《糖类、蛋白质和氨基酸》教案

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1)葡萄糖的生理氧化反应
C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)△H=-2804kJ/mol
这是一个缓慢氧化的过程,反应放热。
[过渡]葡萄糖除了可以为我们提供能量,还有哪些特殊性质呢?我们一起通过实验来探究葡萄糖的性质。
2)葡萄糖的检验
师:要研究一种有机物的性质,首先要从它的结构入手,刚才我们已经分析了葡萄糖中含有哪些官能团?
1.蛋白质的组成
[PPT展示]蛋白质组成元素、化学组成
师:蛋白质主要由C、H、O、N、S、P等元素组成,它的结构非常复杂,相对分子质量从几万到几千万不等,是一种有机高分子化合物。
2.蛋白质的性质
1)胶体的性质
师:它的直径在1nm到100nm之间,从它的分子大小可以说明蛋白质溶液是什么?
生:胶体
师:因此,它具有胶体的性质,可以发生丁达尔效应。
不溶于冷水
不溶
[补充]淀粉不溶于冷水,可溶解于热水中形成胶体,具有胶体的性质。
[过渡]按照研究物质的一般方法,在了解了糖类的组成和物理性质,接下来我们要来研究糖类的化学性质。
3.糖类的化学性质
师:众所周知,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。葡萄糖是提供能量的主要物质,我们一起来了解一下葡萄糖的生理氧化反应。
AgNO3+NH3·H2O=AgOH↓+NH4NO3
AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]OH+2H
R+ 2[Ag(NH3)2]OH 2Ag↓+R+3NH3+H2O
师:由于有银析出,附着在洁净的试管内壁,所以我们形象的称之为——“银镜反应”。
由于银氨溶液不易保存,在实验中必须现配。向硝酸银溶液中滴加稀氨水,振荡试管,有白色AgOH沉淀生成,继续滴加,沉淀又溶解生成氢氧化二氨合银,也就是银氨溶液。
[过渡]大多糖都可发生水解反应,我们可以根据糖类是否水解以及水解产物的情况可以把糖分成单糖、二糖和多糖。
师:不能再水解的糖叫单糖,它是最简单的糖,比如:葡萄糖和果糖,葡萄糖是自然界分布最广最重要的单糖,是生物体的主要供能物质。果糖主要存在于水果、蜂蜜中。它们的分子式都是C6H12O6,从这个信息我们看出它们两者是什么关系?
师:检验淀粉是否水解完全,如果完全水解,则溶液不变蓝;如果不完全水解或者根本不水解,则溶液变蓝。那么第二支试管的操作目的又是什么呢?
生:检验葡萄糖
师:如果有砖红色沉淀出现就说明存在葡萄糖,也就说明淀粉水解,但是是部分水解还是全部水解我们并不知道,还要结合第一支试管的检验结果进行判断。那为什么第一支试管中不加NaOH,而第二支试管中要加入NaOH呢?
生:第一支试管中碘水会和NaOH反应,不需要加NaOH,而第二支试管中加入NaOH是为了中和淀粉水解时加入的酸,否则会后新制Cu(OH)2反应,难以出现砖红色沉淀。
师:事实上①试管在这里的作用是什么?
生:对照实验
[归纳小结]
[过渡]淀粉用途广泛,除了可以制备葡萄糖,还可以用来酿酒。
5.淀粉酿酒
师:阅读书本76页最后一段,了解一下酿酒的方程式。
试管、烧杯、酒精灯、三角架、石棉网、试管夹、玻璃棒、胶头滴管、火柴
教学方法:讲授法、实验探究法
教学进程(不够请附页):
【课堂导入】
[PPT展示]水果、红烧肉、番茄炒蛋、糖葫芦、蛋糕、虾图片
师:我们每天都要摄入各种各样的食物,如:蔬菜水果肉制品等,来维持人体正常的生命活动,糖类、蛋白质和脂类是人体必需的三大营养物质。上节课中我们学习的油脂就属于脂类,今天这节课我们一起来认识一下剩下的两大营养物质:糖类、蛋白质以及它的基本组成单位——氨基酸。
生:同分异构体
师:葡萄糖的结构简式:CH2OH(CHOH)4CHO、果糖的结构简式:CH2OH(CHOH)3COCH2OH,我们可以看到葡萄糖和果糖分别含有哪些官能团?
生:葡萄糖:羟基、醛基,果糖:羟基、羰基(羰基简单介绍)
师:结构决定性质,对于葡萄糖来说,羟基和醛基所具有的的性质,葡萄糖也是具有的。我们可以看到单糖分子中含有多个羟基,所以葡萄糖是一种多羟基醛,而果糖则是多羟基酮。
师:①试管中加入碘水会出现什么现象?
生:溶液变蓝
师:对,淀粉遇碘变蓝。在②试管中加入少量H2SO4的目的是什么?
