归纳与整理教学设计实例

第四章

生命中的基础有机化学物质

本章概述

蛋白质、脂类、糖类、无机盐、维生素、水等六类物质是人体需要的重要营养素，统称为六大营养素。这些内容与生产，生活实际有密切的联系。维生素、糖、油脂、蛋白质等，学生在以前从不同的渠道听说过。但其结构与性质如何，还是学生渴望知道的知识，所以本章对学生学习化学兴趣的培养，及解决日常生活实际问题的能力，提高科学素养，使学生更加理解化学与生活的关系，有着很重要的意义。

第一节

油脂

1．教学目标

①掌握油脂的组成与结构组成

②了解油脂的物理性质。

③了解油脂的化学性质（油脂的氢化、油脂的水解）

④了解工业上制肥皂的原理及简单的生产过程

2．教学重点：油脂的氢化和水解反应。

3．教学难点：油脂的组成和结构。

4．教学思路：采用“结构→性质”、“官能团决定化合物特性”的模式。从实验入手，来突出重点，用多媒体使学生易于理解，从而突破难点。

5．教学过程：

【引入】油脂是人类主要食物之一，同时也是重要的工业原料。我们在日常生活中食用的猪油、花生油、豆油等与用作燃料的汽油、柴油、煤油等是否为同一类化合物？酯与脂是一回事吗？油与脂肪是同一个概念吗？本节课将解决这些问题。

一、油脂的组成和结构

1．

组成：油脂是高级脂肪酸与甘油所生成的酯，即油脂属于酯类。

油脂——

脂肪：饱和高级脂肪酸的甘油酯

油：不饱和高级脂肪酸甘油酯

1

2 ．结构：

R1、R2、R3可以相同，也可以不同。当R1、R2、R3相同为单甘油酯，R1、R2、R3不同为混甘油酯，天然甘油大多数为混甘油酯。

二、油脂的性质

1．

物理性质：

油脂密度比水小，不溶于水，易溶于汽油、乙醚、苯等多种有机溶剂。根据这一性质可用有机溶剂来提取植物种子里的油。

2 ．化学性质：

①油脂的氢化（硬化、还原）

应用：工业上将多种植物油变成硬化油。硬化油的性质稳定，不易变质，便于运输、可用作肥皂、脂肪酸、甘油、人造油等原料。

②油脂的水解：

酸性条件下水解：

三、肥皂和洗涤剂

2

1．根据皂化反应制肥皂的工艺流程：

2．肥皂去污原理

3．合成洗涤剂

例题：硬脂酸甘油酯水解时，仅有85%的硬脂酸甘油酯起反应，要制取18.4t甘油，需用多少吨硬脂酸甘油酯？若用这些硬脂酸甘油酯制肥皂，反应中皂化率为80%，问能生产含硬脂酸钠70%的钠皂多少吨？

