4.1 糖类 课件 -2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

第四章　生物大分子 第一节 糖类 人教版选择性必修2 生物大分子：生物体内分子量较大的有机分子，如淀粉、纤维素、蛋白质、核酸等。每个生物大分子内有几千到几十万个原子，分子量从几万到几百万以上。 注意：油脂不是生物大分子。 导入 你知道什么是碳水化合物吗？在自然界中分布广泛糖类是一类重要的有机化合物，日常食用的蔗糖、粮食中的淀粉、植物茎叶中的纤维素，糖类在生命活动中起人体血液中的葡萄糖等均属于糖类。着重要作用，是生物体所需能量的主要来源，也是重要的能量储存物质，如植物体内的淀粉和动物体内的糖原类还是很多生物体的结构成分，如植物细胞壁的主要成纤维素。那么这一节课，我们就学习有关糖类的一些知识。 日常食用的蔗糖 粮食中的淀粉 植物茎叶中的纤维素 人体血液中的葡萄糖 学习目标 1.认识糖类的组成和分类,能列举典型糖类物质,能说明单糖、二糖和多糖的区别与联系。知道糖类在食品加工和生物质能源开发上的应用，发展“科学态度与社会责任”学科核心素养。 2.了解葡萄糖的结构特点、主要性质与应用。通过实验探究葡萄糖的化学性质、蔗糖的水解,发展“科学探究与创新意识”学科核心素养。（重点） 3.了解淀粉、纤维素及其与葡萄糖的关系,能描述淀粉、纤维素的典型性质。（重点） 一、糖类的概念组成和分类 脱水缩合物 俗称碳水化合物 [微点拨]　 符合Cm(H2O)n的物质不一定为糖类，如乙酸(C2H4O2)； 同理，糖类不一定均符合Cm(H2O)n，如脱氧核糖(C5H10O4)； 糖不一定都有甜味如纤维素，有甜味的也不一定是糖如木糖醇。 植物体内 动物体内 缩合一般指两个或更多的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．葡萄糖 (1)存在： (2)物理性质： (3)分子组成与结构 葡萄糖是自然界分布最广的单糖，如存在于水果、蜂蜜、种子等中，以及动物 的血液、淋巴液中。 葡萄糖是易溶于水的无色晶体，熔点低，有甜味(不如蔗糖甜)。 分子式： 最简式： 结构简式： 官能团： C6H12O6 CH2O -OH与-CHO (4)化学性质：兼具醛与醇的化学性质 二、单糖 （4）葡萄糖的化学性质 ①加成反应 ②氧化反应：使溴水，酸性高锰酸钾溶液褪色； 银镜反应，与新制氢氧化铜反应 ①官能团：-CHO 试管内壁出现光亮的银镜 出现砖红色沉淀 （4）葡萄糖的化学性质 ②官能团：-OH 与Na置换 取代反应（酯化反应、与HX反应、分子间脱水成醚） 消去反应 氧化反应（使高锰酸钾褪色） ④发酵成酒精： ③ 生理氧化： C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O 提供维持生命活动所需要的能量 C6H12O6 2CO2↑ + 2C2H5OH 酒化酶 ①一种重要的营养物质 ——动物需要的能量来源 体弱和低血糖患者可利用静脉注射葡萄糖溶液的方式来迅速补充营养。 ②糖果制造业 ⑸用途 ③制镜业 ④制药工业 ⑤制酒工业 2．果糖 (1)存在与性质： (2)结构与类别：果糖的分子式为 ，是葡萄糖的 ，是一种多羟基酮，属于 糖，其结构简式为 。 