“葡萄糖”教學(xué)案例

文章編號:1005-6629(2010)05-0040-03 中圖分類號:G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

1教材分析與教學(xué)設(shè)想

在人教版化學(xué)必修2第三章第四節(jié)“基本營養(yǎng)物質(zhì)”中，已了解糖類中的具體物質(zhì)和分類，了解了雙糖和多糖的水解，但沒有突出糖類的共同特征。已學(xué)習(xí)過葡萄糖的分子式，了解過它的結(jié)構(gòu)式，并在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上認(rèn)識了它的特征反應(yīng)，如葡萄糖在堿性和加熱條件下，可與新制的 Cu(OH)2 懸濁液反應(yīng)生成磚紅色沉淀，葡萄糖能與銀氨溶液反應(yīng)生成銀鏡等，但沒有做銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，也沒有進(jìn)一步書寫相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式，沒有在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上推導(dǎo)其結(jié)構(gòu)式，沒有學(xué)習(xí)葡萄糖在現(xiàn)實(shí)生活中的存在和對人體生理功能的意義。而在人教版化學(xué)選修5中第四章第二節(jié)《糖類》中，將繼續(xù)學(xué)習(xí)葡萄糖和果糖的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的差異。

另外，在必修2中著重葡萄糖知識的了解，弱化葡萄糖結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的內(nèi)在邏輯關(guān)系;著重將葡萄糖作為一種化學(xué)物質(zhì)來分析，淡化物質(zhì)的存在和應(yīng)用的分析;選修5中以果糖為重點(diǎn)。

針對上述現(xiàn)狀，本節(jié)課著重鞏固、強(qiáng)化糖類的組成等已有知識;利用醛基、醇羥基的性質(zhì)等已有知識，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)和各種信息進(jìn)行演繹推理，得出葡萄糖的結(jié)構(gòu)，提升分析能力;根據(jù)物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析葡萄糖的化學(xué)性質(zhì)，體會(huì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的內(nèi)在關(guān)系的辯證思想;加強(qiáng)解葡萄在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，提升知識的應(yīng)用能力。

2 教學(xué)過程設(shè)計(jì)

2.1糖類的來源、存在與組成

[創(chuàng)設(shè)情景1，引入本課]今天你吃糖了嗎?

[學(xué)生交流1]A. 有的說沒吃。

B. 有的說吃了——吃了“阿爾貝斯牛奶糖”

C. 有的說吃了——吃了大米、水果、甘蔗、蜂蜜等

[教師提示] 要想回答此問，必須弄清楚什么是糖?

[共同回顧]必修2中學(xué)習(xí)過:葡萄糖、淀粉、蔗糖、纖維素等都是糖類。

[整合知識1]我們每天都吃糖。糖存在于各種食物和水果中。

[創(chuàng)設(shè)情景2]糖都是甜的嗎?(展示樣品，可嘗味道)

[學(xué)生交流2]A. 糖是甜的，如白糖、紅糖等。

B. 糖不一定是甜的，如大米中的淀粉、素菜里的纖維素(展示樣品棉花，嘗味道)。

[整合知識2]糖不一定是甜的。

[創(chuàng)設(shè)情景3]學(xué)生實(shí)驗(yàn):在一小部分葡萄糖、白糖、紅糖、大米、纖維素上滴1-2滴濃H2SO4，觀察現(xiàn)象。得到什么啟示?想想糖類物質(zhì)中的組成元素是什么?有什么關(guān)系?

[創(chuàng)設(shè)情景3]投影:葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、纖維素的分子組成。

[學(xué)生交流3] 根據(jù)糖類的脫水實(shí)驗(yàn)，糖類中含有C、H、O元素，且H和O元素的物質(zhì)的量之比為2∶1，結(jié)合投影可歸納出糖類的分子通式。

[整合知識3] 糖類表示為Cm(H2O)n。所以糖類又稱為“碳水化合物”

[創(chuàng)設(shè)情景4] 考察:甲醛HCHO、乙酸CH3COOH、乳酸C3H6O3、 鼠李糖C6H12O5的分子式。思考分子通式符合Cm(H2O)n的一定是糖類嗎?分子通式不符合Cm(H2O)n的就一定不是糖類嗎?