解答：

作业：P78

1、2、3、4

3

第二节

教学目标：

1．了解糖类的组成与结构特性；

糖类

2．掌握葡萄糖、果糖的结构、主要性质及用途；

3．掌握蔗糖与麦芽糖、淀粉与纤维素的重要性质及用途；

教学重点：葡萄糖和蔗糖的化学性质及用途。

教学难点：葡萄糖的银镜反应。

教学过程：

（第一课时）

[引入]问题

（1）什么是糖？哪些物质属于糖？

（2）糖类物质都有甜味吗？

[学生讨论]阅读教材P79页

[板书]糖类的组成与分类：

[讲解]糖类俗称碳水化合物，但它不是水与碳直接化合的产物。糖类大都可用Cn(H2O)m来表示，但符合这一通式的不一定都是糖。如甲醛HCHO

C(H2O),乙酸CH3COOH

C2(H2O)2，而不符合Cn(H2O)m这一通式的一些物质也属于糖类，如脱氧核糖C5H10O4、

鼠李糖C6H12O5。

[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，二糖，多糖。

[过渡]在单糖中最重要的是葡萄糖与果糖。

[板书]一、葡萄糖与果糖

1．存在：P79

2．葡萄糖、果糖的分子结构：

分子式：C6H12O6

结构简式：

葡萄糖

果糖

4

[提问]：葡萄糖、果糖两者之间有何关系？

葡萄糖、果糖互为同分异构体。

[思考]在葡萄糖分子中同时存在羟基和醛基两种官能团，它将具备什么性质？

3．化学性质：

学生实验4-1：向盛有2ml银氨溶液的试管中加入1ml

10％

的葡萄糖溶液，振荡，水浴加热。另向盛有2ml

10％

NaOH溶液中滴加5％CuSO4溶液5滴，再加入2ml 10％的葡萄糖溶液，加热。

根据实验，学生表述实验结果。

[设问]上述现象说明葡萄糖具有哪些性质？

学生按要求写出化学方程式，然后集中讨论。

（1）氧化反应：

①葡萄糖在人体中的氧化

②葡萄糖与银氨溶液反应

③葡萄糖与新制氢氧化铜反应

（2）还原反应

葡萄糖与氢气反应

①酯化反应：葡萄糖与乙酸酯化。

3．用途：医疗，糖果，制镜

[设问]果糖的性质是否与葡萄糖的性质一样呢？

[探究实验]果糖是否能发生银镜反应呢？

先设计实验方案，再进行实验。

[科学视野]了解手性分子。

作业：P85

1、3 （第二、三课时）

[科学探究]1P82

[阅读]教材P82，后填表：

5

分子式

物理性质

是否含醛基

水解反应方程式

主要来源

二者关系

蔗糖

麦芽糖

例题：乳糖是一种二糖，水解可以生成葡萄糖和半乳糖，半乳糖是葡萄糖的同分异构体。棉子糖是一种三糖，水解可以生成蔗糖和半乳糖。试推断出乳糖的分子式，写出棉子糖水解的化学方程式。

思路分析：半乳糖是葡萄糖的同分异构体，其分子式为C6H12O6。设乳糖的分子式为X，则其水解的方程式为X + H2O →

2C6H12O6，根据质量守恒定律可知，乳糖的分子式为C12H22O11。同理，可推知棉子糖的分子式为C18H32O16。

答案：C12H22O11；C18H32O16 + H2O →

C12H22O11 + C6H12O6

[阅读]教材P83-84，然后填写下表：

分类

通式

淀粉

(C6H10O5)n

纤维素

(C6H10O5)n

异同点

不是同分异构体（n不等

结构

n值由几百到几千葡萄几千个葡萄糖单糖单元

元

几十万－几百万

不是同系物（结构不同

都属于天然高分子化合物

相对分子质量

几万－几十万

存在

植物光合作用的产物，构成细胞壁的基存在方式不同

6

种子或块根，谷类中含础物质木材50％，淀粉较多

大米80％，小麦70％

物理性质

白色，无味，固态粉末，白色，无味，具有

不溶于冷水，在热水中纤维状固体，不溶发生糊化作用

于水，也不溶于一般有机溶剂

1、淀粉，纤维素的结构与物理性质

2、[科学探究]2P83

先设计实验方案，再进行实验

[附]

淀粉水解参考方案1：

在试管1和试管2里各放入0.5g淀粉，在试管1里加入4mL 20％的H2SO4溶液，在试管2里加入4mL 水，都加热3~4min。用碱液中和试管1里H2SO4溶液，把一部分液体倒入试管3。在试管2和试管3里都加入碘溶液，观察有没有蓝色出现。在试管1里加入银氨溶液，稍加热后，观察试管内壁上有无银镜出现。

淀粉水解参考方案2：

在试管中加入0.5g淀粉，加入少许唾液加热，在水解液加入新制氢氧化铜，观察现象。

3、淀粉，纤维素的化学性质及用途

①淀粉的化学性质及用途

（1）遇碘单质变蓝

（2）水解反应：

(C6H10O5)n

＋n H2O→nC6H12O6 (葡萄糖)

用途：用于制葡萄糖和酒精，也是人体的能源之一。

②纤维素的化学性质和用途

（1）水解反应：(C6H10O5)n

＋n H2O→nC6 H12O6(葡萄糖) 用途：纺织、造纸、制纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯等。

