4.1.1 单糖-【核心素养新教学】2025-2026学年高二化学同步优质教学课件（人教版选择性必修3）

该高中化学课件聚焦单糖的结构与性质，以“减肥与碳水”生活问题导入，通过学习任务构建糖类组成分类到单糖具体分析的知识脉络，结合实验探究和对比表格搭建学习支架。 其亮点在于以葡萄糖还原性实验培养科学探究与实践能力，从官能团角度分析结构与性质体现宏观辨识与微观探析的化学观念，通过易错警示、课时精练和课堂小结系统巩固知识。帮助学生深化理解，教师可提升教学效率。

高中化学人教版（2019）选择性必修3 第1课时 单糖 第四章 生物大分子 第一节 糖类 学习重难点 素养目标 重点 单糖的结构，尤其是葡萄糖和果糖的结构简式，以及它们官能团的特点。 单糖的化学性质，如氧化反应（包括与银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液的反应）、还原反应等。 单糖在生物体内的作用，如葡萄糖的氧化供能过程。 难点 理解单糖的环状结构，以及环状结构与链状结构之间的相互转化，这需要学生具备较强的空间想象能力。 从分子结构角度深入理解单糖的化学性质，以及不同单糖性质差异的本质原因。例如，虽然葡萄糖和果糖都能发生银镜反应，但反应机理因结构不同而有所区别。 1．能列举典型糖类物质，说明单糖、二糖和多糖的区别与联系。 2．从糖类的官能团角度探析糖类的结构特点，理解糖类的化学性质，培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。 3．通过实验探究糖类的性质，并设计糖类水解的实验方案，培养科学探究与创新意识的学科核心素养。 碳水指的是哪一类物质？为什么把他们称为碳水化合物？ 减肥＝运动＋少吃碳水 【学习任务1】糖类的组成和分类 1.糖类的组成和分类 1.糖类的组成 定义：从分子结构上看，糖类是多羟基醛、多羟基酮和他们的脱水缩合物。 缩合一般指两个或更多反应物生成一个主要产物，并伴随着失去H2O等小分子的反应。 1.糖类的组成 组成：糖类化合物一般由碳、氢、氧三种元素组成。很多糖类分子的组成可用通式Cm(H2O)n表示，但符合该通式的物质不一定都是糖类，如乙酸（C2H10O2）；有些糖的组成并不符合该通式，如脱氧核糖（C5H10O4）。 官能团：—OH、—CHO。 这些物质是否为糖类? C6H12O5 C3H6O3 C3(H2O)3 √ √ × 易错警示 糖类≠碳水化合物 糖类≠甜味物质 例如：脱氧核糖 （C5H10O4） 例如：乙酸（C2H4O2） 甲醛（ CH2O ） 例如： 淀粉、纤维素 例如： 木糖醇 糖类物质 氢氧原子不以水的形式存在 糖类物质不一定符合此通式Cm(H2O)n 符合该通式的不一定是糖类物质 有甜味的不一定是糖 没有甜味的也可能是糖 糖之存在——丰富多彩 葡萄糖 蔗糖 淀粉 纤维素 来源： 6CO2 + 12H2O ===== C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 叶绿素 光 糖类是一切生物体维持生命活动所需能量的主要来源。 2.糖类的分类 糖类 单糖 寡糖 多糖 通常将不能水解的糖称为单糖，如葡萄糖、果糖、核糖和脱氧核糖等。 1mol糖水解后能产生2~10mol单糖的称为寡糖或低聚糖。其中，能水解成2mol单糖的称为二糖，常见的二糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖等。 1mol糖水解后能产生10mol以上单糖的称为多糖。如淀粉、纤维素和糖原等。 依据糖类的现代定义分析，下列物质不属于糖类的是_______(填序号)。 ①CH2(OH)—CH(OH)—CH(OH)—CHO ②CH3—CH(OH)—CHO ③CH2(OH)—CH(OH)—CH(OH)—COOH ④CH2(OH)—CO—CH(OH)—CH2OH ②③ 糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。 课时精练 1.葡萄糖和果糖 葡萄糖 果糖 存在 物理性质 用途 葡萄糖是自然界中分布最广的单糖。