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第四章 生物大分子
第一节 糖类 教案
教学目标
1、了解糖类的概念、组成和性质特点。
2、熟知葡萄糖的结构和性质，学会葡萄糖的检验方法。
3、知道常见的二糖、多糖的性质及它们之间的相互关系，学会淀粉的检验方法。
教学重难点
1、重点：掌握糖类的组成和主要性质及重要应用。
2、难点：糖类的概念、葡萄糖的结构和性质、纤维素的酯化。
教学过程
一、导入新课
[投影] “果实的事业是尊贵的，花的事业是甜美的，但还是让我赞美绿叶的事业吧，她总是谦逊地专心地垂着绿荫的”。（印度诗人：泰戈尔）
[师]诗人为何对“绿叶”情有独钟？
[导入]绿叶利用了廉价的水和二氧化碳，化腐朽为神奇将光能转化为化学能，通过光合作用生成了葡萄糖。人们每天摄取的热能中大约75%来自糖类。
二、讲授新课
知识点一 糖类的组成和分类
[师]糖类都有甜味吗？
[生]不是。葡萄糖、蔗糖、麦芽糖有甜味；纤维素、淀粉没有甜味。
[展示]葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、纤维素、淀粉的分子式。
[学生活动]观察分子式，分析糖类的组成。
[生]糖类都是由碳、氢、氧三种元素组成的，组成通式为Cm(H2O)n。
[师]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。
[讲解]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，可分为单糖、寡糖和多糖。通常将不能水解的糖称为单糖，如葡萄糖、果糖、核糖和脱氧核糖等。1mol糖水解后能产生2~10mol单糖的称为寡糖或低聚糖，其中以二糖最为重要，常见的二糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖等。1mol糖水解后能产生10mol以上单糖的称为多糖，淀粉、纤维素和糖原等都属于多糖。
知识点二 单糖
[投影]展示葡萄糖实物及结构式。介绍葡萄糖的现代提取工艺。
[学生活动]根据实物及常识，描述物理性质。根据结构式，书写分子式、结构简式，指出官能团，并预测化学性质，完成实验4-1。
[投影]
操作 现象
(1)在一支洁净的试管中配制约2 mL银氨溶液，加入l mL 10%葡萄糖溶液，振荡，然后在水浴中加热。观察实验现象。 有银镜产生
(2)在另一支试管中加入2 mL10%NaOH溶液，加入5滴5%CuSO4溶液，再加入2 mL10%葡萄糖溶液，加热。观察实验现象。 产生砖红色沉淀
[教师活动]总结化学性质。
①能和酸发生酯化反应；
②能和银氨溶液发生银镜反应；
③能与新制的氢氧化铜悬浊液反应产生砖红色沉淀；
④与氢气生成醇；
⑤人体内氧化反应（人体能量主要来源）
[讲解]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。
[展示]展示果糖的图片和结构式。
[学生活动]根据实物及常识，描述物理性质。根据结构式，书写分子式、结构简式，指出官能团，并预测化学性质。
[强调]果糖在水果和蜂蜜中含量较高，广泛用于食品和医药的生成中。果糖和葡萄糖互为同分异构体。果糖和葡萄糖均含6个碳原子，是己糖。
[讲解]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。
[归纳总结]对比葡萄糖和果糖。
类别 葡萄糖 果糖
分子式 C6H12O6 C6H12O6
物理性质 白色晶体，有甜味，易溶于水 无色晶体，有甜味，易溶于水、乙醇和乙醚
结构简式 CH2OH(CHOH)4CHO
化学性质 ①能和酸发生酯化反应②能和银氨溶液发生银镜反应③能与新制的氢氧化铜悬浊液反应产生砖红色沉淀④与H2加成生成醇 ①能和酸发生酯化反应②与H2加成生成醇
