Липиды: строение, классификация, свойства. Энергетика и биомембраны. Решение задач на гидрофобность и выделение энергии

Автор: Лебедеыва Светлана Владимировна

Организация: МАОУ СОШ №83

Населенный пункт: г.Екатеринбург

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАРТА УРОКА (ЕГЭ-ориентированная)

Предмет

Биология (факультатив, подготовка к ЕГЭ)

Класс

10

Тема урока

Липиды: строение, классификация, свойства. Энергетика и биомембраны. Решение задач на гидрофобность и выделение энергии

Тип урока

Комбинированный (повторение теории + практикум по решению заданий ЕГЭ)

Время

45 минут

Цель

Систематизировать знания о липидах и отработать навыки решения заданий ЕГЭ (расчетные задачи на энергию, качественные задачи на гидрофобность и строение мембран)

1. ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ (в терминах ЕГЭ)

Код линии ЕГЭ

Что отрабатывается

Линия 1 (база)

Термины: липиды, триглицериды, фосфолипиды, гидрофобность, биомембрана

Линия 2–3 (соответствие)

Классификация липидов: жиры, воски, стероиды, фосфолипиды

Линия 4 (расчетная)

Молекулярная масса триглицерида, количество жирных кислот

Линия 5 (анализ)

Выбор верных суждений о липидах и мембранах

Линия 22 (энергетика)

Расчет выделяемой энергии при окислении жиров (кДж, АТФ)

Качественные задачи (гидрофобность)

Объяснение проницаемости мембран, растворимости витаминов

2. ОПОРНЫЕ ЗНАНИЯ ДЛЯ ЕГЭ ПО ТЕМЕ «ЛИПИДЫ»

Понятие

Что нужно знать для ЕГЭ

Триглицерид (жир)

Глицерин + 3 жирные кислоты (насыщенные/ненасыщенные)

Фосфолипид

Глицерин + 2 ЖК + фосфат + спирт (основа мембран)

Стероиды

Холестерин, половые гормоны (не содержат жирных кислот)

Гидрофобность

Не растворяются в воде, растворяются в неполярных растворителях

Энергетическая ценность

1 г жиров → 38,9 кДж (≈9,3 ккал) – выше, чем у углеводов

Окисление жиров

При полном окислении 1 молекулы пальмитиновой кислоты (C₁₆) → 129 АТФ (упрощенно для ЕГЭ: ≈130 АТФ)

Биомембрана

Фосфолипидный бислой (гидрофильные головки наружу, гидрофобные хвосты внутрь)

3. ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ

Распечатки заданий в формате ЕГЭ.

Таблица «Классификация липидов» (для каждого).

Модель фосфолипида (рисунок на доске/слайде).

Калькуляторы.

Справочные данные: энергетическая ценность 38,9 кДж/г; M(глицерина)=92, M(жирных кислот) – средние.

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА УРОКА (ПО ЭТАПАМ)

Этап

Время

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Формат ЕГЭ

1. Оргмомент

2 мин

Приветствие. Сообщает тему, цели, акцент на задания ЕГЭ по липидам (линии 4,22, гидрофобность).

Записывают тему.

2. Актуализация (экспресс-опрос – линия 1)

5 мин

Вопросы:
1. Из чего состоит триглицерид?
2. Какие липиды входят в состав мембран?
3. Что значит «гидрофобный»?
4. Во сколько раз жиры калорийнее углеводов? (38,9/17,6 ≈ 2,2 раза)

Отвечают с места.

Линия 1 (термины)

3. Классификация липидов (линия 2–3)

5 мин

Задание на соответствие (на слайде):
Установите соответствие:
1) Триглицерид 2) Фосфолипид 3) Холестерин 4) Воск
А) входит в состав мембран животных
Б) запасающая функция у животных
В) покрывает листья растений
Г) основа мембран (двойной слой)

Выполняют в тетрадях. Проверка.