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。 无色晶体，易溶于水，熔点为146℃，有甜味，但甜度不如蔗糖。 ①重要的营养物质，在食品和医药工业中有广泛的应用。②人体能量的主要来源，经酶的催化发生氧化反应放出热量，提供维持生命活动所需要的能量： C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O 酶 果糖在水果和蜂蜜中含量较高。 无色晶体，易溶于水，吸湿性强，比蔗糖的甜度高。 广泛应用于食品和医药的生产中。 【学习任务2】单糖 实验验证方法：酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色 实验验证方法：新制氢氧化铜和银氨溶液，看是否出现砖红色沉淀或者银镜 实验验证方法：水溶性或是否能水解来验证 实验验证方法：与金属钠反应是否有H2或能否与酸发生酯化反应 实验验证方法：检验酸性或与碳酸氢钠溶液反应产生CO2 活动1：请根据葡萄糖的分子式C6H12O6，推测其可能具有的结构与官能团 不饱和度为1的多氧结构 酯基 碳碳双键 醛基 羧基 醚键 羟基 活动2：回顾必修第二册课本实验事实，确定葡萄糖分子的部分结构。 实验 操作 葡萄糖与银氨溶液反应 (1)在一支洁净的试管中配制约2 mL银氨溶液，加入l mL 10%葡萄糖溶液，振荡，然后在水浴中加热。观察实验现象。 葡萄糖与新制氢氧化铜反应 (2)在另一支试管中加入2 mL 10% NaOH溶液，加入5滴5% CuSO4溶液，再加入2 mL 10%葡萄糖溶液，加热。观察实验现象。 配制氢氧化铜 加入葡萄糖溶液 加热 砖红色沉淀 实验 葡萄糖和新制氢氧化铜反应 配制银氨溶液 滴加葡萄糖溶液 水浴加热 银镜 葡萄糖和银氨溶液反应 实验 葡萄糖具有醛基，有还原性 14 实验操作     实验现象 实验结论 化学方程式 试管内壁出现光亮的银镜 生成砖红色沉淀 葡萄糖(C6H12O6)分子中含有醛基，属于醛糖，有还原性，属于还原糖 CH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2 +NaOH Δ CH2OH(CHOH)4COONa + Cu2O ↓+ 3H2O 2Ag(NH3)2OH + CH2OH(CHOH)4CHO 2Ag↓ Δ +CH2OH(CHOH)4COONH4+3NH3↑+H2O ① 为保证实验现象明显，操作中所使用的试管必须洁净。试管最好先用NaOH溶液清洗，再用水清洗。 ② 银氨溶液和Cu(OH)2必须现用现制。反应混合液应及时处理，不可久置。生成的银镜可用少量硝酸去除 ③向新制Cu(OH)2中加入2 mL 10%葡萄糖溶液时可观察到绛蓝色的澄清溶液，这是由于多羟基有机化合物遇到新制Cu(OH)2会形成绛蓝色配合物。该现象也可作为葡萄糖分子结构中存在多个羟基官能团的实验证据之一。 葡萄糖分子中的醛基能被新制Cu(OH)2和银氨溶液等弱氧化剂氧化成羧基。葡萄糖是一种还原性糖。 注意事项： 实验结论： 实验过程 取五支试管，分别编号1-5，向五支试管中分别加入等量的新制氢氧化铜悬浊液，向2-5试管中，分别滴入5滴乙醇、乙二醇、丙三醇、葡萄糖，观察现象。 实验现象 实验结论 葡萄糖中含有多个羟基 补充信息1：多羟基有机化合物，与新制氢氧化铜作用可产生绛蓝色溶液 活动3：补充对比实验 17 1.葡萄糖和果糖 葡萄糖的组成及结构： ①分子式： C6H12O6 —OH、—CHO ②结构简式： ③官能团： CH2-CH-CH-CH-CH-CHO OH 丨 丨 丨 丨 丨 OH OH OH OH C6H12O6 果糖的组成及结构： ①分子式： ②结构简式： —OH、—C— = O CH2-CH-CH-CH-C-CH2 OH 丨 丨 丨 丨 丨 OH OH OH OH O = ③官能团： 2.葡萄糖的化学性质 葡萄糖分子含有—CHO和—OH，具有醇和醛的化学性质，可以发生氧化反应、还原（加成）反应和酯化反应等。 ① 与羟基有关的反应。 能与羧酸发生酯化反应； 能被酸性KMnO4溶液、酸性K2Cr2O7溶液氧化、能被催化氧化； 能与HX发生取代反应； 能与活泼金属发生置换反应； 一定条件下可发生消去反应等。 ② 与醛基有关的反应。 能被新制氢氧化铜、银氨溶液等弱氧化剂氧化； 能发生加氢还原 能发生加成反应（HCN等） 2.葡萄糖的化学性质 尝试写出葡萄糖发生加氢还原和酯化反应的方程式。 CH2OH －(CHOH)4 － CH2OH CH2OH －(CHOH)4－ CHO + H2 催化剂 加热 + 5CH3COOH CHO (CHOH )4 CH2OH CHO (CHOOCCH 3) 4 CH2OOCCH3 5H2O + 浓H2SO4 △ （1）在一支洁净的试管中配制约2mL银氨溶液，加入1 mL 10%葡萄糖溶液，振荡，然后在水浴中加热。观察实验现象。 （2）在另一支试管中加入2 mL 10% NaOH溶液，加入5滴5% CuSO4溶液，再加入2 mL 10%葡萄糖溶液，加热。观察实验现象。 【实验探究】 2.葡萄糖的化学性质 葡萄糖在体内氧化，为生理活动提供能量 有氧时的氧化反应 C6H12O6(s)+6O2(g) 6CO2(g)+6H2O(l) 无氧分解生成乳酸 酶 CH2OH(CHOH)4CHO 2CH3CH(OH)COOH C6H12O6 2C2H5OH+2CO2↑ 酒化酶 分解生成乙醇(酿酒) 醛基 银镜反应 氧化反应 加成反应 CH2OH(CHOH)4CHO＋H2 CH2OH(CHOH)4CH2OH Ni 与新制Cu(OH)2悬浊液反应： 与高锰酸钾、溴水等强氧化剂反应 羟基 置换反应 消去反应 氧化反应 取代反应 使高锰酸钾溶液褪色 酯化反应 与HX反应 葡萄糖的环状结构 α­D­吡喃葡萄糖 链状葡萄糖 β­D­吡喃葡萄糖 葡萄糖分子中的醛基可以与分子内的羟基作用，形成两种六元环状结构。在葡萄糖水溶液中，存在着链状和环状结构葡萄糖之间的平衡，其中绝大部分葡萄糖为环状结构。很多单糖，以及寡糖和多糖中的单糖单元多以环状结构的形式存在。 3. 核糖 脱氧核糖 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。 H—C—OH — H—C—OH — H—C—OH — H2C—OH C — — H ‖ O H—C—H — H—C—OH — H—C—OH — H2C—OH C — — H ‖ O 核糖：C5H10O5 脱氧核糖：C5H10O4 二者都含有醛基，均属于醛糖，均具有还原性，属于还原糖。 4.糖类分子与手性 （1）最简单的醛糖是丙醛糖，又称甘油醛，其结构简式为： 。 （2）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，如甘油醛分子中注*号的碳原子。 （3）有手性碳原子的分子存在对映异构体。人们把这样的分子称为手性分子。 L-甘油醛 D-甘油醛 1.判断正误。(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)所有的糖都有甜味，在分子组成上均满足Cm(H2O)n。 (　　) (2)所有糖类均可以发生水解反应。 (　　) (3)蔗糖与麦芽糖互称同分异构体，二者的水解产物不完全相同。 (　　) (4)淀粉、纤维素均为天然高分子，且二者互为同分异构体。 (　　) (5)淀粉、纤维素均是人类重要的营养物质。 (　　) (6)葡萄糖能与乙酸发生取代反应或酯化反应。 (　　) 课时精练 2.核糖是合成核酸的重要原料，结构简式为CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO，下列关于核糖的叙述正确的是 A.与葡萄糖互为同分异构体 B.可与新制的Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀 C.不能发生取代反应 D.可以使紫色的石蕊溶液变红 B 课时精练 【课堂小结】 糖类 单糖 果糖 葡萄糖 最简式 CH2O —OH 具有醇的性质 分子式：C6H12O6 官能团 结构简式：CH2OH (CHOH)4CHO —CHO 具有还原性 组成元素 C、H、O Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $