人教版必修二有机化合物基本营养物质公开课比赛一等奖

《基本营养物质》导学案[激趣导读]蛋白质是荷兰科学家格里特在1838年发现的。他观察到有生命的东西离开了蛋白质就不能生存。蛋白质是生物体内一种极其重要的高分子有机物，占人体干重的54%。蛋白质主要由氨基酸组成，因氨基酸的组合排列不同而组成各种类型的蛋白质。人体中估计有10万种以上的蛋白质。生命是物质运动的高级形式，这种运动方式是通过蛋白质来实现的，所以蛋白质有极其重要的生物学意义。[目标]1.了解糖类、油脂和蛋白质的组成、分类和结构。2．了解糖类、油脂和蛋白质的主要性质与特征反应。3．认识葡萄糖与弱氧化剂氢氧化铜的反应。4．了解糖类、油脂、蛋白质在生产、生活中的重要性。第1课时糖类一、基本营养物质1．种类食物中的营养物质主要包括：糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐和水。其中，糖类、油脂、蛋白质为动物性和植物性食物中的基本营养物质。2．组成元素糖类、油脂、蛋白质组成的共同元素为C、H、O，蛋白质除含有上述几种元素外还含有S、P、N等元素。二、糖类1．分类及代表物2.化学性质(1)葡萄糖的特征反应：①在加热条件下，使新制的氢氧化铜悬浊液产生砖红色沉淀；②在碱性、加热条件下，能与银氨溶液反应析出单质银(也叫银镜反应)。(2)淀粉的特征反应：常温下，淀粉遇碘显蓝色。(3)双糖、多糖的水解：①蔗糖水解如图所示现象：有砖红色沉淀生成。解释：蔗糖水解生成葡萄糖和果糖和Cu(OH)2共热生成Cu2O。蔗糖水解的化学方程式为：3．糖类在生产、生活中的应用(1)医疗输液中用到的糖类物质是葡萄糖；(2)食用白糖、冰糖等的成分为蔗糖；(3)用来生产葡萄糖和酒精的糖类物质是淀粉；(4)纤维素在人体中可以加强胃肠蠕动，其含量丰富的物质可以用来造纸。探究点一葡萄糖的分子结构与性质1．分子结构(1)分子式：C6H12O62．化学性质(1)醛基的性质(还原性)①在加热、碱性条件下，能还原弱氧化剂银氨溶液而析出银(银镜反应)。②碱性条件下，在加热至沸腾时，能还原弱氧化剂新制氢氧化铜而生成砖红色沉淀(Cu2O)。③能被强氧化剂如酸性高锰酸钾氧化。(2)羟基的性质(类比乙醇)①与金属钠反应放出H2：1mol葡萄糖与足量钠反应放出H2mol。②酯化反应：1mol葡萄糖能与5mol乙酸发生酯化反应。(3)完全氧化：C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O，该反应放出热量，以维持人体生命活动所需能量。1.人生病不能正常饮食时，为什么医生一般会注射葡萄糖溶液？提示：人生病不能正常饮食时，医生一般会注射葡萄糖溶液，这是因为葡萄糖是一种重要的营养物质，它在人体组织中进行氧化反应，放出热量，以维持人体生命活动所需要的能量。2．与葡萄糖具有相同最简式的分子有哪些？提示：甲醛(HCHO)、甲酸甲酯()、乙酸(CH3COOH)、乳酸(C3H6O3)和果糖(C6H12O6)的最简式都是CH2O。[例1]糖尿病患者的糖代谢功能紊乱，以高血糖为主要标志。血糖是指血液中的葡萄糖，下列有关说法不正确的是()A．葡萄糖分子可表示为C6(H2O)6，则每个葡萄糖分子含有6个H2OB．葡萄糖与果糖互为同分异构体C．糖尿病病人尿糖较高，可用新制的氢氧化铜悬浊液来检测病人尿液中的葡萄糖D．淀粉水解的最终产物是葡萄糖[思路分析]同分异构体必须具备分子式相同、结构不同的特点。[解析]A项，葡萄糖分子中不存在H2O分子；B项，葡萄糖和果糖分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体；C项，葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀；D项，淀粉水解的最终产物是葡萄糖。[答案]A下列有关葡萄糖的说法错误的是(D)A．