SACHARIDY - UČEBNÍ MATERIÁLY PRO STŘEDNÍ ŠKOLY

Transkript

1 Univerzita Karlova v Praze Přírodovědecká fakulta Katedra učitelství a didaktiky chemie SAARIDY - UČEBNÍ MATERIÁLY PR STŘEDNÍ ŠKLY arbohydrates - learning materials for high schools DIPLMVÁ PRÁE Bc. Michaela Strejčková Vedoucí diplomové práce: RNDr. Renata Šulcová, PhD. Praha

2 Klíčová slova: Rámcový vzdělávací program, sacharidy, učebnice chemie pro SŠ, powerpointová prezentace, didaktické hry, laboratorní cvičení Key words: Framework Educational Programme, carbohydrates, textbook of chemistry for high schools, powerpoint presentation, educational games, laboratory exercises Prohlašuji, že jsem diplomovou práci vypracovala samostatně pod odborným dohledem RNDr. Renaty Šulcové, PhD. a všechny citované zdroje jsem řádně označila. Souhlasím se zapůjčením své diplomové práce pro potřeby zaměstnanců a studentů Univerzity Karlovy. V Praze dne. Bc. Michaela Strejčková 2

3 Děkuji své školitelce, RNDr. Renatě Šulcové PhD., za odbornou pomoc při vypracovávání mé diplomové práce a za ochotně strávený čas na konzultacích. Dále bych chtěla poděkovat RNDr. Daně Šonkové za spolupráci při zadávání průzkumu a pracovníkům KUD, kteří mi umožnili vstup do laboratoře a pomohli tak ke vzniku této práce. 3

4 bsah 1 Úvod a cíle diplomové práce Úvod íle diplomové práce 6 2 Teoretická část Kurikulární dokumenty Prostředky pro budování a rozvoj kompetencí Výukové metody Teorie k tvorbě učebnic 12 3 Praktická část - podpůrné materiály pro výuku tématu Sacharidy Návrh kapitoly Sacharidy pro středoškolskou učebnici chemie Powerpointová prezentace Didaktické hry Návrhy laboratorních cvičení Test Rozložení tématu Sacharidy do vyučovacích jednotek 75 4 Diskuse a vyhodnocení výsledků průzkumu Výsledky průzkumu Diskuse k vytvořeným materiálům 79 5 Závěr Abstrakt 81 7 Abstract 81 Seznam použité literatury a dalších zdrojů 82 Přílohy 87 4

5 Seznam zkratek: apod. a podobně atd. a tak dále cca přibližně č. číslo ČR Česká Republika kat. katalyzátor KUD Katedra učitelství a didaktiky chemie např. například obr. obrázek popř. popřípadě pozn. poznámka PřF Přírodovědecká Fakulta RVP Rámcový vzdělávací program RVP G Rámcový vzdělávací program pro gymnázia Sb. sbírka SŠ střední škola ŠVP Školní vzdělávací program tj. to je tzn. to znamená tzv. tak zvaný UK Univerzita Karlova ZŠ základní škola 5

6 1 ÚVD A ÍLE DIPLMVÉ PRÁE 1.1 Úvod Pro zpracování své diplomové práce jsem si vybrala téma Sacharidy učební materiály pro střední školy, a to proto, že pro střední školy neexistuje žádná učebnice chemie typu učebnic pro ZŠ vydaných nakladatelstvím Fraus, která by naplňovala představy o výuce odpovídající rámcovým vzdělávacím programům. V této práci bude vypracován učební text pro výuku tématu Sacharidy na středních školách, především gymnáziích a bude doplněn o návrhy činností pro žáky, a to ve formě laboratorních cvičení, pracovního listu, didaktických her atd. Tato práce navazuje na mou práci bakalářskou a budu moc ráda, když učitelům chemie poslouží jako pomocný materiál při probírání tématu Sacharidy během pedagogických praxí, ale i ve vlastní profesní pedagogické činnosti. 1.2 íle diplomové práce Navrhnout kapitolu na téma Sacharidy jako moderní učební oporu pro chemii na gymnáziích. Sestavit powerpointovou prezentaci, která by vhodně podpořila výklad tématu Sacharidy. Navrhnout didaktické hry a laboratorní cvičení, které prohloubí a zpestří výuku a motivují žáky k většímu zájmu o nepříliš oblíbený předmět - chemii. Připravit pracovní list (test), aplikovat ho ve škole a zjistit, co si žáci z učiva pamatují po uplynutí několika týdnů od probrání tématu. 6

7 2 TERETIKÁ ČÁST 2.1 Kurikulární dokumenty Zpracováno podle: /1, 2, 3/ V souladu s novými principy kurikulární politiky, zformulovanými v Národním programu rozvoje vzdělávání v ČR (tzv. Bílé knize) a zakotvenými v zákoně č. 561/2004 Sb., zákon o předškolním, základním, středním, vyšším odborném a jiném vzdělávání ( školský zákon ), se do vzdělávací soustavy zavádí nový systém kurikulárních dokumentů pro vzdělávání žáků od 3 do 19 let. /1/ Tyto dokumenty vytvářejí dvě úrovně - státní (Rámcové vzdělávací programy - RVP) a školní (Školní vzdělávací programy - ŠVP). V RVP jsou zakotveny pouze základní rámce vzdělávání a obsahují očekávané výstupy konkrétních předmětů. Jakým způsobem a do jaké míry bude učivo probíráno je vymezeno v ŠVP, které si dle RVP sestavují samy jednotlivé školy. hemie je ve vzdělávacích programech zařazena spolu s fyzikou, biologií, geologií a geografií do vzdělávací oblasti Člověk a příroda. čekávané výstupy z předmětu chemie vymezené v RVP G (uvedeny jsou pouze výstupy týkající se obecné chemie, organické chemie a biochemie). Žák: využívá odbornou terminologii při popisu látek a vysvětlování chemických dějů. provádí chemické výpočty a uplatňuje je při řešení praktických problémů. předvídá vlastnosti prvků a jejich chování v chemických procesech na základě poznatků o periodické soustavě prvků. využívá znalosti o částicové struktuře látek a chemických vazbách k předvídání některých fyzikálněchemických vlastností látek a jejich chování v chemických reakcích. zhodnotí vlastnosti atomu uhlíku významné pro strukturu organických sloučenin. aplikuje pravidla systematického názvosloví organické chemie při popisu sloučenin s možností využití triviálních názvů. charakterizuje základní skupiny organických sloučenin a jejich významné zástupce, zhodnotí jejich surovinové zdroje, využití v praxi a vliv na životní prostředí. aplikuje znalosti o průběhu organických reakcí na konkrétních příkladech. 7

8 využívá znalosti základů kvalitativní a kvantitativní analýzy k pochopení jejich praktického významu v organické chemii. objasní strukturu a funkci sloučenin nezbytných pro důležité chemické procesy probíhající v organismech. charakterizuje základní metabolické procesy a jejich význam. /1/ Kromě očekávaných výstupů obsažených v RVP jsou vymezeny i požadavky na studenty ukončující střední vzdělání maturitou, a to v Katalogu požadavků zkoušek společné části maturitní zkoušky. Tento katalog vychází z platných pedagogických dokumentů a pro téma Sacharidy jsou v něm požadavky definovány následovně. Žák má: charakterizovat a klasifikovat sacharidy, používat jejich názvosloví, objasnit strukturu základních hexos a pentos, vyjádřit acyklickou a cyklickou strukturu základních hexos a pentos pomocí Fischerových, Tollensových a aworthových vzorců, vysvětlit optickou izomerii sacharidů, popsat a vysvětlit fyzikální a chemické vlastnosti sacharidů, uvést jejich praktické použití. popsat a vysvětlit skupenství sacharidů a jejich rozpustnost. vysvětlit podstatu glykosidické vazby, rozlišit monosacharidy, oligosacharidy a polysacharidy, škrob, glykogen, celulosu, vysvětlit podstatu rozlišení redukujících a neredukujících disacharidů pomocí Fehlingova a Tollensova činidla, popsat získávání sacharidů z přírodních zdrojů a jejich zpracování, popsat důkaz škrobu roztokem jodu. objasnit funkce sacharidů v organismech. /3/ 2.2 Prostředky pro budování a rozvoj kompetencí Zpracováno podle: /1, 4/ Klíčové kompetence jsou v RVP definovány jako soubor vědomostí, dovedností, schopností, postojů a hodnot, které jsou důležité pro osobní rozvoj jedince, jeho aktivní zapojení do společnosti a budoucí uplatnění v životě. /1/ 8

