（选必3）4.1.1 糖类的组成和分类 单糖（教案1）

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• 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。

课程目标	学科素养
了解糖类的概念、分类及结构特点。 熟知葡萄糖的结构和性质，学会葡萄糖的检验方法。	宏观辨识与与微观探析：了解糖类的概念、分类及结构特点。 变化观念与科学探究：熟知葡萄糖的结构和性质，学会葡萄糖的检验方法。

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

• 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。
  

• 糖类与碳水化合物的关系
  

• 糖类的定义
  

• 糖类的分类
  

• 【讲解】
  

• 糖类都是由碳、氢、氧三种元素组成的，组成通式为Cn(H2O)m。
  

• 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。
  

• 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。
  

• 分类
  

• 糖类可分为单糖、寡糖和多糖
  

	单糖	寡糖(低聚糖)	多糖
概念	不能水解的糖	1 mol糖水解后能产生2～10 mol单糖的糖	1 mol糖水解后能产生10 mol以上单糖的糖
代表物及分子式	葡萄糖、果糖	蔗糖、麦芽糖	淀粉、纤维素
	C6H12O6	C12H22O11	(C6H10O5)n

• 任务二：认识单糖
  

• 环节一：认识葡萄糖
  

• 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。

• 分子式与结构特点
  

• [实验4-1]
  

• 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。
  

• 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]
  

• 试管壁上形成银镜。
  

• 溶液有砖红色沉淀产生。
  

• [实验结论]
  

• 葡萄糖具有还原性，属于还原糖
  

• 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。

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• (3)相关反应的化学方程
  

• 葡萄糖的化学性质
  

葡萄糖具有醛和醇的特征反应

• 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。
  

• 不饱和性：与H2发生加成反应。
  

• 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。
  

• 体内氧化反应提供能量，是一种重要的营养物质。
  

反应类型	试剂或条件	表现性质的官能团
加成反应	H2/Ni	醛基
氧化反应	银氨溶液
	新制Cu(OH)2悬浊液
	使溴水褪色
	生理氧化	—
酯化反应	与乙酸等	羟基

• 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
(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
  

• 展示果糖的图片，根据实物及常识，描述物理性质。
  

• 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。
  

• 葡萄糖和果糖的关系
  

• 【讲解】
  

• 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。
  

• 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
  

反应类型	试剂或条件	表现性质的官能团
加成反应	H2/Ni	酮羰基
氧化反应	生理氧化	—
酯化反应	与乙酸等	羟基

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• 果糖的分子式为C6H12O6，是葡萄糖的同分异构体。
  

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

• 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

• 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。
  

• 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。

• 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。
  

• 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。
  

• 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；