第4章 生命中的基础有机化学物质(23页).doc

第四章 生命中的基础有机化学物质 第一节《油脂》‎ 一、教学目标 ‎1、知识与技能：‎ ‎（1）使学生了解油脂的概念。‎ ‎（2）理解油脂的组成和结构 ‎（3）引导学生结合日常生活中所能接触到的油脂知识与其结构联系起来，了解油脂的物理性质及用途。‎ ‎（4）使学生理解油脂的化学性质（氢化、水解和皂化反应）‎ ‎（5）常识性介绍肥皂、合成洗涤剂与人体健康等知识 ‎2、过程与方法：‎ 通过设计实验、探索实验、阅读材料等方法，让学生在自主活动过程中培养和提高实验操作能力、自学能力、观察能力、分析能力和理解能力。通过联系生活、生产实际问题培养学生对知识的迁移能力和推理能力。‎ ‎3、情感态度与价值观：‎ 在科学探究过程中，通过比较和分析，不断地揭示问题和解决问题，让学生从问题中获得新知识，激发学生强烈的求知欲，同时开发学生的智力。通过对肥皂制取的探究，认识化学对日常生活生活的重要意义。‎ 二、教学的重点和难点 ‎1、教学重点：油脂的结构和化学性质。‎ ‎2、教学难点：油脂氢化、水解的基本原理；结构决定性质原理的应用。‎ 三、教学过程 ‎[引入] 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，棉子油等都是油脂。那么，什么是油脂？他们的结构怎样？具有什么性质？本节课主要解决这三个问题。‎ ‎[板书] 第一节 油脂 ‎ 一、油脂的组成和结构 ‎[复习提问] ‎ ‎1、什么是羧酸，什么是高级脂肪酸？‎ ‎2、高级脂肪酸定义中对烃基部分有何规定没有？常见的高级脂肪酸有哪三种？‎ ‎3、什么是醇？醇和酸如何反应生成酯？‎ ‎4、酯有何化学性质？‎ ‎5、写出乙酸和乙醇，乙酸和丙三醇，三种高级脂肪酸与丙三醇反应的化学方程式。‎ ‎[问]什么是油脂，油脂定义中的要点是什么？‎ ‎[讲]油脂是多种高级脂肪酸(如硬脂酸、软脂酸、油酸、亚油酸等)跟甘油形成的酯。属于酯类化合物。常温下呈液态的油脂叫做油，呈固态的油脂叫做脂肪，也就是说油脂是油和脂肪的统称。 ‎ 24‎ ‎[板书]1、油脂定义：由高级脂肪酸和甘油形成的酯叫油脂 ‎[投影]说明脂和酯的区别 ‎ 形成酯的醇 ‎ 形成酯的酸 ‎ 内 涵 ‎ 脂 固定为甘油 ‎ 高级脂肪酸 ‎ 专 指 油 脂 ‎ 酯 任何醇或酚 ‎ 任 何 酸 ‎ 包 含 油 脂 ‎ ‎[讲]油脂是高级脂肪酸的甘油三酯(triglyceride)‎ ‎[板书]2、油脂的组成和结构 ‎ R1、R2、R3代表饱和烃基或不饱和烃基 ‎[讲]油脂不属于高分子化合物，都是混合物，天然油脂大多是混甘油酯。‎ ‎[板书]3、油脂的分类 ‎ ‎[讲]按常温下的状态分：油 （常温下呈液态，如植物油脂）；脂肪 （常温下呈故态，如动物油脂）。‎ ‎[板书]按油脂分子中烃基是否相同分 ‎ ‎ ‎[学与问]1、油脂与矿物油是否为同类物质？‎ 不同，油脂属于酯类，矿物油烃类。‎ ‎2、天然油脂是纯净物还是混合物？‎ 天然油脂是未进行分离提纯的油脂，都是由不同的甘油酯分子和其他杂质组成的混合物。 ‎ ‎3、单甘油酯是纯净物，混甘油酯是混合物，对吗？‎ 是否纯净物不是取决于R是否相同，而是组成物质的分子是否相同。同种单甘油酯分子组成的油脂或同种混甘油酯分子组成的油脂，都是纯净物。反之是混合物。 ‎ ‎[讲]天然油脂大都为混甘油，包含两层意义，一是同一分子中的R1R2R3不同，二是天然油脂由不同分子组成的混合物。‎ ‎[板书]4、油脂的饱和程度对其熔点的影响。‎ ‎ 饱和高级脂肪酸形成的甘油脂熔点较高，呈固态。不饱和高级脂肪酸形成的甘油脂熔点较低，呈液态。‎ ‎[讲]平日家中做汤放油，油浮在水面上还是溶于水中？衣服上的油渍怎样能洗净？‎ ‎ [探究实验]演示植物油在水、苯、汽油中的溶解性。‎ ‎[投影]1．（1）取一支试管，注入2毫升水。‎ ‎（2）向（1）中滴入几滴食用油，振动试管，静置，观察现象。‎ ‎　　　　　　 ‎ 24‎ ‎2．用汽油擦洗布片上的油渍，观察现象。‎ ‎3．振动盛有食用油的试剂瓶，观察现象。‎ ‎4． 用手摸食用油，可以感觉到_______。‎ ‎[投影]‎ 现象：油浮在水面上而不溶于水中。‎ 结论：（1）食用油的密度比水的密度小。（2）食用油不溶于水。‎ 现象：布片上的油渍能用汽油擦洗干净。‎ 结论：食用油易溶于汽油。‎ 现象：食用油的粘度比较大。‎ 结论：食用油的粘度比较大。‎ 感觉到：食用油的油腻感明显。‎ ‎[板书]二、油脂的性质 ‎1、物理性质 不溶于水，易溶于汽油，乙醚，苯等有机溶剂。‎ ‎[讲]纯净的油脂是无色、无嗅、无味的物质，室温下可呈固态，也可呈液态，油脂的密度比水小，难溶于水，而易溶于汽油、乙醚、氯仿等有机溶剂。‎ ‎[小结]因天然油脂是混合物，因而没有固定的熔点、沸点。组成油脂的高级脂肪酸的饱和程度，对油脂的熔点影响很大。一般地，由饱和的高级脂肪酸(如硬脂酸、软脂酸)形成的甘油酯熔点较高，在室温下呈液态，由于各类油脂中所含的饱和烃基和不饱和烃基的相对含量不同而具有不同的熔点。饱和烃基越多，油脂的熔点越高，不饱和烃基越多，油脂的熔点越低。‎ ‎[提问]1．从“油脂的结构”特征分析它可能具有的化学性质？‎ ‎2．若油脂的烃基中含有不饱和成分，我们如何验证？（并设计实验）‎ ‎3．如何将“油”变成“脂肪”？‎ ‎[分析引导]1．由于油脂是多种“高级脂肪酸甘油脂”的混合物，而高级脂肪酸中的“烃基”既有饱和的，又有不饱和的。因此，许多油脂兼有“不饱和烃”和“酯类”的一些化学性质，可以发生“加成反应”和水解反应“。‎ ‎2．可以用“溴水”或“碘水”检验油脂中的烃基是否饱和。若溴水或碘水褪色，则证明油脂中的烃基含有不饱和成分；若溴水或碘水不褪色，则证明油脂中的烃基含有饱和成分。 ‎ ‎[探究实验]设计“检验烃基是否饱和”的实验。‎ ‎[投影]（1）取一支试管，放入3mL溴水或碘水。‎ ‎（2）向（1）中滴入1mL食用油，振荡并观察现象。‎ ‎[投影]现象：溴水或碘水褪色。‎ 结论：食用油中的烃基含有不饱和成分。‎ ‎[板书]2、化学性质 ‎[引导学生分析] 油脂属于酯，它能发生怎样的化学反应？‎ 24‎ ‎[板书]（1）水解反应 ‎ 在酸性或碱性条件下，油脂可水解生成相应的酸和甘油。如：‎ ‎[讲]工业目的是制高级脂肪酸和甘油。人体内消化吸收脂肪，给机体提供能量。‎ ‎ [板书] 皂化反应(saponification reaction)：油脂在碱性条件下的水解反应叫皂化反应。‎ 硬脂酸甘油酯 硬脂酸钠 甘油 ‎[讲] 油脂在碱性（NaOH）条件下的水解反应中生成的高级脂肪酸的钠盐是肥皂的主要成分。所以将油脂在碱性条件下的水解反应称为皂化反应，如：‎ ‎[投影]工业制肥皂流程：盐析 油脂、NaOH溶液→ 高级脂肪酸钠盐、甘油、水→ 高级脂肪酸钠盐（上层）、 甘油、食盐混合液（下层）‎ ‎[讲]加入无机盐使某些有机物降低溶解度，从而析出的过程，属于物理变化。 这里的盐析是指加入食盐使肥皂析出的过程。 ‎ ‎[指导学生阅读]科学视野—肥皂的去污原理及合成洗涤剂（观看FLASH）。‎ ‎[讲]肥皂的主要成分是高级脂肪酸钠盐。极性羧基部分易溶于水，叫做亲水基，而非极性的烃基-R部分易溶于水，叫做憎水基，具有亲油性。当肥皂与油污相遇时，亲水基的一端溶于水中，而憎水基的一端则溶于油污中。‎ ‎[投影]‎ ‎[学与问] 1.用肥皂洗衣服应该用热水还是用冷水？‎ 用热水好。由于硬脂酸钠易与硬水中Ca2+、Mg2+反应生成不溶性的硬脂酸钙[(C17H35COO)2Ca]和硬脂酸镁[(C17H35COO)2Mg]，而使肥皂的消耗量增多，泡沫量减少。‎ ‎2.怎样的物质具有去污能力?‎ 凡具有亲、憎水基的物质都有一定的去污能力，可以人工合成洗涤剂：‎ CH3—(CH2)n— —SO3Na（或R—SO3Na)‎ 24‎ ‎ [板书] （2）油脂的氧化 油酸甘油脂（油） 硬脂酸甘油脂（脂肪）‎ ‎[讲]天然油脂暴露在空气中会自发地进行氧化作用，发生酸臭和异味，称为酸败（变）。酸败的原因一方面由于不饱和键被空气中的氧所氧化，生成过氧化物，过氧化物继续分解，生成低级醛及羧酸：‎ ‎[投影]‎ ‎[讲]油脂酸败另一方面的原因是在微生物作用下，脂肪分解为甘油和脂肪酸，脂肪酸经一系列酶促作用后生成β-酮酸，脱羧后成为具有苦味及臭味的低级酮类：‎ ‎[投影]‎ ‎[讲]同时甘油易被氧化成有特臭的1，2-内醚丙醛。‎ ‎[投影]‎ ‎[讲]油脂酸败对食品质量影响很大，不仅风味变坏，而且营养价值降低。因为酸败不仅破坏脂肪酸，而且脂溶性维生素等也被破坏。长期食用酸败油脂对人体健康有害，轻者呕吐、腹泻，重者能引起肝脏肿大，造成核黄素（维生素B2）缺乏，引起各种炎症。‎ ‎[引导学生分析]若油脂分子中烃基不饱和，则可以与H2发生加成，所以……‎ ‎[过]由于油脂是多种高级脂肪酸的甘油酯的混合物，而高级脂肪酸中，既有饱和的，又有不饱和的。因此有些油脂兼有酯类和烯烃的一些化学性质，油脂分子中烃基不饱和，则可以与H2发生加成，所以可以通过催化加氢提高饱和度 ‎[板书](3) 氢化反应（加成反应、硬化反应）‎ 24‎ ‎[讲]油脂氢化得到的硬化油，就是人造脂肪，也叫硬化油；硬化油性质稳定，不易变质；硬化油便于运输；用于制肥皂、脂肪酸、甘油、人造奶油等的原料。‎ ‎[板书]三、油脂的用途 1． 油脂是人类的主要食物之一。‎ ‎[讲]我们在日常饮食中应该合理摄到油脂，而且应该少吃饱和度高的油脂，多吃油脂容易患高血脂症。油脂在人体中的消化过程与油脂的水解有关。‎ ‎[投影]以吸收的营养。‎ ‎[板书]2． 