《糖类 油脂 蛋白质》、《合成材料》两章

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《糖类 油脂 蛋白质》、《合成材料》两章“学与教”的探讨

糖类 油脂 蛋白质是人类重要的营养物质，也是重要的工业原料。合成有机高分子材料也已应用到人类生活的各个领域。因此，这两章的知识与生产和生活实际有密切的联系。学生通过这两章的学习，不仅能够提高科学素质，丰富生活常识，使学生认识到这就是“身边的化学”，而且可以开拓学生的视野，使其领悟到“化学——人类进步的关键”的深刻道理，从而激发出对未来化学的求知欲。下面，从以下几个方面探讨《糖类 油脂 蛋白质》、《合成材料》这两章的学与教。

一、明确学、教、考要求，强化教学目标意识

1、新课程标准中《糖类 油脂 蛋白质》、《合成材料》的学习要求（选修课程 有机化学基础）

主题3糖类 氨基酸 蛋白质的组成与结构

主题4 合成高分子材料

2、新大纲中的教学要求

（1） 糖类、蛋白质：

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（2） 合成材料：

3、《2006年普通高等学校招生全国统一考试化学科考试大纲》中的考试要求 （1）以一些典型的烃类衍生物（乙醇、溴乙烷、苯酚、甲醛、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、脂肪酸、甘油酯、多羟基醛、氨基酸等）为例，了解官能团在化合物中的作用。掌握各主要官能团的性质和主要化学反应。

（2）了解在生活和生产中常见有机物的性质和用途。

（3）以葡萄糖为例，了解糖类的基本组成和结构，主要性质和用途。 （4）了解蛋白质的基本组成和结构，主要性质和用途。

（5）初步了解重要合成材料的主要品种的主要性质和用途。理解由单

体通过聚合反应生成高分子化合物的简单原理。

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有上表可以看出，考察重点是葡萄糖的结构和性质，淀粉的性质、氨基酸、蛋白质的结构和性质。要求学生了解三大合成材料和新型有机高分子材料，并能通过分析某一高聚物的结构，设计制备高聚物的最佳途径，找出合成原料，写出有关的化学方程式。

二、改进教学方法，强化学生主体意识

学习的主体是学生，教学的目的是让学生会学。因此，所有的教学方法均是为了让学生易于掌握知识服务的。这两章建议采用以下的教学方法。

1、以“点”带“面”法

重点分析葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素、硬脂酸甘油酯、氨基酸、蛋白质等代表物的分子结构、主要性质及其相互关系，并在此基础上归纳出通式、通性，培养学生良好的思维方法。这种从个别到一般的科学方法，是学习有机化学的主要方法之一。

2、自学辅导法

如在§8—1 有机高分子化合物简介中，了解层次较多，理解和应用层次较少，教师可给出自学提纲：

（1）高分子化合物按其来源，可分为积累，是举出几个实例。

（2）高分子化合物为什么通常称为聚合物或高聚物？其生成的反应可分为几类？

（3）什么是高分子化合物链节、单体和聚合度？高分子化合物是纯净物还是混合物？高分子化合物有无准确的相对分子质量？为什么？

（4）高分子化合物有几种结构类型？其结构的不同点是什么？

（5）高分子化合物有哪些主要性质？这些性质与结构有什么关系？

通过以上问题的思考，总结本节教学内容，然后强化有机物的结构与单体、性质之间的联系。

三、提高动手能力，强化实验探究意识

化学是一门实验科学，实验是打动学生内心的切入点。在教学中，尽量采用先实验后理论的教学模式，不仅能提高学生的兴趣，而且有利于培养学生的动手能力和严谨科学的求知态度。因此，认真做好每一个演示实验和学生分组实验就显得非常重要。

1、《糖类 油脂 蛋白质》有演示实验8个，学生实验3个。有些类似的实验在前面做过，因此对于这些实验可以让学生自己动手操作，以提高学生的实验操作技能。对于有些性质检验可要求学生自己动手设计实验方案，充

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分培养学生的实验设计能力。

实验7-1 葡萄糖的银镜反应（P180） 同醛的演示实验，由于多羟基对醛基的影响，比醛的实验更容易做成功。 注意点：葡萄糖溶液不宜过浓，以10﹪的葡萄糖溶液比较适宜。如果过浓，只能得到黑色沉淀而得不到银镜。

