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高一化学必修2第三章有机化合物第四节基本营养物质教案(共2课时)第一课时【教学目标】一、知识与技能1、了解糖类、油脂和蛋白质的组成和结构2、探究糖类、油脂和蛋白质的典型化学性质，了解糖类、油脂和蛋白质的共同性质与特征反应二、过程与方法1、通过糖类、油脂和蛋白质分子结构的解析、比较过程，增减学生的抽象思维和逻辑思维能力；对糖类、油脂和蛋白质的微观结构有一定的三维思想能力2、从实验现象到糖类、油脂和蛋白质典型性质的推理，体会科学研究的方法；结合糖类、油脂和蛋白质与社会生活的密切联系，使学生领悟到化学学习的用途和兴趣三、情感态度价值观1、通过糖类、油脂和蛋白质的代表物的典型结构，意识到化学世界的外在美。2、通过糖类、油脂和蛋白质的典型性质的探究过程，使学生从中体会到严谨求实的科学态度3、结合糖类、油脂和蛋白质与社会生活的密切联系，使学生领悟到化学现象与化学本质在实际生活中的重要应用，培养学以致用的辩证认识【教学重点】糖类、油脂和蛋白质的组成特点和主要性质【教学难点】葡萄糖与弱氧化剂氢氧化铜的反应；油脂的水解反应【教学过程】[引言]生命由一些奇妙复杂的化学过程维持者着，人类为了维持生命与健康，除了阳光与空气外，必须摄取食物，食物的成分主要有糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐和水六大类，这些都是人类重要的营养物质，是生命活动的物质基础。糖类、油脂和蛋白质都是天然的有机化合物，这一节里我们就来学习有关它们知识。首先学习较简单的葡萄糖和蔗糖。[板书]一、糖类(carbohydrate)[引入]糖类是绿色植物光合作用的产物，是动植物所需能量的重要来源。糖类是由C、H、O三种元素组成的一类有机化合物。[阅读]表3－3观察糖类代表物分子组成，分析组成上有什么特点？三者可用一个通式来表示:Cn(H2O)m;淀粉、纤维素是高分子化合物。葡萄糖、果糖及蔗糖、麦芽糖分别是同分异构体。淀粉与纤维素的n值不同，不属于同分异构体。[问]符合Cn(H2O)m的是否一定是糖类物质？[讲]1、通式并不反映结构:H和O并不是以结合成水的形式存在的.2、通式的应用是有限度的:鼠李糖C6H12O5、甲醛（CH2O）、乙酸（C2H4O2）、乳酸等，[问]如何给糖类下一个准确的定义呢?[板书]糖类:从结构上看,它一般是多羟基醛或多羟基酮,以及水解生成它们的物质.糖的分类:单糖双糖多糖[过]在单糖中大家比较熟悉的有葡萄糖、果糖、五碳糖(核糖和脱氧核糖)等.下面我们有重点的学习葡萄糖以及简单了解其它单糖.[板书](一)、单糖--葡萄糖1、物理性质:白色晶体、溶于水、不及蔗糖甜(葡萄汁、甜味水果、蜂蜜)2、组成与结构：(1)分子式:C6H12O6(180)最简式:CH2O(30)结构简式:CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO或CH2OH(CHOH)4CHO结构式：3、化学性质：(官能团--OH、--CHO)(1)、催化氧化(2)、燃烧，提供热量C6H12O6(l)+6O2（g)→6CO2(g)+6H2O(l)+2804kJ[实验3-5]1、葡萄糖与新制Cu（OH）2反应[讲]制取新制氢氧化铜时，碱宜适当过量，碱性的氢氧化铜更易跟还原性糖反应产生氧化亚铜。[问]观察到的现象。溶液呈绛兰色；加热出现红色沉淀。[板书]（3）加热条件下，葡萄糖与新制Cu（OH）2反应出现红色沉淀。[讲]葡萄糖还能与银氨溶液发生银镜反应，如暖瓶内胆镀银。[板书]（4）葡萄糖在碱性、加热条件下，能从银氨溶液中析出银。[讲]葡萄糖之所以发生这两个反应，原因是含有官能团醛基－CHO，这也是官能团醛基的特征反应。［思考与交流］丧失体内自我调节血糖水平的人会得糖尿病，病人的尿液中含有葡萄糖，设想怎样去检验一个病人是否患有糖尿病？[板书]4、制法：工业上通常用淀粉催化水解法制取葡萄糖。