МИНИСТЕРСТВО ПРОСВЕЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Министерство образования и молодежной политики Свердловской области Управление образования ГО Первоуральск МАОУ "Лицей № 21" РАССМОТРЕНО УТВЕРЖДЕНО на заседании педагогического совета Приказом МАОУ «Лицей № 21» от «25» августа 2023 г. №73 МАОУ «Лицей № 21» Протокол от «23» августа 2023 г №1 РАБОЧАЯ ПРОГРАММА учебного курса «Биохимия» для обучающихся 10 – 11 классов Первоуральск 2023 Пояснительная записка В последнее время возрастает интерес к прикладному значению химии, поскольку сегодня гораздо чаще, чем раньше, в повседневной жизни используются разнообразные химические соединения: бытовая химия, пищевые добавки, красители и ткани, витамины и лекарственные препараты. Программа учебного курса «Биохимия» предназначена для учащихся 10-11 классов естественнонаучного профиля. Она дополняет содержание профильных предметов химии и биологии. Курс рассчитан на 34 часа и может проводиться в 10 классе или в 11 классе. Содержание программы предусматривает реализацию взаимосвязей биологии и химии, химии и медицины. Оно рассчитано на реализацию познавательных интересов двух групп учащихся, проявляющих склонность к дополнительным занятиям химией по углубленной или расширенной программе: тех, кто целенаправленно готовит себя к выбору профессии химикаисследователя, технолога, медицинского работника, учителя, и тех, кто ориентируется на практическое применение химии в смежных областях знаний и деятельности людей. Главными задачами курса являются: развитие устойчивого интереса учащихся к прикладным областям биологии и химии; удовлетворение потребностей учащихся в практической деятельности на стыке биологии, химии и медицины; формирование экологической культуры научно обоснованного применения веществ, в том числе лекарственных препаратов. Предлагаемый учебный курс «Биохимия» состоит из 6 тем, каждая тема имеет в своём составе практические и теоретические занятия. Первая тема «Введение» знакомит учащихся с наукой биохимией и ее методами. В теме актуализируются химические знания, полученные учащимися в курсе органической химии, о качественных реакциях на функциональные группы, кратные связи, ароматичность. На конкретных примерах показывается значение биохимических исследований. Вторая тема «Среда, обеспечивающая протекание биохимических реакций» актуализирует знания учащихся о воде, полученных в курсах химии и биологии, раскрывает аномальные свойства воды, показывает роль ее в биохимических превращениях. Вводятся новые понятия (осмос, буферность), раскрываются механизмы поддержания постоянства внутренней среды организма. Третья тема «Биомолекулы» предполагает более детальное изучение липидов, белков, углеводов. Нуклеиновые кислоты не изучаются, в связи с ограничением времени. Объем теоретических знаний по этому вопросу в элективном курсе не выходит за рамки ныне действующего стандарта, но существенно расширена практическая часть темы. Предусмотрен также самостоятельный домашний эксперимент. Четвертая тема «Вещества на аптечных полках» рассматривает вопросы статической и функциональной биохимии. Изучение ферментов является связующим звеном третьей и четвертой тем. Учащиеся знакомятся со структурными формулами этих веществ, участием их в химических процессах. Предусмотрен самостоятельный домашний эксперимент. Пятая тема «Свет и жизнь» знакомит учащихся с химизмом процесса фотосинтеза. На примере фотосинтеза рассматривается динамическая биохимия. Экспериментальные работы, требующие много времени, выносятся в домашний эксперимент. Шестая тема «Подведём итоги». Занятия