实验7-3 蔗糖的水解（P181）

注意点：市售白糖常混有少量葡萄糖，也会发生醛基的反应，使实验失败。因此，实验前要检查白糖的纯度，最好用化学纯以上等级的蔗糖或结晶冰糖。采用结晶冰糖时，应用小刀刮去冰糖的表层或用水洗去表层附着的杂质，用内层为好。另外，再用稀硫酸做催化剂使蔗糖水解后，一定要用氢氧化钠中和剩余的稀硫酸。最好使溶液的pH值在9左右较为适宜，因为葡萄糖在强碱性溶液里很不稳定，它的醛基容易被氧化成羧基。

实验7-4 淀粉的水解（P184） 注意点：取用的淀粉要事先研得很细，用量不要多。硫酸加得不要太多，其浓度也要低一些，加热煮沸几分钟。水解后做银镜反应实验时，可取部分水解液来做，并须先加适量的碱液中和酸，使溶液略显碱性。

实验探究：可让学生自己设计实验方案以确定淀粉是部分水解还是水解完全或是没有水解。让学生回忆生物课上所学淀粉在人体中消化的过程，实现学科间的综合，并使学生认识到淀粉可在不同条件下水解的过程。 补充实验：淀粉溶液与碘的反应

碘可用碘水，也可用固体碘。淀粉可用米汤、米饭、马铃薯等。 反应可能生成蓝色溶液或紫色溶液，这可能是直链淀粉与支链淀粉不同带来的颜色区别。

实验7-5 纤维素的水解（P185） 注意点：

（1）取用的纤维素最好是脱脂棉、薄棉纸或滤纸。普通棉花的表面包有一层脂，必须去除后才容易跟试剂反应。普通滤纸含有少量杂质，也不易发生水解。

（2）加浓硫酸的量以恰好能溶解脱脂棉或滤纸为宜，不要多加。水解后要加过量的浓碱液中和硫酸，使水解液略显碱性。如果碱液太稀，且加入太多，单位容积内所含水解产物的量会相应减少，还原作用就不明显了。

实验7-6 蛋白质的盐析（P193） 注意点：

（1）关键要配制好蛋白质溶液：不能使蛋黄混入，因为蛋白与蛋黄是两类不同性质的蛋白质。取一个新鲜鸡蛋，两头各钻一个孔，竖立，让蛋清流到小烧杯里，蛋黄留在蛋壳里。加50毫升蒸馏水搅动，蛋清中的清蛋白溶于水，而球蛋白则呈絮状物析出。在漏斗上铺3-4片纱布，用水浸湿，将蛋白质溶液过滤、洗涤。最后把滤出的清蛋白溶液稀释成100毫升备用。

（2）做盐析实验时，硫酸铵饱和溶液不能加得太少，否则，因其浓度

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降低而能力减弱；如果加入固体硫酸铵，效果会更明显。如果析出沉淀不明显，可向蛋白质溶液中加入少量硫酸铵粉末，振荡，即可见到有明显的沉淀产生。

实验7-7 蛋白质的变性（P194）

注意点：本实验是通过加热、加乙酸铅看变性以及变性的不可逆性。除蛋白质溶液不能太稀外，硫酸铜溶液中硫酸铜质量分数要在3﹪以上。此外，用硝酸铅、硝酸银等重金属盐代替硫酸铜，效果相同。

实验7-8 蛋白质的颜色反应（P194）

注意点：实验所用浓硝酸的浓度不应低于40﹪。如果向未稀释的鸡蛋白液体上滴加浓硝酸8-10滴，很快就显现黄色，现象很明显。把浓硝酸滴在煮熟的鸡蛋白或白色羽毛上，也立即显现黄色。

2、《合成材料》有一个选做实验四《脲醛树脂的制取》（P244） 该实验是代替原有的酚醛树脂的制取实验的，这是教材上唯一的一个缩聚反应实验。脲醛树脂又称尿素甲醛树脂，是由尿素和甲醛的缩聚反应制得，主要用于制造塑料、涂料、胶黏剂、胶合板、人造纤维板和刨花板等，也用于织物和纸张的处理剂等。当尿素与甲醛的化学计量数之比为1：1时，通常只获得不溶于水的聚亚甲基脲，它没有黏接性。如果甲醛的比例逐渐增加，则所得的树脂就具有黏接性，而且随着甲醛比例的提高，其黏接性也随之增强。

四、把握知识要点，强化学习效率意识

知识归纳总结:

（一）糖类 1、葡萄糖的性质

（1）葡萄糖分子结构中有—CHO能发生氧化反应 ①银镜反应

②和新制Cu(OH)2共热被弱氧化剂氧化

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（3）葡萄糖分子结构中含醇羟基能发生酯反应

（4）氧化反应

（5）葡萄糖的制法

淀粉 葡萄糖 2、二糖水解反应

蔗糖 葡萄糖 果糖 3、多糖水解反应

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淀粉 葡萄糖

（二）、油脂

1、油脂的组成和结构

油脂是由多种高级脂肪酸跟甘油生成的酯，其结构如下：

结构式里，R1，R2，R3为同一种烃基的油脂称为单甘油酯；R1、 R2、R3为不同种烃基的油脂称为混甘油酯。

2、油脂的化学性质

由于油脂是多种高级脂肪酸甘油脂的混合物，而在高级脂肪酸中，既有 饱和的，又有不饱和的，因此有些油脂兼有酯类和烯烃的化学性质。 （1）氢化（加成反应）：不饱和高级脂肪酸甘油酯的分子中含C=C双键， 可与氢气发生加成反应。

（2）水解反应：油脂是酯类中一类物质，具有酯的通性，可以发生水 解反应。在碱性条件下，油脂发生的水解反应叫皂化反应。

（三）、蛋白质

1、氨基酸的结构和命名

天然产的氨基酸的结构上都具有共同特点：即在羧基邻位α—碳原子上 有一个氨基，因此称α—氨基酸，可用下式表示：

天然产氨基酸多用习惯命名法命名：

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α—氨基乙酸 α—氨基丙酸

α—氨基—β—苯基丙酸

2、氨基酸的性质

（1）氨基酸分子中既有氨基又有羧基，所以它既能和强酸反应，又能 和强碱反应。

（2）综合反应：

3、蛋白质的结构

天然蛋白质是由不同的α—氨基酸，通过肽键结合而成的复杂高分子化 合物，结构和组成十分复杂。

4、蛋白质的性质

（1）水解：在酸、碱或酶的作用下最终水解生成氨基酸。天然蛋白质 水解的最终产物都是α—氨基酸。

（2）两性：具有氨基酸的性质。

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（3）变性：热、紫外线、强酸、强碱、重金属盐等条件都能使蛋白质 变性，产生凝聚现象。变性是不可逆的，利用此性质可以进行消毒，但也能引起中毒。

（4）盐析：浓的盐溶液可以降低蛋白质的溶解度，从而析出蛋白析。 盐析是可逆的，盐析后的蛋白质仍具有生命力。因而盐析可用于分离、提纯蛋白质。

（四）塑料

1．塑料的组成：合成树脂、添加剂

树脂和塑料的关系：树脂就是指还没有跟各种添加剂混合的高聚物，如 聚乙烯树脂,聚丙烯树脂。塑料是由树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂所组成的，它的主要成分为是树脂。有时这两个名词也混用，因为有些塑料基本上是由树脂所组成的，不含或少含其他添加剂，如有机玻璃、聚乙烯、聚苯乙烯等。塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。

2．塑料的主要性能

热塑性。树脂为线型结构，有热塑性。 热固性。树脂为体型结构，有热固性。 3．几种常见塑料的性能和用途

4．简介几种具有特殊用途的塑料

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工程塑料、增强塑料、改性塑料等。 （五）、合成纤维 1．纤维的分类

2．“六大纶”的性能和重要用途

“六大纶”都具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不发霉、不怕 虫蛀、不缩水等优点，而且每一种还具有各自独特的性能。它们除了供人类穿着外，在生产和国防上也有很多用途。例如，锦纶可制衣料织品、降落伞绳、轮胎帘子线、缆绳和渔网等。

3．几种具有某些特殊性能的合成纤维

芳纶纤维、碳纤维、耐辐射纤维、光导纤维和防火纤维。 （六）、合成橡胶 1．橡胶的分类

2．合成橡胶的性能和主要用途

相比而言，合成橡胶一般在性能上不如天然橡胶全面，但它具有高弹性、 绝缘性、气密性、耐油、耐高温或低温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。

3．使用合成材料的负面作用及对策

合成材料的快速发展与大量应用，其废弃物的急剧增加带来了环境污

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染，一些塑料制品所带来的“白色污染”尤为严重。目前，治理“白色污染”主要应从减少使用和加强回收开始。从长远来看，可逐步以可降解塑料取代现在普遍使用的塑料，从根本上解决“白色污染”的问题。

（七）、新型有机高分子材料

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各节教学建议:

§7—1 葡萄糖 蔗糖 【知识要点】

1.糖的分类；

2.葡萄糖的结构、性质和用途； 3.蔗糖、麦芽糖的性质。

【命题趋势分析】

1.葡萄糖的分子结构和化学性质的关系。 2.葡萄糖的检验原理及有关实验。 3.关于糖及有关物质的综合计算、判断。 【教学建议】

1、在具体学习葡萄糖之前，应先从生活入手，使学生了解糖类、油脂、蛋白质和人体的关系及在工业上的用途，激发学生的学习兴趣。

2、为使学生正确认识“碳水化合物”这一名称时，要指出两点：一是Cn(H2O)同时并不能反应糖类的组成和结构；二是通式的应用是有限度的，少数属于糖类的物质不符合通式，少数符合通式的物质又不是糖类。

3、葡萄糖的结构和性质是本节的重点。关于葡萄糖结构式的推导宜采用实验探究的方法，做好演示实验，提供实验事实，使学生自己得出结论。关于葡萄糖性质的教学应以烃的衍生物知识为基础，以官能团的性质为指导，让学生自己写出葡萄糖发生银镜反应和与新制氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式，从而复习旧知识的同时，培养举一反三能力。

4、关于麦芽糖和蔗糖的教学应做好蔗糖水解反应实验，强调蔗糖水解的条件及产物的检验方法。

5、关于“食品添加剂与人类健康”的教学可采用让学生自学的方式，

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使学生能辩证地看待食品添加剂，增强食品卫生观念和自我保护意识。

§7—2 淀粉 纤维素 【知识要点】

1. 淀粉、纤维素的结构特点 2. 淀粉、纤维素的主要性质 3. 淀粉、纤维素的主要用途 【命题趋势分析】

1.多糖水解实验及水解产物检验实验。 2.综合其他各种烃衍生物的题目。 【教学建议】

1、本节教学可从学生熟悉的淀粉、纤维素引入，可让学生回忆过去在生物课上利用显微镜看到的淀粉颗粒和植物纤维细胞，也可展示淀粉、棉麻纤维等实物。

2、关于纤维素的教学，可跟淀粉作比较，指出他们的异同。应防止学生错误地认为两者是同分异构体。此外，通过纤维素水解的演示实验，使学生明白纤维素是由很多单糖元构成，每个单糖元有3个醇羟基，因此纤维素能够表现出醇的一些性质，如生成硝酸酯、乙酸酯等，从而为学习纤维素的用途作好铺垫。

§7—3 油脂

【知识要点】

1、油脂的组成和结构 2、油脂的物理和化学性质

3、工业上制肥皂的原理及生产过程 4、肥皂的去污原理和合成洗涤剂

【命题趋势分析】

1.油脂的组成和结构方面题目。

2.油脂的水解、氢化等加工及有关计算。 【教学建议】

１、学习油脂的组成和结构前，应先复习高级脂肪酸和甘油的知识，进一步搞清楚羧酸、醇和酯的关系，这样学生对于学习油脂的分子结构就不会感到困难了。此外，教学中一定要让学生区分“酯”和“脂”的概念，区分“油”和“脂肪”的概念。

2、在学习油脂的物理性质时首先让学生回忆酯的物理性质，并联想生活中接触到的油脂的性质，如肉汤里的油漂在水面上，油不溶于水，用汽油可洗去衣服上的油渍等，学生自己便可归纳出油脂的物理性质。

3、在学习油脂的化学性质时，可引导学生结合油脂的分子结构推测出油脂水解和氢化的化学性质，并使学生认识到油脂酸性水解和碱性水解的用

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途，及油脂的氢化在实践中的意义。

本节内容可补充一个小实验，验证油脂的不饱和性。步骤如下：先在试管中倒入3-4mL植物油，在加入3滴含碘的酒精溶液，充分振荡。然后加入淀粉溶液，没有蓝色出现，这是因为植物油和加入的碘发生了加成反应，由此可说明油脂具有不饱和性。

4、可让学生自学“肥皂和合成洗涤剂”，比较两者的优缺点，还可组织学生对现今市场上洗涤剂的种类、性能及对环境的影响进行调查，加强学生的环境保护意识及解决实际问题的能力。

§7—4 蛋白质 【知识要点】

1、蛋白质的组成和结构 2、蛋白质的性质和用途 3、酶的性质。

【命题趋势分析】

1.蛋白质的水解产物的判断及多肽的生成反应。 2.蛋白质组成的计算。 3.蛋白质的检验。

【教学建议】 1、关于蛋白质的组成的教学要注意联系烃的衍生物的知识，强调氨基酸分子中既有氨基，又有羧基，所以氨基酸具有两性，分子间可缩合脱水生成多肽，此处是学生能力的增长点。

