6-3 多糖 同步练习 《化学（医药卫生类）》同步教学 高教版

专题六 糖类 第三节 多糖 同步作业 一、基础题（共60分） （一）选择题（每题3分，共30分） 1. 下列关于多糖的说法，正确的是（ ） A. 多糖是由多个单糖分子通过糖苷键连接形成的高分子化合物 B. 多糖的通式为(C₆H₁₀O₅)ₙ（n≥2），所有符合该通式的化合物都是多糖 C. 所有多糖都能与水以任意比例互溶，且具有甜味 D. 多糖都能发生银镜反应，属于还原性糖 2. 淀粉的结构特点是（ ） A. 仅由α-葡萄糖通过α-1,4-糖苷键连接形成 B. 由α-葡萄糖通过α-1,4-糖苷键和α-1,6-糖苷键连接形成，分为直链淀粉和支链淀粉 C. 由β-葡萄糖通过β-1,4-糖苷键连接形成 D. 由葡萄糖和果糖通过糖苷键连接形成 3. 下列多糖中，不能发生水解反应的是（ ） A. 淀粉 B. 纤维素 C. 糖原 D. 葡萄糖 4. 淀粉水解的最终产物是（ ） A. 麦芽糖 B. 葡萄糖 C. 果糖 D. 蔗糖 5. 下列关于纤维素的说法，错误的是（ ） A. 是植物细胞壁的主要成分，广泛存在于棉花、木材中 B. 由β-葡萄糖通过β-1,4-糖苷键连接形成 C. 能被人体消化吸收，提供能量 D. 难溶于水，不具有甜味 6. 鉴别淀粉和纤维素的实验方法是（ ） A. 加入碘水，变蓝的是淀粉 B. 加入银氨溶液，能发生银镜反应的是淀粉 C. 加入水，能溶解的是纤维素 D. 闻气味，有甜味的是淀粉 7. 糖原的主要存在部位是（ ） A. 植物细胞中 B. 动物肝脏和肌肉细胞中 C. 细菌细胞中 D. 真菌细胞中 8. 下列多糖中，具有还原性的是（ ） A. 淀粉 B. 纤维素 C. 糖原 D. 以上都不具有 9. 淀粉水解实验中，检验水解是否完全的方法是（ ） A. 加入新制氢氧化铜悬浊液，加热生成砖红色沉淀 B. 加入银氨溶液，水浴加热生成银镜 C. 加入碘水，若不变蓝，说明水解完全 D. 加入酚酞试液，若不变色，说明水解完全 10. 医药领域中，淀粉的主要用途不包括（ ） A. 作为药物制剂的填充剂、崩解剂 B. 制备葡萄糖、酒精 C. 作为甜味剂 D. 作为胶囊壳的原料 （二）填空题（每空2分，共20分） 1. 多糖是由______个单糖分子通过______连接形成的高分子化合物，能水解生成______，常见的多糖有______、______、______。 2. 淀粉的分子式为______，分为______和______，其中______能溶于热水，______不溶于水但能吸水膨胀。 3. 纤维素的分子式为______，其结构中含大量______，因此能与浓硝酸发生酯化反应生成硝酸纤维素（火棉）。 4. 糖原又称______，其结构与______相似，是动物体内储存能量的主要多糖。 5. 多糖的化学性质主要有______，由于分子中______，因此大多数多糖不具有还原性。 （三）判断题（每题1分，共10分） 1. 多糖的相对分子质量很大，属于高分子化合物，因此具有胶体的性质。（ ） 2. 淀粉和纤维素的分子式相同，因此它们的化学性质完全相同。（ ） 3. 淀粉能被人体消化吸收，而纤维素不能，因为人体内缺乏分解β-1,4-糖苷键的酶。（ ） 4. 多糖都不能发生银镜反应，因为它们的分子中无游离的醛基。（ ） 5. 淀粉水解时，先生成麦芽糖，再进一步水解生成葡萄糖。（ ） 6. 糖原的水解产物是葡萄糖，可用于补充动物体内的能量。（ ） 7. 纤维素能与氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀，体现其还原性。（ ） 8. 淀粉在淀粉酶的催化下能水解生成葡萄糖，该反应在人体内也能发生。（ ） 9. 