【教学设计】《糖类》(人教版)

糖类》

◆ 教材分析

本节课是人教版化学选修 5 第四章第二节的教学内容， 在学习了烃及其衍生物， 化学必 修 2 有机化学的基础上进行学习。 必修 2 中，简单介绍了基本营养物质， 主要从用途的角度 简单介绍了几种糖类。本书前几章， 对官能团的性质进行了系统学习， 因此，本节课将从结 构与性质的角度对几种糖类进行分析，注意知识的联系与生活的关联。

◆ 教学目标

【知识与能力目标】

1、 掌握糖类的主要代表物 : 葡萄糖、 蔗糖、 淀粉 、纤维素的组成和重要性质 ,以及它们

之间的相互转变和跟烃的衍生物的关系；

2、 能举例说明糖类在食品加工和生物质能源开发上的应用。

【过程与方法目标】

1、 运用类推、迁移的方法掌握糖类主要代表物的性质，通过探究实验，完成知识的建构； 2、 通过合作探究，再次体会到实验是学习和研究物质化学性质的重要方法。 【情感态度价值

观目标】

1、 通过单糖、双糖、多糖的探究实验，使学生进一步体验对化学物质的探究过程，理解科

学探究的意义，学会科学探究的基本方法，提高科学探究的能力，体验科学探究大的乐 趣；

2、 通过对糖类在实际生活中的应用的了解，认识化学物质对人类社会的重要意义。

◆ 教学重难点 【教学重点】 掌握糖类的概念、糖类重要的代表物葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素的组成和重要性质，它们 之间的相互转变以及与烃的衍生物的关系。 【教学难点】 葡萄糖的结构和性质、纤维素的酯化。

◆ 课前准备

多媒体课件。

◆ 教学过程

糖类在以前叫做碳水化合物 , 曾经用一个通式来表示 : Cn（H2O）m；；这是因为在最初发现 的糖类都是有 C、H 、O 三种元素组成 ,并且分子中的 H 原子和 O 原子的个数比恰好是

2:1. 当时就误认为糖是由碳和水组成的化合物。 现在还一直在沿用这种叫法。 一、糖的组成

和结构

1、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 .

从结构上看， 糖类可定义为多羟基醛或多羟基酮， 以及水解后可以生成多羟基醛或多羟 基酮的化合物。

糖类不都是甜的。 我们食用的蔗糖是甜的， 它只是糖类中的一种。 淀粉、纤维素均不甜， 它们属于糖类。有些有甜味的物质，如糖精，不属于糖类。

根据能否水解以及水解后的产物 ，糖可分为单糖、低聚糖 （二糖 ）和多糖 2、糖的分类 : 单糖 低聚糖 多糖

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 .

二、葡萄糖与果糖

1、葡萄糖

（1）物理性质与结构 : 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 ） 分子式 : C6H12O6 （180） 最简式 : CH2O （30）结构简式 :

实验 4-1

1、在一支洁净的试管中配制 2 mL 的银氨溶液，加入 1 mL 10% 的葡萄糖溶液，振荡，

然后在水浴中加热 3-5 分钟，观察并记录实验现象。

2、在试管中加入 2 mL 10% NaOH 溶液，滴加 5% CuSO4 溶液 5 滴，再加入 2 mL 10%

的葡萄糖溶液，加热。观察并记录实验现象。

葡萄糖分子中含有醛基和醇羟基，可以发生氧化、加成、酯化等反应。 (2) 化学性质 : ① 还原反应 :

银镜反应 : CH 2OH-(CHOH) 4-CHO + 2[Ag(NH 3)2] +2OH

＋

-

CH 2OH-(CHOH) 4-COO +

-

NH4+ 2Ag ↓+ H2O + 3NH 3

＋

与新制 Cu(OH) 2作用 ---斐林反应

CH 2OH-(CHOH) 4-CHO+2Cu(OH) 2 CH 2OH-(CHOH) 4-COOH+ Cu 2O + H2O

实验成功的关键？

银氨溶液配置方法、水浴加热；配置新制 Cu(OH)2 悬浊液注意问题。

葡萄糖是人体内的重要能源物质，我们来看一下葡萄糖是怎样转化为能量的？ ② 与氧气反应 (有氧呼吸和无氧呼吸 )

C6H12O6(s)+6O2(g)→6CO2(g)+6H 2O(l)

