第二单元 提供能量与营养的食物教案1

糖类

无锡市第一中学化学组

姚蕾

一、

案例简介

本案例是苏教版《化学2》专题3第3单元“食品中的有机化合物”中“糖

类”的单元教学案例设计。本节课的教学设计能充分考虑到学生的认知背景，构建生活化的学习情境，组织丰富的探究活动，使得学生能了解葡萄糖、淀粉的基本性质，并了解糖类的生理作用和常见用途。

二、背景分析

在人们的膳食结构中，糖类是最重要的营养物质，同时也是自然界中分布最广泛的有机化合物。对于葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素等糖类学生并不陌生，但是对于糖类的结构、性质、生理作用和用途学生却又是非常陌生的。

三、案例立意

（1）构建生活化的学习情境

本节课的教学设计融入了大量真实的生产、生活背景，有效地激发了学生进

行科学探究的兴趣。将“角色表演环节”移入化学课堂是本节课的一个亮点，其真实、有趣的场景让学生可以真切地体会化学学科的社会价值。

（2）线上线下结合，突破学习场域

本节课采用线上和线下相结合的教学方式。通过在线平台推送学习资源、发

布学习任务、提供交流空间。课前在线学习为课堂学习活动做好准备，提炼课堂探究问题，便于教师有针对性地组织学习活动，提高活动效果；课后延伸学习使学习目标的达成度提高。

（3）活动层层递进，发展核心素养，落实“立德树人”根本任务

本案列包括4个学习任务：认识糖类、了解葡萄糖、了解淀粉、了解糖类的生理作用和用途，在具体的教学过程中，以上任务有所重叠，学生在完成任务、经历活动的过程中实现化学学习核心素养的发展，使得课堂教学真正落实“立德树人”根本任务。

四、实施方案

（1）教学与评价目标

1

1．教学目标

（1）来了解糖类的性质。

（2）以葡萄糖、淀粉等糖类物质探讨其作为人体能源物质的价值。

（3）通过实验探究，学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力。

（4）密切化学与生活、人类的联系，激发学生学习化学、了解自身的兴趣。

2.评价目标

（1）通过学生对糖类检验和性质实验的设计方案的交流和点评，诊断并发展学生的实验探究水平。

（2）通过调查报告等方式诊断并发展学生对于化学价值的认知水平。

（3）教学过程

学习过程

课前学习任务和建议：

1、

为什么“糖类”也被称为“碳水化合物”？

2、

你知道哪些物质属于糖类？

3、

查找资料了解还原性糖类的检验方法。

4、

阅读课本了解葡萄糖、淀粉等糖类的主要性质。

5、

就你对“糖类”感兴趣的相关问题查找资料，有疑问之处可以给老师留言。

课堂学习过程：

[活动与交流]请同学展示糖类的样品样品或者图片，交流糖类在自然界的存在。（葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖、蔗糖、麦牙糖、乳糖、纤维二糖、淀粉、纤维素等）

[提问]糖类是自然界中广泛分布的一类重要的有机化合物。它们是植物储存能量的主要形式。你知道植物体内的糖类是如何形成的吗？（在太阳光作用下，植物体内的叶绿素把水、二氧化碳转化为葡萄糖，进而生成蔗糖、淀粉及纤维素，把光能转化为化学能，这就是植物的光合作用）

[阅读课本]“常见的糖类”

葡萄汁、蜂蜜及带甜味的水果中有丰富的葡萄糖；甘蔗、甜菜

[背景音乐]周杰伦《麦牙糖》

2 设计意图

等植物体内有蔗糖；淀粉是植物储存能量的主要形式，植物的种子和块根、大米、小麦等植物中都含有丰富的淀粉；纤维素是构成植物细胞壁的基础物质，棉花、木材中含有大量的纤维素。

[交流]为了维持正常的生命活动，我们每天必须从食物中摄取一定数[图片]六大营养物量的营养物质。人体所需的六大营养物质是什么呢？（蛋白质、油脂、糖类、无机盐、维生素和水）

质

在我国居民的食物构成中，人们每天摄取的热量75%来自糖类。[图片]膳食金字塔

我们人体时刻都在进行着一系列复杂的糖代谢，并维持着一种平衡，

一旦这种平衡被打破就会引起一些疾病。

[情境体验1]林医生是无锡某医院的内科医生，他每天需要和很多患者打交道。

[提问]1、血液中的血糖是指什么糖？（葡萄糖）

[视频1]医生和患者1

（糖类在人体中的含量约为1%~2%，血液、脑脊液及淋巴液中

均含有葡萄糖）正常人的血液里约含质量分数0.1%的葡萄糖，叫做

血糖。血糖太高会患上糖尿病，低血糖则使人头晕甚至休克。

2、为什么医生建议给患低血糖的病人挂葡萄糖？它会在人体[图片]低血糖患者内发生什么样的变化？

或不能正常饮食的葡萄糖（C6H12O6）在酶的催化作用下在体内被氧化，最终生成病人到了医院，医了二氧化碳和水，同时释放出能量。（该反应过程被称为葡萄糖的“生理氧化”）。