多糖的水解反应是逐步进行的，不能一步水解为单糖。（ ） 10. 医药用淀粉需经过纯化处理，确保无杂质，符合药用标准。（ ） 二、提升题（共40分） （一）简答题（每题10分，共20分） 1. 简述多糖的定义、分类及结构特点，举例说明淀粉、纤维素、糖原的结构差异（写出核心结构特征），对比三者的异同点，解释淀粉和纤维素虽然组成相同但性质差异较大的原因。 2. 以淀粉为例，写出其2个典型化学方程式（水解反应、酯化反应），说明反应条件、产物及反应现象，分析这些反应在日常生活或医药领域的应用。 （二）综合分析题（每题10分，共20分） 1. 完成下列问题： ① 写出淀粉完全水解的化学方程式 ② 写出纤维素与浓硝酸、浓硫酸混合液发生酯化反应生成硝酸纤维素的化学方程式（用通式表示） ③ 说明多糖水解反应的特点及影响水解速率的因素（至少写出3点） ④ 如何检验淀粉水解产物中含有葡萄糖？（写出实验步骤、现象及结论） 2. 某未知多糖样品A，进行如下实验：① 常温下为白色粉末，难溶于水，无甜味；② 加入碘水后，溶液变为蓝色；③ 与稀硫酸共热2小时后，冷却，加入氢氧化钠溶液中和至碱性；④ 向中和后的溶液中加入新制氢氧化铜悬浊液，加热生成砖红色沉淀；⑤ 不能被人体消化吸收，但能促进肠道蠕动。推断样品A的名称及结构特点，写出实验②（显色反应）、④（水解后反应）的相关解释或化学方程式，说明推断依据（结合多糖的结构与化学性质），并说明该多糖在医药领域的一种应用。 参考答案 一、基础题 （一）选择题 1.A 2.B 3.D 4.B 5.C 6.A 7.B 8.D 9.C 10.C （二）填空题 1. 多个（或n≥10）；糖苷键；多个单糖分子；淀粉；纤维素；糖原 2. (C₆H₁₀O₅)ₙ；直链淀粉；支链淀粉；直链淀粉；支链淀粉 3. (C₆H₁₀O₅)ₙ；羟基（-OH） 4. 动物淀粉；支链淀粉 5. 水解反应；无游离的醛基或酮基 （三）判断题 1.√ 2.× 3.√ 4.√ 5.√ 6.√ 7.× 8.√ 9.√ 10.√ 二、提升题 （一）简答题 1. 答案 （1）定义、分类及结构特点 ① 定义：多糖是由10个以上单糖分子通过糖苷键脱水连接形成的高分子化合物，是自然界中含量最丰富的糖类。 ② 分类： 植物多糖（如淀粉、纤维素）； 动物多糖（如糖原）； 微生物多糖（如灵芝多糖）。 ③ 结构特点：以单糖为基本单位，通过特定糖苷键连接形成线性或支链结构，相对分子质量大（几万至几十万），分子中无游离的醛基或酮基（少数例外）。 （2）结构差异举例 ① 淀粉：由α-葡萄糖组成，含α-1,4-糖苷键（直链淀粉）和α-1,6-糖苷键（支链淀粉，分支点），核心结构：直链淀粉为Glc-α-1,4-Glc（线性），支链淀粉为Glc-α-1,4-Glc（主链）+ Glc-α-1,6-Glc（分支）； ② 纤维素：由β-葡萄糖组成，仅含β-1,4-糖苷键，线性结构，核心结构：Glc-β-1,4-Glc（线性，分子间形成氢键）； ③ 糖原：由α-葡萄糖组成，含α-1,4-糖苷键（主链）和α-1,6-糖苷键（分支点），分支比支链淀粉更密集，核心结构与支链淀粉相似但分支更多。 （3）淀粉、纤维素、糖原的异同点 对比角度 淀粉 纤维素 糖原 组成 α-葡萄糖 β-葡萄糖 α-葡萄糖 结构 直链+支链（α-1,4、α-1,6糖苷键） 线性（β-1,4糖苷键） 高度支链（α-1,4、α-1,6糖苷键） 性质 能溶于热水（直链），遇碘变蓝，能水解 难溶于水，不遇碘变蓝，能水解（需强酸） 能溶于水，不遇碘变蓝，能水解 用途 药用填充剂、制备葡萄糖、食品原料 制备硝酸纤维素、造纸、膳食纤维 动物能量储存、医药辅料 （4）淀粉和纤维素性质差异的原因 两者的组成均为葡萄糖，但糖苷键类型不同：淀粉中是α-1,4-糖苷键，纤维素中是β-1,4-糖苷键； 糖苷键类型的差异导致分子空间结构不同：纤维素为线性结构，分子间通过氢键形成致密的纤维状结晶，难溶于水，且人体内缺乏分解β-1,4-糖苷键的酶，不能被消化吸收； 淀粉中直链淀粉为螺旋结构，支链淀粉有分支，直链淀粉能溶于热水，且人体内有淀粉酶（分解α-1,4-糖苷键），能被消化吸收。 