③ 酯化反应： 与乙酸 、 乙酸酐作用生成葡萄糖五乙酸酯 (3) 制法 : 淀粉催化 (硫酸 )水解

(C6H10O5)n + nH 2O

(4) 用途 : 营养物质 :

nC6H 12O 6

C6H12O6 (s)+ 6O 2(g) 6CO2(g) + 6H 2O(l) + 2804kJ

医疗 糖果 制镜和热水瓶胆镀银。

还有一种单糖跟葡萄糖是同分异构体 —果糖， 它是最甜的糖， 广泛分布于植物中， 但果 糖分子不像葡萄糖分子那样含有醛基，果糖是一种多羟基酮，结构简式为

2、果糖

结构简式： CH 2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CO-CH 2OH (多羟基酮 )。

分子式: C 6H12O6 (与葡萄糖同分异构 ) 式量 180存在水果 蜂蜜 比蔗糖甜纯净的果糖是 白色晶体 ,通常是粘稠的液体 ,易溶于水。果糖是最甜的糖。

果糖是否也像葡萄糖一样具有还原性，能发生银镜反应呢？ 能发生银镜反应

碱性条件果糖分子结构异构化。 果糖分子具有酮羰基， 但在碱性条件下易转化为烯二醇

（3）果糖的化学性质

中间体，它可异构化为醛式，所以果糖也易被弱氧化剂氧化。

∴ 果糖也是还原性糖。

果糖在酸性条件下不能发生异构化， 不能自动由酮式转变为醛式， 所以果糖不被溴水氧 化而褪色。

果糖分子中含有醛基和醇羟基，能发生加成、酯化反应。由于多个羟基对酮基的影响， 使果糖能发生银镜反应和被新制的 Cu（OH ）2 氧化。

3、其他单糖 ---核糖：

CH 2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO （ 核糖） 、CH2OH-CHOH-CHOH-CH 2-CHO （脱氧核糖 ）

手性分子的两种构型， 在生理活性等方面有很大差别。 能够通过化学反应获得手性分子 的一种构型称为不对称合成，无论是在理论上还是生产上都具有极其重要的意义 葡萄糖虽然是人体很重要的供能物质， 但在日常生活中并不多见， 而常见的是白糖、 红 塘、冰糖。白糖、红塘和冰糖虽然外观、颜色不同，但它们的主要成分都是蔗糖。下面我们 来学习两种二糖的性质。

三、蔗糖与麦芽糖

（1）葡萄糖具有还原性，蔗糖是否具有还原性？用什么方法来检验蔗糖是否具有还原性？ （2）请通过实验回答蔗糖是否具有还原性。（ 3）蔗糖分子结构中是否有醛基？

[ 科学探究 ] （1）讨论、 回答， 应通过蔗糖与银氨溶液或新制的氢氧化铜的实验检验蔗糖

是 否具有还原性。

（2）实验：分别取 1、2 号溶液各约 1mL，用新制的 Cu（ OH） 2检验是否具有还原性； [ 归纳总结 ] 实验结果表明， 蔗糖不具有还原性， 为非还原糖。 所以蔗糖分子结构中不含醛基。

蔗糖不但有甜味， 食用后还会在人体中的转化酶的催化作用下发生水解反应， 生成葡萄 糖和果糖。因而也是一种营养物质。

[ 设问 ] （1）试推测蔗糖分子式并写出蔗糖水解的化学方程式。 （ 2）用什么方法可证实

蔗糖

的这一性质？（ 3）如果用实验的方法，应采取怎样的实验步骤？（ 4）实验中应注意什么问

题？

1、 蔗糖分子式是 C 12H 22O11。蔗糖水解的化学方程式：

C12H22O11 + H 2O C6H12O6 + C 6H12O6

蔗糖 葡萄糖 果糖 在加热煮沸蔗糖溶液时， 应避免蔗糖溶液剧烈沸腾发生喷溅损

失； 蔗糖水解完全后应先 用 NaOH或 Na2CO3 中和至中性，再用银氨溶液或新制的氢氧化铜检验水解产物的还原性，否 则实验容易失败。

（2）蔗糖与麦芽糖的分子式相同， 均为 C12H22O11，分子结构不同。 蔗糖分子结构中不含醛基， 无还原性，麦芽糖分子结构中有醛基，有还原性。

（3）可用银氨溶液或新制的 Cu（ OH）2 鉴别。葡萄糖、麦芽糖发生反应，有现象。蔗糖不 反应，无现象。

2、蔗糖与麦芽糖的分子式相同，均为 C12H22O11，蔗糖分子结构中不含醛基，无还原性，麦

芽糖分子结构中有醛基，有还原性。

C12H22O11 + H 2O 麦芽糖 葡萄糖

2 C 6H12O6

[ 设问 ] 淀粉 ; 纤维素是否是糖？它们有无甜味？糖是怎样定义的？

四、淀粉与纤维素

多糖分类 : 淀粉 ; 纤维素 ; 糖元,通式 : （C6H10O5）n

1、淀粉

[ 科学探究 ] 在试管 1 和试管 2 里各加入 0.5 克淀粉 , 在试管 1 里加入 4mL20%硫酸溶

液 , 在 试管2里加入 4mL水,都加热 3-4 分钟. 用碱液中和试管 1里的硫酸溶液 ,把一部分溶液液体 倒入试管 3. 在试管 2和 3里都加入碘溶液 , 观察现象 . 在试管 1 中加入银氨溶液 , 稍加热 后, 观察试管壁上有无银镜出现 .