2、关于蛋白质性质的教学除做好演示实验外，应注意对比盐析和变性的异同及应用，是学生体会到理论联系实际的意义。

3、关于蛋白质用途的教学可先让学生谈认识或组织学生讨论，并结合学生在生物课上所学的知识了解蛋白质对人体的意义，然后阅读教材相关内容归纳出蛋白质的用途，体现以学生为主体的教学原则。

§8—1 有机高分子化合物简介 【命题趋势分析】

1.对有机高分子有一些常识性了解。 2.能写出有机高分子的单体。 【知识补充】 1、加聚反应的类型 （1）单双键加聚 （2）共轭双键加聚 （3）不同物质间加聚 2、缩聚反应的类型 （1）苯酚和甲醛的缩聚

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（2）醇羟基和羧基酯化而缩聚：

a)二元羧酸和二元醇的缩聚，如合成聚酯纤维 b)醇酸的酯化缩聚，如a-羟基丙酸的缩聚 （3）氨基和羧基的缩聚，如合成聚酰胺6： 3、由高聚物推单体的方法 （1）判断聚合类型

（2）分加聚和缩聚进行推断

【教学建议】

1、对于教材中出现的结构单元、链节、聚合度和单体等几个概念，只要求学生知道他们是研究有机高分子化合物是常用的几个名词就可以了，不必加深和拓宽。

2、在本节教学中，建议展示几种高分子化合物的样品，如：棉花、腈纶线、涤纶布、橡胶管、橡皮、塑料制品等，以激发学生的学习兴趣和热情。

3、可利用投影展示聚乙烯、聚氯乙烯的合成反应原理，让学生直观地了解到这些高分子化合物是长链状的，分子间以范德华力结合，且范德华力远大于小分子，这是高分子化合物强度大的主要原因。然后展示体型酚醛树脂的合成反应原理，让学生直观地了解如果链状分子上有能起反应的官能团，还会相互反应，使链与链之间形成化学键，从而形成网状结构。

4、强调结构对性质的决定作用。虽然决定高分子化合物性质的因素较为复杂，但仍应引导学生从已有的结构只是对其性质作出大致的解释。例如：线型高分子具有热塑性，而有些体型高分子具有热固性；高分子材料的强度大与高分子化合物的相对分子质量大、分子间作用力强有密切关系，而电绝缘性是由于高分子化合物中只存在共价键，没有自由电子等。

§8—2 合成材料 【知识要点】

1、常见的合成材料（塑料、合成纤维、合成橡胶）的性能和用途。

2、合成材料与白色污染（培养环境保护意识） 【命题趋势分析】

合成材料的种类、组成、单体及重要用途 【教学建议】

1、本节的重点是合成材料的性能和应用，而不是他们的成分及合成方法。通过对常见合成材料的结构简式及合成反应原理的介绍，一方面使学生了解化学在制备合成材料中的意义；另一方面巩固已有知识，加深对已有知识的理解和应用。

2、本节可采用阅读——讨论——归纳——总结的教学模式。教师提出问题，学生带着问题去阅读和思考。如塑料与合成树脂的区别；热塑性塑料与热固性塑料的区别；常见塑料制品的成分、性能、用途；合成材料的分类；

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“白色污染”的危害及处理方法等。

3、塑料使学生熟悉的物质，但他们不熟悉也很想知道，哪种制品是有哪种塑料制成的？这种塑料有哪些性能？课前可让学生阅读表9-2，搜集样品、查阅资料、到商店或化工厂进行调查，列举各种常见塑料及其制品。上课时最好把实物带到课堂，教师作适当的补充和小结。也可以给学生介绍各种塑料的商品名或英文缩写，如PVC—聚氯乙烯、PS—聚苯乙烯、ABS—工程塑料等,让他们留意塑料制品的种类。

§8—3 新型有机高分子材料 【知识要点】

介绍功能高分子材料、复合材料的特点和用途。 【命题趋势分析】

1.对有机高分子材料具有一定的常识。

2.新型有机高分子材料常作为一种新信息在考题中出现。 【教学建议】

1、在教学方法上可采用讲述法，列举新型高分子材料的应用范围，强调科学发展对社会进步和发展的影响。

2、结合新材料可引导学生学会解答信息型有机合成题，培养学生的应用能力，同时加深对有机化学基础知识的理解。

该讲座由南京市第三十四中学周波在南京市高二化学教研活动中主讲

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