Глюкоза адам организмінде
Мақсаттар мен күтілетін нәтиже
Білімділік
Глюкозаның құрылысы, табиғатта түзілуі, алынуы, жалпы қасиеттері, маңызы және қолданылуы туралы түсінік беру; білімін кеңейту.
Дамытушылық
Зейінін, танымдық белсенділігін, өзіндік пікірін қалыптастыру; ой-өрісін және шығармашылық мүмкіндігін дамыту.
Тәрбиелік
Алғырлыққа, өз бетінше ізденуге, бірлесіп жұмыс істеуге тәрбиелеу.
Күтілетін нәтиже
- Глюкозаның молекулалық құрылысын және көпатомды спирттерге тән қасиеттерін сипаттай алады.
- Глюкозаның химиялық қасиеттерін талдай алады.
- Есептер мен жаттығуларды өз бетімен орындай алады.
- Танымдық іс-әрекеті, ойлау белсенділігі және тапқырлығы артады.
Сабақ барысы
- Ұйымдастыру
- Жаңа сабақ
- Химиялық диктант
- Топтық тапсырма
- Үйге тапсырма
Көмірсулар және глюкоза
Көмірсу атауы ертеден қалыптасқан. Алғаш зерттелген көмірсулардың кейбірі химиялық құрамы жағынан көміртек пен судан құралғандай көрініп, жалпы формуласы Cn(H2O)m түрінде берілді. Кейін бұл формулаға дәл сәйкес келмейтін, бірақ қасиеттері бойынша осы класқа жататын қосылыстар да табылды. Соған қарамастан, «көмірсулар» атауы ғылымда әлі де қолданылады.
Глюкоза деген не?
Глюкоза (жүзім қанты) — организмге тез әрі жеңіл сіңетін қанттың ең қарапайым түрлерінің бірі. Ол жеміс-жидектерде және балда кездеседі. Медицинада сусыздану кезінде қолданылатын ерітінді түрінде, ал тұрмыста көбіне ақ ұнтақ ретінде белгілі.
Табиғаттағы және өнеркәсіптегі орны
- Моносахаридтер тобына жатады.
- Тамақ өнеркәсібінде, медицинада және аналитикалық химияда реактив ретінде қолданылады.
- Сахароза мен лактозаның құрамына кіреді; крахмал, гликоген, целлюлоза сияқты полисахаридтердің түзілуіне негіз болады.
Зат алмасудағы рөлі
Глюкоза — маңызды алмасу заты: тірі тіндерді энергиямен қамтамасыз етеді. Адам қанындағы глюкозаның қажетті деңгейі (шамамен 100 мг%) гликогеннің синтезі мен ыдырауы арқылы реттеліп отырады.
Глюкозаның табиғатта түзілуі және алынуы
Табиғатта түзілуі
Табиғатта глюкоза фотосинтез реакцияларының нәтижесінде түзіледі.
Алынуы (тарихи дерек)
Қантты заттарды алғаш рет А. М. Бутлеров (1861) кальций гидроксидінің қатысында формальдегидтен синтездегені белгілі.
Глюкозаның химиялық қасиеттері
Глюкоза молекуласында альдегид тобы және бірнеше гидроксил топтары болғандықтан, ол альдегидтерге де, көпатомды спирттерге де тән қасиеттерді қатар көрсетеді.
Альдегид тобына тән реакциялар
Тотығу (жұмсақ тотықтырғыштар)
Глюкоза жақсы тотықсыздандырғыш. Мысалы, күміс оксидінің аммиактағы ерітіндісімен әрекеттескенде тек альдегид тобы тотығып, глюкон қышқылына айналады.
Cu(OH)2-пен қыздырғанда
Мыс(II) гидроксидімен қыздырғанда альдегид тобы тотығып, карбоксил тобына айналады; ал мыс(I) оксидінің қызыл түсті тұнбасы түзіледі.
Тәжірибе (сапалық анықтау)
- Жаңа дайындалған мыс(II) гидроксидіне бірнеше тамшы жүзім немесе алма сөлін (немесе дәріханалық глюкоза ерітіндісін) қосамыз.
- Қоспаны қыздырамыз.
Қорытынды: қоспа түсінің өзгеруі алма мен жүзім құрамында глюкоза бар екенін көрсетеді.
Тотықсыздану
Катализатор қатысында сутекпен тотықсызданғанда глюкоза алтыатомды спирт — сорбит түзеді:
C6H12O6 + H2 → C6H8(OH)6 (сорбит)
Көпатомды спирттерге тән қасиеттер
Этерификация (күрделі эфирлер түзілуі)
Қанттардың гидроксил топтары этерификацияға оңай түседі. Кең таралған түрі — ацилдеу: реакцияны сірке ангидридімен, катализаторлар қатысында (ZnCl2, H2SO4, натрий ацетаты) жүргізеді. Гексозалардың тұйық құрылымы тұйық пентаацетаттар түзуге бейім.
Бұл реакциялар глюкоза молекуласында бес гидроксил тобы бар екенін дәлелдеуге көмектеседі.