[提问]丧失体内自我调节血糖水平的人会得糖尿病，病人的尿液中含有葡萄糖，设想怎样去检验一个病人是否患有糖尿病？4、制法：工业上通常用淀粉催化水解法制取葡萄糖。(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6催化剂［投影］知识拓展●果糖简介属多羟基酮，跟葡萄糖互为同分异构体。属多羟基酮，跟葡萄糖互为同分异构体。●核糖简介[展示]冰糖、白糖样品。[板书](二)、双糖—蔗糖[讲]低聚糖:糖类水解后生成几个分子单糖的糖.双糖、三糖等.其中最重要的是双糖(蔗糖和麦芽糖)。[板书]1、分子式:C12H22O11；2、物理性质:无色晶体,溶于水(可展示冰糖、白砂糖样品)。[讲]存在:甘蔗、甜菜含量较多[板书]3、化学性质:[实验3－6]方案改进：不加硫酸与加硫酸做对比实验。［投影小结］实验步骤取1mL20%的蔗糖溶液，加入3-5滴稀硫酸。水浴加热5分钟后取少量溶液，加氢氧化钠溶液，调溶液pH至碱性，再加入少量新制的氢氧化铜，加热3-5分钟，观察并解释现象现象产生砖红色沉淀[强调]稀硫酸催化下蔗糖水解后产物的检验时，不要忘了中和硫酸，否则硫酸易跟加入的氢氧化铜发生中和反应[投影结论]1.蔗糖不发生银镜反应,也不和新制氢氧化铜反应,这因为分子结构中不含有醛基.蔗糖不显还原性,是一种非还原性糖.2.水解反应.在硫酸催化作用下,蔗糖水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖:[板书]①蔗糖不发生银镜反应,也不和新制氢氧化铜反应②水解反应(hydrolysisreaction)［知识拓展］麦芽糖物质物质蔗糖蔗糖麦芽糖麦芽糖类别类别分子式分子式物性物性结构结构与银氨与银氨溶液反应溶液反应水解反应水解反应CC1212HH2222OO1111CC1212HH2222OO1111无色晶体，溶于水无色晶体，溶于水白色晶体，易溶于水白色晶体，易溶于水分子中无醛基分子中无醛基分子中含醛基分子中含醛基不反应不反应有银镜产生有银镜产生((三三))麦芽糖麦芽糖CC1212HH2222OO1111+H+H22OO→→CC66HH1212OO66+C+C66HH1212OO66葡萄糖葡萄糖果糖果糖催催CC1212HH2222OO1111+H+H22OO→→2C2C66HH1212OO66葡萄糖葡萄糖催催[讲]多糖分类:淀粉;纤维素通式:(C6H10O5)n[板书](三)、多糖--淀粉(starch)与纤维素(cellulose)[投影]1．存在：植物光合作用的产物，种子或块根里，谷类中含淀粉较多，大米80%，小麦70%。2．分子量及组成：支链淀粉(80%，含有几千个葡萄糖单元几十万)，直链淀粉(20%含有几百个葡萄糖单元,几万-十几万)3．高分子化合物:分子量很大的化合物(几万--几十万)4、纤维素是构成细胞壁的基础物质。木材约一半是纤维素；棉花是自然界中较纯粹的纤维素(92-95%)，脱脂棉和无灰滤纸是纯粹的纤维素。含有几千个葡萄糖单元，分子量几十万。[板书]1、物理性质：(1)淀粉：白色、无气味、无味道、不溶于冷水、热水中“糊化”。(2)纤维素：白色、无嗅无味、不溶于水、也不溶于一般有机溶剂。[问]我们吃馒头时，咀嚼时为什么会感到有甜味？淀粉水解后生成还原性单糖,能发生银镜反应[讲]不论是直链淀粉还是支链淀粉,在稀酸作用下都能发生水解反应,最终产物是葡萄糖.再者纤维素也能水解生成葡萄糖，只不过比淀粉更困难。[讲]淀粉在人体内也进行水解:唾液淀粉酶;胰液淀粉酶。但人类不能消化纤维素，而动物能。[板书]2、化学性质：（1）淀粉与碘单质变兰色。（2）［思考与交流］如何证明淀粉没有水解？如何证明淀粉部分水解？如何证明淀粉完全水解？用银镜生成或用新制的氢氧化铜反应检验淀粉尚未水解用银镜生成，用碘水显蓝色检验淀粉有部分水解用碘水——是不显蓝色检验淀粉已经完全水解[过渡]油脂是人类的主要食物之一，也是一种重要的工业原料，我们日常食用的猪油、牛油、羊油、花生油、豆油、茶油、棉籽油、油菜籽油等都是油脂。[板书]二、油脂[讲]根据日常生活经验，请同学们思考：以上列举的几种油脂在常温下分别呈什么状态?