этого раздела подводят итог элективного курса. Они проходят в виде конференции, где заслушиваются результаты работы учащихся над проектами. Результаты могут быть оформлены традиционно, в виде рефератов, или в виде компьютерных презентаций. Программа элективного курса адаптирована к условиям массовой школы, еѐ теоретическая и практическая части могут быть осуществлены на базе кабинетов химии и биологии средней школы. К знаниям и умениям учащихся по окончании изучения курса предъявляются следующие требования: 1) после изучения учебного курса учащиеся должны знать: качественные реакции на важнейшие функциональные группы органических веществ; механизм поддержания гомеостаза в живой клетке и организме в целом; строение, свойства, биологическую роль и практическое значение жиров, углеводов (глюкоза, фруктоза, галактоза, крахмал, целлюлоза), аминокислот, белков, лекарственных препаратов (ацетилсалициловой кислоты, стрептоцида, норсульфазол, пенициллин, тетрациклин) витамины (С, А, Д, Е, группы В); условия, необходимые для сохранения витаминов в пищевых продуктах, овощах и фруктах; влияние гипо- и гиперконцентрации гормонов, витаминов, ферментов на состояние здоровья человека безопасные способы применения некоторых лекарственных препаратов; планетарно-космическую роль фотосинтеза; правила работы с изученными органическими веществами и химическим оборудованием; 2) после изучения учебного курса учащиеся должны уметь: проводить качественные реакции на функциональные группы органических веществ; проводить простейший хроматографический анализ; составлять структурные формулы изученных веществ; определять наличие элементов-органогенов (C, H, N, Cl, S); определять непредельный характер соединений по характерным реакциям; пользоваться сравнением и синтезом, систематизацией и обобщением на уровне учебного материала, высказывать суждения о свойствах веществ на основе их строения и о строении веществ по их свойствам; соблюдать экологические требования в практической деятельности и в повседневной жизни; создавать презентации результатов познавательной и практической деятельности с использованием мультимедийных ресурсов и компьютерных технологий; проводить самостоятельный поиск необходимой информации. Формы промежуточной аттестации: Форма промежуточной аттестации – годовая промежуточная аттестация проводится на основе результатов текущего контроля. Фиксация результатов промежуточной аттестации осуществляется в форме зачет/незачет за выполнение тех иных заданий, проектов в ходе образовательной деятельности. Содержание курса. Тема 1. Введение (2 ч). Биохимия – наука и учебный предмет. Методы изучения в биохимии. Значение биохимических исследований. Функциональный анализ органических веществ. Основные термины: биохимия; три отдела биохимии: статическая, динамическая, функциональная; хроматография. Демонстрации: объѐмные модели структурной организации молекул белка. Хроматографический анализ хлорофилла. Лабораторные опыты: качественные реакции на: непредельность, ароматическую структуру; одноатомные и многоатомные спирты; фенол; альдегидную группу; карбоновые кислоты; белки. Практическая работа № 1. Функциональный анализ органических веществ. Тема 2. Среда, обеспечивающая протекание биохимических реакций (2 ч). Роль воды в биохимических процессах. Осмос и осмотическое давление; осмотическое поступление веществ в клетку. Буферность как способность к поддержанию определѐнной концентрации ионов водорода (рН). Буферные системы клетки и организма. Гомеостаз. Основные термины: аномальные свойства воды; осмос, осмотическое давление; буферные