大学生物化学教案(精选8篇)
一、生物化学的含义
生物化学是云应化学的理论、方法和技术研究生物体的化学组成、化学变化及其与生理功能相联系的一门科学。
二、生物化学的内容
有关营养专业的生物化学即不同于以研究生物体的化学组成、生命物质的结构和功能、生命过程中物质变化和能量变化的规律,以及一切生命现象的化学原理为基本内容的普通生物化学,也不同于研究食品的组成、主要结构、特性及其产生的化学变化为基本内容的食品化学,而是将二者的基本原理有机的结合起来,应由与食品、营养的一门交叉学科。
三、学习和研究生物化学是应注意以下几个问题:
1、注意把握有关食品生物化学的基础知识,注意食品的组成、特性、生理功用以及在加工、贮存、代谢构成中所发生的化学变化。
2、正确处理好理解和记忆的关系。
3、注意知识的不断总结
4、学会自学
第二章 蛋白质的化学
第一节 概述
一、蛋白质的概念
蛋白质是由氨基酸构成的具有特定空间结构的构分子有机化合物。
二、蛋白质的生理功能
1、是构成组织细胞的最基本物质 蛋白质含量占干重45%
2、是生命活动的物质基础 a、酶的化学本质是蛋白质 b、抗体是血清中的r球蛋白
c、既有的收缩则是肌球蛋白和肌动蛋白 e、激素也是蛋白质
3、供给能量
每一克蛋白质在体内氧化分解提供的能量为417kj
第二节 蛋白质的化学组成一、蛋白质的元素组成 碳、氢、氧、氮,一些蛋白质含有硫;有些含有磷
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
(一)蛋白质的基本单位是氨基酸
(二)氨基酸的结构特点 α—氨基酸
天然氨基酸有300多种,但是组成蛋白质的氨基酸只有二十种。
1、及有酸性的羧基(—cooh),也有碱性的氨基(—nh2),因此氨基酸是两性电解质,在溶液中的带电情况,随溶液的ph值而变化。等电点ph=pi时,氨基酸为中性,最易沉淀,带电量为0。
2、除甘氨酸外,其他氨基酸都有旋光性,蛋白质中为l型。
3、各种氨基酸的r集团结构和性质不同,他们决定蛋白质性质。
nh2
r
cooh
结构通式
4、色泽与状态:各种常见氨基酸均为无色结晶。
5、溶解度:氨基酸一般都溶于水,微溶于醇,不溶于乙醚。所有氨基酸都能溶于强酸、强碱溶液中。
6、氨基酸及其某些衍生物具有一定的味感,味感与氨基酸的种类和立体结构有关。一般来讲,d型氨基酸多数带甜味,甜味最强的是d—色氨酸,可达蔗糖的40倍;l—型氨基酸具有天、苦、鲜、酸4种不同味感。
(二)氨基酸的分类。
1、营养学分类:必需氨基酸和非必需氨基酸,不能在体内合成,必须由食物提供的氨基酸成为必需氨基酸。20种氨基酸中只有赖、色、苯丙、甲硫、苏、亮、异亮、颉氨酸为必需氨基酸,对于婴儿,组氨酸也是必须的。
2、根据r集团性质分类 中性氨基酸
甘氨酸
甘
gly 丙氨酸 丙 ala
异亮 ile
颉氨酸 颉 val 脂肪族氨基酸 亮氨酸 丝氨酸 丝 ser 含羟基 苏氨酸 苏 thr 半胱氨酸 半 cys 含硫基 甲硫氨酸 亮 leu 蛋 met
异亮氨酸
脯氨酸
脯
pro 苯丙氨酸 苯丙 phe
芳杂环 酪氨酸 酪 tyr 色氨酸 色 trp
天冬酰胺 asn
酰胺 谷酰胺 gln
酸性氨基酸:
天冬氨酸
谷 glu
碱性氨基酸:
精氨酸
组 his 赖氨酸
天冬
精
赖 lys
asn 谷氨酸
arg 组氨酸
(三)氨基酸的化学性质
1、α—氨基的反应
例:与甲醛反应(中性ph值条件)
nh2
r
hoh2c
cooh
n
ch2ohcooh
+2hcho
r
反应结果使其碱性减弱,氨基酸中的羧基就可以和普通脂肪酸一样解离,充分显示出它的酸性。
在食品检测中常用这个性质来定量测定食品中的氨基酸含量。如,酱油。
2、α—羧基的反应
nh2
r
cooh
r
h2c
nh2
+co2
这是食品中胺的主要来源特别是腐胺、尸胺,使食品腐败的标志。
3、羰氨反应(美拉德反应)
羰氨反应制具有羰基的化合物与具有氨基的化合物发生一吸附在反应,最后形成黑色素的过程。
(1)初级阶段
还原糖中的羰基原基发生简单的反应。
n
(2)高级阶段
初级产物相互反应,使高级阶段的反应变得更加复杂。成立含氮、氧、硫的有香气的杂环化合物,使食品又陪烤香和焦香,是主要生香阶段。
(3)最终阶段
是主要的生色阶段,高级阶段的不饱和羰基化合物等失水,缩合,生成褐色素。含氮化合物的参与,生成黑褐色的含氮色素,食品外表形成一层坚硬的外壳。此聚合物的化学性质稳定,能使食品的贮存期延长。
4、成肽反应
一个α—氨基酸分子中的氨基与另一个α—氨基酸分子中的羧基脱水缩合,形成的化合物成肽。
hooc
hnh2+hooc
hnh2
hooc
hhn
co
hch2
两个氨基酸缩合形成二肽,多个较多台,多肽通常呈线状。有的低肽分子也有味感在食品中起着风味作用。
(四)氨基酸的合理营养
1、各种动物的生长和发育都需要一定的氨基酸,尤其是必需氨基酸。
2、必需氨基酸不但两要充分,而且互相要有一定的比例。只有当食品蛋白质中的必需氨基酸的数量和比例与合成机体细胞所需的必需氨基酸的数量,比例一致时,才能最大限度的充分利用食品白质。——氨基酸(蛋白质)的合理营养,这样的蛋白质称为完全蛋白质。
(五)氨基酸在食品加工的作用
①调味剂 ②营养强化剂 ③增香作用
1、氨基酸的味
d—色氨酸,甜度强,是有发展前途的甜味剂。
l—谷氨酸,主要存在于植物蛋白中,具有酸味和鲜味两种味,其中以酸味为主。加碱适当中和后生成谷氨酸钠盐,酸味消失,鲜味增强——味精的主要成分。
味精+碱性溶液 谷氨酸二钠(无鲜味)味精+高酸度溶液 谷氨酸(鲜味减弱)
味精在高于120℃的温度下或长时间加热会产生焦谷氨酸钠,无鲜味,对人体有害。
2、风味前体物质
羰氨反应 产香、产色
氨基酸在加热、或在细菌分解下产生某味风味物质。
第三节 蛋白质的分子结构
蛋白质的功能主要有其结构所决定。蛋白质的结构复杂,具有多层次结构。
一、蛋白质的一级结构
构成蛋白质的各种氨基酸在多肽链中的排列顺序,称为蛋白质的一级结构(primary structure)。多肽链氨基酸的顺序是由基因上的遗传信息,即dna分子中的核苷酸排列顺序所决定。
肽键与肽链:一个氨基酸的α—羧基与另一个α—氨基酸的α—氨基脱水缩合形成的共价键(—co—nh—)称为肽键,又称酰胺键。
氨基酸通过肽键连接起来的化合物称为胎。有两个氨基酸形成的肽称为二肽,三个氨基酸形成的叫三肽,十肽以下称为寡肽,十肽以上称为多肽。
p.11 牛胰岛素的一级结构
肽键中存在的其他公家间也包括在一级结构中,这些是半胱氨酸残基之间的一级二硫键,它们在不同多肽链之间,或同一条链不同部位之间。
二、蛋白质的空间结构
(一)蛋白质的二级结构
蛋白质的二级结构是指多肽链主链盘旋、折叠形成的主链构象。
形成蛋白质二级结构是基础是肽键平面,肽键中的c、o、n、h四个原子和两个α碳原子都在同一个平面上。
蛋白质二级结构的形成有α螺旋、β折叠、β转角和不规则卷曲等几种。维持二级结构稳定的化学键是氢键。
(二)蛋白质的三级结构
蛋白质的三级结构是指整条多肽链所有原子的排列方式,包括多肽分子主链及侧链的构象。具有三级结构的蛋白质才有生物学活性。
蛋白质三级结构中各种次级键包括
1、氢键
2、二硫键
3、离子键
4、疏水基互相作用(疏水键)
(三)蛋白质的四级结构
蛋白质的四级结构是指两个或两个以上独立三级结构的多肽链借次级键(氢键、疏水键、盐键)结合而形成的复杂结构,四级结构中的每条具有独立三级结构的多肽链称为亚基。
第三节 蛋白质的理化性质
一、蛋白质的两性解离和等电点
当蛋白质处于某一ph溶液时,蛋白质分子上正、负电荷相等,净电荷为零,蛋白质为兼性离子,此时ph之称为该蛋白质的等电点。含碱性氨基酸,pi高;含酸性氨基酸pi低。
二、蛋白质的高分子性质
蛋白质分子量从一万到十万。蛋白质亲水胶体溶液的稳定是分子表面水化层和电荷层。
三、蛋白质的变性与凝固
1、蛋白质的变性
蛋白质在某些理化因素影响下,其特定空间结构破坏而导致理化性质改变和生物活性丧失称为蛋白质的变性。
(1)物理因素与变性 ①热变性
提高温度对天然蛋白质最重要的影响是促使它们的结构发生变化。②辐射变性
如果射线的能量足够高,也会导致蛋白质构象的转变。③运动变性
由振动、捏合、打擦产生的机械运动会破坏蛋白质分子的结构,从而使蛋白质变性。(例如:打鸡蛋)
④高压变性
高压变形发生的原因主要是蛋白质的柔性及可压缩性。素与变性 ①ph值与变性
极端ph
肿胀、展开 pi 易聚集、沉淀
②表面活性剂与变性
2)化学因(③有机溶质与变性 有机溶质(尿素等)诱导蛋白质变性 ④有机溶剂与变性 大多数有机溶剂被认为是蛋白质的变形剂 ⑤金属离子与变性
2、蛋白质的胶体性质(1)蛋白质胶体
溶于水的蛋白质能形成稳定的亲水胶体,统称为蛋白质溶胶。常见的豆浆、鸡蛋清、牛奶、肉冻
蛋白质的体积很大,而且由于水化作用是蛋白质分子表面带有水化层,更增大了分子体积,粘度比一般小分子溶液大得多。如果蛋白质分子带有电荷,增加了水化层的厚度,则溶胶粘度变得更大。
蛋白质溶胶有较大吸附能力。(2)蛋白质凝胶
食品中许多蛋白质以您胶状态存在,如新鲜的鱼肉,禽肉、皮、筋、水产动物、豆腐制品及面筋制品等,可以看成水分子散在蛋白质凝胶的网络结构中,他们有一定的弹性、韧性和可加工性。
(3)溶胶与凝胶的相互关系
蛋白质在生物体内常以溶胶和凝胶两种状态存在,入蛋清和蛋白,肉酱内的蛋白质和肌肉纤维。
蛋白质溶胶能发生胶凝作用形成凝胶,形成凝胶的过程中,蛋白质分子的多肽链之间各集团以副键相互交联,形成网络结构,水份充满网络结构之间不析出。
