人教版高中化学选修第三册：4.1.1 糖类的组成和分类 单糖-教学设计

第四章生物大分子

第一节糖类

第1课时糖类的组成和分类单糖

糖类是生命中的另一种基础有机化学物质。本节内容分为三部分，第--部分葡萄糖与果糖，第

二部分蔗糖与麦芽糖，第三部分淀粉与纤维素，课文中穿插了单糖的性质、二糖的水解对比探究实

验、化学方法水解淀粉条件的研究等系列实验。通过课堂内的实验探究，使学生认识和体会单糖、

二糖、多糖性质的研究过程，理解葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉的结构。教学设计时要高效

地利用教科书、课外资料、生动的录像和图片，充分调动学生已有的生活经验，如学生对葡萄糖、

蔗糖、淀粉的感性认识，以及烃的衍生物中已有的醛类、醇类知识，进行类推、延伸、替代、变换、

重组、迁移等思维方式的训练，以使学生的思维对象由单官能团的化合物、小分子的化合物自然地

过渡到多官能团的化合物和高分子化合物，形成糖类完整、系统的知识体系，理解糖类在生命活动

过程中的重要作用。

课程目标学科素养

1.了解糖类的概念、分类及结构特点。a.宏观辨识与与微观探析：了解糖类的概念、分类及

2.熟知葡萄糖的结构和性质，学会葡萄糖结构特点。

的检验方法。b.变化观念与科学探究：熟知葡萄糖的结构和性质，

学会葡萄糖的检验方法。

教学重点：葡萄糖的组成、典型性质及应用

教学难点：从官能团典型性质的角度认识糖类物质与醛、酮、醇物质的关系

讲义教具

【新课导入】

糖类是一类重要的有机化合物，在自然界中分布广泛，日常食用的蔗糖、粮食中的淀粉、植物茎叶

中的纤维素、人体血液中的葡萄糖等均属于糖类。糖类在生命活动中起着重要作用，是生物体所需

能量的主要来源，也是重要的能量储存物质，如植物体内的淀粉和动物体内的糖原。糖类还是很多

生物体的结构成分，如植物细胞壁的主要成分纤维素。

[展示]葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、纤维素、淀粉图片。

任务一：糖类的组成和分类

1.观察葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、纤维素、淀粉的分子式，分析糖类的组成。

2.糖类与碳水化合物的关系

3.糖类的定义

4.糖类的分类

【讲解】

1.糖类都是由碳、氢、氧三种元素组成的，组成通式为Cn(H2O)m。

2.随着化学的发展，人们发现并不是所有糖的组成都符合上述通式，如脱氧核糖（C5H10O4），而

某些符合此通式的物质却不属于糖类，如乙酸（C2H4O2）。因此，碳水化合物这一名称并不准确，

但因沿用已久，目前仍在使用。

3.从分子结构上看，糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。

4.分类

糖类可分为单糖、寡糖和多糖

单糖寡糖(低聚糖)多糖

不能水解的1mol糖水解后能产生2～10mol1mol糖水解后能产生10mol以上

概念

糖单糖的糖单糖的糖

葡萄糖、果

代表物及分蔗糖、麦芽糖淀粉、纤维素

糖

子式

C6H12O6C12H22O11(C6H10O5)n

任务二：认识单糖

环节一：认识葡萄糖

1.葡萄糖的存在及物理性质

葡萄糖存在于水果、蜂蜜，以及植物的种子、叶、根、花中。动物的血液和淋巴液中也含有葡

萄糖。葡萄糖是易溶于水的无色晶体，熔点为146℃，有甜味，但甜度不如蔗糖。

2.分子式与结构特点

[实验4-1]

(1)在一支洁净的试管中配制约2mL银氨溶液，加入1mL10%葡萄糖溶液，振荡，然后在水浴中

加热。观察现象。

(2)在一支试管中加入2mL10%NaOH溶液，加入5滴5%CuSO4溶液，再加入2mL10%葡萄糖溶

液，加热。观察现象。

[实验现象]

（1）试管壁上形成银镜。

（2）溶液有砖红色沉淀产生。

[实验结论]

（1）葡萄糖具有还原性，属于还原糖

（2）葡萄糖的结构

分子式为C6H12O6，分子中含有醛基和羟基，属于醛糖。结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO。

(3)相关反应的化学方程

△

CH2OH(CHOH)4CHO＋2[Ag(NH3)2]OH――→CH2OH(CHOH)4COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O。

△

CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2＋NaOH――→CH2OH(CHOH)4COONa＋Cu2O↓＋3H2O。

3.葡萄糖的化学性质

葡萄糖具有醛和醇的特征反应

(1)还原性：与新制Cu(OH)2悬浊液反应、银镜反应、使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色。