9 Pro gymnaziální vzdělávání jsou stanoveny tyto kompetence: 1) kompetence k učení 2) kompetence k řešení problémů 3) kompetence komunikativní 4) kompetence sociální a personální 5) kompetence občanská 6) kompetence k podnikavosti /1/ Klíčové kompetence tedy požadují, aby vzdělání ovlivňovalo žáky mnohem komplexněji /4/ než tomu bylo doposud. Požadují, aby v hodinách nebylo vyučováno pouze danému předmětu, ale zároveň byl dán žákům prostor a příležitost k rozvíjení jejich vlastní tvořivosti, komunikačním dovednostem, budování postojů, a to prostřednictvím nejrůznějších výukových metod, např. diskusí na stanovené téma (např. nyní velmi aktuální téma úniku ropy do Mexického zálivu), kdy žáci rozvíjí kompetenci komunikativní, občanskou, nebo prostřednictvím inscenačních metod, didaktických her atd. 2.3 Výukové metody Zpracováno podle: /4, 5, 6, 7, 8, 9/ metoda - z řeckého slova methodos cesta k něčemu, postup k určitému cíli /4/ Pedagogové mají v dnešní době k dispozici nepřeberné množství časově i finančně různě náročných výukových metod, kterými mohou zpestřit a oživit výuku. Zařazení té či oné metody do vyučování by však nemělo být náhodné, ale předem dobře promyšlené s ohledem na probírané téma (stěží budeme praktikovat laboratorní cvičení při probírání slovních druhů v hodinách českého jazyka), předem stanovené vyučovací cíle a možnosti žáků, učitele i školy. V zájmu kvality výuky by se během vyučovací jednotky mělo vystřídat více výukových metod, které se mohou navzájem prolínat, avšak toto množství by zároveň nemělo překračovat rozumnou míru, aby se žáci v činnostech nepřestali orientovat. 9

10 Výukové metody lze dělit dle různých aspektů: Zpracováno podle: /4, 5, 6/ A. Metody z hlediska pramene poznání a typu poznatků - aspekt didaktický I. Metody slovní II. Metody názorně demonstrační III. Metody praktické B. Metody z hlediska aktivity a samostatnosti žáků - aspekt psychologický I. Metody sdělovací II. Metody samostatné práce žáků III. Metody badatelské, výzkumné, problémové. harakteristika metod z hlediska myšlenkových operací - aspekt logický I. Postup srovnávací II. Postup induktivní III. Postup deduktivní IV. Postup analyticko-syntetický D. Varianty metod z hlediska fází výchovně vzdělávacího procesu - aspekt procesuální I. Metody motivační II. Metody expoziční III. Metody fixační IV. Metody diagnostické V. Metody aplikační E. Aktivizující metody - aspekt interaktivní I. Diskuzní metody II. Situační metody III. Inscenační metody IV. Didaktické hry V. Specifické metody 10

11 Při aplikaci většiny výukových metod vyučující využívají nejrůznější didaktické pomůcky, které v mnoha směrech pomáhají žákům přiblížit učivo - znázorňují předměty a děje pro ně jinak nepředstavitelné (kalotové a tyčinkové modely, ), motivují žáky k práci (didaktické hry, laboratorní pokusy) nebo napomáhají učiteli při výkladu (powerpointové prezentace) a hodnocení míry dosažení výukových cílů (didaktické testy). Vzhledem k požadavkům stanoveným v RVP na rozvoj kompetencí žáků je diplomová práce směřována především na uplatnění aktivizujících metod v přírodovědném vzdělávání. Proto i v této kapitole bude dále popsána teorie konstrukce některých didaktických pomůcek podporujících aktivní vzdělávání, které jsou obsaženy v dalších kapitolách. Didaktické hry Zpracováno podle: /4, 7/ Didaktickou hru můžeme definovat jako seberealizaci žáků, řízenou určitými pravidly a sledující výchovně vzdělávací cíle. Pedagogicky nejúčinnější jsou soutěživé hry /4/, kdy nás po skončení činnosti zajímá pořadí hráčů. To v žácích vzbuzuje soutěživost a mají tendenci vyburcovat se k lepším výkonům. o je nutné stanovit při sestavování didaktické hry: výchovně vzdělávací cíle hry formulace pravidel počet účastníků hry za jakých podmínek hra končí (časový úsek, kvantitativní výkon,..) forma hodnocení časová náročnost Didaktické testy Zpracováno podle: /5, 8, 9/ Didaktické testy slouží k měření míry dosažení plánovaných výukových cílů. Aby výsledky podávaly co nejpřesnější informace, je nutné při tvorbě testu dodržet určité zásady: vytyčení cíle zkoušky neboli, co přesně má být ověřeno. možnost dosažení úspěchu v testu nesmí být ovlivněna vnějšími podmínkami objektivnost testu - Úkoly jsou formulovány jednoznačně tak, aby žák mohl odpovídat jediným možným způsobem /5/ 11

12 reliabilita testu (spolehlivost) - Test je pojat tak, aby ověřoval pouze skutečnosti, které ověřovat má (např. v předmětu chemie nehodnotíme pravopis). validita testu - přesnost, s níž se zjišťuje měřený znak. 2.4 Teorie k tvorbě učebnic Zpracováno podle: /5, 6, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20/ Učebnice může být vnímána jako jakýsi kurikulární projekt, ve kterém jsou žákům prezentovány vzdělávací obsahy v souladu s platnými kurikulárními dokumenty, ale zároveň jako didaktický prostředek, tedy pomůcka, která má žákům a učitelům usnadnit dosahování vzdělávacích cílů. Učebnice by měla plnit několik funkcí: - funkce prezentace učiva - V učebnicích jsou prezentovány informace pomocí výkladového textu, doplňujících textů, slovníku pojmů, naukové ilustrace (grafů, schémat, ), fotografií a dalších prostředků. - funkce řízení učení a vyučování - Žákům napomáhá učit se (kladením dotazů, zadáváním nejrůznějších úkolů,..) a učitelům vyučovat tím, že stanovuje obsah učiva, který by žáci měli zvládat. Toto však není závazné, skutečný rámec učiva stanovují RVP (viz výše). - funkce orientační - Usnadňuje orientaci v tématech učebnice i jejím uspořádání samotném prostřednictvím obsahu, členění učebnice na kapitoly, marginálií (tj. poznámek k textu umístěných většinou na okrajích listů) a rejstříku. Učebnice tedy už dávno není jen jakýmsi souborem přebujelých informací, ale i komplexním prostředkem řízení učení žáků založeného na jejich vlastní aktivní činnosti. /5/ Aby učebnice plnohodnotně mohla plnit své funkce v procesu vyučování, je nutné její řádné didaktické zpracování, které zahrnuje: - vztahy mezi textovými a netextovými komponentami (výkladový text je doplněn např. schématem - dvě formy prezentace téže informace, popř. text může odkazovat na schéma, které informaci doplní, rozšíří) 12