油脂是重要的化工原料 ‎[小结]“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。‎ 四、板书设计 第一节 油脂 一、油脂的组成和结构 ‎1、油脂定义：由高级脂肪酸和甘油形成的酯叫油脂 ‎2、油脂的组成和结构 ‎ R1、R2、R3代表饱和烃基或不饱和烃基 ‎3、油脂的分类 按油脂分子中烃基是否相同分 ‎4、油脂的饱和程度对其熔点的影响。‎ ‎ 饱和高级脂肪酸形成的甘油脂熔点较高，呈固态。不饱和高级脂肪酸形成的甘油脂熔点较低，呈液态。‎ 二、油脂的性质 ‎1、物理性质 不溶于水，易溶于汽油，乙醚，苯等有机溶剂。‎ ‎2、化学性质 ‎（1）水解反应 ‎ 在酸性或碱性条件下，油脂可水解生成相应的酸和甘油。如：‎ ‎ 皂化反应：油脂在碱性条件下的水解反应叫皂化反应。‎ 硬脂酸甘油酯 硬脂酸钠 甘油 ‎（2）油脂的氧化 24‎ 油酸甘油脂（油） 硬脂酸甘油脂（脂肪）‎ ‎(3) 氢化反应（加成反应、硬化反应）‎ 三、油脂的用途 1． 油脂是人类的主要食物之一。‎ ‎2． 油脂是重要的化工原料 五、教学反思 24‎ 第二节 糖类 一、教学目标 ‎1、知识与技能：‎ ‎（1）使学生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。‎ ‎2、过程与方法：‎ 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。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。‎ ‎3、情感态度与价值观：‎ 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。‎ 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。‎ 二、教学的重点和难点 ‎1、教学重点：掌握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。‎ ‎2、教学难点：糖类的概念、葡萄糖的结构和性质、纤维素的酯化。‎ 三、教学过程 ‎[引入]“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。”诗人为何对“绿叶”情有独钟？‎ ‎[讲]绿叶利用廉价的水和CO2，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。人们每天报取的热能中大约75%来自糖类。‎ ‎[引入] 什么是糖? 哪些物质属于糖?‎ ‎[讲] 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。‎ ‎[投影]1、Cn(H2O)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  乙酸  乳酸 ‎[设问] 如何给糖类下一个准确的定义呢?‎ ‎[板书] 第二节 糖类 ‎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。‎ ‎[讲]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。‎ ‎[讲] ‎ 24‎ 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。‎ ‎[讲]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 ‎[板书]2、糖的分类: 单糖 低聚糖 多糖 ‎[投影]‎ ‎[讲]单糖是不能水解的糖，一般为多羟基醛或多羟基酮，如葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖等。低聚糖是1 mol 糖水解后能2-10 mol 单糖的糖类。其中二糖最为重要，常见的二糖有麦芽糖、蔗糖和乳糖等。多糖是1 mol 糖水解后能产生多摩单糖的糖类。如淀粉、纤维素等，多糖属于天然高分子化合物。‎ ‎[过渡] 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、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: CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO 或CH2OH(CHOH)4CHO (CHOH)4CH2OH 多羟基醛 ‎ ‎[演示实验]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。‎ ‎[投影]‎ ‎[讲]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。