Тема: МОДИФИКАЦИЯ ПРИРОДНЫХ БИОПОЛИМЕРОВ И ИХ ИЗУЧЕНИЕ В СТАРШЕЙ ШКОЛЕ

Биополимеры активно используются в области биотехнологии и медицины. Они находят свое применение в качестве инструментов для решения биомедицинских проблем, таких как системы доставки лекарств, конструирование биосенсоров, применение в тканевой инженерии, регенеративной медицине [3]. Синтетические полимеры обладают тем преимуществом, что их состав и структуру легко контролировать, однако перспективными для использования в биомедицинской области являются, природные биополимеры, благодаря их биосовместимости и способности к биодеградации. Важное место среди природных биополимеров занимает хитозан, получаемый реакцией деацетилирования хитина. Хитозан имеет большой потенциал за счет своих свойств, таких как высокая адсорбционная способность, биодеградация, биосовместимость, низкая токсичность [4]. Наличие гидроксильных и аминогрупп позволяет модифицировать молекулу хитозана путем введения различных функциональных заместителей, с получением отличающихся по свойствам производных, что значительно расширяет области применения данного биополимера, благодаря возможности направленного изменения его свойств. Производные хитозана, растворимые в воде при значениях рН близких к нейтральному, обращают на себя повышенное внимание ввиду возможности их применения в разных областях химии и биологии [7]. Универсальность и широкие возможности применения водорастворимых производных хитозана делают их интересными и актуальными объектами исследования.
Цель работы - разработка элективного курса по теме «Биополимеры» для обучающихся 10 классов, с использованием экспериментальных данных по модификации природных биополимеров на примере хитозана.
Задачи:
1) изучить литературные источники по теме исследования;
2) провести химический эксперимент по получению новых функционализированных производных на основе хитозана;
3) разработать элективный курс по теме: «Биополимеры» для обучающихся 10 классов.
Научная новизна. Природные полимеры широко изучаются и находят свое применение в повседневной жизни, а также используются в промышленности, благодаря своим уникальным свойствам. Среди природных полимеров, полисахариды являются наиболее широко изучаемыми и используются в системах доставки лекарств, тканевой инженерии, в составе перевязочных средств благодаря таким свойствам, как биосовместимость, биоразлагаемость и низкая токсичность.
Практическая значимость. Полученные экспериментальные данные по синтезу биополимеров на основе хитозана использованы в разработке темы: «Полисахариды. Хитин и хитозан.», которая входит в программу элективного курса «Биополимеры» для обучающихся 10 класса, интересующихся химией, биологией и медициной.
Апробация работы. Результаты выпускной квалификационной работы были представлены на конференциях различного уровня:
• XVIII Всероссийская научно-практическая конференция «Теория и
методика естественнонаучного образования: проблемы и
перспективы», 23 апреля 2019 г.
• VIII Межрегиональная научно-практическая конференция
«Химическая наука и образование Красноярья», 16 мая 2019 г.
• Открытый конкурс научно-исследовательских работ «Научный дебют» 21 марта, 2019 г.
Публикации. По теме дипломной работы опубликованы тезисы и материалы 2 докладов:
1. Сурнина Е.В. Организация научно-исследовательской работы в старшей школе на примере темы «Биополимеры» // Химическая наука и образование Красноярья: мат. XII межрегион. науч.-практ. конф., посвященной 150-летию открытия Периодического закона химических элементов Д.И. Менделеевым. Красноярск, 2019. С. 135-138.
2. Сурнина Е.В. Изучение строения крахмала в рамках элективного курса «Биополимеры» // Теория и методика естественнонаучного образования: проблемы и перспективы: Сб. науч. тр. - Красноярск, 2019.

Купить

По. результатам работы, можно, сделать, следующие выводы:
1. Эффективным способом получения производных хитозана является
взаимодействие исходного соединения (хитозана) с различными
электрофильными субстратами в кисло, среде.
2. В результате проведенного химического эксперимента был получен новы, биополимер. - П-2-фтор-4-нитрофенилхитозан, перспективны, для дальнейшей функционализации.
3. Элективный курс «БиополимернЫ» с межпредметным содержанием под
химии и биологии для обучающихся 10 класса включает темы: «Полисахариды. Хитозан. Хитин.», «Полисахариды. Крахмал», «Белки. Химические свойства». Элективный курс «Биополимерны» рассчитан на 17 часов (1 час в неделю). Данный элективный курс может быть использован в школах при подготовке к ЕГЭ, для подготовки к олимпиадам и научно-исследовательских работ, на уроках в 10 классе под теме: «Дисахариды и полисахариды», и «Полимеры». Материал элективного курса был апробирован в МАОУ лицее № 6
«Перспектива» г. Красноярск. при подготовке научно
исследовательских работ обучающимися 10 класса.

Купить