氧
血液 凝胶 酶
盐
豆浆 凝胶
四、蛋白质的沉淀
蛋白质分子聚集从溶液中析出的现象称为蛋白质的沉淀。
(一)盐析(不变性)
在蛋白质溶液中加入高浓度的中性盐,使蛋白质从溶液中析出的现象。
盐浓度稀——蛋白质溶解度增加(盐溶)——蛋白质表面电荷吸附盐离子之后,增强亲水能力。
盐浓度高——盐与蛋白质争夺与水结合,破坏蛋白质的水化层——中和蛋白质电荷,破坏蛋白质电荷层。
(二)有机溶剂沉淀法(变性)
乙醇、甲醇、丙酮等能破坏蛋白质水化膜是蛋白质沉淀。乙醇消毒就是这个道理。
(三)重金属盐沉淀法(变性)
重金属离子如cu2+、hg2+、pb2+、ag+等可以与蛋白质结合形成不溶于水的蛋白质沉淀,(五)热凝固沉淀
淀。
引起蛋白质变性。(在ph>pi时)
(四)生物碱试剂沉淀法 生物碱可以蛋白质正离子结合,形成不溶性盐而沉淀。(ph
五、蛋白质的呈色反应
蛋白质分子中,肽键及某些氨基酸残基的化学基团,可与某些化学试剂反应显色,称为蛋白质显色反应。
六、蛋白质的水解与分解
蛋白质在酸、碱、酶的作用下发生水解作用。
水解
单纯蛋白质 α—氨基酸
水解
结合蛋白质 α—氨基酸+非蛋白物质(糖、色素、脂肪)
①产生小分子肽、低肽 ②低肽增加风味
③过度加热产生有害物质
④在腐败菌作用下分解,产生有害物质。
第四节 蛋白质的功能性质和营养性质
1、蛋白质的水化性和持水性
蛋白质的许多功能性质,都取决于蛋白质和水的作用。(1)蛋白质的水化
蛋白质在水中存在的方式直接影响着食物的质构和口感。干燥的蛋白质原料并不能直接加工,需先将其水化。蛋白质水化过程。
干蛋白质 水分子通过与极性部分结合而被吸附① 多层水吸附②液态水凝聚③ 溶胀 溶剂分散 溶液
溶胀的不溶性离子或块
影响蛋白质水化的因素首先是蛋白质自身的情况。蛋白质比表面积大,表面极性基团数
目多,多孔结构都有利于蛋白质的水化。
环境因素也会影响蛋白质的水化程度 ph值 温度 盐
(2)蛋白质的持水性
蛋白质的持水性是指水化了的蛋白质胶体牢固缚住水不丢失的能力。
肌肉蛋白质持水性越好,意味着肌肉中水的含量较高,制作出的食品口感鲜嫩。
ph(使肌肉远离等电点,经过排酸的肌肉 避免过度受热(肌肉表面)
2、蛋白质的膨润
蛋白质的膨润是指蛋白质吸水后不溶解,在保持水分的同时赋予制品以强度和粘度的一种重要功能特性。
例如:干凝胶形式保存的干明胶、鱿鱼、海参。膨润吸水分四个阶段:
① 吸水水量少,亲水基团(—nh2,—cooh?)等吸附的结合水。② ① 渗透作用进入凝胶内部的水,这部分是体相水。②
干蛋白质凝胶的膨润与凝胶干制过程中蛋白质的变性程度有关。干制脱水,蛋白质变性程度越低,发制时的膨润速度越快,复水性越好。真空冷冻干燥得到的干制品对蛋白质的变性作用最低,所以,复水后产品质量最好。
蛋白质在远离其等电点的情况下水化作用较大,所以,许多原料采用碱发制。碱性蛋白质容易产生有毒物质,要严格控制,并在发制完成后漂洗。碱是强的氢键断裂剂,过度膨润会导致制品丧失应有粘弹性和咀嚼性。
第五章 蛋白质的营养性质与食品加工
1、蛋白质的质量
蛋白质的质量主要取决于它的必要的氨基酸的组成和消化率。主要品种的谷类和豆类的蛋白质往往缺乏至少一种必需氨基酸。
2、消化率
蛋白质消化率的定义是人体从食品蛋白质吸收的氮占摄入的氮的比例。
动物性蛋白质与植物性蛋白质相比具有较高的消化率。一些因素影响着食品蛋白质消化率。
①蛋白质结构 天然蛋白质通常比部份变性蛋白质难水解完全。
②抗营养因子 多数植物分离蛋白和浓缩含有胰蛋白酶和胰凝乳蛋白抑制剂,抑制种子蛋白质的吸收。
③结合 蛋白质与多糖及食用纤维相互作用,也会降低他们的水解速度和彻底性。④加工 蛋白质经受高温和碱处理,会导致包括赖氨酸残基在内的一些氨基酸残基发生化学变化,会降低蛋白质的消化率。
3、食品加工对蛋白质功能与营养价值的影响 ①热处理的影响
大多数食品蛋白质只在较窄的温度范围内才表现出生物或功能性质。从营养学角度来看,温和的热处理所引起的变化一般是有利的。
例如:热可使酶失活,防止食品、色、味的不利变化。大豆、花生、菜豆等种子和叶片中存在蛋白质抑制剂,抑制蛋白质水解酶,影响pr的利用率,同时还可能造成食物中毒。
②低温处理的影响
延缓微生物生长,抑制酶活性及化学反应。a、冷却:蛋白质稳定,微生物也抑制。
b、冷冻:肉类冷冻与解冻,组织及细胞膜破坏,酶被释放,使蛋白质分解,但不会使蛋白质营养损失。鱼蛋白很不稳定,冷冻后,肌球蛋白变性,与肌蛋白反应,风味破坏。
③脱水的影响 目的在于保藏(1)传统脱水(2)真空干燥(3)冷冻干燥(4)喷雾干燥(5)薄膜干燥 ④碱处理的影响
会降低蛋白质的营养价值,尤其加热过程中更严重。但分离、起泡、乳化要靠碱处理。
第三章 核酸的化学
核酸是由核苷酸组成的具有复杂三维空间结构的大分子化合物,是遗传的物质基础。核酸分为两类,一类是脱氧核糖核酸(dna),主要存在于细胞核的染色质中,另一类是核糖核酸(rna)主要存在于细胞质中。rna按结构和功能不同又可分为三类:核糖体rna,信使rna和转运rna。
第一节 核酸的化学组成 核酸的分子由碳、氢、氧、氮、磷五种元素组成,磷元素在核算中含量恒定。dna平均含磷为99%,rna为9.4%。
一、核算的基本组成单位——核苷酸
(一)核酸是大分子化合物,经水解得到他的基本结构单位核苷酸,核苷酸可水解成核苷和磷酸。核苷可水解成戊糖和碱基(嘌呤和嘧啶)。
戊糖 核苷
核酸核苷酸 碱基 磷酸
(二)核苷酸的组成
1、核苷
戊糖与碱基缩合形成的化合物称为核苷。核苷分子中的核戊糖有两种:核糖和脱氧核糖。为了与碱基中的c相区别,戊糖的c原子顺序加“撇”
ho
ch2
o
ho
ch2
(核糖结构式)
核苷分子中的碱基分为嘌呤碱和嘧啶碱。嘌呤碱主要有腺嘌呤和鸟嘌呤,嘧啶碱主要有胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶。
5134
7n
534
嘌呤
2、核苷酸
嘧啶
核苷分子中戊糖环上羟基磷酸酯化,形成核苷酸。5’—核苷酸为主要存在的。
(三)核苷酸的连接方式——3’,5’磷酸二酯键
rna是核糖核苷酸链;dna是脱氧核糖核苷酸链。
三、体内某些重要的核苷酸衍生物
凡含有一个磷酸基的核苷酸统称为一磷酸核苷。
(一)多磷酸核苷
5’—核苷酸的磷酸还能与磷酸结合而生成二磷酸核苷和三磷酸核苷。如5’—腺苷酸可再加一个磷酸生成二磷酸腺苷,再加一个磷酸为三磷酸腺苷。(adp atp)p27
atp在能量贮存、释放中起重要作用。
(二)环形核苷酸
3’,5’—环腺苷酸、3’,5’—环鸟苷酸。多种激素是通过camp、cgmp而发挥生理作用。
第二节 核酸的分子结构
一、dna的分子结构
(一)dna分子种核苷酸的排列顺序称为dna的一级结构。有两条脱氧核糖核酸链组成,两条链反向平行。两条链上的碱基朝内,同一水平上的一对碱基借碱基间形成的氢键互相连接,腺嘌呤(a)与胸腺嘌呤(a=t),鸟嘌呤与胞嘧啶(g=c)
这是碱基配对规律。
dna分子中的两条链彼此成为称为互补链,所有dna中磷酸和脱氧核糖的结构是相同的,dna种核苷酸顺序可以用碱基顺序代表。
(二)二级结构
(1)右旋的双螺旋结构,螺旋直径2nm
(2)碱基位于中央,相互平行且垂直于长轴,10个碱基升一圈。双螺旋结构十分稳定,维持稳定性的主要事件基之间的堆积力,和氢键。
(三)三级结构
dna的双螺旋结构的基础上进一步形成的更高级的结构。
原核生物多为闭链环dna
真核生物dna三级结构与pr有关
二、rna的分子结构
(一)rna分子也是由3’,5’—磷酸二酯键连接形成。一分子rna有一条核糖核苷酸链组成。
(二)rna分子的链可以弯曲折叠,形成局部双螺旋结构,双螺旋区域腺嘌呤与尿嘧啶(a—u),鸟嘌呤与胞嘧啶(g—c),无法配对则以螺旋多的突环形式存在。
(三)三级结构
三级结构指在二级结构的基础上,进一步卷曲成为三维空间结构。
第三节 核酸的性质一、一般性质
(一)核酸的分子量大
其溶液的粘度大。
dna
rna
核酸属于生物大分子物质。活体中dna多数为线性分子,分子量很大,相对分子量,一般在106~1012,为白色絮状物。相对分子量较小,一般在104~105,为白色粉末。
(二)核酸的两性电解质性质
磷酸基 两性
碱基 磷酸基的酸性较强,故通常表现为酸性。在电场泳动,也可进行离子交换。
(三)紫外吸收性质
核苷、核苷酸、dna,rna都有吸收240—290nm紫外光的特性。不同碱基的特性不同,在不同的ph、浓度时吸收值也不同。
二、化学性质
(一)两性电离
碱基接受质子带正电荷,磷酸基团可进行酸性离解带负电。
(二)变色反应
核酸中含有核糖和磷酸,它们与专一的化学试剂发生颜色反应。
三、核酸的变形、复性与分子杂交
(1)变性
核酸分子中双螺旋区碱基对间的氢键,受到某种理化因素的作用而破裂变成单链的过程叫核酸的变性。
伴随变性,核酸的紫外吸收值增加,增色效应dna的热变性,不是随温度升高逐渐变化,而是在某温度时,突然发生并完成。称dna的熔点:70~80℃
(2)复性
变性dna在适当条件下,两条彼此分开的互补单链可以恢复。
复性后的理化性质及生物活性也得到部分或全部恢复。(和蛋白质相同)
(3)分子杂交
不同来源的变性dna,若彼此之间有部分互补的核苷酸顺序,当他们在同一溶液中进行热变形并从高温冷却时,可以得到分子间部分配对的缔合双键。
不仅dna—dna,dna—rna,rna—rna
四、dna,rna的功能
(一)dna功能
(1)dna分子能自我复制
(2)dna是遗传基因的载体