[交流總結(jié)4]糖類的特征:

植物的光合作用，糖類中含有C、H、O元素，多數(shù)符合Cm(H2O)n

[過渡]糖類的品種很多，其中最簡單的糖是葡萄糖，下面我們就從葡萄糖開始，認(rèn)識糖類的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和在人體內(nèi)的生理功能。

2.2葡萄糖的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

[創(chuàng)設(shè)情景1]提供葡萄糖粉、新鮮葡萄、新鮮葡萄汁、NaOH溶液(10 %)， CuSO4溶液(5 %)和相關(guān)儀器學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，證明葡萄汁中含有葡萄糖，結(jié)合課本了解葡萄糖的化學(xué)式、存在形式和物理性質(zhì)。

[學(xué)生實(shí)驗(yàn)與交流1] 向新配制的Cu(OH)2的懸濁液中滴幾滴新鮮葡萄汁，加熱煮沸，觀察現(xiàn)象。

[交流總結(jié)1] 通過上述實(shí)驗(yàn)觀察到出現(xiàn)紅色沉淀，證明葡萄中含有葡萄糖。

葡萄糖的物理性質(zhì):

葡萄糖存在于葡萄等甜味的水果中。葡萄糖(C6H12O6)是白色晶體，有甜味，能溶于水。

[講解]葡萄糖的化學(xué)式是C6H12O6，那么，它的結(jié)構(gòu)式怎么寫呢?結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，而性質(zhì)又能反映結(jié)構(gòu)，我們可通過實(shí)驗(yàn)和相關(guān)信息來確定葡萄糖的結(jié)構(gòu)式。

[創(chuàng)設(shè)情景2]學(xué)生分組實(shí)驗(yàn):要求學(xué)生配制銀氨溶液，注意哪些操作要領(lǐng)，寫出反應(yīng)方程式。

[交流總結(jié)2]沉淀剛好消失時(shí)停止滴氨水，不能多也不能少(課后可思考為什么?)

AgNO3+NH3·H2O=AgOH↓+NH4NO3

AgOH+2NH3·H2O=Ag(NH3)2OH+2H2O

氫氧化二氨合銀

[創(chuàng)設(shè)情景3]學(xué)生分組實(shí)驗(yàn):用10 %的葡萄糖溶液與剛配制的銀氨溶液在水浴中共熱，觀察現(xiàn)象，從中得出葡萄糖的結(jié)構(gòu)中有什么結(jié)構(gòu)特征?

[交流總結(jié)3]試管內(nèi)壁有銀鏡生成，說明葡萄糖分子中含有醛基。

[創(chuàng)設(shè)情景4]提供信息:從定量實(shí)驗(yàn)中得到一些結(jié)論:將1 mol葡萄糖與銀氨溶液反應(yīng)，能生成2 mol銀單質(zhì)，計(jì)算確定一個(gè)葡萄糖分子中含有多少個(gè)醛基?

[交流總結(jié)4]一個(gè)葡萄糖分子中含有一個(gè)醛基。

[創(chuàng)設(shè)情景5] 提供信息:將1 mol葡萄糖與1 mol H2在一定條件下充分反應(yīng)，能生成1 mol己六醇(結(jié)構(gòu)簡式為CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CH2OH)，從中得出葡萄糖的結(jié)構(gòu)中有什么特征?