相互关系 互为同分异构体
用途 用于制镜、糖果、医药等行业 主要用于食品工业
知识点三 二糖
[过渡]蔗糖是最常用的甜味剂，也是在自然界中分布最广的一种二糖，存在于大多数植物体中，在甘蔗和甜菜中含量最丰富。
[投影]展示甘蔗和红糖图片。
[讲解]蔗糖分子式为C12H22O11，无色晶体，熔点186℃，易溶于水。在酸和酶的作用下，蔗糖可水解生成葡萄糖和果糖。麦芽糖分子式为C12H22O11，主要存在于发芽的谷粒和麦芽中，使用含淀粉酶的麦芽作用于淀粉可制得饴糖，其主要成分为麦芽糖。是淀粉水解过程中的一种中间产物，在酸或酶催化下，麦芽糖发生水解反应生成葡萄糖。
[提问]蔗糖和麦芽糖是同分异构体吗？
[生]蔗糖和麦芽糖是同分异构体。蔗糖、麦芽糖都属于二糖，水解产物都能产生银镜反应，都能被Cu(OH)2氧化。
[师]葡萄糖属于还原糖，蔗糖和麦芽糖是否属于还原糖？
[学生活动]设计实验。
[投影]
实验内容 实验现象 结论
无明显现象 蔗糖不属于还原性糖，麦芽糖属于还原性糖
出现砖红色沉淀
[归纳总结]对比蔗糖和麦芽糖。
蔗糖 麦芽糖
相似点 ①组成相同，分子式均为C12H22O11，互为同分异构体；②都属于二糖，1 mol二糖水解后生成2 mol单糖
不同点 官能团 不含醛基，是非还原糖 含有醛基，是还原糖
化学性质 不能发生银镜反应，也不能被新制的Cu(OH)2氧化 能发生银镜反应，能被新制的Cu(OH)2氧化
水解产物 葡萄糖和果糖 葡萄糖
知识点四 多糖
[过渡]淀粉和纤维素是最重要的多糖，它们都是由大量葡萄糖单元相互连接组成的，属于天然有机高分子，淀粉的相对分子质量可达到几十万，纤维素可达到几百万。
[投影]展示淀粉图片。
[讲解]分子式为（C6H10O5)n，分子中存在醇羟基，没有醛基。是绿色植物光合作用的产物，在种子、块根和块茎中含量丰富，谷类和薯类含淀粉较多。淀粉是白色粉末状物质，没有甜味，不溶于冷水。在热水中淀粉会部分溶解，形成胶状的淀粉糊。
[学生活动]分析淀粉的化学性质。
[投影]化学性质
①不能被银氨溶液和氢氧化铜等弱氧化剂氧化，属于非还原性糖。
②分子中存在醇羟基，可以发生酯化反应。
③在酸或酶的作用下水解，最终生成葡萄糖。
方程式：
[讲解]淀粉是食物的一种重要成分，也是重要的工业原料。以淀粉或淀粉水解生成的葡萄糖等为原料，经发酵可以得到多种产品，如燃料乙醇、白酒、食醋、味精，以及氨基酸、抗生素等药物。淀粉经酯化后可用于生产食品添加剂、表面活性剂和可降解塑料等。
[过渡]纤维素是自然界中分布最广泛的一种多糖，参与构成了植物的细胞壁，起着保护和支持作用。
[讲解]分子式为（C6H10O5)n，分子中存在醇羟基，没有醛基。白色纤维状物质，没有甜味，不溶于水，也不溶于一般的有机溶剂。
[师]纤维素能否水解？
[学生活动]完成实验4-2。并分析其他化学性质。
[讲解]纤维素可用于纺织工业、造纸业等，还用于制备硝酸纤维素醋酸纤维素等化工原料。
[归纳总结]对比淀粉和纤维素。
淀粉 纤维素
分子结构 分子通式 (C6H10O5)n
相对分子质量 几万到几十万 几十万到几百万
分子结构关系 都是由葡萄糖结构单元(C6H10O5)构成的天然有机高分子，但分子内葡萄糖结构单元数目不同，分子结构不同
化学性质 共性 无还原性
水解最终生成葡萄糖
特性 遇单质碘变蓝 分子中含有醇羟基，能与醋酸、硝酸等发生酯化反应
板书设计
4.1 糖类
一、糖类的组成和分类
1、定义
2、组成
3、分类
二、单糖
1、葡萄糖(醛糖）
2、果糖(酮糖）
3、核糖与脱氧核糖
三、二糖
1、蔗糖
2、麦芽糖
四、多糖
1、淀粉
2、纤维素

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