13 - úkoly pro samostatnou práci žáků, návrhy na laboratorní cvičení - prostor pro integrovanou výuku, mezipředmětové vztahy, např. návrh projektu. Neméně důležitým (možná i nejvýznamnějším) faktorem správného zpracování učebnice je obtížnost samotného textu, která musí být přizpůsobena věku žáků i jejich schopnostem (při tvorbě učebnice pro přírodovědná gymnázia určitě budeme postupovat jinak, než když budeme tvořit učebnici pro obchodní akademii, kde je chemie jen velmi okrajovým předmětem) Výsledky analýzy vybraných učebnic pro tematický celek Sacharidy Přepracováno podle: /10, 11/ s využitím učebnic: /14, 15, 16, 17, 18, 19, 20/ V mé bakalářské práci byla zpracována analýza vybraných středoškolských učebnic chemie, konkrétně kapitoly Sacharidy, jejíž výsledky, které zde přikládám, byly zaneseny do tabulky a do grafu. Analýza byla zaměřena právě na strukturu a obsah učebnic. Pozn. Pro konkrétnější seznámení se s kriterii hodnocení a celkovým pojetím analýzy odkazuji na svou bakalářskou práci. /11/ Graf 1: Výsledky analýzy středoškolských učebnic dosažené body 3 2,5 2 1,5 1 0, učebnice 13

14 1- hemie II v kostce pro střední školy - Kotlík B., Růžičková K /14/ 2- hemie pro střední školy - Banýr J., Beneš P. a kol. /15/ 3- hemie pro střední školy 1b - Kratochvíl B., Muck A., Svoboda J. /16/ 4- Přehled středoškolské chemie - Vacík J. a kol. /17/ 5- hemie pro čtyřletá gymnázia - 3.díl - Mareček A., onza J. /18/ 6- hemie /organická a biochemie/ II pro gymnázia - Kolář K., Kodíček M., Pospíšil J. /19/ 7- hemie pro střední školy 2b - Svoboda J., Kratochvíl B. /20/ Tabulka Tabulka obsahuje vyhodnocení stanovených kriterií pomocí jedné až tří hvězdiček: * učebnice dané hledisko splňuje nedostatečně nebo ho nesplňuje vůbec ** učebnice je z daného hlediska uspokojující *** učebnice výborně vyhovuje danému hledisku 14

15 Tabulka 1: Analýza vybraných učebnic pro téma Sacharidy LEDISK Rozvržení textu 15 Srozumitelnost Posloupnost učiva Názornost textu Shrnutí a doplňující PRŮMĚR úkoly UČEBNIE hemie II v kostce pro SŠ *** ** *** * * 2,0* hemie pro střední školy ** *** *** * ** 2,2 * hemie pro střední školy 1b ** *** *** ** ** 2,4 * Přehled středoškolské chemie * ** ** ** * 1,6 * hemie pro čtyřletá gymnázia - 3.díl *** *** *** ** * 2,4 * hemie /organ. a bioch./ II pro gymnázia *** *** *** ** *** 2,8 * hemie pro střední školy 2b ** ** ** ** ** 2,0 * 15

16 Vzhledem k nepříliš příznivým výsledkům analýzy jsem se rozhodla sepsat vlastní studijní oporu, respektive kapitolu Sacharidy, kde jsem se pokusila o co nejvýstižnější naplnění všech zkoumaných kriterií. 16

17 3 PRAKTIKÁ ČÁST podpůrné materiály pro výuku tématu Sacharidy V této kapitole je zpracována opora pro výuku tematického celku Sacharidy na středních školách, především gymnáziích, a to ve formě: návrhu kapitoly Sacharidy v učebnici chemie pro SŠ powerpointové prezentace didaktických her návrhů na laboratorní cvičení testu Jednotlivé části jsou navrženy tak, aby byly použitelné jako celek (tzn., že k navržené kapitole pro učebnici odpovídá rozsahem a strukturou powerpointová prezentace, textová část odkazuje na didaktické hry a laboratorní cvičení). V návrhu kapitoly učebnice ani v powerpointové prezentaci nejsou pro lepší přehlednost obsaženy všechny informace, které by měly být během výkladu zmíněny. Tyto informace jsou dodány u jednotlivých snímků powerpointové prezentace jako metodické poznámky pro vyučující. 3.1 Návrh kapitoly Sacharidy pro středoškolskou učebnici chemie Zpracováno podle: /15, 17, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29/, vzorce byly vytvořeny v programu hemsketch /50/. Vysvětlivky k značkám uvedeným v postranních lištách stran učebnice: Poznámka k textu nebo připomenutí informace, kterou by žáci již měli znát. Návrh laboratorního cvičení. Návrh dalších činností žáků. Víte, že Zajímavost, doplňující informace, která není součástí učiva, ale tematicky se k němu vztahuje. 17

18 SAARIDY Sacharidy jsou přírodní látky tvořené z atomů uhlíku, kyslíku a vodíku. Jsou produkovány zelenými rostlinami v procesu zvaném fotosyntéza. Sacharidy v organismech zastávají nejrůznější funkce - stavební, zásobní, zdroj energie, a právě z tohoto důvodu jsou nedílnou součástí naší stravy. Sladké sacharidy někdy také nazýváme hojně rozšířeným názvem cukry. Dle velikosti molekuly se sacharidy dělí na: monosacharidy (základní stavební jednotka složitějších sacharidů) Fotosyntéza - děj, při kterém v zelených částech rostlin vzniká za působení slunečního záření a přítomnosti biokatalyzátoru chlorofylu z oxidu uhličitého a vody molekula sacharidu za uvolnění kyslíku aldehyd oligosacharidy (2-10 jednotek monosacharidů) R polysacharidy (až tisíce jednotek monosacharidů) Monosacharidy Monosacharidy jsou základní stavební jednotky oligoa polysacharidů. Ve své molekule obsahují různý počet hydroxylových skupin a jednu skupinu aldehydovou (aldosy) nebo ketonovou (ketosy). Podle počtu atomů uhlíku v molekule můžeme dále monosacharidy dělit na triosy (3 atomy uhlíku), tetrosy (4), pentosy (5), nejčastější hexosy (6) a heptosy (7). Molekulu monosacharidu lze znázornit několika různými možnými vzorci. Fischerovy vzorce znázorňují acyklickou formu monosacharidu. Podle postavení hydroxylové skupiny na posledním asymetrickém (chirálním) uhlíku rozlišujeme L- a D-řady sacharidů, které jsou navzájem izomerními sloučeninami (obr. 1) 2 D-glyceraldehyd 2 L-glyceraldehyd keton R R hirální uhlík, dnes již častěji nazývaný stereogenní centrum, je uhlík, který na sebe váže čtyři různé substituenty. Stereogenní centrum vyvolává optickou aktivitu sloučenin. ptická aktivita je schopnost sloučeniny stáčet rovinu polarizovaného světla vpravo nebo vlevo. Podle toho, kterým směrem je paprsek stáčen, rozlišujeme látky na pravotočivé a levotočivé. Smysl rotace se obr.1 18