酮 C6H12O6 同分异构体 果糖在水果和蜂蜜中含量较高，比蔗糖的甜度高；纯净的果糖为易溶于水的无色晶体，吸湿性强。 注意：果糖也是还原性糖，可与氢氧化铜反应。 可用溴水鉴别葡萄糖与果糖。 3．核糖与脱氧核糖 名称 核糖 脱氧核糖 结构 应用 核糖核酸(RNA)的重要组成部分 脱氧核糖核酸(DNA)的重要组成部分 共同特点 都是含有5个碳原子的单糖——戊糖，都是生物体的遗传物质的重要组成部分 二、单糖  资料卡片 糖类分子与手性 最简单的醛糖是丙醛糖，又称甘油醛，其结构简式为： 。 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。 自然界存在的葡萄糖和果糖都具有D构型。 L-甘油醛 D-甘油醛 二、单糖 二、单糖 二、单糖 单糖 三、二糖 1．蔗糖和麦芽糖的比较 类别 蔗糖 麦芽糖 存在 在 中含量最为丰富 主要存在于 中 分子式 ___________ __________ 物理性质 晶体，易溶于水，有甜味 无色晶体，易溶于水，有甜味，甜度比蔗糖____ 水解反应 在酸或酶的条件下，均能发生水解反应 联系 从结构和组成上看，蔗糖和麦芽糖互为同分异构体 甘蔗、甜菜 发芽的谷粒和麦芽 C12H22O11 C12H22O11 无色 低 C12H22O11+H2O 2C6H12O6 麦芽糖 葡萄糖 如何检验糖类能否发生水解？ 欲要检验糖类水解产物中的葡萄糖，必须先加入NaOH溶液中和其中的酸，再加入银氨溶液或新制的Cu(OH)2进行检验。 糖类水解产物中含葡萄糖，故糖类水解的检验实质是检验葡萄糖。 2.实验探究蔗糖和麦芽糖是否属于还原糖 实验内容 实验现象 实验结论 在盛有新制的Cu(OH)2的试管中加入蔗糖溶液，加热 在盛有新制的Cu(OH)2的试管中，加入麦芽糖溶液，加热 无明显现象 蔗糖为非还原糖 有砖红色沉淀生成 麦芽糖为还原糖 小结：是否属于还原糖的检验 还原糖有较强的还原性，能被银氨溶液或新制的Cu(OH)2氧化。若某糖不能发生银镜反应或不与新制的Cu(OH)2反应，则该糖为非还原糖，如蔗糖。 四、多糖 淀粉和纤维素是最重要的多糖，属于 ，其分子式可以表示为 或 ，二者的n值 同，组成和结构也 。 [微点拨]　淀粉和纤维素的分子通式均为(C6H10O5)n，为天然有机高分子，由于n值不同，二者不是同分异构体，但水解的最终产物均为葡萄糖。 1．淀粉 (1)存在：淀粉是绿色植物光合作用的产物，植物储存营养物质的一种形式。 (2)结构：天然淀粉由 和 组成。 天然有机高分子 (C6H10O5)n [C6H7O2(OH)3]n 不 不同 直链淀粉 支链淀粉 直链淀粉结构 支链淀粉结构 (3)性质：白色粉末状物质，无甜味 (4)用途： ①作为食物成分：可提供有机体所需的葡萄糖。 ②作为工业原料：以淀粉或淀粉水解生成的葡萄糖等为原料，经发酵可得到燃料乙醇、食醋、白酒、味精、氨基酸、抗生素等；淀粉经酯化后可用于生产食品添加剂、表面活性剂和可降解塑料。 （5）淀粉水解程度的判断 淀粉在酸的作用下能够发生水解反应，最终生成葡萄糖。淀粉遇碘显蓝色，不能发生银镜反应；水解产物葡萄糖遇碘不能变蓝色，但能发生银镜反应。依据上述性质可判断淀粉在水溶液中是否发生了水解以及水解是否完全。 实验步骤如下： 实验 现象A 现象B 结论 1 未出现银镜 溶液变蓝色 2 出现银镜 溶液变蓝色 3 出现银镜 溶液不变蓝色 淀粉尚未水解 淀粉部分水解 淀粉完全水解 2.