生会给病人滴注葡萄糖；运动员在剧3、己知每１mol 葡萄糖被氧化放出2804kJ热量，写出该反应的烈运动之后，也经热化学方程式：（水为液态）

C6H12O6(s)+6O2(g)

6CO2(g)+6H2O(l)

△H = －2804KJ/mol常喝葡萄糖水来快速补充能量）

（既可以是葡萄糖的“生理氧化”，又可以对应了葡萄糖的直接燃烧）

[观察与思考]观察葡萄糖样品，取少量葡萄糖样品于试管中，加水，

观察其水溶性。

结论：葡萄糖常温下是一种白色晶体，易溶于水，有甜味，但甜度不如葡萄糖。

[情境体验2]这一天林医生又遇到了这样一名患者……

[视频2]医生和患者2

3

[活动与探究]医生是如何判断诊断病人是否得到糖尿病呢？

实验1（学生实验）：在洁净的试管里加入约2mL 10%的NaOH溶

[信息提示]

氢氧化液，滴加4~5滴CuSO4溶液，得到氢氧化铜的碱性悬浊液称（菲林铜的碱性悬浊液也试剂）。再加入2 mL 10%的葡萄糖溶液（用葡萄糖溶液来代替病人被称为菲林试剂，的尿液），加热3~5分钟，观察并记录实验现象。

现象：产生了砖红色沉淀。（信息提示：该红色沉淀是Cu2O）Cu2O是由什么物质转化而来？其中什么元素化合价发生了变化？判断氧化剂和还原剂。

结论：从刚才的实验探究过程中我们了解到，Cu（OH）2可将葡萄糖氧化，被还原成了Cu2O，Cu（OH）2是一种弱氧化剂，说明了葡萄糖具有较强的还原性。

[拓展视野]葡萄糖的结构式，它是一种多羟基醛。葡萄糖之所以能被Cu（OH）2氧化，是因为其分子结构中含醛基所至。

[过渡]为了更好地理解葡萄糖的还原性，再请同学们和我一起来完成接下来的实验。

曾经用于糖尿病的检测。

[信息提示+图片] 糖尿病患者的血液和尿液中含有过量的葡萄糖，含量越高，病情越重。医院有专门的仪器（血糖仪）用于检测尿液中的含糖实验2（学生实验）：在洁净的试管里加入约2mL 2%的硝酸银溶液，量，患者家中也可然后边振荡试管边逐滴滴入2%的稀氨水，至最初产生的沉淀恰好溶以使用特定的糖尿解为止，制得澄清的银氨溶液。再加入1 mL 10%的葡萄糖溶液，在病试纸进行自我检温水浴里加热3~5分钟，观察并记录实验现象。

测。

试根据银氨溶液的主要成分和实验现象分析Ag元素化合价如何[信息提示]制取银变化？判断葡萄糖是被氧化还是被还原？

现象：有一种银白色金属附着在试管内壁上。（由于生成的银附着在试管壁上形成银镜，所以该反应又叫做“银镜反应”）

氨溶液的原理。

硝酸银与氨水生成的银氨溶液的结论：银氨溶液的主要成分是Ag（NH3）2OH（氢氧化二氨合银），主要成分是Ag它是一种弱氧化剂，能把葡萄糖氧化成葡萄糖，最终生成葡萄糖酸铵。而Ag+被还原成金属银。该反应常用于制镜或保温瓶胆。

[总结]1、葡萄糖具有较强的还原性，在人体组织中，在酶的催化下（NH3）2OH（氢氧化二氨合银），它是一种弱氧化剂，被氧化，放出热量，以维持生命活动所需要的能量，可被Cu（OH）能把葡萄糖氧化成2等弱氧化剂氧化，除此以外它还可以在空气中燃烧以及被酸性葡萄糖，最终生成