‎ ‎[板书]（2）化学性质:‎ 24‎ ‎①还原反应: ‎ 银镜反应： CH2OH-(CHOH)4-CHO + 2[Ag(NH3)2]＋ +2OH-‎ ‎ CH2OH-(CHOH)4-COO- + NH4＋+ 2Ag ↓+ H2O + 3NH3　‎ 与新制Cu(OH)2作用——斐林反应 CH2OH-(CHOH)4-CHO + 2Cu(OH)2‎ CH2OH-(CHOH)4-COOH+ Cu2O + H2O　‎ ‎[思考]实验成功的关键？‎ ‎[强调]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。‎ ‎[讲]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？‎ ‎[板书]②与氧气反应 (有氧呼吸和无氧呼吸) ‎ ‎[讲]糖是生命活动中的重要能源，机体所需能量的70％是食物中的糖所提供的。人体每日所摄入的淀粉类食物(占食物的大部分)，最终分解为葡萄糖，然后被吸收进入血液循环。在胰岛素、胰高血糖素等激素的协调作用下，血糖维持在 70～110mg/dL ‎(3.9～6.1mmol/L)的范围内，随血液循环至全身各组织，为细胞的代谢提供能量，发生氧化分解，最终生成二氧化碳和水：‎ ‎[板书] C6H12O6（s）+6O2(g)→6CO2(g)+6H2O(l) ‎ ‎[讲]多余的糖，以糖原的形式储存到肝脏、肾脏和肌肉等组织器官中，或转化为甘油三脂储存到脂肪组织中。肌糖原是骨胳肌中随时可以动用的储备能源，用来满足骨骼肌在紧急情况下的需要。如剧烈运动时，骨胳肌主要靠分解肌糖原获得能量；肝糖原也是一种储备能源，主要作用是维持血糖水平的相对稳定；肾糖原与肝糖原作用相同，但含量较低。血糖的代谢异常往往又引起血脂的代谢紊乱，出现高脂血症。过量食用糖类如淀粉等容易使人发胖。‎ ‎[板书]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 + nH2O nC6H12O6　‎ ‎（4）用途: 营养物质: ‎ C6H12O6 (s)+ 6O2(g) 6CO2(g) + 6H2O(l) + 2804kJ 医疗 糖果 制镜和热水瓶胆镀银。‎ ‎[讲]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 ‎[板书] 2、果糖 结构简式：CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CO-CH2OH (多羟基酮)。‎ ‎[讲]分子式: C6H12O6 (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。‎ 24‎ ‎[科学探究]果糖是否也像葡萄糖一样具有还原性，能发生银镜反应呢？‎ ‎[实验结论]能发生银镜反应 ‎[讲]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中间体，它可异构化为醛式，所以果糖也易被弱氧化剂氧化。‎ ‎[投影]‎ ‎[讲]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。‎ ‎[小结]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。‎ ‎ [板书]3、其他单糖---核糖：‎ CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO (核糖) 、CH2OH-CHOH-CHOH-CH2-CHO (脱氧核糖)‎ ‎[阅读]科学视野---手性碳原子 ‎[投影]‎ 24‎ ‎[小结]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。‎ ‎[过渡]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。‎ ‎[展示] 请同学们观察砂糖、冰糖等蔗糖晶体，并配制实验用的蔗糖溶液。‎ ‎（1）分别取半匙砂糖、冰糖于试管中，加入8mL水，振荡，观察溶解性。‎ ‎（2）将上述溶液分别编号为1、2待用。注意：其中红糖纯度最低，冰糖纯度最高。‎ ‎[板书]二、蔗糖与麦芽糖 ‎[设问]（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；‎ ‎（3）小组内比较各自的实验现象，并讨论。派代表报告实验现象及讨论的结论。1号、2号溶液均无明显变化，可以判断蔗糖无还原性。‎ ‎[投影]‎ ‎[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。