Giáo án Hóa học 12 Cánh diều bài 3: Giới thiệu về carbohydrate

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS xét công thức cấu tạo mạch hở của hai carbohydrate sau:

a) CH₂OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CH=O;

b) CH₂OH-CHOH-CHOH-CHOH-CO-CH₂OH.

- GV yêu cầu HS dựa vào kiến thức đã biết, trả lời câu hỏi: Hai carbohydrate trên chứa những loại nhóm chức nào?

- GV cung cấp kiến thức cho HS: Công thức phân tử của một số carbohydrate là C₆H₁₂O₆, C₁₂H₂₂O₁₁ và (C₆H₁₀O₅)_n.

- GV yêu cầu HS: Viết lại các công thức trên dưới dạng C_n(H₂O)_m.

- GV yêu cầu HS từ những thông tin vừa được cung cấp về carbohydrate, hãy: Nêu khái niệm carbohydrate.

- GV tổ chức cho HS vận dụng kiến thức đã học để trả lời Câu hỏi thảo luận: Acetic acid có công thức phân tử C₂H₄O₂ hay C₂(H₂O)₂. Acetic acid có thuộc loại carbohydrate không? Vì sao?

- GV lưu ý: Một hợp chất công thức dạng C_n(H₂O)_m có thể không phải một carbohydrate và ngược lại có những carbohydrate không có công thức chung dạng này.

- GV tổ chức cho HS quan sát hình một số loại carbohydrate.

- GV yêu cầu HS dựa vào hình, trả lời câu hỏi: Dựa vào đặc điểm nào để phân loại carbohydrate?

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

-  HS lắng nghe, vận dụng kiến thức đã học kết hợp đọc thông tin trong SGK để trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV mời đại diện 2 – 3 HS trả lời câu hỏi. 

* Trả lời câu hỏi của GV: 

+ Cả hai chất có 5 nhóm -OH, chất a) có thêm nhóm -CH=O và chất b) có nhóm -C=O.

+ Viết lại công thức: C₆(H₂O)₆, C₁₂(H₂O)₁₁, C_6n(H₂O)_5n.

+ Khái niệm carbohydrate (DKSP).

+ Acetic acid không thuộc loại carbohydrate vì acetic acid không phải hợp chất hữu cơ tạp chức.

+ Dựa vào khả năng thủy phân của carbohydrate và số phân tử thu được sau phản ứng thủy phân carbohydrate đó.

- GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá câu trả lời của HS, đưa ra kết luận về khái niệm và phân loại carbohydrate.

- GV chuyển sang nội dung mới.

I. Khái niệm và phân loại 

- Khái niệm: Carbohydrate là những hợp chất hữu cơ tạp chức, thường có công thức chung là C_n(H₂O)_m.

- Phân loại: 3 nhóm chính:

+ Monosaccharide: carbohydrate không bị thủy phân.

Ví dụ: glucose và fructose.

+ Disaccharide: thủy phân hoàn toàn mỗi phân tử tạo thành hai phân tử monosaccharide.

Ví dụ: saccharose và maltose.

+ Polysaccharide: thủy phân hoàn toàn mỗi phân tử tạo thành nhiều phân tử monosaccharide.

Ví dụ: tinh bột và cellulose.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Nhiệm vụ 1: Glucose và fructose

Bước 1 : GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV giới thiệu dạng mạch hở và dạng mạch vòng của glucose.

- GV nhắc lại phản ứng cộng của nhóm -OH và nhóm -CH=O để HS hiểu tại sao glucose có cấu tạo mạch vòng.

- GV giới thiệu cấu tạo thường gặp của fructose:

- GV tổ chức cho HS làm việc nhóm 4, trả lời câu hỏi: So sánh đặc điểm cấu tạo của phân tử glucose và fructose ở dạng mạch hở.

- GV yêu cầu HS nhớ lại các dạng cấu tạo thường gặp của glucose và fructose (hình 3.1 và hình 3.2), trả lời Câu hỏi thảo luận: Vì sao nói glucose và fructose thuộc loại hợp chất polyhydroxy carbonyl?