растворы и системы; водородный показатель; буферная ѐмкость; плазмолиз и деплазмолиз; тургор; гипертонический и гипотонический растворы. Демонстрации: аномальные свойства воды. Карбонатная буферная смесь, еѐ свойства (влияние разбавления, действие кислот и щелочей). Схемы поведения эритроцитов в растворе хлорида натрия разной концентрации. Лабораторные опыты: влияние растворов с различным осмотическим давлением на эритроциты и растительные клетки. Практическая работа № 2. Буферные системы (приготовление ацетатной и карбонатной буферных смесей; исследование их свойств; влияние разбавления, действия кислот и щелочей; исследование буферной ѐмкости биологических жидкостей: слюны, молока, яблочного сока). Тема 3. Биомолекулы (8 ч). Жизненно важные молекулы: жиры, белки и углеводы. Природные жиры и липиды: строение и свойства. Превращения жиров пищи в организме. Гидролиз и гидрирование жиров в технике, продукты переработки жиров. Работы М. Бертло, П. Сабатье. Углеводы: классификация и структурные особенности. Моносахариды: глюкоза, фруктоза, рибоза, дезоксирибоза. Дисахариды: сахароза, мальтоза, лактоза. Полисахариды: крахмал, целлюлоза. Строение, свойства, нахождение углеводов в природе. Метаболизм углеводов – основной источник энергии в организме. Белки. Основные аминокислоты, образующие белки. Структуры молекул белка. Свойства белков: гидролиз, денатурация. Успехи в изучении строения и синтезе белка. Биологическая роль в организме жиров, белков и углеводов. Сравнение их энергетической ценности. Основные термины: гидролиз, гидрирование, моно-, олиго-, полисахариды, метаболизм, таутомерия, рацемическая смесь. Демонстрации: растворимость жиров в воде и неполярных растворителях. Отношение жиров к бромной воде. Высыхающие и невысыхающие масла. Определение функциональных групп в глюкозе. Гидролиз целлюлозы и крахмала. Обнаружение аминосоединений в табаке. Цветные реакции на белок. Обнаружение аминокислот на коже человека. Лабораторные опыты: доказательство строения жиров. Характерные реакции на жиры. Получение искусственного мѐда. Обнаружение крахмала. Качественная реакция на крахмал и еѐ применение. Растворимые в воде белки. Растворение нерастворимых белков. Обнаружение в составе белка аминокислот, содержащих серу. Коагуляция белка. Физические и химические свойства глицина. Практическая работа № 3. Ферментативный гидролиз жира с участием сухого препарата поджелудочной железы – панкреатина. Практическая работа № 4. Метаболизм углеводов. Практическая работа № 5. Решение экспериментальных задач. Домашний эксперимент. Выделение крахмала из муки и его обнаружение. Распознавание сливочного масла и маргарина. Обнаружение глюкозы в ягодах и плодах. Электролитическое обнаружение крахмала в недозрелых фруктах. Тема 4. Вещества в шкафах аптеки (биохимия и медицина) (13 ч.). Ферменты – биологические катализаторы. Классификация и строение ферментов. Апофермент, холофермент, кофермент. Активный центр фермента. Специфичность ферментов. Механизм действия ферментов. Значение ферментов в биологии и применение в промышленности. Витамины: история открытия, классификация, виды витаминной недостаточности. Источники поступления витаминов в организм человека, их функции. Гормоны – биологически активные вещества, регулирующие жизнедеятельность организмов. Классификация: стероиды, производные аминокислот, белковые гормоны. Инсулин и гормон роста как продукты биотехнологии. Лекарства. Химиотерапия. Группы лекарств: сульфамиды (стрептоцид), антибиотики (пенициллин), антипиретики (аспирин), анальгетики (анальгин). Лекарственные формы, способы применения. Синтез