‎ ‎[讲]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？‎ ‎[板书]1、蔗糖分子式是C12H22O11。蔗糖水解的化学方程式：‎ C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6‎ 蔗糖 葡萄糖 果糖 ‎[讲]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 24‎ 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。‎ ‎ [讲]（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。‎ ‎[板书]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 + H2O ‎2 C6H12O6‎ ‎ 麦芽糖 葡萄糖 ‎[设问] 淀粉; 纤维素是否是糖？它们有无甜味？糖是怎样定义的？‎ ‎[板书]三、淀粉与纤维素 多糖分类: 淀粉; 纤维素; 糖元，通式: (C6H10O5)n ‎[讲]淀粉的存在主要是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%； 分子量: 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)。‎ 高分子化合物: 分子量很大的化合物(几万—几十万)。‎ ‎[板书]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 ‎[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. 催化剂：酸或酶。‎ ‎[板书] （1）( C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6‎ ‎[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 银镜反应实验 结论 变蓝 无银镜 尚未水解 变蓝 有银镜 部分水解 不变蓝 有银镜 水解已完全 ‎[讲]淀粉在人体内也进行水解: 唾液淀粉酶; 胰液淀粉酶 ‎[板书]（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%)， ‎ 24‎ 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 ‎[板书]2、纤维素 ‎ ‎（1）纤维素的物理性质: 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.‎ ‎[板书] （2） (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6‎ ‎[讲] 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 ‎[板书]（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--- 纤维素硝化反应 ‎[(C6H7O2)(OH)3]n+3nHNO3 [(C6H7O2)(O-NO2)3]n + 3nH2O ‎[讲]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)。‎ ‎[投影]1、纤维素乙酸酯 又名醋酸纤维 ：由乙酸--乙酸酐的混合物跟棉花在一定条件下反应制得的。用途: 电影胶片的片基(不易着火)。‎ ‎2、粘胶纤维 ：把纤维素依次用氢氧化钠浓溶液和二硫化碳处理， 再把生成物溶解于氢氧化钠稀溶液即形成粘胶液. 把黏胶液经过细孔压入稀酸溶液中，重新生成纤维素， 即粘胶纤维。 ‎ 用途: 人造丝(长纤维) 人造棉(短纤维) 玻璃纸(粘胶液通过狭缝压入稀酸，形成透明的薄膜)。‎ ‎3、纸浆制取: 用亚硫酸氢钙或氢氧化钠等化学药品使纤维素中的非纤维部分溶解除去，使纤维素分离出来，即得到纸浆.成纸: 纸浆经过漂白，打浆，抄纸(铺成薄层)，烘干成纸。‎ 四、板书设计 第二节 糖类 ‎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.