Giáo án và PPT Hóa học 12 cánh diều bài 3: Giới thiệu về carbohydrate

BÀI 3. GIỚI THIỆU VỀ CARBOHYDRATE

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV yêu cầu HS thảo luận và trả lời:

Glucose (C₆(H₂O)₆), saccharose (C₁₂(H₂O)₁₁) và tinh bột ([C₆(H₂O)₅]_n) là những hợp chất carbohydrate. Nêu một số loại thực vật chứa những carbohydrate này. Cho biết một số điểm chung về thành phần và cấu tạo hóa học của các carbohydrate trên?

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

I. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI 

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Em hãy cho biết carbohydrade là gì? Dựa vào đặc điểm nào để phân loại carbohydrade?

Sản phẩm dự kiến:

- 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.

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

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

II. CẤU TẠO HÓA HỌC

Hoạt động 1. Glucose và fructose

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Em hãy cho biết cấu tạo, tính chất hóa học và được ứng dụng ra sao trong đời sống của Glucose và fructose?

Sản phẩm dự kiến:

- 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.

Hoạt động 2. Saccharose và maltose

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Em hãy cho biết cấu tạo, tính chất hóa học và được ứng dụng ra sao trong đời sống của Saccharose và maltose?

Sản phẩm dự kiến:

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

- Khác nhau:

• Saccharose: Tạo thành từ một đơn vị glucose liên kết với một đơn vị fructose qua liên kết -1,2-glycoside. Chỉ tồn tại ở dạng mạch vòng.
• Maltose: Tạo thành từ một hai vị glucose liên kết với nhau qua liên kết -1,4-glycoside. Tồn tại ở dạng mạch vòng và dạng mở vòng.

Hoạt động 3. Tinh bột và cellulose

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Em hãy cho biết cấu tạo, tính chất hóa học và được ứng dụng ra sao trong đời sống của Tinh bột và cellulose?

Sản phẩm dự kiến:

* 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).

III. TRẠNG THÁI TỰ NHIEN

Hoạt động 1. Glucose và fructose 

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Em hãy so sánh điểm giống và khác nhau giữa Glucose và fructose?

Sản phẩm dự kiến:

- Giống nhau: Là chất rắn, dễ tan trong nước, có vị ngọt.

- Khác nhau:

• Glucose: Có trong hầu hết các bộ phận của cây, đặc biệt trong quả chín; có trong cơ thể người và động vật.
• Fructose: Có nhiều trong mật ong và các quả ngọt.

Hoạt động 2. Saccharose và maltose

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Em hãy so sánh điểm giống và khác nhau giữa Saccharose và maltose?

Sản phẩm dự kiến:

- Giống nhau: Là chất rắn, tan tốt trong nước, có vị ngọt.

- Khác nhau:

• Saccharose: Có trong hoa quả, rau, của, đặc biệt nhiều trong thân cây mía, củ cải đường, hoa thốt nốt.
• Maltose: Có nhiều trong mạch nha (sản phẩm thủy phân không hoàn toàn tinh bột).  

Hoạt động 3. Tinh bột và cellulose

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Em hãy so sánh điểm giống và khác nhau giữa tinh bột và cellulose?

Sản phẩm dự kiến:

IV. ỨNG DỤNG

Hoạt động 1. Glucose, fructose, saccharose và maltose

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Em hãy cho biết các ứng dụng của glucose, fructose, saccharose và maltose?

Sản phẩm dự kiến:

- Glucose, fructose, saccharose và maltose: chất dinh dưỡng, cung cấp năng lượng cho cơ thể; nguyên liệu, chất phụ gia trong sản xuất bánh, kẹo, thức uống dinh dưỡng, nước giải khát,…

- Glucose: pha dịch truyền; tráng bạc chế tạo gương; nguyên liệu sản xuất vitamin C; môi trường nuôi cấy vi sinh vật để sản xuất bột ngọt, chất kháng sinh.

- Saccharose: sản xuất acetic acid, ethanol trong công nghiệp.

Hoạt động 2. Tinh bột

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Em hãy cho biết các ứng dụng của tinh bột?