dna复制 信使rna(mrna)核糖体rna(rrna 转移rna(trna pr
(二)rna的功能
(1)rrna使蛋白质生物合成的场所
(2)trna运送氨基酸的作用
(3)mrna由dna转录而合成,长链中有许多“三联体”信息密码,作为pr合成的模版。
五、核酸与食品加工
常作为食品营养强化剂,成人每天摄入核酸总量不超过2g。
1、改良食品加工的原料
2、改良微生物菌种性能
3、改良食品加工工艺
4、应用于生产保健食品有效成分
第三章 糖类
糖类是自然界中最丰富的有机物,它为人类的食品提供了某些期望的组织状态,如口感和愉快的甜味。更重要的是它为人类提供了主要的膳食热量——他供给人类的热量占总摄入量的70%~80%。
第一节 糖类的分类、结构及存在一、糖类的分类
糖类分为单糖、低聚糖和多糖。
1、均一多糖和非均一多糖
根据分子组成特点,多糖分为均一多糖和非均一多糖。
同多糖是由一种单糖分子结合形成的高分子化合物,如淀粉、纤维素。
杂多糖是由不同单糖或单糖和单糖衍生物结合形成的高分子化合物,如半纤维素,果胶。
2、复合糖
由糖和非糖物质结合成的复合物。如:糖类与脂类结合形成糖脂,糖与pr结合形成糖蛋白。
二、糖类物质的主要结构
1、单糖分子的主要结构
(1)手征性,对映异构
手征性c简称手性c
eb
e
(2)d型糖和l型糖
cho
hchooh
hohch2ohch2oh *为手性c
倒数第二号c的官能团在右侧者为d型,反之为l型。
hhoh
hhohhohch2ohoh
d—葡萄糖(醛型)
(3)单糖的环状结构
h
ho和—oh发生加成反应。d—葡萄糖科环化成多种形式的结构。
ohhch2ohho(五元环)
hhoh
ohohhch2ohhooh(六元环)
hoh 半缩醛羟基(c1的羟基)d、l构型中决定构型的羟基在同侧为α型,反之为β型。
ch2oh
h
h
ch2oh
ho
o
h
ohoh
oh
hohhoh
α—d—葡萄糖
ch2oh
h
oh
ch2oh
ho
o
oh
ohoh
h
h
ohhhoh
hoh
β—d—葡萄糖
2、低聚糖分子的结构
在酸性条件下与醇法生反应,失水后形成糖苷。
ch2oh
h
h
h
ch2oh
h
+roh
ohoh
h
oh
+
ohoh
h
o
r
+h2o
ohoh
r为糖苷配基,r与糖基和氧之间的结合方式称为糖苷键。
3、多糖的分子结构
p79
多糖有两种结构,及直链多糖和支链多糖。
三、糖类在食品中的存在。
糖类广泛存在于天然植物食品中,其中淀粉是人类消费的主要食品。多数天然植物食品,如蔬菜和水果中所含氮糖和低聚糖较少。
注意:不同成熟度的同种植物中各类糖含量是不同的。
粮食作物一般在成熟后收获,主要是为了使果实中的单糖和低聚糖尽可能转化为淀粉。水果一般在成熟前采摘,是为了在贮藏期间,与后熟有关的酶促过程使贮藏淀粉转变成的低聚糖和单糖。
第二节 糖类的性质及应用
一、糖类的物理性质及应用
1、旋光性
通过光栅后只有一个振动方向的光波叫平面偏振光,简称偏光。偏光前进的方向与光波振动的方向构成的平面叫振动面,与振动面垂直的平面叫偏振面。物质使偏光的偏振面向左或右旋转一定角度的能力,叫物质的旋光性。右旋“+”,左旋“一”
2、糖的旋光性及应用
糖分子中都有不对称碳原子,因此,其溶液右旋光性,在一定条件下测定一定浓度糖溶液的旋光性,可计算比旋光度。
根据糖的比旋光度可鉴别糖的纯度。
3、甜度
各种单糖和低聚糖都有一定的甜味,而多糖则无甜味。
名称 相对甜度 蔗糖 1.00 果糖 1.33 葡萄糖 0.74 木糖 0.40
规定蔗糖溶液的甜度为1,以此为基准。
3、溶解性、吸湿性与结晶性
单糖易溶于水,低聚糖和多糖有些能溶于水,有些则不溶。蔗糖、麦芽糖、葡聚糖都溶于水,乳糖难溶于水,淀粉不溶于水。
凡是能溶于水的糖都有吸湿性,如单糖中的果糖和二糖中的蔗糖都有很高的吸湿性。此外,水溶性很小甚至不溶于水的汤有些也有吸湿性,如淀粉。
糖的吸湿性,可使糖从食品中溶解出来,故含糖多的食品容易潮解。由于糖的结晶性,在温度降低时,潮解后的糖又结晶出来。如柿饼上经常出现的“白粉”,就是糖吸湿后又重新析出的结果。
4、渗透压
食糖在糖腌果蔬食品中达50%左右时,食糖腌制品具有较高的渗透压,有效的发挥着抑制微生物的作用。糖含量高时甚至可造成微生物的大量失水而死亡。只要糖制品不接触空气,不受潮,其含糖量不因袭潮而稀释,就可以久贮不坏。
二、糖类的化学性质及应用
1、氧化反应
所有的单糖都是还原糖,易被氧化成酸。
以葡萄糖为例,因反应条件不同,有三种方式氧化
溴水(弱)
hooc—(choh)4—ch2oh葡萄糖酸 cho—(choh)4—ch2oh hooc—(choh)4—cooh葡萄糖二酸 hoc—(choh)4—cooh葡萄糖醛酸
2、还原反应
h
hoh
ohhoh
cho
h
hohhoh
ch2oh
hoh2c
oh
hoh2c
ohohh
d—葡萄糖 d
山梨醇是一种保湿剂,甜度仅是蔗糖的50%
三、多糖
1、淀粉
关键词:生物化学,教学改革,实验教学
生物化学作为生命科学领域非常重要的一门专业必修课, 在科学研究及专业培养中发挥着非常重要的作用。生物化学及生物化学实验的教学改革也就成为了生物化学专业学习的研究重点。目前的生物化学的教学中确实存在不少的弊端, 因此改革势在必行。
一、从考试制度改革
要站在学生的角度来说课改, 就要从学生最关心的考试说起。我认为不管教学怎样改变, 只要考试制度还在, 那么考试就如同一辆车的马达。如果制度不改革, 那么我下面所要说的另外两个方面就没有改革的动力, 车子不能启动就不能到达目的地。现在大学都是学分制度, 作为生物化学这门学科来说, 考察内容遍布整本书, 我不否认能够将这些内容按照标准答案写在考卷上的同学很有能力, 但是从长远的角度来看, 所锻炼的恐怕最突出的就是记忆力了, 而除此之外大学更需要培养学生的思考能力等其他能力则在这种考试体制下难以培养。所以, 我们的考试也可以从考察学生的独立思考能力、分析和解决问题的能力入手, 考试题目可以只有一道问答题, 但是绝对不是那种具有标准答案的问答, 这样就使得学生必须要学在平时, 思在平时。
二、课堂改革
就目前我所感受到的大学教育来说, 我们往往喜欢所谓的“调理教学”, 即按照课本目录一章一章进行授课。但是, 有时候我们也需要无视所谓的顺序。对于大学课堂来说, 每一节课都有海量的内容, 每学期往往只有区区几十个课时, 这么短的时间要领悟一本书的知识显然是不可能的事情, 因此使用普通方法授课其效果往往不佳。兴趣是最好的老师, 对于一整本厚厚的书, 恐怕很少有人能够全部感兴趣, 更何况是一本其他人编著的课本, 学生又怎能在很短时间内领悟课本的内部线性关系及其整本书的精华之处呢?诚然, 每一个学科可能都有大众认为的精华之处, 但是对于一个学生个人而言, 从最初接触一门学科到课程结束, 其本身最感兴趣的章节才应该是这门学科的精华之处。学习知识就是一个由点到线, 由线到辐射状线, 最后再到面的过程。这里可以举现在常提的一个问题———滥用抗生素给现代医学造成的严重的负面影响为例, 在学习生物化学的时候, 有同学可能对抗生素这一章节很感兴趣, 想要深入了解其中奥妙。抱着解决问题的态度学习很容易让一个人着迷, 那么他在面对抗生素的作用机理的时候, 就会发现还需要学习核酸的形成、肽链的延伸、氨基酸的活化、蛋白质的形成等基本问题, 那么在解决大问题之前就要弄清楚这些基本的知识点, 此时学习就更具有实际意义。性学生更有动力, 印象就更为深刻, 理解也会更为透彻一些。所以学习知识没有必要纠结所谓的先后顺序。从兴趣点出发, 这样做的好处是显而易见的。因为有兴趣, 就会主动学习, 而主动学习所带来的收获才是最大化的, 这种成就感又会带给学生对这门学科的信心, 信心进一步让人更有动力去深究其因, 最后得到一个满意的结果。在这里, 我想要举一个时下很火的例子, 有关这次伦敦奥运。我经过一段时间观察, 发现只要是中国的优势体育项目, 往往就会引得全民高度关注, 而诸如自行车赛、马术赛等中国处于比较劣势的项目, 民众就没有多少热情去关注。学习也一样, 兴趣至上, 如果在某一学科有一些小成就, 就更容易激发学习的热情, 从而更有动力学习和思考。
三、实验改革