‎ ‎2、糖的分类: 单糖 低聚糖 多糖 一、葡萄糖与果糖 ‎1、葡萄糖 ‎（1）物理性质与结构: ‎ 结构简式: CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO ‎ 24‎ 多羟基醛 ‎ ‎（2）化学性质:‎ ‎①还原反应: ‎ 银镜反应: CH2OH-(CHOH)4-CHO + 2[Ag(NH3)2]＋ +2OH-‎ ‎ CH2OH-(CHOH)4-COO- + NH4＋+ 2Ag ↓+ H2O + 3NH3　‎ 与新制Cu(OH)2作用 ---斐林反应 CH2OH-(CHOH)4-CHO + 2Cu(OH)2‎ CH2OH-(CHOH)4-COOH+ Cu2O + H2O ‎②与氧气反应 (有氧呼吸和无氧呼吸) ‎ C6H12O6（s）+6O2(g)→6CO2(g)+6H2O(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 + nH2O nC6H12O6　‎ ‎（4）用途: 营养物质: ‎ C6H12O6 (s)+ 6O2(g) 6CO2(g) + 6H2O(l) + 2804kJ 医疗 糖果 制镜和热水瓶胆镀银。‎ ‎2、果糖 结构简式：CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CO-CH2OH ‎ ‎(多羟基酮)。‎ ‎3、其他单糖：CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO (核糖) 、‎ CH2OH-CHOH-CHOH-CH2-CHO (脱氧核糖)‎ 二、蔗糖(sucrose)与麦芽糖(maltose)‎ ‎1、蔗糖分子式是C12H22O11。蔗糖水解的化学方程式：‎ C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6‎ 蔗糖 葡萄糖 果糖 ‎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 + H2O ‎2 C6H12O6‎ ‎ 麦芽糖 葡萄糖 三、淀粉与纤维素 多糖分类: 淀粉; 纤维素; 糖元，通式: (C6H10O5)n ‎1、淀粉 ‎ ‎（1）( C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6‎ ‎（2）淀粉的用途：C6H12O6 ‎2C2H5OH + 2CO2‎ ‎2、纤维素 ‎ ‎（1）物理性质: 白色、无臭、无味的物质，不溶于水， 也不溶于一般有机溶剂 ‎ ‎（2） (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6‎ ‎（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：—— 纤维素硝化反应 ‎[(C6H7O2)(OH)3]n + 3nHNO3 [(C6H7O2)(O-NO2)3]n + 3nH2O 24‎ 五、教学反思 24‎ 第三节 蛋白质和核酸 一、教学目标 ‎1、知识与技能：‎ ‎（1）了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质；‎ ‎（2）了解蛋白质的组成、结构和性质（盐析、变性、水解、颜色反应等）。‎ ‎（3）认识蛋白质、酶、核酸等物质与人体健康的关系，体会化学学科在生命科学发展中所起的重要作用。‎ ‎2、过程与方法：‎ 通过学生实验完成蛋白质性质知识的形成，强化“蛋白质是生命的基础，没有蛋白质就没有生命”的认识。学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对所得信息进行加工。‎ ‎3、情感态度与价值观：‎ 通过本节内容的学习，使学生了解蛋白质、酶等重要物质的重要性，并在此基础上，加强唯物主义教育。‎ 通过介绍我国科学家首先合成有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素等事例，唤起学生的民族自豪感，激发学生对生命科学的研究和探索的强烈兴趣。‎ 二、教学的重点和难点 ‎1、教学重点：氨基酸、蛋白质的性质。‎ ‎2、教学难点：蛋白质的组成和结构、肽键的形成。‎ 三、教学过程 ‎[导入]同学们，你们知道世界上第一头克隆羊叫什么名字吗？对，叫多利。（用投影片打出多利的照片）你们看多利长得多漂亮、健壮。它是应用克隆技术的成果。由中国“两院”院士在1998年评出的十大科技进展。其中的第三位：我国转基因羊研究获重大突破；第七位：我国的人类基因组研究获重大进展；第九位：我国研制成功基因重组人胰岛素。在十大科技进展中与蛋白质、生物工程有关的占有三项，由此可见该领域的研究是何等的活跃。今天我们就一起来学习有关蛋白质和核酸的知识。‎ ‎[板书]第三节 蛋白质和核酸 ‎[问]α-氨基酸是构建蛋白质的基石，首先来学习氨基酸。你们都听说过氨基酸吗？有哪些？‎ ‎[讲] 有赖氨酸饼干、“红牛”饮料中也含有赖氨酸。