葡萄糖的分子式是C6H12O6B．葡萄糖能发生银镜反应C．葡萄糖是人体重要的能量来源D．葡萄糖属于高分子化合物解析：葡萄糖的分子式为C6H12O6，结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO，是多羟基醛，所以能发生银镜反应，淀粉在人体内转化为葡萄糖，葡萄糖再被氧化生成CO2和H2O，同时释放出热量供人体活动所需，只有相对分子质量达到一万以上的化合物才可能是高分子化合物，所以葡萄糖不属于高分子化合物。故选D。探究点二淀粉的水解1．原理2．检验淀粉水解及水解程度的实验步骤实验现象及结论：情况现象A现象B结论①溶液呈蓝色未产生砖红色沉淀未水解②溶液呈蓝色出现砖红色沉淀部分水解③溶液不呈蓝色出现砖红色沉淀完全水解特别提醒：(1)书写双糖、多糖水解反应方程式时，要在分子式下边注明其名称。(2)淀粉的检验，必须直接取水解液加入碘水，不能取中和液，因为碘能与NaOH溶液反应。(3)因反应是用硫酸作催化剂，而银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应的溶液必须呈碱性，所以应先中和再检验。[例2]某学生设计了三个实验方案，用以检验淀粉的水解情况。方案甲：淀粉液eq\o(→,\s\up17(H2SO4),\s\do15(△))水解液eq\o(→,\s\up17(碘水))溶液变蓝结论：淀粉完全没有水解。方案乙：淀粉液eq\o(→,\s\up17(H2SO4),\s\do15(△))水解液eq\o(→,\s\up17(新制CuOH2),\s\do15(微热))无明显现象结论：淀粉完全没有水解。方案丙：淀粉液eq\o(→,\s\up17(H2SO4),\s\do15(△))水解液eq\o(→,\s\up17(NaOH))中和液eq\o(→,\s\up17(新制CuOH2),\s\do15(微热))有砖红色沉淀结论：淀粉已经水解。根据上述操作、现象，首先回答结论是否正确，然后简要说明理由。[思路分析]①淀粉的检验，必须直接取水解液加入碘水，不能取中和液，因为碘能与NaOH溶液反应。②因水解反应是用硫酸作催化剂，而银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液的反应的溶液必须呈碱性，所以应先中和再检验。[解析]解本题时应注意两点：第一，实验过程中，淀粉是在酸性条件下水解，葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液的反应必须在碱性条件下进行。第二，实验结论一定要分清未水解、部分水解和全部水解三种情况，甲方案操作是正确的，但结论错误，因为加碘水后溶液变蓝，可能是淀粉未水解或淀粉部分水解。乙方案操作错误，结论亦错误，因做过淀粉水解实验后，没有用碱中和过量的酸，因此，不可能得到正确的结论。丙在实验过程中综合考虑了甲、乙两种情况的不足，实验方案操作和结论均正确。[答案]见解析。把①蔗糖、②淀粉、③纤维素、④乙酸乙酯在稀硫酸存在下分别进行水解，最终产物只有1种的是(D)A．①和② B．只有③C．只有④ D．只有②和③解析：蔗糖的水解产物有葡萄糖和果糖两种产物；乙酸乙酯的水解产物也有两种。1．下列各组物质中，互为同系物的是(C)A．葡萄糖和蔗糖 B．蔗糖和麦芽糖C．乙酸和丙酸 D．乙醇和甘油解析：同系物是指结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质。葡萄糖为还原性糖，蔗糖不具有还原性，性质不相似反映出结构不相似，所以葡萄糖和蔗糖不是同系物，蔗糖和麦芽糖分子式相同(C12H22O11)，结构不同，二者互为同分异构体，而非同系物，乙酸和丙酸含有相同的官能团(—COOH)，且分子组成上相差一个CH2原子团，故二者是同系物，乙醇和甘油中所含官能团个数不同，结构不相似，不是同系物。故选C。2．