众所周知, 对于生物化学这门学科而言, 实验的重要地位是不可撼动的。一般而言, 生化实验的目的即为以下几点: (1) 掌握基本的生物化学实验技能; (2) 了解生物体内基本物质成分的分离、分析和鉴定常用方法以及物质代谢的研究方法; (3) 通过实验技术加深对理论知识的理解; (4) 增强分析问题和解决问题的能力。但是就我所知, 目前本科生的教学实验并不能达到这样的目的。因为大部分高校生化实验采取的步骤是这样的:教师向学生布置课本之中某实验, 而课本上详细阐述了实验目的、原理、步骤、方法以及注意事项。大部分学生所做的工作便是按时到达实验室, 照着课本按部就班地进行实验, 最后将课本上的内容抄到实验报告上就算完成。作为在校学生, 我可以深刻的感受到, 这样做实验花费了许多时间和精力, 但是没有思考的实验, 却只能让自己掌握基本的实验技能, 而无法达到上述所列出的四个实验目的。因此, 想要解决这些问题, 我认为有如下措施:首先, 教师在实验的选取上要尽量新颖, 最好能够使大部分同学感兴趣, 即实验题目首先要“吸睛”。比如大二第一学期, 老师选取了一个叫“从茶叶中提取咖啡因”的实验, 这个实验我们提前两周知道要做, 大家都很期盼, 因为大部分同学都没有见过咖啡因, 更不要说茶叶中提取出来。现在半年过去了, 我们做过许许多多关于生物的、电子的实验, 但是, 那一次生化试验我依然记忆犹新, 大家最后提取出来咖啡因之后的心情可以称得上是欣喜若狂, 那种小小的成就感会让我们一下子喜欢上这门学科, 从而思考更多的“为什么”。其次, 如果时间有限, 实验宁可精少不能滥多。大学教学往往有很多硬性要求, 比如某一门学科必须要在几节课中做多少实验, 但是我的观点是, 我们宁可一个学期只做一个实验, 但是这个实验一定要精, 要能够锻炼学生能力。而恰恰这个“精”是最难做到的。比如按照老的教学方法, 一定是拿着课本按照详细步骤“抄”一遍实验, 我们所需要的时间也无非就是实验需要的时间外加抄实验报告的时间, 对于整个实验的思考却很少;但是如果要达到“精”, 那么首先教师应该在学期初就布置实验课题。课题可以很精简, 比如上述所举从茶叶中提取咖啡因的例子, 完全可以只告诉学生, 这个实验要求从茶叶中提取出来咖啡因, 然后再告诉学生实验时间安排。剩下的从实验原理、实验所需要的器材到实验设计, 都应该交给学生自己去完成, 是学生在实验课之前应该自己搞清楚的。一旦进了实验室, 老师所做的事情就是提供给学生所需要的实验器材和药品, 剩下的都应该由学生自己完成。实验的成败并不重要, 甚至失败的实验分析原因之后能学到的东西更多, 我们所注重的应该是学生查资料、独立设计实验的能力, 以及自学能力和实验操作能力, 如果一味照搬课本上所提供的所谓的最优设计方案, 那么学生学到的又怎能如设想当中的那么多?
关键词:大学基础化学中学化学知识点衔接
中图分类号:G642文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2012)01(b)-0000-00
Abstract: Along with the goal of talented people Changed for the 21st century , the situation ofmiddle school teaching and the high school teaching is changed too. The high school chemistry knowledge is the first specialized course for freshman .The correlation educator studies of how the freshman to adapt university study as soon as possible and how the middle school to transited university study .The paper analyzing the relation and difference of general chemistry and high school chemistry. exploring how to deal with the linking of two in chemistry teaching .Coming up with suggestions of reference for teaching way of high school chemistry and reforming of teaching content.
Keywords: The university's basic chemical; middle school chemistry; knowledge spot; link up
大一基础化学教学是在中学化学知识的基础上展开的[1],同时又为后续课程奠基铺路,其中的衔接问题应该得到足够的重视.通过此项研究找出中学化学教学与大学教学的联系与区别,为实现学生掌握的中学化学知识平稳快捷的过渡到大学内容,达到两部分内容融会贯通的目的,同时为教师教学提供理论基础及教学参考.
1 大学化学与中学化学知识的联系与区别
总体来说,大学化学与高中化学的一个明显的区别是教学内容的“量”急剧增加了,单位时间内接受知识信息的量与高中相比增加了许多,而辅导练习、消化的课时相应地减少,这对大学学生来说是一个新的挑战.
由于中学化学教学内容本身的问题或中学生认知水平的原因,学生在进入大学时有些化学问题还比较模糊,这样势必影响大一化学的教学质量.因此,在大学化学教学中必须对这些概念加以澄清和重视.从新的高度和新的角度去鸟瞰和透视中学化学教材中的那些相关知识点,从而使学生能透彻理解、准确掌握这些化学知识.
2 如何做好大学化学与中学化学知识之间的衔接
中学生刚进入大学学习时,面临的问题还是比较多的.知识容量大幅增加,难度增大,思维方式从直观、定性转变为抽象、定量,没有了大量的“题海”来加强已学过的知识,各个学科之间似乎较为零散,联系不强.而大多数学生对上述转变心理准备不足,学习方法和能力还停留在高中的层面上,不能适应新起点的学习.这就提示教师要注意选材,精心设计教法,激发学生的学习热情,重视并服务于学生自学能力的培养,引导学生从被动接受的状态向主动掌握的角色转化.
2.1 大学基础化学课的切入点
化学作为一门基础课,其结构随着所学专业的不同有所差异,但是基本上都以无机化学作先行,以无机化学作切入点,教材的编写和教学内容的处理基本能够建立在高中平台上,体系结构基本内容与中学有部分重复,知识梯度也不大,有利于学生兴趣的激发和保持.
2.2 针对专业特色衔接好化学教育
①培养学生学习兴趣、创造良好的学习动机:在新生入学后,应注意利用班会、讨论课等机会,对学生进行学习目的教育、理想前途教育,让学生将社会动机和个人动机有机结合起来,形成积极健康的学习动机[2].
②训练学生适应大学的学习特点:首先,教师应当明确指出本门课程最基本、最重要的章节,让学生对本门课程有大致的了解.在一门课程的前几节课,不妨先沿用中学“扶”的方法,重点部分尽量仔细,板书不要省略步骤,得到结果后再重复强调一次.
③注重教学互动:教学互动是中学比较缺乏的一环,具体的内容和形式可以丰富多样.可以是教师提出问题,也可以是学生提出问题,也可以通过讨论、设计解决问题.主要目的是鼓励学生进行经验交流和信息传递,形成一个你追我赶、互勉共进的良好学风.
3大学化学与中学化学知识衔接的重要性
可以说,80%的中学化学知识与无机化学的学习内容相关.因此,教学内容的设计应以“学生发展,社会需要”为原则,注重學生去思考问题,即引导学生思考所学知识是否科学、有无局限性,并努力探讨所学知识在可能范围内的应用和发展,促进学生全面发展,不仅满足基础教育战线的需要,同时也为社会输送符合经济发展和社会需要的化学专门人才和其他人才.
4结语
本论文通过对大学基础化学与中学化学相关知识点内容的分析归纳,对二者之间的联系与衔接进行研究,提出应该加强学生的基础教育,了解学生的接受能力,做好基础化学与后续课程的衔接,为实现学生掌握的中学化学知识平稳快捷的过渡到大学内容,达到两部分内容融会贯通的目的,为教师教学提供理论基础及教学参考.
参考文献
[1] 许锦泉.强化大一化学概念跟中学的衔接点的教学探讨[J].高等理科教育,1999,(5):12-15.
[2] 翟润瑟.研究学生学习心理特征架起衔接的有机桥梁[J].潍坊教育学院学报,2001,14(2):46-47.
教学目的:
1. 使学生了解化学在人类进步中的作用。
2.使学生明确在高中阶段为什么要继续学习化学。
3. 激发学生学习化学的兴趣,了解高中化学的学习方法。
4.通过了解我国在化学方面的成就,培养学生的爱国主义精神。
教学过程:
[引言]在高中,化学仍是一门必修课。“化学——人类进步的关键”这句话引自美国著名化学家、诺贝尔化学奖获得者西博格教授的一次讲话。也许我们对这句话的含意还知之甚少,相信学完本节课后一定会同意西博格教授的观点,对化学有一个全新的认识。
化学经历了史前的实用技术阶段到以原子-分子论为代表的近代化学阶段,以及以现代科学技术为基础、物质结构理论为代表的现代化学阶段
早期的化学只是一门实用技术,在这一方面我国走在世界的前列。我国的四大发明有两项是化学的成就。我国的烧瓷技术世界闻名。精美的青铜制品(见彩图)世上罕见,以上这些科学技术在世界人类的进步中发挥了重要的作用。
在对药物化学和冶金化学的广泛探究之下,产生了原子-分子学说,使化学从实用技术跨入了科学之门。在这一理论的指导下,人们发现了大量元素,同时揭示了物质世界的根本性规律——元素周期律。现代物质结构理论的建立,使物质世界的秘密进一步揭开,合成物质大量出现。
我国的化学工作者也做出了突出贡献。牛胰岛素的合成是世界上第一次用人工方法合成具有生命活性的蛋白质,为人类探索生命的秘密迈出了第一步。
化学理论发展促进了合成化学发展。化学与其他学科之间的渗透,促进了材料、能源等科学的发展。
材料是人类赖以生存和发展的物质基础,一直是人类进步的重要里程碑。石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作标志。没有半导体材料就没有计算机技术;没有耐高温、高强度的特殊材料就没有航天技术;没有光导纤维就不会有现代通讯;没有合成材料,今天的生活还会这么丰富多彩吗?
[设问]除了合成材料外,人类社会还有哪些问题需要化学解决呢?
化石能源是有限的,提高燃烧效率,开发新能源需要化学;保护人类居住的环境需要化学;提高农作物产量,解决吃饭问题需要化学;维护人体健康更离不开化学,我们不难看出在社会发展中,化学所起的作用是其他学科无法取代的。
[设问]怎样才能运用化学知识研究和解决实际问题呢?