[交流總結(jié)5]一個(gè)葡萄糖分子中含有一個(gè)醛基，含有五個(gè)醇羥基，且葡萄糖分子中的碳鏈?zhǔn)侵辨湣?/p>

[創(chuàng)設(shè)情景6]提供信息:如果分子中含有多個(gè)羥基， 則該有機(jī)物可以使新制的Cu(OH)2懸濁液變成深藍(lán)色。學(xué)生實(shí)驗(yàn):把葡萄糖溶液加入到新制的Cu(OH)2中，先觀察溶液顏色發(fā)生了什么變化?然后再煮沸，再觀察現(xiàn)象。

[交流總結(jié)6] Cu(OH)2懸濁液與葡萄糖溶液混合確實(shí)變成深藍(lán)色，證實(shí)葡萄糖中含有多個(gè)醇羥基。煮沸后，出現(xiàn)紅色沉淀，進(jìn)一步證實(shí)葡萄分子中含有醛基。

[整合知識](1)葡萄糖的結(jié)構(gòu)簡式

CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO

簡寫為: CH2OH(CHOH)4CHO

葡萄糖是多羥基醛。

[過渡]根據(jù)上述討論，并結(jié)合葡萄糖的結(jié)構(gòu)，歸納葡萄糖的化學(xué)性質(zhì)并寫出相關(guān)的化學(xué)方程式。

[創(chuàng)設(shè)情景與交流]根據(jù)葡萄糖的結(jié)構(gòu)，討論葡萄糖可能具有的性質(zhì)，并用化學(xué)方程式表示反應(yīng)。

[知識整合](2)葡萄糖的化學(xué)性質(zhì)

①葡萄糖的還原性(醛基的性質(zhì))

a. 葡萄糖與銀氨溶液反應(yīng)

CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2OH

CH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O

葡萄糖酸銨

b. 葡萄糖與新制Cu(OH)2懸濁液共熱

CH2OH-(CHOH)4-CHO+2Cu(OH)2

CH2OH-(CHOH)4-COOH+Cu2O↓+H2O

c. 葡萄糖與H2加成反應(yīng)

CH2OH(CHOH)4CHO+H2

CH2OH(CHOH)4CH2OH

己六醇

②葡萄糖的酯化(與乙酸)反應(yīng)(醇羥基的性質(zhì))

CH2OH(CHOH)4CHO+5CH3COOH

CH3COOCH2(CHOOCCH3)4CHO+5H2O

③氧化

C6H12O6 (s)+6O2(g)→6CO2(g)+6H2O(l)

△H=-2804 kJ·mol-1

[創(chuàng)設(shè)情景過渡] 展示一只醫(yī)用的“葡萄糖氯化鈉注射液”瓶，讓學(xué)生閱讀標(biāo)簽，結(jié)合課本，想想葡萄糖在人體內(nèi)的生理作用和轉(zhuǎn)化方法?

[學(xué)生交流]葡萄糖是人體不可缺少的能量來源。

[整合知識]2.3 葡萄糖在人體內(nèi)的作用和代謝過程如圖1所示:

[創(chuàng)設(shè)情境1]觀看錄像:若經(jīng)常頭暈，經(jīng)血液檢查，發(fā)現(xiàn)血糖過低，這是怎么回事呢?

[講解]正常人血液里約含0.1 %的葡萄糖，叫血糖。如果血液中葡萄糖的含量過低，就會(huì)患低血糖病，這時(shí)，要靠注射葡萄糖來補(bǔ)充。

[資料]糖尿病不再是中老年人的“專利”，兒童也會(huì)有糖尿病。我國兒童I型糖尿病發(fā)病率現(xiàn)為0.19～1.26例/10萬人，并呈逐年遞增趨勢，其中，上海市兒童I型糖尿病的年發(fā)病率為0.96例/10萬人。這是記者(2005年10月)從“諾和關(guān)懷兒童健康夏令營”開營儀式上獲悉的調(diào)查結(jié)果。

[創(chuàng)設(shè)情境2] 觀看錄像，思考糖是不是吃得越多越好呢?

[講解]糖吃得太多容易患糖尿病，這是怎么回事呢?那么糖尿病怎么檢查呢?