[ 结论 ] 淀粉水解后生成还原性单糖 , 能发生银镜反应

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 . 催化剂：酸或酶。

（1）（ C

6H10O5）n + nH2O nC 6H 12 O6

[ 总结 ] 由淀粉水解制葡萄糖的过程中， 判断淀粉尚未水解、 正在水解 （部分水解）和水

解已 完全的方法原理：淀粉无还原性且遇碘单质显蓝色，葡萄糖能发生银镜反应。具体见下表：

加入碘水 变蓝 变蓝 不变蓝

银镜反应实验 无银镜 有银镜 有银镜 结论 尚未水解 部分水解 水解已完全 淀粉在人体内也进行水解 : 唾液淀粉酶 ; 胰液淀粉酶

2）淀粉的用途： 制葡萄酒和酒精

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2

[ 问 ] 自然界中的纤维素主要存在于那些植物？

[讲] 存在: 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%), 脱脂棉和无灰滤纸差不多是纯粹的纤维素 . 分子量 : 几千个葡萄糖单元 几十万

2、纤维素

(1)纤维素的物性 : 白色、无臭、无味的物质 ,不溶于水 , 也不溶于一般有机溶剂

[ 演示实验 ] 把少许棉花或碎滤纸放入试管中 , 加入 70%硫酸 3--4mL, 用玻璃棒把试管捣

烂 , 形成无色粘稠液体 . 把这个试管放在水浴中加热 15分钟 , 放冷后倒入盛有 20mL水的烧杯里 用氢氧化钠中和 . 取出一部分液体 , 用新制的氢氧化铜作试剂实验 , 观察现象 . (2) (C6H10O5)n + nH2O

nC6H 12O 6

纤维素分子是由很多个葡萄糖单元构成 . 每一个葡萄糖单元有三个醇羟基 , 因此 , 纤维 素分子也可以用 [C6H7O2(OH)3]n表示. 由于醇羟基的存在 , 所以纤维素能够表现出醇的一些性 质, 如 : 生成硝酸酯 , 乙酸酯

(3)纤维素可用于纤维素乙酸酯 , 纤维素硝酸酯 ,黏胶纤维和造纸等。 ( 4)纤维素的化学性质 --- ○1 纤维素硝化反应

[(C 6H7O2)(OH) 3]n + 3nHO-NO2 [(C 6H7O2)(O-NO2)3]n + 3nH 2O

纤维素一般不容易完全酯化生成三硝酸酯 (含 N: 14.14%).N%: 12.5--13.8% 火棉

N%:

10.5--12% 胶棉，火棉 : 外表与棉花相似 ,但在密闭容器中爆炸 , 可用作无烟火药。胶棉 :

易 于燃烧 ., 但不爆炸，珂倮酊 : 胶棉的乙醇 -乙醚容液 (封瓶口 )。

例题

知识点 1：糖类物质概念的考查

例 1 下列有关糖类物质的叙述中正确的是 ( )

A．糖类是有甜味的物质

B．由 C、 H、O三种元素组成的无机物属于糖类

C．糖类物质又叫碳水化合物，其分子式都可用通式 Cn(H2O)m表示 D．糖类一般是多羟基醛或多羟基酮，以及能水解产生它们的物质

解析 通常单糖和低聚糖甜，而高聚糖不甜， A 项错误；糖类属有机物， B 项错误；大 部分糖类的分子式可用 Cn(H2O)m表示，但有些糖不符合， C项错误； D 项糖类的概念正确。

答案 D

知识点 2：淀粉水解程度的判断及水解物的检验

例 2 某学生设计了四个实验方案，用以检验淀粉的水解情况。

硫酸氢氧化钠溶液 中和液 碘水 水解液 方案甲：淀粉液 ――→ →

加热

溶液变蓝

结论：淀粉完全没有水解。 方案乙：淀粉液

硫酸――→

加热

水解液

银氨溶液

――――→

无银镜现象

结论：淀粉完全没有水解。 方案丙：淀粉液

硫酸――→

结论：淀粉已经水解。 结论：淀粉部分水解。

水解液 氢氧化钠溶液 中和液 ― ――→――――→

――――――加热 微热

银

氨溶液

―――→

有银镜现象

请分别判断四种设计方案及结论是否正确？并说出其原因。

◆ 教学反思 略。