19 br. 2 Polarimetr [1] Polarimetr slouží k měření úhlu otáčení polarizovaného paprsku. Dle velikosti úhlu otočení rozlišujeme u jedné sloučeniny dvě izomerní látky - α anomer a β anomer, přičemž velikost úhlů otočení je u různých sloučenin rozdílná. Tollensovy vzorce slouží k přepisu Fischerových struktur do cyklických aworthových vzorců. obr Fischerův v. Tollensův v. aworthův vzorec Nově vzniklý hydroxyl (označen modře) je označován jako poloacetalový hydroxyl a jeho prostorovou orientaci v aworthových vzorcích vyjadřují označení α a β (obr. 4). becně platí, že skupiny zaujímající v Tollensových a Fischerových vzorcích v D-řadě sacharidů polohu vpravo, se v aworthových vzorcích promítnou pod rovinu. obr. 4 nemusí shodovat s předponami L- a D- označujícími konfiguraci anomeru. Existují sacharidy D-řady, které nestáčejí paprsek polarizovaného světla doprava, nýbrž doleva. bdobné je to i u některých látek L-řady. Zda je daná sloučenina pravotočivá či levotočivá vyjadřujeme symbolem znaménka (+) pro látky pravotočivé a symbolem (-) pro látky levotočivé. Např. (-)-L-glyceraldehyd Monosacharidy jsou ve vodném roztoku tvořeny směsí svých stereoizomerů, které mohou v sebe navzájem přecházet přes acyklickou strukturu. Ta je ovšem termodynamicky nestálá a tudíž je ve směsi obsažena jen ve velmi nízké koncentraci. To je důvodem nutnosti znalosti především cyklických struktur sacharidů vyskytujících se v přírodě. Názvy cyklických forem sacharidů se odvozují od heterocyklických sloučenin pyranu a furanu. Rozlišujeme proto pyranosy, které mají v cyklu pět atomů uhlíku a jeden atom kyslíku a furanosy se čtyřmi atomy uhlíku a jedním atomem kyslíku v cyklu. furan pyran α-anomer α-d-glukopyranosa β-anomer β-d-glukopyranosa 19

20 Zástupci monosacharidů Glukosa (hroznový cukr) je nejčastějším stavebním kamenem oligo- a polysacharidů. Jedna molekula glukosy obsahuje šest atomů uhlíku, jedná se tedy o hexosu. V tělech živočichů plní nenahraditelnou funkci zdroje energie a je prakticky jediným obr. 5 Glukosa zdrojem zásobujícím mozek energií. Je obsažena v ovoci, medu a dalších potravinách. V krvi živočichů je za pomoci hormonu inzulinu udržována stálá hladina glukosy. Je-li tato koncentrace dlouhodobě narušena, vzniká závažné onemocnění zvané cukrovka (diabetes mellitus). Fruktosa (ovocný cukr, obr. 6) je ketohexosa, na rozdíl od glukosy vhodná pro diabetiky. Vyskytuje se v ovoci a medu. V přírodě se vyskytuje levotočivá na rozdíl od většiny ostatních D-cukrů. Spolu s glukosou tvoří disacharid sacharosu. obr. 6 obr. 7 D-fruktosa D-ribosa 2-deoxy-D-ribosa Pentosy ribosa a deoxyribosa (obr. 7) jsou součástí nukleových kyselin RNA a DNA. Disacharidy Molekulu disacharidu tvoří dvě navzájem vázané monosacharidové jednotky. Nejznámějším disacharidem je sacharosa (řepný cukr, obr. 8). Získává se z cukrové třtiny a řepy cukrovky. Je tvořena glukosou a fruktosou a není ničím jiným než běžně používaným cukrem v domácnostech. Sacharosa je na rozdíl od výše zmíněných monosacharidů neredukující. β-d-fruktofuranosa Víte, že... roztok glukosy je používán v lékařství jako nitrožilní strava. Do zkumavek s 1 cm 3 extraktu z hroznového vína a nektarinky, oca-coly, rozpuštěné cukrovinky a roztoku glukosy a sacharosy přidejte stejné množství Fehlingova činidla. Zkumavky protřepejte a vložte do vodní lázně. Pozorujte barevné změny způsobené redukčními schopnostmi některých sacharidů. elý postup zopakujte a namísto Fehlingova činidla přidejte Tollensovo činidlo. Výsledky pokusů vysvětlete. Sacharosa nemá redukční účinky, protože nemá volný žádný poloacetalový hydroxyl, který by se mohl oxidovat. Výtěžek krystalového cukru z řepy cukrovky závisí na její aktuální cukernatosti. Jaké množství krystalového cukru se vyrobí ze 2 tun řepy cukrovky, je-li aktuální cukernatost řepy 22 %? Během výroby dochází ke ztrátám, které činí 5 % ze získaného cukru. /29/ 20

21 2 α-d-glukopyranosyl-β-d-fruktofuranosid obr. 8 Sacharosa Laktosa (mléčný cukr) je redukující disacharid obsažený v mléce savců. Je tvořena glukosovou a galaktosovou jednotkou. Maltosa se uplatňuje při výrobě piva. Vzniká rozkladem polysacharidu škrobu. Je tvořena dvěma glukosovými jednotkami. Polysacharidy Polysacharidy jsou tvořeny stovkami až tisíci monosacharidovými jednotkami navzájem propojenými glykosidickými vazbami. Víte, že existují jedinci, jejichž organismus nedokáže správně trávit laktosu, tzn., že jsou laktosově intolerantní. Laktosová intolerance může být dvojího typu - vrozená, kdy jedinec není schopen zpracovávat laktosu po celý svůj život a dočasná, která je způsobena dlouhodobějším přerušením požívání mléčných výrobků. Tato však brzy po navrácení laktosy do jídelníčku vymizí. Škrob zastává v rostlinách zásobní funkci. větvící místo α 1,6 lineární řetězec α 1,4 Vzorky vybraných potravin, ve kterých chcete prokázat přítomnost škrobu, umístěte na hodinová sklíčka. Jako srovnávací vzorek použijte solamyl. Na každý vzorek přidejte kapku Lugolova roztoku nebo Jodisolu z lékárny a pozorujte barevné změny. obr. 9 amylosa a amylopektin [2] V chloroplastech tvoří tzv. škrobová zrna. Skládá se ze dvou strukturních součástí - nevětvené amylosy a větveného amylopektinu (obr. 9), obě tyto struktury jsou tvořeny glukosovými jednotkami. ydrolýzou škrobu vzniká glukosa. ydrolýza může být enzymatická (v zažívacím ústrojí) nebo kyselá (laboratorní, pomocí silné kyseliny). 21

22 elulosa je hlavní složkou buněčných stěn rostlin. Jde o vláknitý polysacharid tvořený glukosovými jednotkami. Pro býložravce je celulosa hlavní složkou potravy, pro člověka je však nestravitelná, jelikož lidé nemají v trávicím ústrojí enzymy pro její štěpení. elulosa se vyrábí ze dřeva a má bohaté uplatnění v textilním a papírenském průmyslu. Glykogen je zásobní polysacharid živočichů. Vzniká a ukládá se v játrech a svalstvu. Jeho stavební jednotkou je glukosa. hitin společně s a 3 tvoří vnější kostru členovců, je součástí buněčné stěny hub. Shrnutí Sacharidy jsou přírodní látky obsahující v molekule několik hydroxylových skupin a jednu skupinu aldehydovou nebo ketonovou. V organismech zastávají stavební a zásobní funkce a funkci zdroje energie. Vznikají fotosyntézou. Nejvýznamnějším sacharidem je glukosa. tázky k procvičování 1. Jmenujte co nejvíce potravin, ve kterých jsou obsaženy sacharidy. 2. Jmenujte jednu ketosu, aldosu, hexosu a pentosu. 3. Jak se nazývá hydroxylová skupina vznikající vnitřní cyklizací molekuly monosacharidu? 4. Proč je sacharosa neredukující sacharid? 5. Který sacharid je pro člověka nestravitelný? 6. Jakou funkci plní v těle hormon inzulín? Víte, že... v principu není proces výroby papíru nikterak složitý. V prvním kroku výroby se dřevěná polena, zbavená kůry, mísí s bavlnou a mechanicky se rozmělňují na dřevovinu, která se dále bělí. Kašovitá hmota vláken ve vodě se rozlévá na velké pláty, ze kterých se válcováním odstraňuje voda. Ještě vlhký pás papíru se protahuje hladícími válci, popřípadě se ještě dále povrchově upravuje. /26/ Zahrajte si hru Sacharide, nezlob se! Sestavte hlavolam Pyramida. Vypracujte na čtvrtku mapu pojmů vyjádřenou pomocí obrázků, která by zachycovala souvislosti mezi sacharidy v přírodě a moderním světě. Naznačte souvislosti mezi průmyslovými produkty, lidským tělem, faunou i florou. 22