Sản phẩm dự kiến:

- Nguồn lương thực quan trọng của con người.

- Nguyên liệu để sản xuất bánh, mì sợi, bị, rượu, mạch nha, glucose, ethanol.

- Phụ gia để hồ vải. 

Hoạt động 3. Cellulose

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Em hãy cho biết các ứng dụng của Cellulose?

Sản phẩm dự kiến:

- Làm vật liệu xây dựng, đồ dùng gia đình

- Làm sợi, tơ, giấy viết, giấy bao bì, màng mỏng,…

- Nguyên liệu sản xuất ethanol, chế tạo thuốc nổ, thuốc súng không khói.

V. SỰ HINH THANH VA CHUYỂN HOA TINH BỘT

Hoạt động 1. Sự hình thành tinh bột trong cây 

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Em hãy nêu sự hình thành tinh bột trong cây. Viết phương trình tổng quát?

Sản phẩm dự kiến:

- Trong quá trình quang hợp, dưới tác dụng của chlorophyll (diệp lục), khí carbon dioxide kết hợp với nước tạo thành tinh bột.

- Phương trình tổng quát:

6nCO₂ + 5nH₂O  ánh sáng,   chlorophyll→  (C₆H₁₀O₅)_n + 6nO₂

Hoạt động 2. Sự chuyển hóa tinh bột trong cơ thể người

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Em hãy nêu sự chuyển hóa tinh bột trong cơ thể người?

Sản phẩm dự kiến:

- Khoang miệng: Khi nhai thức ăn, enzyme amylase (trong nước bọt) thủy phân một phần tinh bột tạo dextrin, sau đó thành maltose.

- Ruột non: Enzyme tiếp tục thủy phân tinh bột, chuyển hóa hoàn toàn tinh bột thành glucose.

- Glucose được hấp thụ từ ruột và máu, chuyển đến tế bào  oxi hóa bởi enzyme→  CO₂, H₂O và giải phóng năng lượng để cơ thể hoạt động; lượng glucose dư được chuyển hóa trở lại thành glycogen, được dự trữ trong gan và cơ. Khi cơ thể thiếu hụt dinh dưỡng  thủy phân glycogen→  cung cấp glucose cho cơ thể.

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1. Glucose và fructose đều có cùng công thức phân tử, đó là?

A. C₆H₁₂O₆ 

B. C₁₂H₂₂O₁₁ 

C. C₆H₁₂O₅ 

D. C₅H₁₀O₅ 

Câu 2. Glucose thuộc loại carbohydrate nào?

A. Monosaccharide 

B. Disaccharide 

C. Polysaccharide 

D. Oligosaccharide 

Câu 3. Fructose khác glucose ở điểm nào?

A. Số lượng nguyên tử carbon 

B. Vị trí nhóm chức aldehyde và ketone 

C. Khả năng hòa tan trong nước 

D. Công thức phân tử 

Câu 4. Carbohydrate nào sau đây là một polysaccharide?

A. Glucose 

B. Fructose 

C. Cellulose 

D. Sucrose 

Câu 5. Phản ứng nào chứng minh sự có mặt của glucose?

A. Phản ứng với iodine 

B. Phản ứng Benedict 

C. Phản ứng với ethanol 

D. Phản ứng với natri hydroxit 

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

Bài 1: Trong các chất dưới đây, chất nào không được tạo thành chỉ từ các đơn vị glucose?

Bài 2: Cho biết mỗi nhận xét dưới đây là đúng hay sai.

1. Glucose và fructose đều có công thức phân tử là C₆H₁₂O₆.
2. Phân tử glucose và fructose đều có chứa nhóm chức hydroxy và nhóm chức carboxyl.
3. Ở dạng mạch hở, trong phân tử glucose có nhóm chức aldehyde, còn trong phân tử fructose có nhóm chức ketone.

Bài 3: Đun nóng dung dịch chứa 10 gam glucose với dung dịch AgNO₃ (dư) trong ammonia thấy có kim loại bạc tách ra. Tính khối lượng kim loại bạc tối đa thu được trong thí nghiệm.