例题：某学生设计了如下三个实验方案，用以检验淀粉的水解程度：

棉花92％－95％

7

解答：上述甲、乙、丙三个方案均不正确，但丙方案若改为：

不变蓝色

可得结论：淀粉完全水解。

作业：P85

2、4、5、6

8

第三节

蛋白质和核酸

知识目标

1．掌握氨基酸的结构。

2．了解蛋白质的结构、性质、用途。

3．了解核酸是一类含磷的高分子化合物。

教学重点：蛋白质的性质。

教学难点：蛋白质的组成。

教学过程：

【引入】

蛋白质是生命的基础，没有蛋白质就没有生命。氨基酸是蛋白质的基石。它们的结构中都含有羧基和氨基两种官能团。

蛋白质水解后得到氨基酸，而氨基酸通过缩聚反应能够形成高分子化合物蛋白质。

一、氨基酸的结构与性质

1．结构

羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代的生成物称为氨基酸。

R-CH-COOH通式：NH2

①

氨基酸的两性：

[学生活动]写出甘氨酸与氢氧化钠、盐酸反应的化学方程式

②成肽的反应：

氨基酸分子间脱去水分子，缩合形成含有肽键的化合物，称为成肽反应。

两氨基酸分子间脱水后形成的含有肽键的化合物称为二肽。

依此类推，分别称为三肽、四肽，直至多肽。

相对分子质量大于10000，且具有一定空间结构的多肽，称为蛋白质。

二、蛋白质

1．组成：

蛋白质是由不同的氨基酸经过缩聚后而形成的高分子化合物。

蛋白质是由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成的。

9

分子中存在氨基和羧基，与氨基酸相似也是两性物质，具有肽键。

2．性质：

①．水解

在酸、碱或酶的作用下，水解成相对分子质量较小的肽类化合物，最终水解得到各种氨基酸。

②．两性：存在羧基和羟基。

③．盐析

（1）定义：当向某些蛋白质溶液中加入的盐溶液达到一定的浓度时，使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，这种作用叫作盐析。

[学生实验]P89实验4—2。

（2）盐析是一个可逆过程，经过盐析方法析出的蛋白质仍然可以溶解于水中，而不影响原来蛋白质的性质。

（3）应用：分离、提纯蛋白质。

④

．变性：

（1）定义：蛋白质在受热达到一定温度，紫外线、X射线、强酸、强碱、铅、铜、汞等重金属的盐类，以及一些有机物（如甲醛、酒精、苯甲酸）作用下，均可凝结，且凝结后不能在水中重新溶解的变化，叫做蛋白质的变性。

[学生实验]P89实验4—3。

（2）属于“化学变化”的有－铅、铜、汞等重金属的盐类作用的凝结。属于物理变化的有－受热、紫外线、X射线、强酸、强碱、有机物作用的凝结。

（3）蛋白质变性是不可逆过程，蛋白质变性后，丧失了原有的可溶性和生理活性。

⑤．颜色反应：某些蛋白质（含苯环）加入浓硝酸会有白色沉淀产生，加热变黄色。

[学生实验]P90实验4—4。

⑥．灼烧蛋白质产生烧焦羽毛的气味。区别真丝和人造丝。

3．用途：

①．蛋白质是人类的主要食品：蛋白质是人类必需的营养物质，成年人每日大约需要60～80 g蛋白质，才能满足生理需要，保证身体健康。

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②．蛋白质在体内的代谢：人们从食物中摄取的蛋白质，在胃液中的胃蛋白酶和胰液的胰蛋白酶的作用下，经过水解生成氨基酸。氨基酸被人体吸收后，重新结合成人体所需的各种蛋白质。人体内各种组织的蛋白质也在不断地分解，最后主要生成尿素排出体外。

③．动物的毛和蚕丝是重要的纺织原料。

④．动物的皮可以加工成皮革。

⑤．“动物胶”是用动物的骨、皮和蹄等经过熬煮提取的蛋白质，用作胶粘剂。

（1）无色透明的动物胶叫白明胶，用来制造照相胶卷和感光纸。

（2）阿胶是用驴皮熬制的一种药材胶。

⑥．各种生物酶、激素、血红蛋白、细菌、病菌、抗体等均是蛋白质。

⑦．牛奶中的蛋白质。

（1）酪素食品。

（2）牛奶中蛋白质跟甲醛合成酪素塑料，用于制纽扣、梳子。

三、酶及其特点：

酶催化具有以下特点：

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。

四、核酸

1．核酸是一类含磷的生物高分子化合物，一般由几千至几万个原子组成。

2．核酸分脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。

3．DNA大量存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中。

例题：某天然蛋白质遇浓HNO3显黄色，水解产物中含有A；A由C、H、O、N元素组成；A能与盐酸或烧碱反应。一定条件下，两分子A发生缩合反应生成B和一个分子水，B的式量为312。据此推断A和B的结构简式。

答案：作业：P94

习题

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