(请同学们看课本图5,并讨论)
[一分钟演讲]:请学生根据本节课提供的素材和自己的体会,做一分钟演讲:“化学对社会发展的作用”
[过渡]化学对于人类社会的发展如此重要,应该如何学好化学呢?
[讲解]除了要注重化学实验,掌握有关化学基础知识和基本技能外,重视科学方法的训练十分重要。在化学研究中常用的科学方法有实验法、模型法、逻辑法等。
在化学学习中,我们要从实验中获取大量的感性知识;许多结论要通过实验验证;许多未知需要实验去探索;作为研究化学必备的实验技能需要通过做实验去提高。
“生物进化的历程”这节课的内容抽象,是学生较难理解的,关键是教师如何引导,激发他们的思维。讲解化石时,利用化石标本给学生观察,把抽象化为直观。讲生物的进化历程时,应通过列图形式把抽象问题化解为直观的问题,通过拼图“生物进化树”的游戏活动使学生对生物进化有更直观的理解。
【设计理念】
生物进化的历程极其漫长而复杂。因此,本节教学内容,要求教师要把握好教学目标,不要增加知识的难度。本节课以新课程倡导“自主探究、合作学习、创新发展”的理念为依据,以过程作为本节的主线。通过精心创设问题情景,引导学生开展讨论,获得知识,并将所学知识用于生活实践。
【教学目标】
(一)知识目标
1.举例说出生物进化的总体趋势。
2.概述生物进化的主要历程,形成生物进化的观点。
3.说出研究生物进化课题的一些基本方法。
(二)能力目标
观察化石、标本、图片等,尝试推测生物可能的生活环境,并且对生物的进化趋势进行推理。培养学生分析、推理、归纳和比较的能力。
(三)情感目标
通过对生物进化历程的学习,使学生进一步树立正确的唯物主义思想。激励学生保护生命,热爱生命。
【教学重点】1.说出生物进化的总体趋势。
2.描述生物进化的主要历程。
【教学难点】
通过完成进化树,概述生物进化的主要历程。
【教学准备】
教师准备:有关视频、图片和数据资料、化石课件。
学生准备:课前预习;尽可能搜集有关资料,按小组收集整理。
【教学课时】1课时
【教学流程】
(一)复习提问
1.生物进化的主要证据是什么?
2.科学家比较各个地层中的化石后发现:不同年代的地层里成为化石的生物有什么特点?
思考并回答不同年代的地层里成为化石的生物:古老地层中的简单,晚近地层中的结构复杂。通过对化石的复习,为生物进化历程做好铺垫。
(二)导入新课:
播放影片《侏罗纪公园》的精彩片段,讲述:在生命进化的长河中,中生代称霸一时的恐龙现在销声匿迹了,而龟、鳄鱼却顽强地存活下来,不断地进化和发展。生物进化的历程是怎样的呢?这节课我们来学习第三节生物进化的历程。观看影片进入情境,激起学习新知的兴趣,快速进入思维状态。
学生在特定的情景中,才会缩短学生、教材、教师的距离。
(三)探究新知:
生物进化的总体趋势:
1.过渡生物进化是一个漫长的过程,无法直接用观察和实验的方法再现。科学家在研究生物进化的历程过程中对不同类群的生物进化比较,对比不同类群的生物的结构、功能和生活习性,发现各类生物的相同和不同的特点。前面我们已经学习过动植物类群的相关知识,大致了解了它们的主要特征,有的类群结构简单,有的结构复杂,下面我们就来回顾一下。
2.展示图片
3.提问:
上面五幅图片中的植物分别是什么名称?属于哪个类群?生活环境、器官、生殖各有什么特点?
4.提问通过比较植物的生活环境和形态结构特点,你们能发现什么规律?
5.展示脊椎动物心脏结构图片并提问:
(1)它们分别表示哪种动物的心脏A_____、B______、C ______、D _______。
(2)鱼类的心脏______心房________心室,
两栖类的心脏______心房______心室,
爬行类的心脏_______心房________心室,心室里有_____________________,鸟类和哺乳类的心脏______心房______心室。
(3)推测哪类动物的血液输送氧气的能力最强?试从图中动物的心脏结构特点推测它们的进化历程。
(4)鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类的生活环境有什么特点?
6.引导学生总结纵观生物进化的历史,其总体趋势是:形态结构上是从到;生活环境上是从到;进化地位上是从到。
(四)层层递进:生物进化的主要历程
1.过渡从最早的原始生命发展到今天的哺乳动物,生物的进化已经持续了近40亿年的时间。科学家通过对不同年代化石的纵向比较,以及对现存生物种类的横向比较等方法,推测出了生物进化的大致历程,为了方便人们的理解,把这个复杂的过程画成了一棵进化树。
2.展示出生物进化树图片。
3.引导学生思考:
(1)为什么进化树的根是一个完整体,而逐渐产生了动植物的分支?
(2)此树从树根到树梢代表什么的延伸?主干代表什么?大小分枝代表什么?
4.进一步完成讨论题:
(1)动物和植物进化的主要历程分别是怎样的?请用一种简捷的方式表示出来。
(2)生物进化树是否全面?为什么?
(3)地球上最早出现的陆生脊椎动物是谁?
(4)原始生命分化为原始藻类和原始单细胞动物的根本原因是什么?
5.观察生物进化树思考回答:
(1)现在各种动植物都是进化树根上原始生命进化来的。
(2)此树从树根到树梢代表时间的延伸。主干代表各级共同祖先大小分枝代表相互关联的各个生物类群的进化线索。
6.根据生物进化的总体趋势分组讨论,分组展示讨论的结果,共同完成进化树,并解释出把自己的号牌和贴画放在某个位置的理由,完成生物进化树。
7.讨论回答:
(1)植物进化历程:原始单细胞藻类→原始苔藓→原始蕨类→原始种子植物
动物进化的历程:原始的单细胞动物→原始的无脊椎动物→原始的脊椎动物
(2)不全面,因为生物进化树缺少缺少病毒和原核生物。
(3)最早出现的陆生脊椎动物是古代的爬行类。
(4)分化的根本原因是营养方式的不同。
用进化树的形式介绍这一内容可以通过直观又简洁的方式使学生接受这个知识。在完成进化树的填图之后,纵观全局,便于学生理解人类和其他生物来自共同祖先这一真理。便于教育学生热爱生命,关爱生命。
8.“让生物进化树结出果实小游戏”能够激发学生的学习兴趣,还能很好体现学以致用。
让学生试着写出动物和植物的进化历程,是对学生动手能力和书面表达能力的锻炼。
(五)归纳梳理:
引导学生总结:本节课我们知道了研究生物进化的常用方法—比较法;理解了生物进化的大致历程和总体趋势。现在的各种生物虽然性状有很大的差别,但是都起源于同一祖先。希望我们人类和自然和谐相处!
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本文题目: 高三化学教案:化学用语
第5讲 化学用语
1、熟记并正确书写常见元素的名称、符号、离子符号.2、熟记常见元素的化合价。能根据化合价正确书写化学式,或根据化学式判断化合价。
3、了解原子结构示意图、分子式、结构式和结构简式的表示方法。
4、了解相对原子质量、相对分子质量的定义,并能进行有关计算。
5、理解质量守恒定律的含义。
6、能正确书写化学方程式、离子方程式,并能进行有关计算。
一、表示物质组成结构的化学用语、1、化合价:它是一种元素一定数目的原子跟其它元素一定数目的原子化合的性质。其实质是元素的原子在形成化合物时,一个原子得失电子或共用电子对的数目。
2、元素符号:用元素的拉丁名称的第一个大写字母或附加一个小写字母来表示
表示意义:(1)表示一种元素,(2)表示该元素的一个原子。
3、核素组成符号: X 式中各字母涵义是Z表示质子数,A表示质量数,X表示元素符号。
4、原子或离子的结构示意图:
用 表示原子核及核内质子数,用弧线表示电子层,弧线上的数字代表该电子层上的电子数。
5、电子式:在原子周围用或表示原子最外层电子数。也可表示分子(或
晶体)的形成过程和结构。注意下列物质的电子式
6、分子式:可表示①物质的组成(元素种类),②物质的量的组成(原子数比、质量比、百分比),③物质一个分子,④物质的相对分子质量、摩尔质量。、分子晶体中存在真实的分子;;离子晶体、原子晶体晶体中不存在真正的分子,其分子式实质上是化学式。
7、结构式:原子在分子中的排列顺序和结合方式,结构式不能表示分子的空间构型。结构简式:以原子团形式表示结构式,CH3CH2OH或CH3CH2OH或C2H5OH。最简式(实验式):原子个数最简比的式子。
二、表示物质变化过程的化学用语
1、化学方程式:用化学式表示化学变化的式子,书写化学方程式必须依据实验事实和遵循质量守恒定律,并注明反应条件。
2、电离方程式:表示电解质在水溶液中或熔化状态下电离成离子过程的式子。
3、离子方程式:用实际参加反应的离子符号表示离子反应的式子。离子方程式不仅表示某一个反应,而且能表示同一类型的离子反应。
4、热化学方程式:能表明反应过程中放出或吸收热量的化学方程式。其系数表示物质的量,可以是分数。由于物质的聚集状态不同,反应热效应有差异,所以书写时应注明各物质的聚集状态。
5、电极反应式:表示在原电池或电解池中发生的电极反应的式子。
6、用电子式表示化合物的形成过程
三、电离能:元素基态的气态原子失去1个电子而变成气态+1价阳离子,这时要吸收的能量叫做元素的第一电离能(I1),通常叫做电离能,又叫做电离势。由气态+1价阳离子再失去1个电子而变成气态+2价阳离子,这时要吸收的能量叫做第二电离能(I2)。以下I3、I4等可以依此类推。逐级电离能逐步长高。
电负性:原子在分子中吸引成键电子能力相对大小的量度。
第1课时 表示物质组成的化学用语
1.元素符号:人们确定了一套符号来表示各种元素,这种符号叫做元素符号。如C表示碳元素;Ca表示钙元素等等。元素符号不仅表示一种元素还可以表示这种元素的一个原子。
2.离子符号:表示各种离子的符号。如OH-、SO42-、HCO3-、NH4+等等。
3.原子结构示意图(以S为例):
【例】右图是某粒子的结构示意图,下列说法不正确的是()
A.该元素原子的原子核外有2个电子层
B.该粒子是阳离子 C.该元素是一种金属元素
D.该粒子具有稳定的结构
[解析]由所给的粒子的结构示意图知,该原子核内有13个质子,核外有10个电子,为铝离子,结构稳定。其原子的原子核外有3个电子层。
[答案] A
[方法技巧]
原子结构示意图和离子结构示意图的比较:以Cl和Cl-,Na和Na+为例
Cl Cl-Na Na+
第2课时 表示物质结构的化学用语
1.分子式:用元素符号表示物质分子组成的式子。如乙酸的分子式为C2H4O2,过氧化氢的分子式为H2O2。(最简式)n = 分子式。
2.化学式:用元素符号表示物质组成的式子。如 CO2,SiO2,KNO3。
有些化学式不仅能表示这种物质的组成,同时也能表示这种物质的分子组成,也叫分子式。如CO2
3.电子式:用表示原子最外层电子的式子。