23 3.1.1 Autorské řešení úloh zadaných v návrhu kapitoly učebnice /29/ Výtěžek krystalového cukru z řepy cukrovky závisí na její aktuální cukernatosti. Jaké množství krystalového cukru se vyrobí ze 2 tun řepy cukrovky, je-li aktuální cukernatost řepy 22 %? Během výroby dochází ke ztrátám, které činí 5 % ze získaného cukru. Výpočet hmotnosti cukru v řepě cukrovce bez ztrát: m(řepy) = 2 t = 2000 kg w = 0,22 w = m(cukru) / m(řepy) m(cukru) = w. m(řepy) m(cukru) =? kg m(cukru) = 0, m(cukru) = 440 kg Výpočet ztrát během výroby: ztráta p = 5 % z m(cukru) = 440 kg p = 0,05 p = ,05 p = 22 kg Výpočet čistého množství cukru ve 2 t řepy cukrovky: m = m = 418 kg Ze dvou tun řepy cukrovky se vyrobí 418 kg cukru. 23

24 tázky k procvičování 1. Jmenujte co nejvíce potravin, ve kterých jsou obsaženy sacharidy. např. kukuřice, brambory, slazené nápoje, ovoce, med, těstoviny, cukrovinky, solamyl, majzena, puding, různé instantní potraviny, ovesné vločky, mléko, sýry, 2. Jmenujte jednu ketosu, aldosu, hexosu a pentosu. ketosa - fruktosa, aldosa - glukosa, hexosa - glukosa, pentosa - ribosa 3. Jak se nazývá hydroxylová skupina vznikající vnitřní cyklizací molekuly monosacharidu? Poloacetalový hydroxyl 4. Proč je sacharosa neredukující sacharid? Sacharosa je neredukující sacharid, protože nemá volnou žádnou poloacetalovou skupinu, která by se mohla oxidovat. 5. Který sacharid je pro člověka nestravitelný? elulosa 6. Jakou funkci plní v těle hormon inzulín? Inzulín udržuje stálou hladinu glukosy v krvi. Vypracujte na čtvrtku mapu pojmů vyjádřenou pomocí obrázků, která by zachycovala souvislosti mezi sacharidy v přírodě a moderním světě. Naznačte souvislosti mezi průmyslovými produkty, lidským tělem, faunou i florou. 24

25 brázková mapa pojmů těžba dřeva (celulosa) [3] výroba papíru (celulosa) [4] brambor (škrob) cukrovinka (glukosa) [5] [6] bramborový škrob obezita [7] agar [8] červená mořská řasa (agar) [9] Pozn.: V kulatých závorkách jsou uvedeny sacharidy, kterých se daný obrázek týká. 25

26 3.2 Powerpointová prezentace Vytvořeno s využitím: /11, 15, 22, 24, 27, 30, 31/ SAARIDY SAARIDY Příklad potravin, jejichž součástí jsou sacharidy. 1. [10] 2 Jak sacharidy vznikají? Rozdělení sacharidů Fotosyntéza Jednoduché SAARIDY složité světelná energie chlorofyl monosacharidy oligosacharidy polysacharidy 3. [11] 4. Monosacharidy názvosloví charakteristické skupiny 2 - různý počet - skupin R - karbonylová skupiny - aldehydová = 2 => aldosy R - ketonová = => ketosy R Monosacharidy vzorce Fischerovy Tollensovy aworthovy

27 Struktura monosacharidů ptická aktivita 2 D-řada A asymetrický (chirální) uhlík - vyvolává optickou aktivitu B D 2 L-řada Schopnost otáčet rovinu polarizovaného světla vlevo nebo vpravo optické antipody L, D anomery α, β racemát [12] α-anomer β-anomer hemické vlastnosti 9. D-řada L-řada 10. redukce oxidace + 2 D-glukosa D-glukosa glucitol glukonová kys. hemické vlastnosti hemické vlastnosti esterifikace esterová vazba reakce monosacharidu s alkoholem glykosidická vazba 11. α-d-glukopyranosa -P P α-d-glukopyranosa-1-fosfát α-d-glukopyranosa methyl-α-d-glukopyranosid aglykon - necukerná složka reakce 2 molekul monosacharidů Účastní se poloacetalová skupina jednoho monosacharidu a - skupina 4. nebo 6. uhlíku druhého monosacharidu. 3 27

28 Monosacharidy - GLUKSA hroznový cukr nejpohotovější zdroj energie v ovoci, medu vznik fotosyntézou odbourávání v mitochondriích ATP stálá hladina v krvi - inzulin Monosacharidy - GLUKSA Energie z glukosy uložena ve formě glykogenu v játrech a svalstvu. přebytek => ukládání tuku => obezita BMI = body mass index < 18,5 podváha 18,5 24,9 norma 25,0 29,9 nadváha 30 < obezita [5, 7] Diabetes dbourávání glukosy - sacharin - umělé sladidlo -DIA výrobky cytoplasma [13, 14, 15, 16] [17, 18] Monosacharidy - EXSY fruktosa ovocný cukr vhodný pro diabetiky glukosa manosa galaktosa Monosacharidy - PENTSY ribosa 2-deoxyribosa součást RNA Součást DNA 17. glukosa galaktosa epimery - liší se konfigurací jen na jednom atomu uhlíku. 18. P N N 3 P N N 28

29 Disacharidy sacharosa = řepný cukr α-d-glukopyranosa + β-d-fruktofuranosa neredukující sacharid Disacharidy laktosa = mléčný cukr β-d-galaktopyranosa + α-d-glukopyranosa laktosová intolerance maltosa α-d-glukopyranosa + α-d-glukopyranosa celobiosa [19] [20, 21] Polysacharidy - ŠKRB zásobní látka rostlin α-d-glukopyranosy amylosa + amylopektin hydrolýza - kyselá - enzymatická v chloroplastech tvoří škrobová zrna Polysacharidy - ELULSA lineární řetězec β-d-glukopyranos stavební polysacharid - buněčná stěna rostlin výroba ze dřeva výroba papíru, lan, textilu [2] [22, 23] Polysacharidy - GLYKGEN větvená struktura α-d-glukopyranos zásobní polysacharid živočichů vzniká a ukládá se v játrech a svalstvu Polysacharidy chitin - součást buněčných stěn hub - vnější opora členovců - tvořen glukosaminy agar [6, 24] [8, 9, 25] 29

30 heparin - ředění krve Polysacharidy Důkaz redukujících sacharidů redukující sacharid + Fehlingovo činidlo (u II ) kyselina od monosacharidu + u 2 (u I ) např. glukonová kyselina roztok glukosy cukrovinka 25. [26, 27] 26. sacharosa oca-cola nektarinka hroznové víno Důkaz redukujících sacharidů Redukující sacharid + Tollensovo činidlo (Ag I ) kyselina od monosacharidu + Ag 0 Důkaz škrobu Lugolův roztok brambor kukuřice cukr roztok glukosy cukrovinka x 27. sacharosa oca-cola nektarinka hroznové víno 28. Pod jednotlivými snímky jsou uvedeny citace zdrojů, ze kterých byly vybrány použité obrázky. Není-li žádná citace uvedena, jedná se o vlastní tvorbu. Vzorce byly vytvořeny v programu hemsketch /50/. 30