生:催化剂,使淀粉水解。
师:加热反应一段时间后冷却,分装在两支试管中。第一只试管加碘水,另一只用NaOH中和后,加入含NaOH的Cu(OH)2悬浊液,那么第一支试管的操作目的是什么?
生:检验淀粉
2)蛋白质的盐析与变性
师:那么除此之外,蛋白质还有具有什么性质呢?同学们在家里有没有打过鸡蛋?打鸡蛋的时候加一些盐可以发现鸡蛋越打越稠,这是什么原因呢?另外,我们发现游泳池里的水往往是蓝色的,主要是因为加了CuSO4,它的作用是什么?
新授课
课时安排
1课时
班级
高二()班
教学目标:
1、知识与技能
(1)知道糖类、蛋白质的组成和主要性质,认识其在日常生活中的应用;
(2)了解葡萄糖的检验方法,了解几种常见糖类物质的组成及相互关系;
(3)了解蛋白质盐析与变性的区别;
(4)了解氨基酸的结构特点和性质。
2、过程与方法
通过对葡萄糖的检验,对淀粉水解及其水解产物的实验设计、蛋白质的盐析与变性的对比等实验进行深入探究,进一步理解科学探究的意义,学习科学探究的基本方法,提高科学探究能力。
在这个实验的成败有四个关键点:
“试管洁净”——所用试管要光滑洁净,便于生成的银依附在试管壁上紧密地排列,否则,只得到黑色疏松的银沉淀,没有银镜产生或产生的银镜不光亮。
“氨水适量”——氨水的浓度不能太大,滴加氨水的速度一定要缓慢,否则氨水容易过量。氨水过量会降低试剂的灵敏度,且容易生成爆炸性物质AgN3(叠氮化银)。
b)葡萄糖与新制Cu(OH)2的反应
[视频播放]在洁净的试管里加入2毫升10%的氢氧化钠溶液,滴加4~5滴5%的硫酸铜溶液,得到含氢氧化钠的氢氧化铜悬浊液。加入2毫升10%的葡萄糖溶液,振荡后观察现象,加热,观察实验现象。
师:从这个实验中,我们可以观察到哪些实验现象?
生:硫酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液,先出现蓝色絮状沉淀,加入葡萄糖溶液振荡后沉淀消失,变成绛蓝色溶液,加热后出现砖红色沉淀。
淀粉和纤维素的分子式都是(C6H10O5)n,它们是同分异构体吗?
生:不是。他们都是高分子化合物,n取值很大且不一定,不是同分异构体。
2.糖类的物理性质
师:对于几种常见的糖类,我们简单了解一下它们的物理性质。
[PPT展示]表格
葡萄糖
蔗糖
淀粉
纤维素
颜色、状态
白色晶体
白色晶体
白色粉末
白色纤维
水溶性
易溶
易容
生:淀粉→碘水→溶液变蓝、葡萄糖→新制Cu(OH)2→出现砖红色沉淀
师:如果同时检验出葡萄糖和淀粉说明什么?
生:淀粉水解不完全
师:如果只是检验出其中的一种说明什么?
生:淀粉不水解或者已经水解完全
师:我们如何设计实验证明淀粉的水解已经开始?如何证明淀粉的水解已经完全?请同学们思考实验方案,再和书本75页【实验4】进行对比,看看自己想的和书上的有没有出入。
师:蓝色絮状沉淀是因为反应产生了Cu(OH)2,葡萄糖中含有多个羟基,这种多羟基物质遇到新制Cu(OH)2显绛蓝色,而葡萄糖中的醛基具有还原型,在加热条件下与新制Cu(OH)2发生氧化还原反应,制Cu(OH)2被还原成Cu2O,葡萄糖中的醛基被氧化成羧基。
师:这个实验要加入稍过量的NaOH,反应在碱性条件下氧化还原更容易进行,并且反应要加热,但是温度又不能太高,否则部分Cu(OH)2分解产生黑色的CuO,会掩盖Cu2O的颜色,实验效果不好。
生:羟基、醛基
师:由于葡萄糖含有醛基以及多个羟基,使它表现出一定的特性,利用这些特性我们可以对葡萄糖进行检验。之前我们已经学过,醛基有哪些特殊性的性质?
生:银镜反应,和新制Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀
[过渡]接下来我们通过实验对葡萄糖进行检验。
a)葡萄糖的银镜反应
[演示实验]在洁净的试管里加入2mL2%的硝酸银溶液,振荡试管,同时滴加2%稀氨水,直到析出的沉淀恰好溶解为止(制得澄清的银氨溶液),再加入1mL10%的葡萄糖溶液,在温水浴里静置加热3—5分钟。
[师生归纳]糖类是由C、H、O三种元素组成的,其组成大多可以用通式Cn(H2O)m表示,因此过去曾把它们成为碳水化合物。
师:那么满足Cn(H2O)m通式的就一定是碳水化合物吗?