Линии 2–3

4. Расчет молекулярной массы и количества мономеров (линия 4)

10 мин

Задача 1 (ЕГЭ-тип):
Триглицерид состоит из глицерина и трех остатков стеариновой кислоты (C₁₇H₃₅COOH). M(глицерина)=92, M(стеариновой кислоты)=284. Найдите M(триглицерида) и сколько воды выделилось при его синтезе.
Задача 2:
При гидролизе жира массой 890 г получено 92 г глицерина. Определите среднюю молекулярную массу жирных кислот (три жирные кислоты одинаковы).

Решают индивидуально. Двое у доски.

Линия 4 (расчет массы, мономеров)

5. Энергетические расчеты (линия 22)

12 мин

Задача ЕГЭ (линия 22):
При окислении 1 г жира выделяется 38,9 кДж. Полное окисление 1 молекулы пальмитиновой кислоты дает 129 АТФ. 1 АТФ = 30,5 кДж.
1) Сколько энергии выделится при окислении 50 г жира?
2) Сколько АТФ можно синтезировать из этой энергии (теоретически)?
3) Каков КПД окисления жиров (энергия в АТФ / общая)?

Решают пошагово. Проверка с эталоном.

Линия 22 (энергетика, АТФ)

6. Качественные задачи на гидрофобность и мембраны

6 мин

Задачи (устно/письменно):
1. Почему жирорастворимые витамины (A, D, E, K) усваиваются только с пищей, содержащей жиры?
2. Почему через липидный бислой легко проходят O₂ и CO₂, но не проходят ионы Na⁺?
3. При помещении эритроцитов в раствор холестерина проницаемость мембраны для глюкозы снижается. Почему? (Холестерин уменьшает текучесть)

Отвечают, рассуждают. Учитель корректирует.

Качественные (аналоги линии 5, 22)

7. Рефлексия + д/з

5 мин

Разбор типичных ошибок.
Д/з (см. ниже). Выставление оценок.

Записывают д/з.

5. РАЗДАТОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ (РАСПЕЧАТКА ДЛЯ УЧАЩИХСЯ)

Задание 1. Соответствие (линия 2/3)

Липид

Функция/свойство

1) Триглицерид

А) входит в состав миелиновой оболочки нервов

2) Фосфолипид

Б) терморегуляция у млекопитающих (подкожный жир)

3) Холестерин

В) основа клеточных мембран

4) Воск

Г) защита от испарения у растений

Ответ: 1-Б, 2-В, 3-А, 4-Г.

Задание 2. Расчет массы липида (линия 4)

Вариант А. Триглицерид образован глицерином (M=92) и тремя остатками пальмитиновой кислоты (C₁₅H₃₁COOH, M=256).
Найти M(жира) и массу воды, выделившейся при синтезе 1 моль жира.

Решение:
M(жира) = 92 + 3×256 – 3×18 = 92 + 768 – 54 = 806 а.е.м. (или г/моль).
Воды: 3×18 = 54 г на 1 моль.

Вариант Б. При гидролизе 806 г жира получили 92 г глицерина. Сколько молей жирных кислот выделилось? (Ответ: 3 моль).

Задание 3. Энергетика жиров (линия 22)

Условие:

1 г жира → 38,9 кДж

При полном окислении 1 моль пальмитиновой кислоты (C₁₆H₃₂O₂, M=256) → 129 АТФ

1 АТФ ≈ 30,5 кДж

M(жира триглицерида с пальмитиновой кислотой) = 806 г/моль

Вопросы:

Сколько энергии выделится при окислении 1 моль такого жира (806 г)?

Сколько АТФ можно получить из 1 моль жира?

Во сколько раз жир эффективнее глюкозы по выходу АТФ на 1 г? (Для глюкозы: 1 г → 38 АТФ / 180 г/моль = 0,21 АТФ/г; для жира: 129 АТФ × 3 / 806 г ≈ 0,48 АТФ/г – примерно в 2,3 раза).

Решение (упрощенное для ЕГЭ):

806 × 38,9 ≈ 31 353 кДж.