4.结构式:表示物质的分子组成及分子中各原子的排列顺序和结合方式的式子。如过氧化氢的结构式为:H-O-O-H
5.结构简式:结构式的简写。如乙酸的结构简式为:CH3COOH
6.最简式:用元素符号表示物质中原子个数最简单整数比的式子。如乙酸的最简式为CH2O,过氧化氢的最简式为HO。
7.化合价:一种元素一定数目的原子,跟其他元素一定数目的原子化合的性质。
【例】(2018上海卷,2)下列有关物质结构的表述正确的是 A.次氯酸的电子式 B.二氧化硅的分子式 SiO2
C.硫原子的最外层电子排布式3s23p4
D.钠离子的结构示意图
答案:C
解析:此题考查了物质结构中的原子的核外电子排布、原子结构的表示、化学键、物质的构成等知识点。次氯酸的电子式为:,A错;二氧化硅是原子晶体,其结构中不存在分子,B错;S是16号元素,其核外电子排布为:1s22s22p63s23p4,C对;钠离子是钠原子失去了最外层的1个电子,其原子结构示意图为:,D错。
技巧点拨:在分析电子排布式的对错时,可以首先写出相应的电子排布式一一对照,得出答案;也可以依次验证电子数目的正误、填充顺序的正误、填充电子数的正误进行判断。
[方法技巧]
1.原子的电子式:
原子的最外层有多少个电子就在其元素符号周围画多少个小黑点或小叉。如:Li,︰Cl
2.离子的电子式:
①阳离子:简单的阳离子(一般指单原子形成的阳离子)是元素原子失去最外层电子后形成的,此时若原最外层没有电子,其电子式就是它的离子符号,如钠离子写成Na+、钡离子写成Ba2+;复杂的阳离子是原子团失去一个或几个电子形成的,其电子式不仅要画出各原子的最外层电子以及它们的成键关系,而且要用[ ]将原子团括起来,并在其右上角标明所带的正电荷数,电子式中的小黑点和小叉总数为原子团中各原子最外层电子总数减去原子团所带的电荷数值。如:
[H︰N︰H]+
②阴离子:简单阴离子,一般最外层是2个电子或8个电子的稳定结构,在元素符号周围画出最外层电子,并用[ ]将其括起来,并在右上角标明所带的负电荷数,其中小黑点和小叉总数为原子的最外层电子数加上所带的电荷数值的绝对值.如:[H︰]-、[︰Cl︰]-
复杂的阴离子,其电子式要根据各原子的成键关系画出所有原子的最外层电子,然后用[ ]将它们括起来,并在右上角标明所带的负电荷数,其小黑点和小叉总数为原子团中
各原子的最外层电子数之和加上所带的电荷数值的绝对值.如:SO42-写成 [ ]2-
3.单质分子的电子式:
根据原子的最外层电子数和分子的组成判断出成键电子数和各原子的成键关系,再画出所有原子的最外层电子。如H2写成H:H;Cl2写成︰Cl︰Cl︰
4.化合物的电子式:
①共价化合物是原子间通过共价键形成的化合物,原子间的单键即为一对共用电子,若为双键则有两对共用电子,依此类推。一般来说,8减去原子的最外层电子数等于该原子的成键数目(H例外)。写电子式时,共用电子对写在两成键原子之间,未成键的最外层电子,也应在元素符号周围画出。在共价化合物中,各元素原子最外层一般都达到了8电子(或2电子)的稳定结构。如:HCl写成 H︰Cl︰,CO2写成 O ∷C∷ O;至于含氧酸的电子式,一般来说先由酸的元数确定其结构中所含-OH的数目(一元酸有一个-OH,n元酸有n个-OH),然后再根据含氧酸的分子组成来确定其结构式或电子式。如:HClO写成H︰O︰ Cl︰
②离子化合物由阴、阳离子的电子式组成,但相同的离子不能合并,若有多个阳离子或多个阴离子,书写时要使每一个离子都与带相反电荷的离子直接相邻,并注意对称、规范。如:NaCl写成Na+[︰Cl︰]-;MgCl2写成[︰Cl︰]-Mg2+ [︰Cl︰]-;
5.游离基的电子式:
游离基是由分子失去一个或多个原子所形成的活性基团,它显电中性,电子式中的小黑点和小叉总数为各原子的最外层电子数之和。如:-OH写成O︰H
6.用电子式表示化合物的形成过程:
共价化合物:如H2S的形成,H+S+H H︰S︰H 离子化合物:如CaCl2的形成,︰Cl+ Ca +Cl︰[︰Cl︰]-Ca2+[︰Cl︰]-
第3课时 表示物质变化的化学用语
1.化学方程式:用化学式来表示化学反应的式子。化学方程式的书写必须要尊重事实,要配平(即要遵守质量守恒定律),还要注明反应发生的条件,有气体生成须注,溶液中有沉淀生成则须注。
2.离子方程式:用实际参加反应的离子的符号来表示离子反应的式子。要熟练掌握离子方程式的书写规则,书写时要清楚反应物的量对离子方程式的影响。所写出的离子方程式必须要符合客观事实,等式两边要遵守质量守恒和电荷守恒定律,如是氧化还原反应还要遵守电子转移守恒原理详见第4讲。
3.电离方程式:表示电解质在溶液中或熔化状态下发生电离的过程的方程式。要能正确理解强、弱电解质的概念;准确区分强、弱电解质;清楚强、弱电解质的电离方式是不一样的,有完全电离和部分电离之分,有一步电离和多步电离之分,书写时要注意可逆符号。详见第32讲。
4.热化学方程式:表明反应放出或吸收热量的化学方程式。书写热化学方程式应注意:
(1)需标明反应物、生成物的聚集状态。
(2)反应系数只表示物质的量,不再表示分子个数,所以可以用分数或倍数。
(3)⊿H表示反应热的数值,无需注明+或-号,但要有单位,且要与反应系数成比例。
(4)需注明测定的温度和压强,若不注明则指的是温度为25℃,压强为101kPa
5.电极反应式:表示电极上发生氧化反应或还原反应的式子。要能正确书写原电池的正、负极反应式,总反应式;电解池的阴、阳极反应式,总反应式。详见第36讲。
6.用电子式表示化合物的形成过程。如HCl的形成过程:
【例】(2018山东卷)黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可制备硫及铁的化合物。
(1)冶炼铜的反应为:;若CuFeS2中Fe的化合价为+2,反应中被还原的元素是___________(填元素符号)。
(2)上述冶炼过程产生大量SO2。下列处理方案中合理的是________(填代号)。
a.高空排放 b.用于制备硫酸
c.用纯碱溶液吸收制Na2SO3 d.用浓硫酸吸收
(3)过二硫酸钾(K2S2O8)具有强氧化性,可将I-氧化为I2 :
通过改变反应途径Fe3+、Fe2+均可催化上述反应。试用离子方程式表示Fe3+对上述反应催化的过程。____ ____、______ _____(不必配平)
(4)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、AI2O3)可制备Fe2O3。方法为 ①用稀盐酸浸取炉渣,过滤。
②滤液先氧化,再加入过量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。
据以上信息回答下列问题:
a.除去Al3+的离子方程式是_________ _____。
b.选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO。
提供的试剂:稀盐酸 稀硫酸 KSCN溶液 KMnO4溶液 NaOH溶液 碘水
所选试剂为_____________。
证明炉渣中含有FeO的实验现象为______ _____。
[解析](1)由氧化还原反应概念易知,反应中Cu、O的化合价降低,被还原。(2)从能够吸收SO2和变废为宝的角度出发可用b、c来回收。(3)Fe3+有氧化性,可氧化I-,而改变反应途径;Fe2+有还原性,可被K2S2O8氧化而改变反应途径。(4)Al(OH)3能溶于NaOH溶液,而Fe(OH)3不溶,可加入过量的NaOH溶液除去Al(OH)3;利用Fe2+的还原性,能使酸性KMnO4溶液褪色,可用稀硫酸、KMnO4溶液来验证炉渣中含有FeO。
[答案](1)Cu、O(2)b、c
(3)2Fe3++2I-2Fe2++I2
(4)a.Al3+ + 4OH-== AlO2-+ 2H2O
b.稀硫酸、KMnO4溶液;稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4溶液褪色
化学用语单元测试题
一、选择题
1.下列电子式中错误的是
A.Na+ B.C.D.2.下列各项中表达正确的是
A.F的结构示意图: B.CO2的分子模型示意图:
C.NaCl的电子式: D.N2的结构式::NN:
3、在人体所需的十多种微量元素中,有一种称为生命元素的R元素,对延长人类寿命起着重要的作用。已知R元素的原子有四个电子层,其最高价氧化物分子式为RO3,则R元素的名称()
A、硫 B、砷 C、硒 D、硅
4、下列反应的离子方程式正确的是()
A、硫酸铜与氢氧化钡溶液反应:Ba2++ SO42==== BaSO4
B、氯化铝溶液与氨水溶液反应:Al3+ + 3OH====Al(OH)3
C、氯气通入氢氧化钠溶液:Cl2+ 2OH = 2ClO+ H2O
D、氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液中:Al(OH)3 + OH==== AlO2 + 2H2O
5、已知同温同压下,下列三个放热反应放出的热量分别以a、b、c表示。则a、b、c的关系()
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-a ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-b
③H2(g)+ O2(g)=H2O(g)△H=-c
A、ab,b=2c B、a=b=2c C、a
6、甲、乙两种化合物都只含X、Y两种元素,甲、乙中X元素的百分含量分别为30.4%和25.9%.若已知甲的分子式是XY2,则乙的分子式只可能是
A、XY B、X2Y C、X2Y3 D、X2Y5
7、某些化学试剂可用于净水。水处理中使用的一种无机高分子混凝剂的化学式可表示为 [Al2(OH)nClmyH2O]X,式中m等于 A.3-n B.6-n C.6+n D.3+n
8、右图中横坐标表示完全燃烧时耗用可燃气体X(X=A、B、C)的物质的量n(X).纵坐标表示消耗O2的物质的量n(O2),A、B是两种可燃气体,C是A和B的混合气化则C中n(A):n(B)为
A.2:1 B.1:2 C.1:1 D.任意比
9、t℃时,将100 g某物质A的溶液蒸发掉10 g水,恢复至t℃,析出2.5 g晶体;再蒸发掉10 g水,恢复至t℃,析出7.5 g晶体。下列说法中正确的是()
A.t℃时原溶液是饱和溶液 B.若A是CuSO4,则7.5 g晶体中含水2.7 g
C.t℃时A的溶解度为75 g D.原溶液中A的质量分数为40%
10、向下列分散系中滴加稀硫酸,先生成沉淀继而沉淀又溶解的是()