生:不是,如:甲醛CH2O、乙酸C2H4O2
师:所有的糖类都是碳水化合物吗?
生:……
师:在有些糖类分子中,H和O原子个数比并不等于2:1,例如鼠李糖C6H12O5。所以说,碳水化合物只能反映普遍糖类的特征,并不能反映所有糖类的结构特点。
[过渡]葡萄糖的特殊结构决定了它的化学性质,因而有了广泛的用途。工业上常用淀粉和纤维素为原料生产葡萄糖。淀粉在酸性条件下水解可以产生葡萄糖:
(C6H10O5)n+nH2O nC6H12O6
淀粉葡萄糖
师:如果有一瓶未知的淀粉水解液,已经水解一段时间,要同学们检验一下它的成分,我们要检验哪些物质?(以水解方程式为参照,从反应开始到反应结束分别出现了几种物质,如何检验?)
水解产生两分子单糖的糖类叫二糖,如麦芽糖、蔗糖。事实上,麦芽糖和蔗糖也是同分异构体,它们的分子式都是C12H22O11,1分子麦芽糖水解生成2分子葡萄糖,而1分子蔗糖水解生成1分子葡萄糖和1分子果糖。
水解产生多个单糖的糖类叫多糖,如淀粉和纤维素。当然,这里说的水解指的是完全水解,淀粉不完全水解先生成麦芽糖,再水解产生葡萄糖。可见多糖可以水解产生二糖,二糖水解产生单糖,当然单糖也可以发生缩聚生成多糖。
3、情感态度与价值观
通过了解糖类、蛋白质、氨基酸对人体的重要意义,体会化学与生活、人类的密切联系,认识化学在生活中的重要价值。
教学重点、难点:
教学重点:葡萄糖的检验、蛋白质盐析与变性的区别
教学难点:淀粉水解产物检验及水解程度的探究
教具:
1、多媒体课件
2、实验仪器及药品:2%AgNO3溶液、2%稀氨水、10%葡萄糖溶液、蛋白质溶液(鸡蛋清)、饱和(NH4)2SO4溶液、稀H2SO4、CuSO4溶液、甲醛溶液
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2↑
二、蛋白质和氨基酸
[过渡]学习完糖类之后,我们再来认识一下蛋白质和它的基本组成单位——氨基酸。
师:想一想我们生活中哪些物质含有蛋白质?
生:鱼、牛奶、大豆、病毒……
师:蛋白质主要存在于生物体内,如:动物的肌肉、毛发、皮肤、血液等,植物中也很丰富,比如大豆、花生、谷物等,当然还有微生物,像细菌、病毒等,一切重要的生命现象和生理机能都与蛋白质密切相关,不同结构的蛋白质其生理功能也不同。可以说,没有蛋白质就没有生命。那么蛋白质到底是一种怎样的物质呢?我们一起来了解一下。
教育实习教案
(2014届)
学院:化学与生命科学学院
专业:化学
班级:102
实习生:吴倩芸学号:********
实习学校:萧山五中
实习课程:化学
实习学校教师:陈炳木(签名)
高师指导教师:谢俊(签名)
授课时间:2013年9月日
浙江师范大学制
教学内容
(章节)
必修2专题3第二单元:糖类、蛋白质和氨基酸
课程类型
R + 2Cu(OH)2+ NaOH Cu2O↓+ R+ 3H2O
[小结]葡萄糖与银氨溶液或者含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液的反应可用来检验葡萄糖的存在。医学上曾用过类似的反应来检验病人尿液中葡萄糖含量是否偏高。当然医学中会采用更为简便的方法,就是用糖尿病检验试纸,原理也是类似的。
4.淀粉的水解
“水浴加热”——反应液要受热均匀,以温水浴为宜;
“不能振荡”——反应过程中,不能振荡试管,否则会影响银镜的产生。
银镜反应,在实验室中可以用来鉴定含有醛基的化合物,工业上则用这个反应来对玻璃涂银制镜和制保温瓶胆。
[过渡]检验葡萄糖除了银镜反应之外,还可以通过与新制氢氧wenku.baidu.com铜反应来进行判断,由于时间关系,这个实验我们就不做了,一起来看一段视频。
【新课展开】
一、糖类
1.糖类的组成和分类
师:说到糖,大家的第一印象是什么?
生:甜。
师:一些有甜味的食品,糖果、蜂蜜。这些都是能带给我们感官系统以甜味的物质,而我们今天要讨论的糖是从物质的组成与性质出发所定义的糖。可见相同的物质,我们从不同的角度去审视它们,得到的是不同的答案。下面我们就来认识一下在我们生活中广泛存在的一些重要糖类化合物,葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素。请大家仔细观察课本74页表3-5糖类化合物的组成与存在,思考PPT上的两个问题。(交流与讨论:糖类具有什么样的特征?为什么曾经被称为“碳水化合物”?)
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