31 3.2.1 Metodické poznámky pro učitele Vypracováno podle: /15, 17, 22/ snímek č. 1 becná charakteristika sacharidů - přírodní látky tvořené atomy uhlíku, kyslíku a vodíku. Zastávají v organismech stavební a zásobní funkci a úlohu zdroje energie. snímek č. 2 Sacharidy jsou součástí nejrůznějších potravin a jsou nezbytnou složkou naší stravy. Před promítnutím snímku je možné se žáky diskutovat, ve kterých potravinách jsou sacharidy obsaženy. Žáci tento pojem již určitě slyšeli a jsou schopni do jisté míry o tomto tématu diskutovat. snímek č. 3 Sacharidy vznikají procesem zvaným fotosyntéza. Jde o proces probíhající v zelených rostlinách, konkrétně v jejich chloroplastech a k průběhu je zapotřebí sluneční energie a barvivo chlorofyl. Žáci tento pojem znají z biologie, proto se na něj vyučující před promítnutím snímku může zkusit zeptat. snímek č. 4 Podle složitosti molekuly dělíme sacharidy na jednoduché (monosacharidy) a složité (oligosacharidy tvořené dvěma až deseti monosacharidovými jednotkami a polysacharidy, které mohou být tvořené stovkami až tisíci monosacharidovými jednotkami). Monosacharidy můžeme dále dělit podle počtu uhlíkových atomů v molekule na triosy, tetrosy, pentosy, hexosy a heptosy. snímek č. 5 Monosacharidy ve své molekule mají několik hydroxylových skupin a jednu skupinu aldehydovou (aldosy) nebo ketonovou (ketosy). snímek č. 6 Molekulu monosacharidu můžeme zapsat třemi různými způsoby - Fischerův lineární vzorec, Tollensův vzorec (přechodná forma mezi lineárním a cyklickým vzorcem) a aworthův cyklický vzorec. 31

32 snímek č. 7 Každá molekula monosacharidu obsahuje několik asymetrických (chirálních) uhlíků (triosy obsahují pouze jeden), díky nimž je molekula opticky aktivní. Podle prostorového uspořádání na posledním asymetrickém uhlíku rozlišujeme sacharidy do dvou skupin: L-řada (- skupina směřuje ve Fischerově vzorci doleva) a D-řada (- skupina směřuje doprava). snímek č. 8 Sacharidy jsou schopné otáčet rovinu polarizovaného světla. Je to takové světlo, jehož světelný paprsek kmitá pouze v jedné rovině jeho osy, zatímco běžné sluneční paprsky kmitají ve všech rovinách, které procházejí jeho osou. Prochází-li takovéto polarizované světlo nějakou látkou, pak některé látky mají schopnost tuto rovinu stočit, a jiné nikoliv. Schopnost otáčet rovinu polarizovaného světla označujeme jako optickou aktivitu. /15/ Velikost úhlu otáčení se měří polarimetrem. ptické anomery (α, β) jsou izomerní látky otáčející paprsek stejným směrem, avšak o různý úhel, optické antipody (L, D) otáčejí paprsek o stejný úhel, avšak v opačném směru. Racemát je označení pro směs optických antipodů, které se v této směsi nacházejí ve stejném poměru a tudíž výsledná směs je opticky neaktivní. snímek č. 9 V D-řadě sacharidů směřuje poslední (v případě hexos šestý) uhlík nad rovinu obrazu, což je dáno prostorovým uspořádání na posledním asymetrickém uhlíku. V tomto případě poloacetalová skupina směřující nad rovinu označuje β anomer, poloacetalová skupina mířící pod rovinu obrazu α anomer. V L-řadě, kde je umístění posledního uhlíku v aworthových vzorcích opačné, je tomu naopak. snímek č. 10 Zapíšeme-li monosacharid, např. glukosu, pomocí Fischerova vzorce, je patrná přítomnost aldehydické skupiny. Jak víme z dřívějška, redukcí aldehydů vznikají alkoholy (v případě glukosy glucitol), oxidace dává vznik karboxylovým kyselinám (glukosa se oxiduje na glukonovou kyselinu). 32

33 snímek č. 11 Sacharidy se účastní esterifikace. α-d-glukopyranosa reaguje s kyselinou trihydrogenfosforečnou za vzniku α-d-glukopyranosa-1-fosfátu a za současného uvolnění vody. Pro molekulu vody poskytuje kyselina trihydrogenfosforečná hydroxylovou skupinu a glukosa vodík. Nově vznikající vazba v molekule α-d-glukopyranosa-1-fosfátu se nazývá esterová. snímek č. 12 Sacharidy mohou reagovat s alkoholy za vzniku glykosidů, ve kterých je necukerná složka (aglykon) vázána k cukerné složce prostřednictvím glykosidické vazby. Je-li aglykon navázán přes kyslík, jedná se o -glykosidickou vazbu, váže-li se přes dusík, vzniklou vazbu nazýváme N-glykosidickou. snímek č. 13 Glukosa ve své molekule obsahuje šest uhlíkových atomů a jednu aldehydovou skupinu, jedná se tedy o aldohexosu. Její sumární vzorec je Glukosa je nejčastější stavební jednotkou polysacharidů. Je nejdůležitějším zdrojem energie pro mozek. snímek č. 14 Glukosa se v organismu ukládá v játrech a ve svalstvu ve formě glykogenu. V případě velkého nadbytku glukosy v potravě se přeměňuje na tuky, což může vést až k obezitě. Zda-li jsme obézní můžeme vypočítat pomocí tzv. body mass indexu, který se spočítá vydělením tělesné hmotnosti (v kilogramech) výškou postavy (v metrech) umocněnou na druhou. snímek č. 15 ukrovka (diabetes mellitus) je způsobena nesprávnou regulací hladiny glukosy v krvi, což je zapříčiněno nefunkčností hormonu inzulinu nebo jeho nedostatečným vylučováním do krve. Lidé postižení hyperglykémií musí dodržovat speciální dietu, v jejich stravě je glukosa nahrazena nejčastěji umělým sladidlem sacharinem. Výrobky určeny pro diabetiky bývají označeny nápisem DIA. Pokud nemoc dojde do vyššího stadia, postižení si musí píchat inzulín pomocí speciálního pera. Dalším problémem přicházejícím s nemocí je pomalé hojení ran. 33