новых лекарственных препаратов – одна из задач биохимии. Основные термины: апофермент, кофермент, холофермент, активный центр фермента, гиповитаминоз, гипервитаминоз, химиотерапия, фитотерапия, лекарственные растения. Демонстрации: плакаты, иллюстрирующие работу фермента. Образцы витаминных препаратов. Поливитамины. Иллюстрации животных с разными формами авитаминозов. Йодная проба на витамин С. Определение витамина D. Рисунок молекулы инсулина. Рисунки с различными формами заболеваний в результате гипофункции или гиперфункции желез внутренней секреции. Белковая природа инсулина (цветные реакции). Лекарственные формы, рецепт. Лекарственные растения (гербарии). «Анальгиновый» и «ампициллиновый» хамелеоны. «Фараонова» змея (разложение норсульфазола при нагревании). Лабораторные опыты: действие амилазы слюны на крахмал. Действие дегидрогеназы на метиленовый синий. Действие каталазы на перекись водорода. Определение витамина А в подсолнечном масле. Определение витамина С в соке яблока, шиповника, апельсина. Опыты с бриллиантовым зеленым. Опыты с парацетамолом. Опыт с фенолфталеином. Опыт с димедролом. Взаимодействие левомецитина со свежеосажденным гидроксидом меди (II). Практическая работа № 6. Условия действия ферментов (влияние токсикантов на уреазу; определение оптимальных условий действия амилазы слюны на крахмал; действие оксидоредуктазы на гидрохинон, дегидрогеназа на формальдегид). Практическая работа № 7. Определение водорастворимых витаминов во фруктах. Практическая работа № 8. Влияние антропогенных загрязнителей на содержание витамина С в листьях лука. Практическая работа № 9. Анализ состава ацетилсалициловой кислоты. Экскурсия в аптеку. Тема 5. Свет и жизнь (6 ч.). Пластический обмен у растений: история открытия и значение. Работы К.А. Тимирязева. Роль фотосинтеза в природе и жизни человека. Химия фотосинтеза. Хлорофилл и фотосинтез. Влияние света, углекислого газа, температуры, водоснабжения на процесс фотосинтеза. Перспективы использования хлореллы для полетов в космос. Основные термины: фотосинтез, хлорофилл, пигменты хлорофилла (хлорофилл-а и хлорофилл-в), каротин, ксантофилл, фотолиз воды, свойства света. Демонстрации: получение спиртовой вытяжки хлорофилла. Разделение пигментов листа. Получение круговой хроматограммы хлорофилла на бумаге. Практическая работа № 10. Газообмен при фотосинтезе. Влияние силы света. Практическая работа № 11. Условия, необходимые для фотосинтеза. Домашний эксперимент. Условия, необходимые для образования хлорофилла (свет, температура, кислород). Тема 6. Подведем итоги (2 ч.). Конкурс сообщений «Самое-самое…вещество» (интересное, важное, распространенное, необходимое и т.д.) Ученическая конференция «Биохимия – химия жизни». Учебно-тематический план. Учебное время (ч) Тема 1. Введение 1. Биохимия – наука о жизненных процесса х. Всег Теор Прак о . т. 2 1 1 1 1 Форма проведен ия занятия Групповая работа Образовательн ый продукт Схема «Разделы и задачи биохимии» Таблиц а Методы биохимии Практическая работа № 1. Функциональный анал из органических веществ Тема 2. Среда, обеспечивающая протекание биохимических реакций 3. Вода – вещество жизни 2. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10 . 11 . 12 . 