‎ ‎[板书]一、氨基酸的结构与性质 ‎1、氨基酸的概念：‎ ‎2、赖氨酸的结构简式： ‎ ‎—NH2叫氨基。可以看成NH3失一个H后得到的，是个碱性基。‎ ‎3、定义：羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基取代后的生成物叫氨基酸。‎ ‎[讲]蛋白质最终都水解得到α-氨基酸。指出离羧基最近的碳原子上的氢原子叫α氢原子，次近的碳原子上的氢原子叫β氢原子。羧酸分子里的α氢原子被氨基取代的生成物叫α-‎ 24‎ 氨基酸。组成蛋白质的氨基酸几乎都是α-氨基酸。‎ ‎[投影]甘氨酸（α-氨基乙酸）的结构简式为：‎ ‎[投影]试写出下面氨基酸的结构简式：‎ ‎（1）丙氨酸（α-氨基丙酸）（2）苯丙氨酸（α-氨基-β-苯基丙酸）‎ ‎[讲]天然氨基酸均为无色晶体，熔点较高。在200‎-300℃‎时熔化而分解。它们能溶于强酸或强碱溶液中，除少数外一般都能溶于水，而难溶于乙醇、乙醚。‎ ‎[问]看以上氨基酸的结构式中都有哪些官能团？‎ ‎[讲]官能团决定有机物的性质。氨基酸结构中均含有—COOH和—NH2，应具有什么性质？‎ ‎[投影]几种常见的氨基酸 ‎ [观察、思考，得出氨基酸的性质] —COOH和—NH2既有酸性又有碱性。‎ ‎[板书]4、氨基酸的两性 ‎（1）既能与酸反应又能与碱反应与碱反应，如：‎ ‎[投影]‎ ‎[板书]2、成肽反应 ‎[讲] 两个氨基酸彼此之间脱一分子水得到的产物叫二肽。许多氨基酸分子彼此脱水生成的化合物叫多肽。肽键(-CO-NH-)是一种酰胺键。如：‎ ‎[板书]肽键：羧基和氨基脱水缩合形成的，连接两个氨基酸分子的化学结构（—NH—CO—）称为肽键。‎ 二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物（由三个或三个以上氨基酸分子缩合而成的，含多个肽键的化合物称为多肽）。‎ ‎[投影]‎ 24‎ ‎[讲]氨基酸在酸或碱的存在下加热，通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水，缩合形成含有肽键的化合物，叫做成肽反应。成肽反应是分子间脱水反应，属于取代反应。‎ ‎[讲]一般多肽与蛋白质在分子量上有区别。当分子量小于10000时是多肽；当分子量大于10000时是蛋白质。‎ ‎[板书]二、蛋白质的结构与性质 ‎[讲]蛋白质在希腊文Proteios的意思是“第一”，即蛋白质是生命的基石。‎ 存在：动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁及毛、发、蹄、角等，或存在于植物的种子里。组成：蛋白质分子中含有C、O、H、N、S等元素。‎ ‎[讲] 蛋白质的结构 ‎[总结]蛋白质的一级结构是指：蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序。蛋白质的一级结构决定其空间结构 蛋白质的二级结构是指多肽链骨架盘绕折叠所形成的有规律性的结构 蛋白质的三级结构是整个多肽链的三维构象，它是在二级结构的基础上，多肽链进一步折叠卷曲形成复杂的球状分子结构。具有三级结构的多肽链叫亚基。‎ 蛋白质的四级结构：蛋白质分子中亚基的立体排布、亚基间的相互作用与布局称为蛋白质的四级结构 ‎[投影]‎ ‎[讲]请同学们回忆胶体性质的本质特征是什么？胶体的分类？‎ 是胶粒的大小。即10‎-9m＜d＜10‎‎-7m 24‎ ‎[讲]蛋白质分子的直径很大。一般10‎-9m＜d＜10‎-7m的为分子胶体。如：鸡蛋白溶液。所以蛋白质溶液应具有胶体性质。‎ ‎[板书]二、蛋白质的结构与性质 ‎1、蛋白质的两性：蛋白质是由氨基酸缩聚而成，但其分子中仍有多余的羧基与氨基，所以会使蛋白质具有酸、碱性。‎ ‎2、水解：同多肽。‎ ‎ [投影]‎ ‎[讲]这里我们需要注意的是，不同的蛋白质水解最终生成各种氨基酸， 但只有天然蛋白质水解均生成α-氨基酸 ‎[指导实验4-2] 1．取20mL鸡蛋白溶液放入试管；‎ ‎2．然后再向试管中加入饱和Na2SO4，若现象不明显可滴入少量CH3COOH。‎ ‎[投影]‎ ‎[讲]向蛋白质溶液中加（NH4）2SO4、Na2SO4等盐溶液时，会使蛋白质从溶液沉淀出来，继续滴加时沉淀溶解，此现象叫蛋白质的盐析。盐析是可逆的。‎ ‎[板书] 3．蛋白质的盐析—可逆的物理变化：向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液后，可使蛋白质凝聚而从溶液中析出。‎ ‎[讲]采用多次盐析的方法可以分离或提纯蛋白质 ‎ [指导实验4-3] 按下列方案进行实验，并与盐析现象比较，思考 操作1‎ 现象1‎ 解释 操作2‎ 现象2‎ 解释 加入鸡蛋清溶液3 ‎ 加热 加入蒸馏水 24‎ mL 加入2 滴1%醋酸铅溶液 加入蒸馏水 ‎[讲]蛋白质均凝结，然后向四只试管中分别加入清水。