(2)不饱和性：与H2发生加成反应。

(3)与羧酸等发生取代反应。1mol葡萄糖可以与5mol乙酸发生酯化反应。

(4)体内氧化反应提供能量，是一种重要的营养物质。

酶

C6H12O6＋6O2――→6CO2＋6H2O

反应类型试剂或条件表现性质的官能团

加成反应H2/Ni

银氨溶液

醛基

新制Cu(OH)2悬浊液

氧化反应

使溴水褪色

生理氧化—

酯化反应与乙酸等羟基

4.葡萄糖的应用

葡萄糖用于制镜业、糖果制造业、医药业；为体弱和低血糖患者补充营养。

工业制葡萄糖

(2)葡萄糖发酵生成酒精

酒化酶

C6H12O6――→2C2H5OH＋2CO2↑。

(3)对应转化关系

【知识拓展】

葡萄糖的环状结构

α-D-吡喃葡萄糖链状葡萄糖β-D-吡喃葡萄糖

环节二：认识果糖

1.展示果糖的图片，根据实物及常识，描述物理性质。

2.展示果糖的结构式，书写分子式、结构简式，指出官能团，并预测化学性质。

3.葡萄糖和果糖的关系

【讲解】

1.果糖在水果和蜂蜜中含量较高，它比蔗糖的甜度高。纯净的果糖为无色晶体，易溶于水，吸湿

性强。

2.果糖的分子式为C6H12O6，结构简式为。果糖是一种多羟基酮，属于

酮糖

反应类型试剂或条件表现性质的官能团

加成反应H2/Ni酮羰基

氧化反应生理氧化—

酯化反应与乙酸等羟基

3.果糖的分子式为C6H12O6，是葡萄糖的同分异构体。

类别葡萄糖果糖

分子式C6H12O6C6H12O6

无色晶体,有甜味,易溶于

物理性质白色晶体,有甜味,易溶于水

水、乙醇和乙醚

结构简式CH2OH(CHOH)4CHO

①能和酸发生酯化反应

②能和银氨溶液发生银镜反应

①能和酸发生酯化反应

化学性质

③能与新制的氢氧化铜悬浊液

②与H2加成生成醇

反应产生红色沉淀

④与H2加成生成醇

相互关系互为同分异构体

用途用于制镜、糖果、医药等行业主要用于食品工业

环节三：核糖与脱氧核糖

1.核糖与脱氧核糖分别是生物体的遗传物质核糖核酸（RNA）与脱氧核糖核酸（DNA）的重要组成

部分。它们都是含有5个碳原子的单糖——戊糖。均为醛糖，具有还原性。

2.糖类分子与手性

(1)手性碳原子：在分子中连有4个不同的原子或原子团的碳原子叫做不对称碳原子，也叫手性碳原

子。

(2)手性分子：含有手性碳原子存在不能重叠、互为镜像的对映异构体的分子称手性分子：如

为手性分子。

环节四：知识建构单糖

1.糖类是由C、H、O三种元素组成的一类有机化合物。下列物质不属于糖类的是

A.葡萄糖B.果糖C.纤维素D.蛋白质

【答案】D

【解析】

A.葡萄糖是单糖，属于糖类，故A错误；

B.蔗糖是二糖，属于糖类，故B错误；

C.纤维素是多糖，属于糖类，故C错误；

D.蛋白质不属于糖类，故D正确。

故选D。

2.糖类、油脂、蛋白质都是与生命息息相关的物质，下列有关说法正确的是

A.葡萄糖和蔗糖是同系物，淀粉和纤维素是同分异构体

B.淀粉、纤维素、油脂、蛋白质都是高分子化合物，都能发生水解反应

C.“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”中的“丝”“泪”分别是纤维素和油脂

D.通过灼烧时产生的气味可以鉴别蚕丝和棉纱

【答案】D

【解析】

A.同系物是指结构相似分子组成相差若干个原子团的有机物，葡萄糖和蔗糖结构不相似，不是

同系物；纤维素和淀粉都是多糖，分子式都可用表示，但两者的n不同，它们不是同分

异构体，故A错误；

B.油脂相对分子质量较小，不属于高分子化合物，故B错误；

C.“丝”中含有的物质是蛋白质，“泪”指的是液态石蜡，液态石蜡属于烃，故C错误；

D.蛋白质灼烧具有烧焦羽毛的气味，纤维素灼烧没有烧焦羽毛的气味，蚕丝的成分是蛋白质、棉纱

的成分是纤维素，所以可以用灼烧的方法鉴别，故D正确；

故选D。

3.下列说法中不正确的是

A.符合通式的物质一定是葡萄糖

B.葡萄糖由C、H、O三种元素组成

C.糖类是人类维持生命的六大类营养素之一

D.纤维素不能作为人类的营养食物

【答案】A

【解析】

A.满足这个通式的不一定是葡萄糖，如甲醛，故A错误；

B.葡萄糖所含的元素是C、H、O，故B正确；

C.糖类是六大类营养素之一，故C正确；

D.人体内无纤维素酶，纤维素不能作为人类的营养食物，故D正确。

故选A。

4.新版人民币的发行，引发了人们对有关人民币中化学知识的关注。下列表述不正确的是

A.制造人民币所用的棉花、优质针叶木等原料的主要成分是纤维素

B.用于人民币票面文字等处的油墨中所含有的是一种磁性物质

C.某种验钞笔中含有碘酒溶液，遇假钞呈现蓝色，其中遇碘变蓝的是葡萄糖

D.防伪荧光油墨由颜料与树脂连接料等制成，其中树脂属于有机高分子材料

【答案】C

【解析】

A.棉花、优质针叶木等原料的主要成分是纤维素，故A正确；

B.是一种磁性物质，故B正确；

C.遇碘变蓝的是淀粉，不是葡萄糖，故