若1mol有机物A在稀硫酸作用下水解生成2molB，则物质A可能是(B)①蔗糖②麦芽糖③淀粉④乙酸乙酯A．①B．②C．③D．④解析：1mol蔗糖水解生成1mol葡萄糖和1mol果糖；1mol麦芽糖水解生成2mol葡萄糖；1mol淀粉水解生成n摩尔葡萄糖；1mol乙酸乙酯水解生成1mol乙酸和1mol乙醇。故选B。3．美国科学家最近发明了利用眼泪来检测糖尿病的装置，其原理是利用氯金酸钠(NaAuCl4)溶液与眼泪中的葡萄糖反应生成纳米金单质颗粒(直径为20～60nm)，下列说法中错误的是(C)A．葡萄糖具有还原性B．葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHOC．检测时NaAuCl4发生氧化反应D．纳米金单质颗粒分散在水中所得的分散系能产生丁达尔效应4．下列说法正确的是(D)A．往蔗糖溶液中加入稀硫酸，水浴加热充分反应后加入新制氢氧化铜悬浊液，加热，可见有红色沉淀生成B．要萃取溴水中的溴单质，可以选用苯、CCl4或酒精作萃取剂C．冰醋酸、淀粉、纤维素都是纯净物D．用试管取出少量淀粉水解液，加入碘水，若不显蓝色，说明淀粉水解完全解析：A项，未用NaOH溶液将水解液中和至碱性；B项，酒精与水互溶，不能用来萃取溴水中的Br2；C项，淀粉和纤维素均为混合物；D项，淀粉遇I2变蓝色，若溶液不变蓝色，则说明淀粉已完全水解。5．下列有关糖类的说法中，正确的是(D)①在糖类中有高分子化合物，也有小分子化合物②有甜味的物质不一定属于糖类，糖类物质也不一定都有甜味③糖类分子组成不一定都符合通式Cn(H2O)m，符合通式Cn(H2O)m的物质不一定都属于糖类④淀粉、纤维素有相同的分子通式(C6H10O5)n，但它们不互为同分异构体⑤淀粉、纤维素都属于混合物⑥淀粉与纤维素的分子通式相同，蔗糖与麦芽糖分子式相同，但单糖的分子式不完全相同A．①②B．③C．⑤⑥D．全部解析：①单糖、低聚糖属于小分子化合物，多糖属于高分子化合物；②糖精、甘油等有甜味，但不属于糖类，淀粉、纤维素属于糖类，但没有甜味；③鼠李糖分子式是C6H12O5，不符合通式Cn(H2O)m，甲醛(HCHO)、乙酸(CH3COOH)的分子式符合通式Cn(H2O)m，但不属于糖类；④⑤淀粉、纤维素没有固定的分子式，所以它们不互为同分异构体，也不属于纯净物；⑥核糖、脱氧核糖等单糖的分子式与葡萄糖、果糖的分子式不相同，故选项D正确。6．用来证明棉花和淀粉都是多糖的实验方法是(D)A．放入氧气中燃烧，检验燃烧产物都是CO2和H2OB．放入银氨溶液中微热，都不发生银镜反应C．加入浓硫酸后微热，都脱水而变黑D．分别放入稀酸后煮沸几分钟，用NaOH溶液中和反应后的溶液，再加入新制的Cu(OH)2悬浊液共热，都生成红色沉淀解析：多糖在稀酸存在下水解生成单糖(葡萄糖)，用NaOH溶液中和后，再加入新制的Cu(OH)2悬浊液共热时生成红色沉淀。7．有A、B、C三种无色溶液，它们分别为葡萄糖溶液、蔗糖溶液、淀粉溶液中的一种，经实验可知：①B能发生银镜反应；②A遇碘水变蓝色；③A、C均能发生水解反应，水解液均能发生银镜反应。(1)试判断它们各是什么物质：A是淀粉溶液，B是葡萄糖溶液，C是蔗糖溶液。(2)分别写出A、C发生水解反应的化学方程式：解析：三种物质中，葡萄糖能发生银镜反应，淀粉遇I2变蓝色，蔗糖能发生水解反应，且水解产物能发生银镜反应，因此A为淀粉溶液，B为葡萄糖溶液，C为蔗糖溶液。8．根据下列变化关系：请填空：(1)A物质的名称为葡萄糖，B物质的化学式为NaOH，作用为中和稀硫酸，使溶液呈碱性。(2)写出④⑥两步反应的化学方程式，在()中标明反应类型。④2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up17(Cu或Ag),\s\do15(△))2CH3CHO＋2H2O(氧化反应)；⑥CH3COOH＋CH3CH2OHeq\o(,\s