34 snímek č. 16 Tento snímek je na tomto místě zařazen spíše jen pro ilustraci, jak složitým procesem se glukosa v organismu odbourává. Je možné se zmínit, že tento proces se nazývá glykolýza, podrobněji by se mohl probírat spíše v rámci semináře. snímek č. 17 Fruktosa je ketohexosa, je to nejsladší monosacharid obsažený v ovoci a medu. V přírodě se vyskytuje levotočivá. V krvi má jiné účinky než glukosa, proto je vhodná pro diabetiky. Galaktosa je součást laktosy a řady polysacharidů. Často přítomna v podobě kyseliny galakturonové. snímek č. 19 Sacharosa neboli třtinový či řepný cukr je součástí nejrůznějších potravin. Jedná se o běžný kuchyňský cukr. Nemá redukční účinky, jelikož neobsahuje žádnou volnou poloacetalovou skupinu, která by se mohla oxidovat. Maltosa (sladový cukr) se využívá při výrobě piva. Je zdrojem energie pro klíčící rostliny. snímek č. 20 Laktosa je obsažena v mléce, slouží jako zdroj energie. Někteří lidé laktosu nesnášejí - laktosová intolerance. Mapka znázorňuje místa s nejčastějším výskytem laktosově intolerantních jedinců (zelené plochy vyznačují nejméně častý výskyt, červené nejčastější). snímek č. 21 Škrob (amyl) je zásobní polysacharid rostlin. V chloroplastech tvoří tzv. škrobová zrna. Nerozpustný ve vodě, při zahřívání se tvoří škrobový maz. Škrob je tvořen dvěma strukturními částmi - vláknité, do spirály stočené amylosy a větveného amylopektinu. bě tyto struktury jsou vystavěné z α-d-glukopyranos. V zažívacím ústrojí probíhá enzymatická hydrolýza škrobu, v laboratoři můžeme škrob štěpit kyselou hydrolýzou za použití např. kyseliny sírové postupně na dextrin, maltosu a glukosu. V průmyslu škrob nachází nejrůznější uplatnění (textilní, potravinářský, farmaceutický a kosmetický průmysl). 34

35 snímek č. 22 elulosa je stavební polysacharid rostlin, tvoří jejich buněčné stěny. Vyrábí se ze dřeva, slouží k výrobě konopných lan, viskózního a acetátového hedvábí, výrobě papíru. Pro většinu živočichů je nestravitelná. snímek č. 24 Agar je součástí ruduch (červených mořských řas), jde vlastně o jejich sušinu. Využívá se v potravinářství při výrobě želé, v biologii jako medium při pěstování mikroorganismů. snímek č. 25 eparin je polysacharid vznikající v játrech. Zabraňuje srážení krve, a proto je využíván v lékařství při operacích jako prevence proti embolii. Vyučující se na tomto místě může zmínit o známé kauze heparinového vraha, který usmrtil několik pacientů, když jim záměrně podal velké množství heparinu. snímek č. 26 Redukující sacharidy lze dokázat pomocí Fehlingova činidla (u II ), které se přidává k roztoku sacharidů a roztok se následně zahřívá ve vodní lázni. Redukující sacharidy mají schopnost redukovat dvojmocnou měď Fehlingova činidla na cihlově červenou sraženinu u 2 (u I ), což je podstatou jejich důkazu. snímek č. 27 Redukující sacharidy lze dokázat pomocí Tollensova činidla (Ag I ), které se přidává k roztoku sacharidů a roztok se následně zahřívá ve vodní lázni. Redukující sacharidy mají schopnost redukovat jednomocné stříbro Tollensova činidla na stříbrné zrcátko popř. černé koloidní stříbro Ag o. snímek č. 28 Přítomnost škrobu lze dokázat pomocí Lugolova roztoku (roztok jodu v roztoku jodidu draselného), po jehož přidání se objeví modrofialové zbarvení. 35

36 3.3 Didaktické hry Didaktické hry slouží ke zpestření výuky. Mohou být použity k motivaci žáků nebo naopak k procvičení a upevnění již probraného učiva, na což je zaměřena tato práce Sacharide, nezlob se tázky a autorské řešení pro hru byly sestaveny s použitím následujících učebnic a odborné literatury: /15, 17, 19, 22, 25, /. Pro správnost uváděných vzorců sacharidů byly použity následující zdroje: /23/. hemické vzorce a rovnice reakcí byly sestaveny pomocí programu hemsketch /50/. Didaktická povaha hry Rozvíjené kompetence íl úlohy Pomůcky Časová dotace Kompetence k učení, kompetence komunikativní, kompetence sociální a personální /1/ Žáci si zopakují informace o sacharidech. hrací plán(y), karty s otázkami, listy se správnými odpověďmi, hrací kostky, figurky, tužky, papíry libovolná, učitel může hru kdykoli přerušit, popř. stanovit časový limit, po jehož uplynutí hru přeruší a zhodnotí, které z družstev dospělo ve hře nejdále. Doporučuje se však hrát alespoň 20 minut, aby hra neztrácela svůj význam Metodické pokyny pro učitele ra Sacharide, nezlob se!! je určena pro žáky středních škol, především gymnázií. Základní pravidla hry jsou stejná jako u všem dobře známé hry Člověče, nezlob se! 36

37 ru lze aplikovat dvěma různými způsoby: 1. Všichni žáci ve třídě se účastní jedné hry týmový způsob Učitel rozdělí žáky celé třídy do čtyř přibližně stejně velkých skupin (hru je dobré hrát na semináři, kdy počet žáků ve třídě nebývá tak velký). Žáci se shromáždí okolo papírového hracího plánu. Učitel připraví balíčky s otázkami vedle hracího plánu. Každému číslu, které padne na kostce je přidělen balíček otázek stejné barvy, např. 1 - modrá, 2 - červená, Každé skupině žáků je přiřazena jedna barva z hracího plánu, kterou budou při hře reprezentovat. Před začátkem hry učitel ujasní pravidla hry Člověče, nezlob se!, aby předešel jakýmkoli nejasnostem a dohadům. Učitel také doplní pravidla, která s sebou nese hra Sacharide, nezlob se!! - Každé družstvo má k dispozici dvě namísto čtyř obvyklých figurek. - htějí-li hráči posunout figurku kupředu, musí nejdříve správně zodpovědět otázku, kterou si vyberou z balíčku karet označených číslem odpovídajícímu počtu hozenému na kostce (např. padne-li hráčům na kostce číslo 3, vezmou si kartu s otázkou z balíčku označeného číslem 3). To však neplatí v případě, že na kostkách padne číslo 6. V tomto případě mají hráči právo dalšího hodu a odpovídají až na otázku, kterou jim přisoudí hodnota druhého hodu. Neodpoví-li hráči správně na tuto otázku, nemají právo posunout figurku ani o šest políček, které jim určoval první hod. Za správnou odpověď se považuje zodpovězení všech částí dotazu na hrací kartě. Jsou-li na kartě zobrazeny dva dotazy a žáci zodpoví správně pouze jeden z nich, nemají právo posunout svou figurku kupředu. tázky na kartách jsou záměrně voleny s různou obtížností, aby se i slabší žáci mohli zapojit do hry. - Vytáhnou-li si hráči kartu s nápisem ŽLÍK, mohou posunout figurku kupředu, aniž by museli zodpovídat jakoukoli otázku. 37

38 - Stoupne-li figurka na políčko označené smajlíkem, je chráněná a nikdo ze soupeřů ji nesmí vyhodit. Toto políčko může být sdíleno více figurkami pouze tehdy, není-li možnost tahu jinou figurkou. - Žáci jednoho týmu si mezi sebou mohou radit, nemají proto však možnost opravy. Každá skupina si zvolí jednoho mluvčího, jehož odpověď je platná. - ra končí ve chvíli, kdy jeden z týmů dopraví do domečku obě své figurky nebo ve chvíli, kdy hru ukončí vyučující. Ten pak usoudí, které družstvo došlo nejdále a vyhlásí vítěze. Úlohou učitele je kontrolovat správnost odpovědí a korigovat hru. 2. Ve třídě se hraje několik her souběžně skupinový způsob Učitel rozdělí žáky do pětičlenných skupin. Každá skupina dostane svůj vlastní hrací plán a hrací karty. Čtyři žáci ze skupiny soutěží, pátý žák dostane k dispozici list se správnými odpověďmi a kontroluje správnost odpovědí svých spolužáků. Všechna pravidla jsou stejná jako v prvním případě, výjimkou je, že si žáci mezi sebou nemohou radit - každý žák hraje sám za sebe. Úlohou učitele je obcházet jednotlivé skupiny žáků, pomáhat, zodpovídat dotazy v případě nejasností, korigovat průběh hry (povzbuzovat, ).. 38