[总结]在通常温度下，猪油、牛油、羊油等动物油脂呈固态，而花生油、豆油、茶油、棉籽油、油菜籽油等植物油脂为液态。一般说来常温下呈固态的油脂叫脂肪，常温下呈液态的油脂叫油。［投影小结］(一)、油脂的概念油脂油脂肪液态植物油主要成分是不饱和高级脂肪酸甘油酯固态动物油主要成分是饱和高级脂肪酸甘油酯[讲]天然油脂多为混甘油酯。形成油脂的脂肪酸的饱和程度，对油脂的熔点有着的影响。由饱和的硬脂酸或软脂酸生成的甘油酯熔点较高，呈固态。而由不饱和的油酸生成甘油酯熔点较低，呈液态。由于各类油脂中所含的饱和烃基和不饱和烃基的相对量不同，因此具有不同的熔点。［投影小结］(二)、油脂的组成和结构•油脂是由多种高级脂肪酸如硬脂酸、软脂酸或油酸等跟甘油生成的甘油酯。结构式里R1、R2、R3代表饱和烃基或不饱和烃基。如果R1、R2、R3相同，这样的油脂称为单甘油酯如果R1、R2、R3不相同，就称为混甘油酯天然油脂大都为混甘油酯，是混合物生成油脂的四种物质油脂高级脂肪酸甘油油酸软脂酸硬脂酸C17H33COOHC15H31COOHC17H35COOHCH2－OHCH－OHCH2－OH[讲]首先我们来学习油脂的物理性质[板书]1、物理性质[问]根据日常生活经验，请同学们比较油脂与水哪个密度更小?油脂在水中溶解性如何?[板书]不溶于水，比水轻，易溶于有机溶剂[过]因油脂属酯类化合物，故油脂和酯一样可以发生水解反应。[板书]2、油脂的水解[讲]油脂的水解反应和酯的水解反应一样可分两种情况讨论，即在酸性条件下进行的水解和在碱性条件下进行的水解。我们先学习在酸性条件下进行的水解。[板书](1)酸性条件下：I.酸存在的条件下进行的可逆水解反应[问]油脂在酸性条件下进行水解生成什么?反应能否进行到底?[讲]油脂在酸性条件下进行水解生成相应的高级脂肪酸和甘油。由于此反应是一个可逆反应，因此反应不能进行到底。[讲]工业上根据这一反应原理，可用油脂为原料来制取高级脂肪酸和甘油。[讲]刚才我们学习了油脂在酸性条件下的水解，下面我们学习油脂在碱性条件下进行的水解。[板书](2)碱性条件下II.碱性条件的完全水解：皂化反应肥皂的主要成分：硬脂酸钠[问]油脂在碱性条件下进行水解生成什么?反应能否进行到底?[讲]油酯在碱性条件下进行水解生成相应的高级脂肪酸盐和甘油。由于此反应是不可逆反应，故反应能进行到底。[讲]因高级脂肪酸钠是肥皂的主要成分，故我们把油脂在碱性条件下进行的水解反应也叫皂化反应。[板书]皂化反应(saponification)：油脂在碱性条件下的水解反应。[板书]3、油脂的氢化—油脂的硬化(液态植物油+H2→人造脂肪)(1)油脂的氢化－－油脂的硬化这个反应叫做油脂的氢化，也叫油脂的硬化。这样制得的油脂叫人造脂肪，通常又叫硬化油。工业上常利用油脂的氢化反应把多种植物油转变成硬化油。硬化油性质稳定，不易变质、便于运输，可用作制造肥皂、脂肪酸、甘油、人造奶油等的原料。［讲］这个反应叫做油脂的氢化，也叫油脂的硬化。这样制得的油脂叫人造脂肪，通常又叫硬化油。工业上常利用油脂的氢化反应把多种植物油转变成硬化油。硬化油性质稳定，不易变质、便于运输，可用作制造肥皂、脂肪酸、甘油、人造奶油等的原料。[小结]本节课我们学习了糖类、油脂几种营养物质的重要化学性质，请结合以前所学知识，进一步理解官能团决定化合物的化学性质的规律[自我评价]1．糖类的概念是()A．含有碳、氢、氧三种元素的有机物B．符合通式Cn(H2O)m的化合物C．有甜味的物质D．一般是多羟基醛、多羟基酮以及能水解生成它们的物质2．葡萄糖是一种单糖的主要原因是()A．在糖类结构中最简单B．在所有糖类中碳原子数最少C．分子中含有一个醛基D．不能再水解生成更简单的糖3．青苹果汁遇碘水显蓝色，熟苹果汁能还原银氨溶液，这说明()A．青苹果中只含淀粉不含糖类B．熟苹果中只含糖类不含淀粉C．苹果转熟时淀粉水解为单糖D．苹果转熟时单糖聚合成淀粉4．下列说法正确的是()A．不含其他杂质的天然油脂属于纯净物B．油脂在酸性或碱性条件下都比在纯水中易水解C．油脂的烃基部分饱和程度越大，熔点越低D．各种油脂水