированным разновидностям в различных условиях жизни, естественный отбор приводит к расхождению их признаков и, в итоге, к образованию нового вида.

Данные положения, являющиеся практически безупречными с точки зрения логики, и подкреплённые большим количеством фактического материала, являются основой теории эволюции, которую мы можем видеть сегодня.

ГРУППА 305

Тема: Клетка – элементарная единица живого. Цитоплазма. Мембранные органоиды клетки. 

Теория:

Наука, изучающая строение и функции клеток, называется цитология.

Клетка — элементарная структурная и функциональная единица живого.

Клетки, несмотря на свои малые размеры, устроены очень сложно. Внутреннее полужидкое содержимое клетки получило название цитоплазмы.

Цитоплазма является внутренней средой клетки, где проходят различные процессы и расположены компоненты клетки — органеллы (органоиды).

Цитоплазма эукариотических клеток пронизана трехмерной сетью из белковых нитей, называемых цитоскелетом. Он состоит из трех элементов: микротрубочек, промежуточных филаментов и микрофиламентов.

 

Цитоскелет является механическим каркасом клетки для поддержания ее формы. Компоненты цитоскелета определяют деление клетки, перемещение органелл внутри клетки и движение цитоплазмы.

.

Клеточное ядро

Клеточное ядро — это важнейшая часть клетки.
От цитоплазмы ядро отделено оболочкой, состоящей из двух мембран. В оболочке ядра имеются многочисленные поры, они нужны для того, чтобы различные вещества могли попадать из цитоплазмы в ядро и наоборот.

Внутреннее содержимое ядра получило название кариоплазмы, или ядерного сока. В ядерном соке расположены хроматин и ядрышко.

Хроматин представляет собой нити ДНК. Если клетка начинает делиться, то нити хроматина плотно накручиваются спиралью на особые белки, как нитки на катушку. Такие плотные образования хорошо видны в микроскоп и называются хромосомами.

 

   

Ядро содержит генетическую информацию и управляет жизнедеятельностью клетки.

Ядрышко представляет собой плотное округлое тело внутри ядра. Обычно в ядре клетки бывает от одного до семи ядрышек. Они хорошо видны между делениями клетки, а во время деления — разрушаются.
 

Функция ядрышек — синтез РНК и белков, из которых формируются особые органоиды — рибосомы.

Рибосомы участвуют в биосинтезе белка. В цитоплазме рибосомы чаще всего расположены на шероховатой эндоплазматической сети. Реже они свободно взвешены в цитоплазме клетки.

 

Эндоплазматическая сеть (ЭПС) участвует в синтезе белков клетки и транспортировке веществ внутри клетки.

 

Значительная часть синтезируемых клеткой веществ (белков, жиров, углеводов) не расходуется сразу, а по каналам ЭПС поступает для хранения в особые полости, уложенные своеобразными стопками, «цистернами», и отграниченные от цитоплазмы мембраной. Эти полости получили название аппарат (комплекс) Гольджи. Чаще всего цистерны аппарата Гольджи расположены вблизи от ядра клетки.

Аппарат Гольджи принимает участие в преобразовании белков клетки и синтезирует лизосомы — пищеварительные органеллы клетки.

Лизосомы представляют собой пищеварительные ферменты, «упаковываются» в мембранные пузырьки, отпочковываются и разносятся по цитоплазме.

В комплексе Гольджи также накапливаются вещества, которые клетка синтезирует для нужд всего организма и которые выводятся из клетки наружу.

 

Митохондрии — энергетические органоиды клеток. Они преобразуют питательные вещества в энергию (АТФ), участвуют в дыхании клетки.

 

Митохондрии покрыты двумя мембранами: наружная мембрана гладкая, а внутренняя имеет многочисленные складки и выступы — кристы.

 

 

В мембрану крист встроены ферменты, синтезирующие за счёт энергии питательных веществ, поглощённых клеткой, молекулы аденозинтрифосфата (АТФ).
АТФ — это универсальный источник энергии для всех процессов, происходящих в клетке.

Количество митохондрий в клетках различных живых существ и тканей неодинаково.
Например, в сперматозоидах может быть всего одна митохондрия. Зато в клетках тканей, где велики энергетические затраты (в клетках летательных мышц у птиц, в клетках печени), этих органоидов бывает до нескольких тысяч.

Митохондрии имеют собственную ДНК и могут самостоятельно размножаться (перед делением клетки число митохондрий в ней возрастает так, чтобы их хватило на две клетки).