- GV nêu câu hỏi mở rộng: Trong cấu trúc vòng của glucose và fructose, nhóm -OH hemiacetal và nhóm -OH hemiketal có đặc điểm gì khác với các nhóm -OH còn lại?

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

-   HS quan sát hình ảnh, đọc thông tin trong bài, thảo luận nhóm để thực hiện yêu cầu của GV.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết); ghi lại những HS tích cực, những HS chưa tích cực để điều chỉnh.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV mời đại diện 2 - 3 HS xung phong trả lời:

* Trả lời câu hỏi của GV: 

* Trả lời Câu hỏi thảo luận: Vì trong phân tử glucose và fructose đề chứa nhiều nhóm hydroxy và 1 nhóm carbonyl.

* Trả lời câu hỏi mở rộng của GV:

+ Trong cấu trúc vòng của glucose, nhóm -OH hemiacetal là nhóm -OH ở vị trí nguyên tử carbon số 1. Khác với các nhóm -OH còn lại, nguyên tử oxygen trong nhóm -OH hemiacetal có thể chuyển về nguyên tử oxygen trong nhóm -CHO khi glucose mở vòng.

+ Tương tự, trong cấu trúc vòng của fructose, nhóm -OH hemiketal là nhóm -OH ở vị trí nguyên tử carbon số 2. Khác với các nhóm -OH còn lại, nguyên tử oxygen trong nhóm -OH hemiketal có thể chuyển về nguyên tử oxygen trong nhóm C=O khi fructose mở vòng.

- Các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá câu trả lời của HS, đưa ra kết luận về cấu tạo của glucose và fructose.

- GV chuyển sang nội dung mới. 

II. Cấu tạo hóa học

1. Glucose và fructose

- Glucose:

+ Công thức phân tử: C₆H₁₂O₆.

+ Ở dạng mạch hở có 5 nhóm hydroxy và một nhóm aldehyde.

+ Công thức cấu tạo: CH₂OH[CHOH]₄CH=O.

+ Dạng tồn tại: dạng mạch hở và dạng vòng (6 cạnh) chuyển hóa qua lại lẫn nhau.

+ Nhóm -OH hemiacetal gắn với carbon số 1 trong dạng mạch vòng.

- Fructose:

+ Công thức phân tử: C₆H₁₂O₆.  

+ Ở dạng mạch hở chứa 5 nhóm hydroxy, một nhóm ketone.

+ Dạng tồn tại: tồn tại đồng thời ở dạng mạch hở và mạch vòng (5 cạnh).

+ Nhóm -OH hemiketal gắn với carbon số 2 trong dạng mạch vòng.

Nhiệm vụ 2: Saccharose và maltose

Bước 1 : GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV giới thiệu cấu tạo phân tử saccharose và maltose (hình 3.3):

- GV yêu cầu HS dựa vào hình và thông tin trong SGK, trả lời câu hỏi: Mô tả cấu tạo của saccharose và maltose.

- GV giới thiệu cấu tạo ở dạng mở vòng của maltose (hình 3.4):

- GV tổ chức cho HS làm việc nhóm 4, dựa vào Hình 3.3 và Hình 3.4 để trả lời Câu hỏi thảo luận: Trong phân tử maltose, đơn vị glucose có khả năng mở vòng có đặc điểm gì khác so với đơn vị glucose còn lại?

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

-   HS quan sát hình ảnh, đọc thông tin trong bài, thảo luận nhóm để thực hiện yêu cầu của GV.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết); ghi lại những HS tích cực, những HS chưa tích cực để điều chỉnh.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV mời đại diện 2 - 3 HS xung phong trả lời:

* Trả lời câu hỏi của GV (DKSP)

* Trả lời Câu hỏi thảo luận: Đơn vị glucose đó có nhóm -OH hemiacetal.

- Các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá câu trả lời của HS, đưa ra kết luận về cấu tạo của saccharose và maltose.

- GV chuyển sang nội dung mới. 

2. Saccharose và maltose

- Giống nhau: Saccharose và maltose cùng có công thức phân tử là C₁₂H₂₂O₁₁.

