高中人教版 (2019)第一节 糖类教学设计

第四章 生物大分子

第一节  糖类

第1课时  糖类的组成和分类 单糖

糖类是生命中的另一种基础有机化学物质。本节内容分为三部分，第- - 部分葡萄糖与果糖，第二部分蔗糖与麦芽糖，第三部分淀粉与纤维素，课文中穿插了单糖的性质、二糖的水解对比探究实验、化学方法水解淀粉条件的研究等系列实验。通过课堂内的实验探究，使学生认识和体会单糖、二糖、多糖性质的研究过程，理解葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉的结构。教学设计时要高效地利用教科书、课外资料、生动的录像和图片，充分调动学生已有的生活经验，如学生对葡萄糖、蔗糖、淀粉的感性认识，以及烃的衍生物中已有的醛类、醇类知识，进行类推、延伸、替代、变换、重组、迁移等思维方式的训练，以使学生的思维对象由单官能团的化合物、小分子的化合物自然地过渡到多官能团的化合物和高分子化合物，形成糖类完整、系统的知识体系，理解糖类在生命活动过程中的重要作用。

教学重点： 葡萄糖的组成、典型性质及应用

教学难点： 从官能团典型性质的角度认识糖类物质与醛、酮、醇物质的关系

讲义  教具

【新课导入】

糖类是一类重要的有机化合物，在自然界中分布广泛，日常食用的蔗糖、粮食中的淀粉、植物茎叶中的纤维素、人体血液中的葡萄糖等均属于糖类。糖类在生命活动中起着重要作用，是生物体所需能量的主要来源，也是重要的能量储存物质，如植物体内的淀粉和动物体内的糖原。糖类还是很多生物体的结构成分，如植物细胞壁的主要成分纤维素。

[展示]葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、纤维素、淀粉图片。

任务一：糖类的组成和分类

1.   观察葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、纤维素、淀粉的分子式，分析糖类的组成。
2.   糖类与碳水化合物的关系
3.   糖类的定义
4.   糖类的分类

【讲解】

1.   糖类都是由碳、氢、氧三种元素组成的，组成通式为Cn(H2O)m。
2.   随着化学的发展，人们发现并不是所有糖的组成都符合上述通式，如脱氧核糖（C5H10O4），而某些符合此通式的物质却不属于糖类，如乙酸（C2H4O2）。因此，碳水化合物这一名称并不准确，但因沿用已久，目前仍在使用。
3.   从分子结构上看，糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。
4.   分类

糖类可分为单糖、寡糖和多糖

任务二：认识单糖

环节一：认识葡萄糖

1.   葡萄糖的存在及物理性质

葡萄糖存在于水果、蜂蜜，以及植物的种子、叶、根、花中。动物的血液和淋巴液中也含有葡萄糖。葡萄糖是易溶于水的无色晶体，熔点为146 ℃，有甜味，但甜度不如蔗糖。

2.       分子式与结构特点

[实验4-1]

(1)      在一支洁净的试管中配制约2 mL银氨溶液，加入1 mL 10%葡萄糖溶液，振荡，然后在水浴中加热。观察现象。

(2)      在一支试管中加入2 mL 10%NaOH溶液，加入5滴5% CuSO4溶液，再加入2 mL 10%葡萄糖溶液，加热。观察现象。

[实验现象]

（1）试管壁上形成银镜。

（2）溶液有砖红色沉淀产生。

[实验结论]

（1）葡萄糖具有还原性，属于还原糖

（2）葡萄糖的结构

分子式为C6H12O6，分子中含有醛基和羟基，属于醛糖。结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO。

(3)相关反应的化学方程

CH2OH(CHOH)4CHO＋2[Ag(NH3)2]OHCH2OH(CHOH)4COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O。

CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH2OH(CHOH)4COONa＋Cu2O↓＋3H2O。

3.   葡萄糖的化学性质

葡萄糖具有醛和醇的特征反应

(1)      还原性：与新制Cu(OH)2悬浊液反应、银镜反应、使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色。

(2)      不饱和性：与H2发生加成反应。

(3)      与羧酸等发生取代反应。1 mol葡萄糖可以与5 mol乙酸发生酯化反应。

(4)      体内氧化反应提供能量，是一种重要的营养物质。

C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O

4.   葡萄糖的应用

葡萄糖用于制镜业、糖果制造业、医药业；为体弱和低血糖患者补充营养。

工业制葡萄糖

(2)葡萄糖发酵生成酒精

C6H12O62C2H5OH＋2CO2↑。

(3)对应转化关系

【知识拓展】

葡萄糖的环状结构

α­D­吡喃葡萄糖　链状葡萄糖　β­D­吡喃葡萄糖

环节二：认识果糖

1.   展示果糖的图片，根据实物及常识，描述物理性质。
2.   展示果糖的结构式，书写分子式、结构简式，指出官能团，并预测化学性质。
3.   葡萄糖和果糖的关系