Митохондрии содержатся во всех эукариотических клетках, а вот в прокариотических клетках их нет. Этот факт, а также наличие в митохондриях ДНК позволило учёным выдвинуть гипотезу о том, что предки митохондрий когда-то были свободноживущими существами, напоминающими бактерии. Со временем они поселились в клетках других организмов, возможно, паразитируя в них. А затем за многие миллионы лет превратились в важнейшие органоиды, без которых ни одна эукариотическая клетка не может существовать.

Плазматическая мембрана

Чтобы клетка представляла собой единую систему, необходимо, чтобы все её части (цитоплазма, ядро, органоиды) удерживались вместе. Для этого в процессе эволюции развилась плазматическая мембрана, которая, окружая каждую клетку, отделяет её от внешней среды. Наружная мембрана защищает внутреннее содержимое клетки — цитоплазму и ядро — от повреждений, поддерживает постоянную форму клетки, обеспечивает связь клеток между собой, избирательно пропускает внутрь клетки необходимые вещества и выводит из клетки продукты обмена.

  

Строение мембраны одинаково у всех клеток. Основу мембраны составляет двойной слой молекул липидов, в котором расположены многочисленные молекулы белков. Некоторые белки находятся на поверхности липидного слоя, другие — пронизывают оба слоя липидов насквозь.

 

 

  

Специальные белки образуют тончайшие каналы, по которым внутрь клетки или из неё могут проходить ионы калия, натрия, кальция и некоторые другие ионы, имеющие маленький диаметр. Однако более крупные частицы (молекулы пищевых веществ — белки, углеводы, липиды) через мембранные каналы пройти не могут и попадают в клетку при помощи фагоцитоза или пиноцитоза:

• В том месте, где пищевая частица прикасается к наружной мембране клетки, образуется впячивание, и частица попадает внутрь клетки, окружённая мембраной. Этот процесс называется фагоцитозом (клетки растений поверх наружной клеточной мембраны покрыты плотным слоем клетчатки (клеточной оболочкой) и не могут захватывать вещества при помощи фагоцитоза).
• Пиноцитоз отличается от фагоцитоза лишь тем, что в этом случае впячивание наружной мембраны захватывает не твёрдые частицы, а капельки жидкости с растворёнными в ней веществами. Это один из основных механизмов проникновения веществ в клетку.

  

 

Когда в клетку путём фагоцитоза или пиноцитоза попадают различные питательные вещества, их необходимо переварить (т. е. белки должны разрушиться до отдельных аминокислот, полисахариды — до молекул глюкозы или фруктозы, липиды — до глицерина и жирных кислот). Чтобы внутриклеточное переваривание стало возможным, фагоцитарный или пиноцитарный пузырёк должен слиться с лизосомой. 

ГРУППА 303

Тема: 

Дисперсные системы.

Приготовление суспензии карбоната кальция в воде. Получение эмульсии моторного масла. Ознакомление со свойствами дисперсных систем.

 Лабораторная работа

Тема: Приготовление суспензии карбоната кальция в воде.(НЕ ДЛЯ ЗАПИСИ! НАПОМИНАНИЕ: КАРБОНАТ КАЛЬЦИЯ В ДАННОМ СЛУЧАЕ- МЕЛ)

Цель: изучить способы приготовления суспензий; отработать навыки экспериментальной работы, соблюдая правила техники безопасности при работе в кабинете химии.

Оборудование: пробирка с порошком мела, пробирка с водой.

ХОД РАБОТЫ.

Дисперсные системы – это системы, в которых мелкие частицы вещества, или дисперсная фаза, распределены в однородной среде (жидкость, газ, кристалл), или дисперсионной фазе

Суспензия относится к дисперсной системе ВЗВЕСИ, и состоит из жидкости и распределенного в ней твердого вещества с размером частиц более 100 нм. Если порошок поместить в жидкость и перемешать, то получится суспензия, а при высушивании суспензия снова превращается в порошок.

Концентрированные суспензии (пасты) могут быть получены как в результате оседания более разбавленных суспензий, так и непосредственно растиранием порошков или массивных твердых тел с жидкостями.

Последовательность выполнения работы:

1. К порошку мела в пробирке добавИМ 1-2 мл воды и энергично взболтайте.

2. Опишите наблюдаемое явление. Записи внесите в таблицу по форме:

Что делали

Что наблюдали

Вывод

3. Сформулируйте вывод

Контрольные вопросы:

1. Укажите, что в полученной вами дисперсной системе «суспензия» является дисперсионной средой, а что дисперсной фазой?

2. Разделяются ли со временем дисперсионная среда и дисперсная фаза в данной суспензии?