- Khác nhau:

Nhiệm vụ 3: Tinh bột và cellulose

Bước 1 : GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV giới thiệu cấu tạo của tinh bột:

- GV yêu cầu HS dựa vào hình vẽ kết hợp kiến thức đã học, cho biết: Tinh bột thuộc loại vật liệu nào? Cho biết đơn vị cấu tạo nên tinh bột.

- GV cho HS quan sát Hình 3.5:

- GV tổ chức cho HS làm việc nhóm 4, trả lời câu hỏi: Tinh bột được chia thành những loại mạch nào? Mô tả cấu tạo của loại mạch đó.

- GV yêu cầu HS vận dụng kiến thức vừa tìm hiểu, trả lời Câu hỏi thảo luận: Liên kết trong phân tử amylopectin có gì khác so với liên kết trong phân tử amylose?

- GV yêu cầu HS quan sát Hình 3.6.

- GV yêu cầu HS từ hình 3.6 kết hợp nghiên cứu thông tin trong SGK, trả lời câu hỏi: Mô tả cấu tạo của cellulose.

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

-   HS quan sát hình ảnh, đọc thông tin trong bài, thảo luận nhóm để thực hiện yêu cầu của GV.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết); ghi lại những HS tích cực, những HS chưa tích cực để điều chỉnh.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV mời đại diện 2 - 3 HS xung phong trả lời:

* Trả lời câu hỏi của GV: 

+ Tinh bột thuộc loại polymer, đơn vị cấu tạo nên tinh là glucose.

+ Phân loại tinh bột và đặc điểm (DKSP).

* Trả lời Câu hỏi thảo luận: Trong phân tử amylopectin có liên kết -1,6-glycoside liên kết mạch nhánh với mạch chính.

* Trả lời câu hỏi của GV:

+ Cấu tạo của cellulose (DKSP).

- Các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá câu trả lời của HS, đưa ra kết luận về cấu tạo của tinh bột và cellulose.

- GV chuyển sang nội dung mới. 

3. Tinh bột và cellulose

* Giống nhau:

- Là polymer tự nhiên.

- Công thức chung: (C₆H₁₀O₅)_n.

* Khác nhau:

- Tinh bột: gồm amylose và amylopectin

+ Amylose: polymer mạch dài, không nhánh, xoắn lại, tạo thành từ -glucose liên kết với nhau bằng liên kết -1,4-glycoside.

+ Amylopectin: mạch phân nhánh; ở mạch nhánh, glucose liên kết với nhau bằng liên kết -1,4-glycoside; mạch nhánh liên kết với mạch chính (chuỗi amylose) bằng liên kết -1,6-glycoside.

- Cellulose: -glucose liên kết với nhau tạo mạch dài, không nhánh (tương tự amylose).

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Nhiệm vụ 1: Glucose và fructose

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS quan sát các hình sau:

- GV nêu câu hỏi: Em hãy cho biết một số tính chất vật lí (trạng thái, tính tan, vị,…) của glucose và fructose.

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi, dựa vào kiến thức đã biết để trả lời câu hỏi: Trong tự nhiên, glucose và fructose tập trung nhiều ở đâu?

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

-  HS quan sát hình ảnh, đọc thông tin trong bài, thảo luận nhóm để thực hiện yêu cầu của GV.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết); ghi lại những HS tích cực, những HS chưa tích cực để điều chỉnh.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV mời đại diện 2 - 3 HS xung phong trả lời:

* Trả lời câu hỏi của GV (DKSP).

- Các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá câu trả lời của HS, đưa ra kết luận về trạng thái tự nhiên của glucose và fructose.

- GV chuyển sang nội dung mới. 

………………………..

III. Trạng thái tự nhiên

1. Glucose và fructose 

Chất	Glucose	Fructose
Giống nhau	- Là chất rắn, dễ tan trong nước, có vị ngọt.
Khác nhau	- Có trong hầu hết các bộ phận của cây, đặc biệt trong quả chín; có trong cơ thể người và động vật.	- Có nhiều trong mật ong và các quả ngọt.

………………….