【讲解】

1.       果糖在水果和蜂蜜中含量较高，它比蔗糖的甜度高。纯净的果糖为无色晶体，易溶于水，吸湿性强。
2.       果糖的分子式为C6H12O6，结构简式为。 果糖是一种多羟基酮，属于酮糖

3.       果糖的分子式为C6H12O6，是葡萄糖的同分异构体。

环节三：核糖与脱氧核糖

1.核糖与脱氧核糖分别是生物体的遗传物质核糖核酸（RNA）与脱氧核糖核酸（DNA）的重要组成部分。它们都是含有5个碳原子的单糖——戊糖。均为醛糖，具有还原性。

2.糖类分子与手性

(1)手性碳原子：在分子中连有4个不同的原子或原子团的碳原子叫做不对称碳原子，也叫手性碳原子。

(2)手性分子：含有手性碳原子存在不能重叠、互为镜像的对映异构体的分子称手性分子：如为手性分子。

环节四：知识建构单糖

1. 糖类是由C、H、O三种元素组成的一类有机化合物。下列物质不属于糖类的是

A. 葡萄糖 B. 果糖 C. 纤维素 D. 蛋白质

【答案】D

【解析】

A.葡萄糖是单糖，属于糖类，故A错误；
B.蔗糖是二糖，属于糖类，故B错误；
C.纤维素是多糖，属于糖类，故C错误；
D.蛋白质不属于糖类，故D正确。
故选D。

2. 糖类、油脂、蛋白质都是与生命息息相关的物质，下列有关说法正确的是       

A. 葡萄糖和蔗糖是同系物，淀粉和纤维素是同分异构体
B. 淀粉、纤维素、油脂、蛋白质都是高分子化合物，都能发生水解反应
C. “春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”中的“丝”“泪”分别是纤维素和油脂
D. 通过灼烧时产生的气味可以鉴别蚕丝和棉纱

【答案】D

【解析】

A.同系物是指结构相似分子组成相差若干个原子团的有机物，葡萄糖和蔗糖结构不相似，不是同系物；纤维素和淀粉都是多糖，分子式都可用表示，但两者的n不同，它们不是同分异构体，故A错误； 
B.油脂相对分子质量较小，不属于高分子化合物，故B错误； 
C.“丝”中含有的物质是蛋白质，“泪”指的是液态石蜡，液态石蜡属于烃，故C错误； 
D.蛋白质灼烧具有烧焦羽毛的气味，纤维素灼烧没有烧焦羽毛的气味，蚕丝的成分是蛋白质、棉纱的成分是纤维素，所以可以用灼烧的方法鉴别，故D正确；
故选D。

3. 下列说法中不正确的是   

A. 符合通式的物质一定是葡萄糖
B. 葡萄糖由C、H、O三种元素组成
C. 糖类是人类维持生命的六大类营养素之一
D. 纤维素不能作为人类的营养食物

【答案】A

【解析】

A.满足这个通式的不一定是葡萄糖，如甲醛，故A错误；
B.葡萄糖所含的元素是C、H、O，故B正确；
C.糖类是六大类营养素之一，故C正确；
D.人体内无纤维素酶，纤维素不能作为人类的营养食物，故D正确。
故选A。

4. 新版人民币的发行，引发了人们对有关人民币中化学知识的关注。下列表述不正确的是

A. 制造人民币所用的棉花、优质针叶木等原料的主要成分是纤维素
B. 用于人民币票面文字等处的油墨中所含有的是一种磁性物质
C. 某种验钞笔中含有碘酒溶液，遇假钞呈现蓝色，其中遇碘变蓝的是葡萄糖
D. 防伪荧光油墨由颜料与树脂连接料等制成，其中树脂属于有机高分子材料

【答案】C

【解析】

A.棉花、优质针叶木等原料的主要成分是纤维素，故A正确；
B.是一种磁性物质，故B正确；
C.遇碘变蓝的是淀粉，不是葡萄糖，故C错误；
D.树脂属于有机高分子材料，故D正确。
故选C。

5. 下列有关化合物X的叙述正确的是

A. X分子只存在2个手性碳原子
B. X分子能发生氧化、取代、消去反应
C. X分子中所有碳原子可能在同一平面上
D. 1 mol X与足量NaOH溶液反应，最多消耗3 mol NaOH

【答案】B

【解析】

分子中连接，且相邻的2个碳原子连接4个不同的原子或原子团，为手性碳原子，共3个，故A错误；
B.含有羟基，可发生氧化反应，取代反应、消去反应，故B正确；
C.含有饱和碳原子，具有甲烷的结构特征，则所有的原子不在同一个平面上，故C错误；
D.能与氢氧化钠反应的为酯基、溴原子，则1 mol X与足量NaOH溶液反应，最多消耗2 mol NaOH，故D错误。
故选：B。

通过选择贴近生活实际的素材，认识常见的糖类——葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉和纤维素。了解糖类的概念、分类及结构特点。从官能团典型性质的角度认识糖类物质与醛、酮、醇物质的关系，培养宏观辨识与与微观探析的核心素养；熟知葡萄糖的结构和性质，学会葡萄糖的检验方法。培养变化观念与科学探究；