4

KMnO4溶液氧化。

2、葡萄糖是人们熟悉的一种重要的营养物质，因此，体弱或者血糖过低的患者可利用静脉注射葡萄糖溶液的方式来迅速补充营养。它葡萄糖酸铵。而Ag+被还原成金属银。

[图片] 葡萄糖的用也是一种重要的化工原料，广泛用于制药、酿酒、糖果加工及制镜。

途

[提问]为什么医生建议高血糖的病人多吃含淀粉较少，富含纤维素的蔬菜和粗粮？少吃含淀粉较多的米饭、馒头等食物。为什么呢？

人们从食物中摄入淀粉，淀粉在体内淀粉酶的作用下发生复杂的变化，水解成葡萄糖。所以很明显这对于糖尿病的患者是相当不利的。（生活中你一定有这样的体会：在吃米饭和馒头等富含淀粉的食物时，长时间的咀嚼就会感觉到甜味。淀粉在唾液酶的作用下，发生了水解，生成了葡萄糖。

[观察与思考]观察淀粉样品，取少量淀粉样品于试管中，加水，观察其水溶性。

结论：淀粉是一种白色粉末状固体，没有甜味。难溶于冷水，在热水中部分溶解。

[活动与探究]

加热时，硫酸可催化淀粉的水解。按照以下实验方案完成实验，探究淀粉水解的产物是什么？怎样判断淀粉的水解程度（补充实验）向试管中加入2mL淀粉溶液，滴加碘水，观察溶液颜色的变化。

实验3 ：淀粉的水解

1、向一支试管里加入少量淀粉；

2、向试管中加入3mL稀硫酸，加热4~5分钟；

3、待溶液冷却后分装在两支试管中，向一支试管中滴加碘水；将另一支试管试管中的水解液用NaOH溶液中和，用pH试纸测溶液的pH值。

4、配置氢氧化铜的碱性悬浊液，然后加入已用NaOH溶液中和的淀粉水解液。

实验现象：向淀粉水解液中滴加碘水，溶液不变蓝，将淀粉水解液加至氢氧化铜的碱性悬浊液，加热后产生了砖红色沉淀。

[信息提示] 在热水中淀粉颗粒会膨胀破裂，有一部分淀粉溶解在水中，另一部分悬浮在水中，形成胶状的淀粉糊，这一过程称为“糊化作用”。糊化是含淀粉的食品烹制时的基本变化，也就是食物由生变熟。

[信息提示] 1．加热时，硫酸可催化淀粉的水解，产生葡萄糖。

2．淀粉遇碘显蓝

5

实验结论：淀粉完全水解

[提问]1、你能观察到什么现象？说明什么结论？

2、你认为硫酸在淀粉水解过程中起什么作用？

3、如果淀粉没有水解或者部分水解预期观察到什么现象呢？

（如果淀粉没有水解，向淀粉水解液中滴加碘水，溶液变蓝，将淀粉水解液加至氢氧化铜的碱性悬浊液，加热后无明显现象；如果淀粉部分水解，向淀粉水解液中滴加碘水，溶液变蓝，将淀粉水解液加至氢氧化铜的碱性悬浊液，加热后产生了砖红色沉淀）

4、为什么需用NaOH中和淀粉水解液？（由于淀粉的水解用硫酸作催化剂，若不将其中和，硫酸会和氢氧化铜反应，导致实验失败）

5、淀粉水解生成了葡萄糖，还可以用什么方法检验产物葡萄糖？（银氨溶液，银镜反应）

色，该性质可用于两者的相互检验

3．淀粉不被氢氧化铜的碱性悬浊液氧化。

[介绍]淀粉除在体内能被酶水解成葡萄糖供机体利用外，还是重要的

食品工业原料，用于制备葡萄糖，酿制酒和醋，也是药片中的赋形剂。

[交流与讨论] 制酒、酿醋的原理

大麦、大米、高粱等含淀粉的食物常用于酿酒，请同学讨论一下其中的原理。（淀粉在一定条件下可以水解成葡萄糖，后者在酒化酶的作用下能转化成酒精。得到的酒精在某些微生物的存在下还可以发生氧化反应得到醋酸）

[总结]1、糖类是重要的营养物质，它们也是重要的化工原料。

2、糖类可分为单糖、低聚糖和多糖（二糖属于低聚糖），不同的糖类物理性质差异较大。

3、我们可用银氨溶液或菲林试剂检验葡萄糖。

课后学习任务和建议：

1、

了解糖类的生理功能和主要用途

2、

有人说减肥过程可以通过减少“碳水化合物”的摄入来达到快速减肥的目的，这种说话是否合理，请你查找资料并提交研究论文。

3、

调查学校的菜谱，提出你的合理化建议。

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五、效果评价

落实“立德树人”目标不能游离于形式，应该和化学的教学活动有机地融合在一起，化学是一门非常有魅力的学科，不仅有非常重要的社会价值，而且对于学生创新能力、科学素养的培养有着非常重要的作用。本节课从教学内容的筛选和安排、问题情境的创设、课堂教学、学习评价等方面做了大胆有益的尝试，却得令人满意的教学的效果。

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