39 rací karty s otázkami, hrací plán Soubor otázek č. 1 - modré 1-1 Vyjmenujte alespoň tři zástupce polysacharidů. 1-2 Určete, zda je sacharosa redukující nebo neredukující sacharid. 1-3 Kolik atomů uhlíku obsahuje jedna molekula fruktosy? 1-4 Ze kterých dvou strukturních složek je tvořen škrob? 1-5 Pojmenujte co nejpřesněji látku, která je znázorněna uprostřed hracího plánu. 1-6 Jak se nazývají nejznámější laboratorní činidla, kterými dokazujeme redukční vlastnosti sacharidů? 1-7 Kterým sacharidem je tvořena buněčná stěna rostlin? 1-8 Vysvětlete pojem optické antipody. 1-9 Jak označujeme optické anomery? 1-10 Jaké dvě skupiny sacharidů rozlišujeme z hlediska postavení karbonylové skupiny v molekule monosacharidu? 39

40 1-11 Jak nazýváme vzorce, ve kterých je daný sacharid znázorněný lineárně? 1-12 V čem se liší D-ribosa a 2-deoxy-D-ribosa? 1-13 Jak se nazývá děj, při kterém z anorganických látek vzniká glukosa? 1-14 Jak nazýváme děj, při kterém dochází k anaerobnímu odbourávání glukosy? 1-15 Zapište rovnici fotosyntézy Jakou funkci plní v rostlinách škrob? Jakým činidlem se dá snadno prokázat přítomnost škrobu? 1-19 o vznikne reakcí monosacharidu s alkoholem? 1-20 Identifikujte sacharid: len, konopí, papír 40

41 Soubor otázek č. 2 - červené 2-1 Vysvětlete pojem stereogenní centrum. 2-2 o jsou to optické anomery? Jaký je rozdíl mezi pyranosami a furanosami? 2-5 Popište, jak vzniká poloacetalová skupina při přechodu z lineární formy zápisu sacharidu na formu cyklickou. 2-6 Vysvětlete pojem esterifikace. 2-7 Jaký jiný název můžeme použít pro laktosu? 2-8 Který ze sacharidů nepatří do této řady a proč? chitin, škrob, sacharosa, celulosa 2-9 Vysvětlete, proč je sacharosa neredukující sacharid Na jaké látky se postupně bude štěpit škrob, použijeme-li k reakci např. silnou kyselinu sírovou? 2-11 Jak se projeví přítomnost redukujícího sacharidu, dokazujeme-li ho pomocí Tollensova činidla? 2-12 Jak se projeví přítomnost redukujícího sacharidu, dokazujeme-li ho pomocí Fehlingova činidla? 41

42 2-13 Na jakém principu je založen důkaz redukujících sacharidů pomocí Fehlingova činidla? 2-14 Které sacharidy jsou součástí nukleových kyselin? 2-15 Vysvětlete pojem oligosacharidy o může vznikat oxidací glukosy? 2-17 Z jakých monosacharidových jednotek je tvořena sacharosa? 2-18 Jmenujte alespoň jednu triosu Čemu po chemické stránce říkáme Lugolův roztok? 2-20 K čemu v těle slouží inzulin? 42

43 Soubor otázek č. 3 - zelené 3-1 Jak se nazývá nejběžnější sladidlo, které se používá k výrobě DIA výrobků? 3-2 Čím je zapříčiněno onemocnění zvané diabetes? 3-3 Jaké rostlinné barvivo je důležité pro průběh fotosyntézy? 3-4 Ve kterých částech těla byste hledali glykogen? 3-5 o vznikne redukcí glukosy? 3-6 Který ze sacharidů je používán jako běžný kuchyňský cukr? 3-7 Které chemické prvky jsou součástí všech sacharidů? 3-8 Který z následujících sacharidů je neredukující? laktosa, maltosa, fruktosa 3-9 Z jakých podjednotek je tvořen glykogen? 3-10 Zapište pomocí aworthova vzorce: α-d-glukopyranosu 3-11 Zapište pomocí aworthova vzorce: β-d-glukopyranosu 3-12 Zapište pomocí aworthova vzorce: β-d-fruktofuranosu 43

44 3-13 Zapište pomocí Fischerova vzorce: D-ribosu 3-14 Zapište pomocí Fischerova vzorce: 2-deoxy-D-ribosu Zapište pomocí Fischerova vzorce: D-glukosu 3-17 Zapište pomocí Fischerova vzorce: D-fruktosu 3-18 Kde jsou v aworthových vzorcích znázorněny skupiny, které v Tollensových vzorcích zaujímají u D - řady polohu vpravo? 3-19 Kolik atomů uhlíku mají v cyklu furanosy? 3-20 Která výchozí látka poskytne při esterifikaci svou - skupinu a která látka poskytne vodík na vznikající molekulu vody (=vedlejší produkt reakce)? 44

45 Soubor otázek č. 4 - žluté 4-1 Jak nazýváme hydroxylovou skupinu, která vznikne vnitřní cyklizací monosacharidu? 4-2 Jak nazýváme glykosidy, ve kterých je necukerná složka připojena přes atom kyslíku? 4-3 Kolik atomů uhlíku mají v cyklu pyranosy? 4-4 Jaké dva typy hydrolýzy škrobu rozlišujeme? 4-5 Jaké se dříve používalo označení pro sacharidy? 4-6 Který ze sacharidů můžeme označit za nejpohotovější zdroj energie v těle živočichů? Pro který ze sacharidů, který je běžnou součástí naší stravy, nemáme v trávicím traktu enzymy na jeho odbourávání? 4-9 Zapište reakci α-d-glukopyranosy s 3 P K výrobě jakého, v Čechách velmi oblíbeného nápoje, se využívá maltosa? 4-11 Zkuste za pomoci obrázku vydedukovat, o jaký pokus se sacharidy se jedná Pojmenujte co nejpřesněji sloučeninu: [28] 45

46 4-13 Pojmenujte co nejpřesněji sloučeninu: 4-15 Pojmenujte co nejpřesněji sloučeninu: 4-14 Pojmenujte co nejpřesněji sloučeninu: Pojmenujte co nejpřesněji sloučeninu: 4-17 Pojmenujte co nejpřesněji sloučeninu: 4-18 Který polysacharid tvoří společně s a 3 vnější schránku členovců? 4-19 Jak byste z glukosy připravili v laboratoři stříbrné zrcátko? 4-20 Jmenujte dvě heterocyklické sloučeniny, od nichž jsou odvozeny názvy sacharidů. 46

47 Soubor otázek č. 5 - fialové 5-1 Podle čeho v aworthových vzorcích sacharidů rozlišujeme L- a D-řady? 5-2 Jmenujte čtyři zástupce monosacharidů. 5-3 Jakými třemi různými vzorci můžeme sacharidy zapsat? 5-4 o můžeme pozorovat, kápneme-li na řez bramboru Lugolův roztok? 5-5 Identifikujte sacharid: med, hrozny, inzulin 5-6 Jaké označení se v gastronomii používá pro kukuřičný škrob, jaké pro bramborový? Jak se nazývá vazba, prostřednictvím níž jsou propojeny monosacharidové jednotky v oligosacharidech? 5-9 Jaké tři různé funkce obecně sacharidy v organismech zastávají? 5-10 Jmenujte tři různá průmyslová uplatnění sacharidů Jaký je rozdíl ve struktuře amylosy a amylopektinu? 5-12 Vysvětlete pojem epimery. 47