Ашу және тотығу процестері
Спирттік ашу
Ашытқы ферменттерінің әсерінен глюкоза ашып, этанол түзеді (процесс күрделі, теңдеу ықшам берілген):
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2
Сүтқышқылды ашу
Сүтқышқылды бактериялар ферменттерінің әсерінен глюкозадан сүт қышқылы түзіледі:
C6H12O6 → 2CH3–CH(OH)–COOH
Толық тотығу
Органикалық қосылыс ретінде глюкоза толық тотығып, соңғы өнімдер ретінде көмірқышқыл газы мен су түзеді:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + Q
Глюкозаның адам организміндегі маңызы
Глюкоза адам организмінде зат алмасу процесіне белсенді қатысады. Тамақ арқылы түскен крахмал, қант сияқты күрделі көмірсулар ферменттердің әсерінен ас қорыту жолдарында глюкозаға дейін ыдырайды.
Негізгі бөлігі энергия қоры ретінде жұмсалады: жасушаларда глюкоза оттекпен бірнеше саты арқылы біртіндеп тотығып, организмді қажетті энергиямен қамтамасыз етеді. Полисахаридтер моносахаридтерге дейін ыдырап, ішек бүрлерінің капиллярлары арқылы қанға өтеді.
Қандағы қант төмендесе
Қандағы қант мөлшері азайса (гипогликемия), адам шаршап, басы айналып, көзі қарауытуы мүмкін. Мұндайда глюкоза ерітіндісін қанға немесе тері астына енгізу, не кәдімгі қант қабылдау қысқа уақыт ішінде жағдайды түзетуге көмектеседі.
Фруктоза: глюкозаның изомері
Негізгі мәлімет
Фруктоза (левулоза, жеміс қанты) — моносахаридтер тобына жататын глюкозаның изомері. Ол сахароза мен инулиннің құрамдас бөлігі. «Жеміс қанты» деп аталуы — табиғи күйінде көптеген жеміс-жидектерде кездесетіндігіне байланысты. Балдың негізгі бөлігі де фруктозадан тұрады.
Қасиеті және қолданылуы
- Тәттілігі сахарозадан шамамен 1,5–1,7 есе жоғары.
- Қантты тұтыну мөлшерін 30–50% азайтуға мүмкіндік береді.
- Жақсы сіңімді; қорытылуы кезінде инсулиннің қатысуын қажет етпейді.
- Диабетке арналған өнімдерде, диеталық тағамдарда және басқа да азық-түлік өндірісінде кең қолданылады.
- Қандағы алкогольдің ыдырауын жеделдетуге ықпал етеді; кәдімгі қантты фруктозамен алмастыру тіс ауруларының алдын алуға көмектесуі мүмкін.
Өндірістік көздері
Фруктозаны алуда инулинге бай өсімдіктер маңызды: топинамбур, шашыратқы, түйежапырақ, георгин, бақбақ және т.б.
Химиялық диктант
Төмендегі сөйлемдердегі бос орындарды тиісті ұғымдармен толықтырыңыз.
- Моносахаридтер — ____________________ қарапайым қантты заттар.
- Қантты заттарды ең алғаш рет ____________________ (1861 ж.) кальций гидроксиді қатысында ____________________ синтездеген.
- Ашытқы ферменті әсерінен ашып, ____________________ этанол түзіледі.
- ____________________ — «жеміс қанты» деп аталады.
- Көмірсулардың жалпы формуласы: ____________________.
- Дисахаридтер ____________________, моносахаридтердің ____________________ молекуласына ыдырайды; ____________________ — «сүт қанты».
- Глюкоза ____________________ — крахмалды өндірісте ____________________ ерітіндісінде қайнатып алу арқылы алынуы мүмкін.
- Сахарозаны балқытып қатырса, ____________________ мөлдір масса түзіледі.
- Глюкоза артық мөлшерде ____________________ айналып, ____________________ қор болып жиналады.
- Глюкоза адам организмінде ____________________ процесіне қатысады.
Топтық тапсырмалар
I топ
- Глюкоза молекуласындағы көміртектің массалық үлесін есептеңдер.
- 400 г 20%-дық ерітінді дайындау үшін фруктоза мен судың мөлшерін анықтаңдар.
- Өнімнің практикалық шығымы 82% болса, 171 г сахарозаны гидролиздегенде түзілетін фруктозаның массасын есептеңдер.
II топ
- 85,5 г сахароза гидролизінен алынатын фруктозаның массасын анықтаңдар.
- 30 г глюкозаны 130 г суда ерітті. Алынған ерітіндідегі глюкозаның массалық үлесін есептеңдер.
- Глюкоза спирттік ашу арқылы 299 г этил спиртін берді (шығым 85%). Ашуға алынған глюкозаның массасын есептеңдер.
Үй тапсырмасы
- Тақырыпты қайталау: Көмірсулар. Моносахаридтер. Глюкоза.
- Есептер: № 6–7.
- Қысқаша хабарлама: «Адам организміндегі глюкозаның маңызы».