A、Fe(OH)3胶体 B、H2SiO3胶体 C、NaAlO2溶液 D、Ba(HCO3)2溶液
11、将40ml1.5molL-1的CuSO4溶液与30mL 3molL-1的NaOH溶液混合,生成蓝色沉淀,假如溶液中 和 都已变得很小,可忽略,则生成沉淀的组成可表示为()A.Cu(OH)2 B.CuSO4Cu(OH)2 C.CuSO42Cu(OH)2 D.CuSO43Cu(OH)2
12、下列反应的离子方程式书写正确的是()A、用惰性电极电解MgCl2溶液
2Cl-+2H2O Cl2+H2+2OH-
B、向Ca(OH)2溶液中加入过量的NaHCO3溶液:
Ca2++2HCO3-+2OH-CO32-+CaCO3+2H2O
C、次氯酸钙溶液中通入过量的CO2:
Ca2++3ClO-+H2O+CO2 CaCO3+2HClO
D、氢氧化铁溶于碘化氢溶液: Fe(OH)3+3H+ Fe3++3H2O
13、为检验某病人血液中的含钙量,现取10mL血液样品稀释后用草酸铵[(NH4)2C2O4]处理成草酸钙沉淀,将此沉淀溶于过量的稀H2SO4中,然后用0.5molL-1KMnO4溶液(生成Mn2+、CO2、H2O)恰好消耗1.6mL,则该病人血液中含钙量为()
A.2.4 g/L B.8 g/L C.6 g/L D.12 g/L
14、下列各组离子能在指定溶液中,大量共存的是()
①无色溶液中:K+,Cl,Na+,H2PO4,PO43,SO42
②使pH=11的溶液中:CO32,Na+,AlO2,NO3,S2,SO32
③水电离的H+浓度c(H+)=1012molL1的溶液中:Cl,HCO3,NO3,NH4+,S2O32
④加入Mg能放出H2的溶液中:Mg2+,NH4+,Cl,K+,SO42
⑤使甲基橙变红的溶液中:Fe3+,MnO4,NO3,Na+,SO42
⑥酸性溶液中:Fe2+,Al3+,NO3,I,Cl,S2
A ①②⑤ B ①③⑥ C ②④⑤ D ①②④
15.在4M2++nH++O2 =xM3+ + yH2O的离子方程式中,计量数x和n的值分别是()
A.4, 4 B.6, 4 C.8, 2 D.10, 1
16、下列反应的离子方程式书写正确的是:
A.氯化铝溶液中加入过量氨水:Al3+ + 4NH3H2O AlO2-+ 4NH4+ + 2H2O
B.澄清石灰水与少量苏打溶液混合:Ca2+ + OH-+ HCO3-CaCO3 + H2O
C.碳酸钙溶于醋酸CaCO3 + 2H+ Ca2+ + CO2 + H2O
D.氯化亚铁溶液中通入氯气:2Fe2+ + Cl2 2Fe3+ + 2Cl-
17、下列离子方程式正确的是
A.Cl2与NaOH溶液反应:Cl2+2OH-==Cl-+ClO-+H2O
B.F2与NaOH溶液反应:F2+4OH-==2F-+O2+2H2O
C.AgNO3溶液中加入过量氨水:Ag++2NH3H2O==Ag(NH3)2++2H2O
D.Fe3O4与稀HNO3反应:Fe3O4+8H+==Fe2++2Fe3++4H2O
二、填空题
18.体积比为1∶1的氢气和某种氮的氧化物在一定温度和压强下反应,生成体积比也为1∶1的水蒸气和氮气,并且反应前后总体积不变。则这种氮氧化物的化学式为,反应的化学方程式为。
19.常温下A和B两种气体组成的混合物(A的式量大于B),经分析混合气体中只含有N和H两种元素,而且不论A和B如何混合,N和H的质量比总是大于14∶3,由此可以确定A为,B为,其理由是;若上述混合物中N和H的质量比为7∶1,则在此混合物中A和B的物质的量之比是,A在混合物中的体积分数为。
20.写出下列反应的离子方程式:
(1)向NaAlO2溶液中通入CO2气体:
①___________________________________②___________________________________
(2)将NaHCO3与Ba(OH)2溶液混和:
①___________________________________②___________________________________
(3)Mg(HCO3)2溶液与足量石灰水反应:___________________________________________
(4)明矾溶液与Ba(OH)2溶液反应:
①___________________________________②___________________________________
19.在一定条件下,NanRO3和NaI在硫酸介质中反应,发生反应生成NaR、I2和Na2SO4。已知该变化过程中,0.1mol的NanRO3参加反应时共转移0.6mol电子:
(1)RO3n-中R元素的化合价是;(2)R元素的最外层电子数为;
(3)写出该反应配平的离子方程式_______________________________________________。
22.化学反应过程中发生物质变化的同时,常常伴有能量的变化。这种能量的变化常以热能的形式表现出来,叫做反应热。由于反应的情况不同,反应热可以分为许多种,如燃烧热和中和热等。
(1)许多化学反应的反应热可以直接测量,其测量的仪器叫做__________;
(2)下列△H表示物质燃烧热的是__________表示物质中和热的是________ A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H1 B.C(s)+1/2O2(g)=CO(g);△H2
C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);△H3 D.C(s)+O2(g)=CO2(g);△H4
E.C6H12O6(s)+12O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l);△H5
F.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O;△H6
G.2NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O;△H7
H.CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O;△H8
23.铜既能与稀硝酸反应,也能与浓硝酸反应,当铜与一定浓度硝酸反应时,可将方程式表示为:Cu+HNO3=Cu(NO3)2+NO+NO2+H2O。
(1)硝酸在该反应中的作用是,该反应的还原产物是。
(2)0.3mol Cu被硝酸完全溶解后,Cu失去的电子数是,如果得到的NO和NO2
物质的量相同,则参加反应的硝酸的物质的量是,若用排水法收集这些气体,可得标准状况下的气体体积。
(3)如果参加反应的Cu和HNO3的物质的量之比是3:10,写出并配平该反应的离子方程式_____________________________________________________________。
(4)如果没有对该反应中的某些物质的比例作限定,则方程式可能的配平系数有许多
组。原因是_____________________________________。
24.(2018天津理综卷26)A和B均为钠盐的水溶液,A呈中性,B呈碱性并具有氧化性。
下述为相关实验步骤和实验现象:
请回答:
(1)写出A、B和C的化学式:A_______________,B______________,C____________。
(2)依次写出AD和DE(E中含有某+5价元素的含氧酸根离子)的离子方程式:
____________________________________;____________________________________。
(3)写出将SO2气体通入K溶液发生反应的离子方程式:_____________________________。
(4)写出由FH的化学方程式:____________________________________________。
三、计算题
25.加热2.436gRCl2mH2O晶体,使之失去全部结晶水得到1.14gRCl2,把这些RCl2溶解于水配成200mL溶液,取出50mL RCl2溶液恰好和20mL0.3mol/L的AgNO3溶液完全反应。通过计算确定:
(1)R的元素名称和符号
(2)m的数值
参考答案:
1、C2、A3、C4、D5、C6、D7、B8、A9、B10、A11、D12、B13、B14、C15、A16、D17、AC
18、N2O;N2O + H2 = N2 + H2O
19、N2;NH3;纯NH3气体中,N和H的质量比为14∶3,在纯氨气中混合任何比例的氮气都将使N、H质量比大于14∶3;1∶4;20%
20.(1)2AlO2-+3H2O+CO2=2Al(OH)3+CO32-(CO2不足时)
AlO2-+2H2O+CO2=Al(OH)3+HCO3-(CO2过量时)
(2)HCO3-+Ba2++OH-=BaCO3+H2O(当两物质为1︰1时)
2HCO3-+Ba2++2OH-=BaCO3+2H2O+CO32-(当NaHCO3过量时)(3)Ca2++2HCO3-+2OH-+Mg2+=MgCO3+CaCO3+2H2O(当两物质量之比为1:1时)
2Ca2++2HCO3-+4OH-+Mg2+=Mg(OH)2+2CaCO3+2H2O
(4)2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-=3BaSO4+2Al(OH)3
Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4+AlO2-+2H2O
21.(1)+5价(2)7个(3)RO3-+6I-+6H+=R-+3I2+3H2O
22.(1)量热计(2)DE FH
23.(1)氧化剂、酸 NO、NO2(2)0.6NA 0.9mol 4.48L
(3)3Cu+10H++4NO3-=3Cu2++NO+3NO2+5H2O
(4)该反应式含两种还原产物,两者的比例和氧化剂、还原剂的用量都可以发生变化
24.⑴ NaI NaClO AgI ⑵ 2I + ClO + H2O = I2 + Cl + 2OH I2 + 5ClO + 2OH = 2IO3+ 5Cl + H2O ⑶ 2Fe3+ +SO2 +2H2O =2Fe2+ +SO42+4H+ ⑷ Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O