现象是凝结的蛋白质不再溶解。‎ ‎[设问]从本实验中可观察到什么现象？从而得出什么结论？‎ ‎[讲]蛋白质的这种改变叫蛋白质的变性。还有哪些因素可使蛋白质变性？请同学们阅读课本第89页。‎ ‎[板书]4．蛋白质的变性：在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象。‎ ‎[讲]通过实验得出在蛋白质溶液中加入重金属盐、醛或加热均会使蛋白质凝结成沉淀。此过程不可逆。‎ ‎[投影]‎ ‎[讲]世界上在化学科学上有成就的不光是洋人。最早曾被国际公认的蛋白质变性学说是1931年我国学者吴宪提出的。‎ ‎[思考与交流]思考下列问题并交流(1) 在临床上解救误服Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋等重金属盐中毒时，要求病人立即服用大量含蛋白质丰富的生鸡蛋、牛奶或豆浆。为什么？‎ ‎(2)医院一般使用酒精、蒸煮、高压和紫外线等方法进行消毒杀菌。为什么？‎ ‎(3)松花蛋的腌制原理是什么？‎ ‎[讲]会让病人喝牛奶或吃鸡蛋；热消毒、酒精消毒……。‎ ‎[讲]目前生命科学工作者积极展开如何防治衰老保持青春活力，也就是防止蛋白质变性过程的研究。各种各样的化妆品，防衰老保健品应运而生，如大宝SOD蜜等。‎ ‎ [指导实验4-4] 用试管取2mL 鸡蛋白溶液；滴加几滴浓硝酸，微热。观察并记录现象。‎ ‎[投影]‎ ‎[板书]5．蛋白质的颜色反应 ‎[讲]蛋白质的颜色反应是检验蛋白质的方法之一，反应的实质就是硝酸作用于含有苯环的蛋白质使它变成黄色的硝基化合物。颜色反应是检验蛋白质的方法之一。一般蛋白质中含有苯环。‎ 24‎ ‎[问]日常生活中鉴别毛织物和棉织物的方法是什么？‎ ‎[演示实验]分别灼烧羊毛线、棉线 ‎[投影]实验现象：羊毛线燃烧时燃烧不快，火焰小，离火即熄灭，燃烧有蛋白质臭味，灰烬呈卷曲状为黑褐色结晶，用手指可碾成粉末。棉线燃烧无气味，烧后成灰。‎ ‎[讲]灼烧蛋白质会产生烧焦的羽毛味 ‎[讲]生物体、植物无时无刻都在进行着化学反应，并且这些反应在生物体存在下进行，而且会随着环境、身体情况而随时自动、精确的改变。‎ ‎[板书]三、酶 ‎[讲]酶是一类由细胞产生的，对生物体内的化学反应具有催化作用的蛋白质。‎ ‎[讲]酶具有如下特点 ‎[投影]（1）条件温和，不需加热。‎ ‎（2）具有高度的专一性。‎ ‎（3）具有高效催化作用。‎ ‎ [板书]四、核酸 ‎[指导阅读提纲]了解核酸、酶在生物体中的作用；‎ ‎[投影]‎ ‎[讲]核酸一类含磷的生物高分子化合物，相对分子量可达十几万至几百万。核酸在生物体的生长、繁殖、遗传、 变异等生命现象中起着决定性的作用。核酸具有酸性，可分为 ‎[投影]（1）脱氧核糖核酸（DNA）：生物遗传信息的载体；还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造新的细胞。（2）核糖核酸（RNA）：根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成。‎ ‎[小结]学生归纳总结后打出投影。‎ ‎[投影] ‎ 四、板书设计 24‎ 第三节 蛋白质和核酸 一、氨基酸(amino acid)的结构与性质 1、 氨基酸的概念：‎ ‎2、赖氨酸的结构简式： ‎ ‎—NH2叫氨基。可以看成NH3失一个H后得到的，是个碱性基。‎ ‎3、定义：羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基取代后的生成物叫氨基酸。‎ ‎4、氨基酸的两性 ‎（1）既能与酸反应又能与碱反应与碱反应，‎ ‎(2) 成肽反应 肽键(peptide bond)：羧基和氨基脱水缩合形成的，连接两个氨基酸分子的化学结构（—NH—CO—）称为肽键。‎ 二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物（由三个或三个以上氨基酸分子缩合而成的，含多个肽键的化合物称为多肽）。‎ 二、蛋白质的结构与性质 ‎1、蛋白质的两性：蛋白质是由氨基酸缩聚而成，但其分子中仍有多余的羧基与氨基，所以会使蛋白质具有酸、碱性。‎ ‎2、水解：同多肽。‎ ‎3．蛋白质的盐析—可逆的物理变化：向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液后，可使蛋白质凝聚而从溶液中析出。‎ ‎4．蛋白质的变性：在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象。‎ ‎5．蛋白质的颜色反应 三、酶 ‎ 四、核酸 五、教学反思 24‎ 24‎