13 . Постоянство среды необходимое условие жизни 1 1 3 2 1 1 1 – Практическая работа № 2. Буферные системы Тема 3. Биомолекулы Жизненно важные молекулы: жиры, белки, углеводы Липиды. Жиры – сложные эфиры Синтез и переработка жиров Практическая работа № 3. Ферментативный гидрол из жира с участием панкреатина Углеводы – важнейший источник энергии в живом организме Практическая работа № 4. Метаболизм углеводов «Жизнь – это способ существования белков ых тел» Практическая работа № 5. Решение экспериментальных задач по теме «Биомолекулы» Тема 4. Вещества в шкафах аптеки (биохимия и медицина) 1 1 1 1 8 4 1 1 1 1 1 1 1 13 проблемны х задач Отчет о работе Конспект занятия 1 Домашний эксперимент 1 Беседа, демонстрацион ный эксперимент Практическая работа Беседа, демонстрацион ный эксперимент Конспект занятия Практическая работа Отчет о работе 1 6 Решения Беседа с элементами игры Игра: Заочна я экскурсия н а жиркомбинат Практичес кая работа 1 1 Сообщения учащихся Аукцион знаний Таблица 1 1 Урокконференция Лекция, демонстрацион ный эксперимент Практическая работа 4 1 1 Практичес кая работа «Качественные реакции» Отчет о работе 7 «Маршрутный экскурсии Отчет о работе Отчет о работе лист» 14 Классифицируем . вещества на аптечных х (лекарственные 1 Заочная экскурсия Таблица «Классификация лекарственных форм и классов веществ» Экскурсия Фотоотчет Лекция с элемента ми беседы Схема «Действие ферментов» Отчет о работе 1 Практичес кая работа Структурнологическая схема, сообщения учащихся Отчет о работе 1 Лекция с элементами беседы, групповая работа Практическая работа Отчет о работе 1 Практическая работа 1 полка форм ы, классы веществ) 15 Аптека . 16 Ферменты – . биологические катализаторы. Состав ферментов и условия их действия 17 Практическая работа . № 6. Определение условий действия ферментов 18 Витамины в природе: . история открытия, классификация, свойства 19 Практическая работа № . 7. Определение водорастворимых витаминов во фруктах 20 Практическая работа № . 8. Влияние антропогенных загрязнителей на содержание витамина С в листьях лука 1 1 1 1 1 1 1 1 1 21. Гормоны 22. Фитотерапия и химиотерапия помогают здоровью человека 23. Лекарственные растени я нашего района. Секреты здоровья моей бабушки 24. Эколикбез «Лекарства». 25. Эколикбез «Лекарства» 26. Практическая работа № 9. Анализ состав а ацетилсалициловой кислоты Тема 5. Свет и жизнь 27. У порога великой тайны 28. Роль фотосинтеза в природе и жизни человека 29. Химия фотосинтеза 1 1 1 1 1 1 6 4 1 1 1 1 30. Практическая работа № 10. Газообмен при фотосинтезе. Влияние силы света 31. Практическая работа № 11. Условия, необходимые для фотосинтеза 32. Космическое путешествие с хлореллой Тема 6. Подведѐм итоги 33. Конкурс «Самое-самое … вещество» 34. Биохимия – химия жизни Итого Правила сбора и сушки лекарственных растений 1 1 Семинар Семинар 1 Практическая работа Сообщения Стенгазета «Эколикбез» Отчет о работе в виде защиты проекта «Можно ли использовать аспирин в качестве консерванта?» 2 Урокисследование Семинар 1 1 1 2 2 1 Отчет о работе 1 Практическая работа Урокпутешествие Защита проекта «Полет в космос» Конкурс Сообщения учащихся Конференция Рефераты, компьютерные презентации 1 20 проблемны х задач Сообщения учащихся Домашний эксперимент 1 34 Решение Лекция, демонстрацион ный эксперимент Практичес кая работа 1 1 Конспект лекции с Конспект лекции Дискуссия 1 1 1 1 Лекция Лекция элемента ми беседы Отчет о работе 14 Литература для учащихся Габриелян О.С. Химия 10 класс. М. Дрофа. 2000-2005. Гневина Н.А. Первые русские женщины – доктора наук //Химия в школе. 2004, № 2. С. 67-77. Конарев Б.Н. Любознательным о химии. Органическая химия. М. Химия. 1982. Кукушкина Ю.Н. Химия вокруг нас. М. Высшая школа. 1992. Макаров К.А. Химия и медицина: Книга для чтения. М. Просвещение. 1981. Овчинников Н.Н., Шиханова Н.М. Фотосинтез. Пособие для учителей. М. Просвещение. 1972. 7. Овчинников Ю.А., Шамин А.Н. Строение и функции белков. М. Педагогика. 1983. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 8. Сибриков С.Г. Неизвестный доктор Парацельс //Химия в школе. 2002. №10. С. 87-91. 9. Сало В.М. Парацельс – знаменитый врач и алхимик //Химия в школе. 2004. № 4. С. 77. 10. Сало В.М. Так был открыт первый витамин //Химия в школе. 2004. № 10. С. 61-68. 11. Справочник по химии. Пособие для учащихся. М. Просвещение. 1978. 12. Хромченко М.С. В стране Био… М. Сов. Россия. 1986. 13. Шульпин Г.Б. Эта удивительная химия. М. Химия. 1984. Литература для учителя 1. Артамонова И.Г., Сагайдачная В.В. Практические работы с использованием лекарственных препаратов и средств бытовой химии //Химия в школе. 2002. № 9. С. 73-76. 2. Астуфуров В.И. Основы химического анализа. Учебное пособие по факультативному курсу. М. Просвещение. 1974. 3. Арефина О.В. О применении стратегии «Продвинуной лекции» //Химия в школе. 2005. № 2. С. 15-20. 4. Балаев И.Е. Домашний эксперимент по химии. Пособие для учителей. М. Просвещение. 1977. 5. Бирюлина Е.В. Эколикбез по теме «Лекарства» //Химия в школе. 2005. №1. С. 25-29. 6. Габриелян О.С., Ватлина Л.П. Химический эксперимент в школе. 10 класс: учебнометодическое пособие. М. Дрофа. 2005. 7. Габриелян О.С., Остроумов И.Г. Химия.10 класс: Настольная книга для учителя. М. Дрофа. 2004. Гусева К.Е., Проскурина И.К. Разработка химического эксперимента с экологическим содержанием //Химия в школе. 2002. №10. С. 72-75. 9. Джабладзе К.М. Организация лабораторных занятий по теме «Метаболизм углеводов» //Химия в школе. 2005. № 6. С. 64-67. 10. Ивин М. У порога великой тайны. Л. Детская литература. 1971. 11. Козлович Ю.П. Модульная технология: изучение полисахаридов //Химия в школе. 2004. № 3. С. 51-54. 12. Ковалевская Н.И., Апяровичене Е.А. Влияние антропогенных загрязнителей на содержание витамина С в листьях лука //Биология в школе. 2001. № 5. С. 38-41. 13. Лыгин С.А., Голенищева И.Л. Эксперимент при изучении углеводов //Химия в школе. 2004. № 9. С. 68-69. 14. Николаев Л.А. Химия жизни. Пособие для учителя. М. Просвещение. 1973. 15. Радецкий В.А. Тематическая викторина «Химия и медицина» //Химия в школе. 2002. № 10. С. 79-81. 16. Тетюев В.А. Методика эксперимента по физиологии растений: Пособие для учителя. М. Просвещение. 1980. 17. Урванцева Г.А., Волкова Н.Л. К изучению биологических функций жиров //Химия в школе. 2004. № 8. С. 64-67. 18. Филиппович Ю. Б. Основы биохимии. М. Высшая школа. 1985. 19. Храмов В. А. Папичев Н.В. Курить – здоровью вредить или как обнаружить аминосоединения в табаке //Химия в школе. 2004. № 7. С. 67-68. 20. Храмов В. А. Аксенова Е.А. Зыкова Е.В. Растворение нерастворимых белков //Химия в школе. 2005. № 3. С. 64-65. 21. Химия (сборник материалов по организации и введению предпрофильной подготовки учащихся основной школы и профильного обучения в старшей школе). Выпуск 2. – Саратов. ГОУ ДПО «СарИПКиПРО». 2004. 22. Яковишин Л.А. Химические опыты с лекарственными веществами //Химия в школе. 2004. № 9. С. 61-66. 8. Тема 6. Подведѐм итоги Примерные темы рефератов и проектов к итоговой конференции «Биохимия – химия жизни». 1. Железо и медь в организмах их роль в энергетике клетки. 2. О металлах и ферментах. 3. Фотосинтез глазами химика. 4. Железо и процессы дыхания в живых организмах. 5. Домашняя аптечка. 6. Ароматные вещества. 7. Химия и косметика. 8. Искусственная пища: за и против. 9. Холестерин враг сосудов. 10. Лекарственные растения. 11. Фитотерапия. 12. Генная инженерия. 13. Польза и вред хрустящих сухариков. 14. Можно ли использовать аспирин как консервант? 15. Доктор Парацельс. 16. Первая женщина врач – Юлия Лермонтова. Приложен ие