在众多的大学课程中,大学化学是讲授化学知识的一门重要的基础理论课,这就要求我们应该在教学中突出本课程基础性,科学性,理论性,搞清楚化学反应的基本规律和了解物质结构等基础知识。基于化学课程本身所具有的社会性、应用性等特点,教学安排中适时地加入一些化学学科前沿的发展科普讲座,了解当前化学学科发展现状,恰当地介绍与各学科交叉渗透的状况,并结合教学内容组织学生对社会热点的化学问题进行探讨。
1 精心组织教学内容-绪论提领,各章相串,知识结构清晰
对于非化学专业的学生在学习大学化学课程初始,最大的困惑是为什么我们专业也要学习化学课程,我的专业和化学学科有什么联系吗?这些疑问反映了学生们对这门学科的认识还存在问题,多数学生对于化学研究对象、研究内容的认识是模糊、片面;对化学学科地位和发展趋势等认识更是存在问题,甚至全不知晓;对当前化学学科发展非常迅速,向其他学科渗透趋势明显,将会进一步带动和促进其他学科发展这种变化趋势并不了解。这些问题的存在,使得非化学专业的学生对大学化学这门课程开设产生很多疑问。解决这些就需要我们教师在化学教学中首先要告知学生学习化学的必要性和重要性。这是学习这门课程首先解决的问题,它直接影响着学生学习的积极性和学习的效果[3]。
绪论课是大学化学课程教学的第一课,在整个教学环节中起着提纲挈领的作用[4]。在绪论课的教学中,应着力突出其引导作用[5]。在这一环节中明确本课程的学习目的、任务和主要内容是至关重要,并且在这个教学环节中一定要强调学生必须掌握正确的学习方法。除此之外,我们还要结合当化学学科的发展,启发和培养学生浓厚的学习兴趣,为后续学习创造一个良好的开端。充分利用绪论课的教学,结合化学学科与各学科的密切联系,解决他们认识的问题,让学生认识到化学已成为人们日常生产生活中的一门重要学科。通过了解化学不仅在医疗、农业、工业方面有着极其重要的作用,在天文、国防、能源、环保等等方面也具有重要的作用,离开了化学,社会将无法进步,甚至无法生存。对任何事物的认知过程若是建立在兴趣的基础之上的,认知的效果往往不错。当学生建立学习化学兴趣后,他们对化学问题的感受就会敏锐,有了良好情感交流,学生变被动学习为主动学习,掌握知识会牢固[6]。在绪论课上还应该向学生介绍教材内容的框架结构及学时分配, 借助串讲使学生构建教材基本知识体系, 从而培养学生学习大学化学课程的全局意识。
大学化学课程包含的知识点多,教学中一定要注重各章节之间衔接,了解各知识点之间的内在逻辑,加强理论知识之间的关联,使各环节的教学成为一个有机的整体,形成一个知识体系,才能让学生整体把握学习方向[7]。我在开始一个新知识点、新章节的教学时,注重加强与其他知识点联系性的分析;在结束一章或一个知识点时,指导学生对所学内容进行结构梳理,找出各环节的相互联系和逻辑关系。对各部分的内容特别注意发展它们的横向逻辑关系,力求把学过的知识有机串联起来,从而形成知识点的完整认识,使学生更牢固掌握所学的化学知识。例如在学生掌握化学热力学和动力学知识后,为了引出物质结构基础的学习,可以适时的加入这几个知识点联系,化学热力学和动力学的概念讨论了物质间进行反应的可能性和现实性,从宏观上显示了各种物质性质的差异。为了深入研究物质性质的变化规律,必须进一步在微观上考虑物质的结构。再如学习电化学和水化学之前,要适时地向学生渗透电化学和水溶液中发生化学反应都应遵循所有化学反应遵循的热力学和动力学一般规律原理,由于许多重要的化学反应及平衡存在于电化学和水化学中,电化学和水溶液中的化学反应及平衡具有一些特殊的规律,需作进一步的讨论。这样教学强化各知识点联系,突出知识的概括与升华, 从多角度、多层次分析理解领会知识,加大思维连续性,培养综合能力,促使学生能够掌握全面而系统的知识。
2 丰富教学手段-调动学生积极性,参与教学
传统的教学方法不能较好地发挥学生学习的积极性及主观能动性。针对这个问题,我们对原来的教学方法进行了改进[8]。每章节学习前,让学生搜集与课堂内容相关或者与自己专业相关的资料,在课堂中利用少量时间进行讨论交流。学习后思考已掌握的化学知识能否解决生活或社会热点问题。学生在搜集资料、解决生活中问题的同时,也认识到化学在他们所学领域内的重要性与生活密切关联性。学生们带着问题上课,用知识解决问题,参与性强了,积极性就高,再也不会觉得自己的专业和化学关系不大了。另外,我们课堂教学中适当地留出时间,让学生对自己感兴趣的主题或者话题进行交流学习。例如,学生们学习大气污染和水污染后,针对目前环境污染问题日益严重的现象,搜集到了相关视频材料与同学们分享,使每个人都了解环境保护势在必行。学生既看到了化学知识在实际生产、生活中的作用,提高了学习化学兴趣的同时,又感到了保护环境的责任。同时引导他们利用课余时间制作宣传材料倡议同学们借助化学知识,从化学角度改善生活环境做出努力[9]。学生们学习电化学后,有位学生利用电化学知识自制电池,拿到课堂展示。还有学生讲解随意丢弃废旧电池对环境造成的危害,使同学们意识到电池回收利用的问题是值得每个人思考的。学生主动地参与课堂教学,课堂气氛活跃,疑惑的问题较好的解决了。在学生参与教学以后,学生发现利用化学知识能够解决生活中问题,化学离生活不再遥远了,实实在在感受到我们的生活的确与化学密切相关。课堂教学中,突出化学学科和各专业学科的联系,加强化学与其他学科的渗透作用的教学[10]。
3 重视实验环节-培养学生综合素质
化学是一门实践性很强的学科,实验在化学教学中具有举足轻重的作用。化学实验教学目的不是仅仅巩固学生理论知识的掌握,培养学生的基本实验技能和动手能力,更重要的是提高学生的综合素质,树立科学创新意识[11]。我们在学习缓冲溶液相关知识后,让学生自行设计一个实验——制备pH=10的缓冲溶液,并用实验方法验证配制缓冲溶液的性质。通过实验学生切实了解缓冲溶液的性质,将枯燥的理论知识通过感性的认识彻底消化吸收。在这个设计实验环节中,还有位学生通过在水中加入少量的强酸和强碱后观察pH值变化研究实验,进一步突出了缓冲溶液对少量强酸和强碱有缓冲能力。别小看这个实验,激发了学生创新意识,培养了学生独立思维能力和研究能力。在学习反应动力学知识后,我们安排了一个“浓度、温度和催化剂对反应速率影响”实验,每三人一组在规定的时间内共同完成实验环节。这次实验除了使学生了解影响反应速率的几个因素,还要求学生除了实验操作正确,熟练,还要团队成员密切配合,实验过程中统筹安排,相互协作的团队精神。在记录分析实验数据中,要求学生真实记录实验数据,养成实事求是、认真负责的科学态度,培养学生良好的数据收集、整理、分析能力,培养学生周密、严谨的科学思维方法。在实验教学环节始终贯穿要勤俭节约、倡导团队相互协作,提出勇于开拓创新,培养学生的环保意识。
开展大学化学教学,使这门课程能够担负起拓展学生学习兴趣,培养各项能力的作用,我深入挖掘教学素材,通过教师和学生共同努力,了解当前化学学科发展,又能够将所学化学知识应用到实际生产、生活中。用化学观点思维方式解决当前社会的热点问题。做到学有所获,学有所用。在整个教学中引导学生学习化学家在揭示化学规律时的研究思路以及严谨求实、不畏艰难、勇于探索的科学精神, 对学生进行人文素质教育[9]。
总之,如何提高学生学习大学化学的兴趣,需要教师运用各种有效的教学手段,改变教学方法、挖掘教学内容。同时需要教师要有浓厚的教学兴趣,满腔热情地进行教学工作,改善教学效果而努力。还需要教师的情感、心理、审美等多方面的投入。
摘要:大学化学课程是非化学化工类专业学生继续学习化学知识的一个重要途径。在教学中,应该抓住绪论提纲挈领的作用,使学生认识化学学科在各个领域的重要性。为了提高教学效果,必须精心组织教学,将各章节的知识点串联形成一个有机整体,感受学科内容之间的关联。重视实践环节的教学,理论与实践教学相结合将知识点牢固掌握,准确吸收。
关键词:高中化学;大学无机化学;衔接方式;教学策略
一、知识点的衔接方式
1.生长式
(1)概括上升式
高中的化学教材没有完全依照知识的逻辑顺序来对知识点进行编排,而是采用了穿插进行、分散渗透的编排方式,究其根本原因,是对高中学生的认知能力以及心理发展水平的考虑。而随着年龄的增长,学生拥有了一定的分析归纳、知识整合和构建知识体系等的学习能力,因此,大学无机化学教材的编排,会将知识点系统化,对学生知识体系的建构进行引导,以促进良好知识结构的形成。而这种衔接方式就可以简称为“概括上升式”。概括上升式还拥有另外一种表现形式:大学阶段将引导学生在高中化学学习的基础上,对化学知识体系中所蕴藏的丰富、深邃的化学思想进行感悟,进而对其人生观、价值观以及世界观产生深远的影响。
(2)循序渐进式
循序渐进方式是将知识点内涵的扩展和外延为主的一种生长方式。在高中阶段,学生的认知能力、知识水平以及化学教学时数等,都对学生对物质基本属性的学习有所限制。大学无机化学教材中大量运用了这种衔接方式,因为它拥有符合学生认知、心理发展特点以及利于学生进行意义构建等优点。
(3)过程式
高中化学对化学中的许多概念和理论都做了一些介绍,但仅限于概念和理论的一些内涵、外延以及和其他概念、事物之间的相互关系,并没有揭示出这些概念与理论的形成过程。而大学无机化学教材,则将其进一步地呈现,促进学生对这些知识进行更深入的了解,对科学家的思维过程进行学习,感悟到科学是不断发展和探究的过程。而这种衔接方式就称为“过程式”衔接。
2.颠覆式
大学无机化学教材对一个知识点所阐述的内涵与外延,有时候和高中化学教材是不一样的,而这种知识点从内涵到外延发生改变的衔接方式叫做“颠覆式”。
二、高中教师的教学策略
基于大学无机化学和高中化学知识采用的种种衔接方式,高中化学教师应该认识到教学中存在一些对学生进行大学無机化学学习造成阻碍的传统教学观念或教学方法。为了更好地让学生迎接大学无机化学的学习,教师应该做以下几个改变:(1)对化学知识进行学习时,应该尽量避免绝对性的用语。因为大学无机化学与高中化学会采用颠覆式的衔接方式。学生会发现,高中所学到的知识有时候是与大学无机化学中讲述的知识是完全相反的,可能会陷入认知的困境。因此,在对化学某些知识点的学习中,可以进行适当的扩展,要做到一点而过,既不会影响到学生知识的掌握,又不会为以后造成不必要的麻烦。(2)高中化学本身是一门具有实践性的学科,教师多会强调化学实验的重要性。然而概括上升式衔接方式的运用,大学无机化学说明化学不仅是以实验为基础的归纳过程,还是以理论作为前提的推演过程。因此,高中化学教师应该在注重试验论证方法的基础上,引导学生认识理论推演。(3)高中化学教师要更加注重学生主体作用的发挥,引导学生学会自主学习,因为过程式衔接方法的使用,使得大学的无机化学更加注重学习的主动探究过程。
以上的所有衔接方式都不是孤立存在的,在一个知识点中可能有多种衔接方式的运用。教师在对这些教材进行分析时,应该做到对各种衔接方式的全面把握,不能以偏概全。
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