纤维素 (1)存在：自然界中分布最广泛的一种多糖，参与构成了植物的细胞壁。 白色纤维状，没有甜味，不溶于水，也不溶于一般的有机溶剂。 (2)物理性质： 【实验4-2】 在试管中放入脱脂棉，加入几滴蒸馏水和几滴浓硫酸，搅拌成糊状，加入过量NaOH溶液中和至碱性，再滴加3滴5%CuSO4溶液，加热。 实验现象：出现砖红色沉淀 实验结论：纤维素水解后产物有还原性，最终产生葡萄糖。 ①非还原性糖 (3)化学性质 ②水解反应： ③酯化反应： 纤维素+浓硝酸→纤维素硝酸酯(硝酸纤维) 含氮最高的硝化纤维俗称火棉，它是一种烈性炸药 纤维素+醋酸→纤维素乙酸酯(醋酸纤维) 常用于生产塑料、过滤膜、胶片等 用于生产火药、塑料和涂料等 (4)用途： 用途 说明 纺织工业 棉和麻的纤维大量用于纺织工业 造纸工业 木材、秸秆等是造纸的原料 制造纤维素硝酸酯 纤维素硝酸酯极易燃烧，可用于生产火药、塑料和涂料等 制造纤维素乙酸酯 纤维素乙酸酯不易燃烧，用于生产塑料、过滤膜、胶片等 制造黏胶纤维 黏胶纤维是用木材、秸秆等富含纤维素的物质经化学处理后，通过纺丝而制成的再生纤维。黏胶纤维中的长纤维一般称为人造丝，短纤维称为人造棉，都可用于纺织工业 四、多糖  资料卡片  科学技术社会 甲壳质（教材107页） 纤维素与燃料乙醇（教材107页） 【阅读】 四、多糖 四、多糖 四、多糖 四、多糖 二、单糖 二、单糖 二、单糖 二、单糖 多糖 [活动·探究] 1．某学生进行蔗糖水解的实验，并检验水解产物中是否含有葡萄糖，他的操作如下： ①取少量蔗糖加适量水配成溶液；②在蔗糖溶液中加入3～5滴稀硫酸；③将混合液煮沸几分钟，冷却；④在冷却后的溶液中加入银氨溶液，水浴加热。 实验结果是没有银镜产生，其最可能的原因是________(填字母)。 A．蔗糖尚未水解 B．加热时间不够 C．在煮沸后的溶液中没有加碱中和其中的酸 D．蔗糖水解的产物中没有葡萄糖 2．为检验淀粉水解的情况，进行如图所示的实验，试管甲和丙均用60～80 ℃的水浴加热5～6 min，试管乙不加热。待试管甲中的溶液冷却后再进行后续实验。 实验1：取少量甲中溶液，加入新制的氢氧化铜，加热，没有砖红色沉淀出现。 实验2：取少量乙中溶液，滴加几滴碘水，溶液变为蓝色，但取少量甲中溶液做此实验时，溶液不变蓝色。 实验3：取少量丙中溶液加入NaOH溶液调节至碱性，再滴加碘水，溶液颜色无明显变化。 (1)设计甲和乙是为了探究________对淀粉水解的影响，设计甲和丙是为了探究__________对淀粉水解的影响。 (2)实验1中没有砖红色沉淀出现的原因是__________________________________。 (3)下列结论合理的是________(填字母)。 a．淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行 b．欲检验淀粉是否完全水解，最好取冷却后的水解液直接加碘 c．欲检验淀粉的水解产物具有还原性，应先在水解液中加入氢氧化钠中和稀硫酸至溶液呈碱性，再加入新制的氢氧化铜并加热 d．若用唾液代替稀硫酸，则实验1中可能出现预期的现象 提示：(1)温度　催化剂　(2)没有加入碱中和作为催化剂的稀硫酸　(3)abcd $$