Триглицерид содержит 3 пальмитиновых кислоты → 3 × 129 = 387 АТФ. Энергия в АТФ: 387 × 30,5 ≈ 11 803 кДж. КПД = 11803 / 31353 ≈ 37,6%.

На 1 г: жир – 387/806 ≈ 0,48 АТФ/г; глюкоза – 38/180 ≈ 0,21 АТФ/г. Отношение ≈ 2,3.

Задание 4. Качественные задачи (гидрофобность)

Вопрос 1. Почему фосфолипиды в водной среде самопроизвольно образуют бислой?
Ответ: Гидрофильные головки обращены к воде, гидрофобные хвосты – друг к другу (минимальная свободная энергия).

Вопрос 2. Как изменится проницаемость мембраны для глюкозы при понижении температуры? Почему?
Ответ: Понизится, так как липидный бислой становится менее текучим (переход в гель-состояние).

Вопрос 3. Почему при отравлении фосфорорганическими соединениями нарушается передача нервного импульса? (Связано с липидами мембран)
Ответ: ФОС нарушают структуру мембран аксонов и синапсов, влияя на липидный бислой и белки-каналы.

6. ЭТАЛОНЫ ОТВЕТОВ ДЛЯ ПРОВЕРКИ

Задание

Ответ

Соответствие (1-Б,2-В,3-А,4-Г)

1Б 2В 3А 4Г

M(жира) с пальмитиновой к-той

806 а.е.м. (г/моль)

Воды при синтезе

54 г/моль

Энергия с 1 моль жира

≈31 353 кДж

АТФ с 1 моль жира

387 (129×3)

КПД окисления жира

≈37,6%

Сравнение с глюкозой (АТФ/г)

Жир эффективнее в 2,3 раза

7. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ (В ФОРМАТЕ ЕГЭ)

Решить 3 задачи:

Линия 4. Молекулярная масса триглицерида = 890 а.е.м. При гидролизе получено 92 а.е.м. глицерина. Сколько жирных кислот входит в состав? (Ответ: 3). Какова средняя M(жирной кислоты)? (Решение: (890-92)/3 = 266, затем + 18? Нет, остаток ЖК = 266, а кислота = 266+18? Уточнить – в ЕГЭ дают формулу).

Линия 22. При окислении 20 г жира выделилось 778 кДж. Соответствует ли это теоретической энергетической ценности (38,9 кДж/г)? Найти КПД, если в АТФ запасается 40% энергии. Сколько АТФ образуется (1 АТФ = 30,5 кДж)?

Качественная (линия 5). Выберите три верных суждения о липидах:
а) все липиды гидрофильны;
б) холестерин входит в состав мембран;
в) жиры запасаются в клетках животных;
г) фосфолипиды не содержат жирных кислот;
д) стероиды являются производными холестерина;
е) жиры растворяются в воде.
(Ответ: б, в, д)

8. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЕГЭ

Типичная ошибка

Как исправить

Путают энергетическую ценность жиров и углеводов

Запомнить: жиры – 38,9 кДж/г, углеводы – 17,6 кДж/г

Не учитывают, что жир – это триглицерид, а не свободная ЖК

При расчете АТФ: 1 триглицерид → 3 × (АТФ одной ЖК)

Забывают про гидрофобность мембран

Рисовать фосфолипидный бислой на каждой задаче о проницаемости

Путают насыщенные и ненасыщенные ЖК

Насыщенные – твердые, ненасыщенные – жидкие (масла)

Неверно считают потерю воды при синтезе триглицерида

3 молекулы H₂O (по одной на каждую сложноэфирную связь)

9. РЕФЛЕКСИЯ (ВОПРОСЫ В КОНЦЕ УРОКА)

Чем отличается окисление жиров от окисления углеводов с точки зрения выхода АТФ?

Почему жиры эффективнее для длительного запасания энергии, но не подходят для быстрого получения энергии?

Как связана гидрофобность липидов с работой мембранных белков?


Опубликовано: 15.09.2026
Мы сохраняем «куки» по правилам, чтобы персонализировать сайт. Вы можете запретить это в настройках браузера