[學(xué)生交流2]有的同學(xué):取尿液加銀氨溶液，再水浴加熱，看是否生成銀鏡。

有的同學(xué): Cu(OH)2懸濁液與尿液混合煮沸后，看是否出現(xiàn)紅色沉淀。

有的同學(xué):取尿液與H2進(jìn)行加成反應(yīng)試驗(yàn)。

[教師意見]從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯程度和操作難易上分析三種方案，發(fā)現(xiàn)第三種方法中沒有明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，操作太繁瑣。前二種方法可行，醫(yī)院中已用過了，但存在費(fèi)時(shí)、準(zhǔn)確不高等缺點(diǎn)。

[創(chuàng)設(shè)情境2]觀看錄像:醫(yī)學(xué)上糖尿病的診斷方法和治療方法。

[創(chuàng)設(shè)情境3]觀看錄像:糖尿病人的飲食要注意哪些問題?

[學(xué)生交流3]有的同學(xué):少吃含糖的食物。

有的同學(xué):但人的口味中要甜味，怎么辦?

有的同學(xué):醫(yī)學(xué)上用甜味劑——木糖醇代替糖類。有的同學(xué):還不是很清楚，再查閱相關(guān)資料，進(jìn)一步了解這一問題。

[教師意見]課后再去準(zhǔn)備，就此問題自擬題目，寫一篇300～500字的短文，再交流。

[過渡]除了人體內(nèi)的作用外，葡萄糖還有哪些用途?

[創(chuàng)設(shè)情境4]學(xué)生實(shí)驗(yàn):將銀氨溶液和葡萄糖溶液在燒杯內(nèi)混合后，水浴加熱，同時(shí)放入一塊已處理干凈的玻璃(一面用堿溶液浸洗，一面涂上石蠟)，一段時(shí)間后取出，觀察現(xiàn)象。

[學(xué)生交流4]玻璃的一面有銀析出，干燥后將石蠟刮去，就成了一面鏡子。

[整合知識] 4 葡萄糖的用途:

葡萄糖的主要用途:制藥、制鏡、制糖果等。

[小結(jié)本課]利用5 分鐘時(shí)間，整理本節(jié)課的主要內(nèi)容，然后發(fā)言交流。

5反饋練習(xí)

(1)判斷下列說法是否正確

①糖類也叫碳水化合物，所以糖類中存在水分子。()

②所有符合通式Cn(H2O)m 的有機(jī)化合物都是糖類。()

③所有的糖類都符合通式Cn(H2O)m。( )

④含有C、H、O三種元素的有機(jī)物屬于糖類。()

⑤糖類物質(zhì)都有甜味。( )

(2)經(jīng)測定，某有機(jī)物最簡式為CH2O，它可能是

①葡萄糖; ②乙醇; ③乙酸; ④丙醛;⑤苯酚;⑥甲酸甲酯

A. ①、②、③、④ B. ③、④、⑥

C. ①、③、⑥ D. ②、④、⑤

(3)下列物質(zhì)不可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)的是

A. 甲酸B. 乙醛 C. 乙酸 D. 葡萄糖

(4)葡萄糖的結(jié)構(gòu)簡式CH2OH(CHOH)4CHO， 由此判斷下列關(guān)于葡萄糖性質(zhì)的敘述中不正確的是:

A. 葡萄糖具有醇類物質(zhì)能發(fā)生酯化反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)

B. 葡萄糖具有醛類物質(zhì)的還原性

C. 葡萄糖完全燃燒的產(chǎn)物為CO2和H2O

D. 充分燃燒等質(zhì)量的葡萄糖和甲醛，所需氧氣物質(zhì)的量不相同。

3教學(xué)反思

本節(jié)課充分利用學(xué)生已有知識和生活實(shí)物為載體，不斷提出問題并盡量用實(shí)驗(yàn)與信息解決問題的教學(xué)方法，得到了學(xué)生的肯定。課后，學(xué)生認(rèn)為這節(jié)課感到很親切，心理上與知識的距離縮短了，主動(dòng)性增強(qiáng)了，效果很好。