2. 答案 （1）淀粉的典型反应及化学方程式 ① 完全水解反应 反应方程式：(C₆H₁₀O₅)ₙ（淀粉）+ nH₂O=nC₆H₁₂O₆（葡萄糖） 反应条件：稀硫酸催化（或淀粉酶催化）、加热；产物：葡萄糖；反应现象：淀粉悬浊液逐渐变澄清，水解后加碱中和可发生银镜反应。 应用：工业制备葡萄糖（用于食品、医药），葡萄糖可进一步发酵制备酒精（医药溶剂），淀粉在人体内水解为葡萄糖，补充能量。 ② 酯化反应（与硝酸反应） 反应方程式：(C₆H₁₀O₅)ₙ（淀粉）+ 3nHNO₃ =[C₆H₇O₂(ONO₂)₃]ₙ（硝酸纤维素）+ 3nH₂O 反应条件：浓硫酸催化（脱水剂）、低温；产物：硝酸纤维素（火棉或胶棉）；反应现象：白色粉末变为淡黄色固体，具有可燃性。 应用：火棉用于制备炸药（工业用途），胶棉用于制备珂罗酊（医药中用于伤口敷料、胶囊壳涂层），也可用于制备电影胶片。 （2）应用总结 淀粉在医药领域是重要的药用辅料，用作片剂的填充剂（增加片剂重量和体积）、崩解剂（促进片剂在体内溶解）；水解产物葡萄糖用于制备葡萄糖注射液，补充能量和水分；酯化产物硝酸纤维素用于制备药用敷料，具有抗菌、透气作用。 （二）综合分析题 1. 答案 ① 淀粉完全水解化学方程式： (C₆H₁₀O₅)ₙ（淀粉）+ nH₂O =nC₆H₁₂O₆（葡萄糖） ② 纤维素酯化反应化学方程式（通式）： (C₆H₁₀O₅)ₙ（纤维素）+ 3nHNO₃ = [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]ₙ（硝酸纤维素）+ 3nH₂O ③ 多糖水解反应的特点及影响因素： 特点：逐步水解（多糖→低聚糖→二糖→单糖），反应速率较慢，需催化剂，属于可逆反应； 影响因素：① 催化剂（稀硫酸、盐酸、酶等，酶催化具有特异性）；② 温度（加热加快反应速率，酶催化需适宜温度37~40℃）；③ 多糖的结构（支链多糖比线性多糖水解快，如糖原水解速率大于纤维素）；④ 反应物浓度（淀粉悬浊液浓度过高会降低水解速率）。 ④ 检验淀粉水解产物中含葡萄糖的实验步骤、现象及结论： 实验步骤：取少量淀粉水解液于试管中，加入过量氢氧化钠溶液中和至碱性（中和稀硫酸，避免影响后续反应）；向试管中加入新制氢氧化铜悬浊液，振荡均匀；将试管放入水浴中加热5~10分钟，观察现象。 实验现象：生成砖红色沉淀。 实验结论：淀粉水解产物中含有葡萄糖（还原性糖）。 2. 答案 （1）推断结果 样品A的名称：纤维素； 结构特点：由β-葡萄糖通过β-1,4-糖苷键连接形成的线性高分子化合物，分子中无游离的醛基，含大量羟基，分子间通过氢键形成纤维状结构。 （2）推断依据 ① 白色粉末、难溶于水、无甜味：符合纤维素的物理性质，排除淀粉（直链淀粉能溶于热水）、糖原（能溶于水）； ② 加入碘水不变蓝：排除淀粉（淀粉遇碘变蓝），确认不是淀粉类多糖； ③ 稀硫酸加热水解后，中和至碱性能与新制Cu(OH)₂生成砖红色沉淀：说明水解产物含葡萄糖（还原性糖），符合纤维素的水解性质； ④ 不能被人体消化吸收，但能促进肠道蠕动：纤维素人体内无法消化，是膳食纤维的主要成分，符合该性质。 （3）相关解释及化学方程式 ① 实验②显色反应：纤维素分子中无淀粉的螺旋结构，不能与碘形成蓝色包合物，因此加入碘水后溶液不变蓝。 ② 实验④水解后反应： 首先是纤维素水解：(C₆H₁₀O₅)ₙ（纤维素）+ nH₂O=nC₆H₁₂O₆（葡萄糖） 然后是葡萄糖与新制Cu(OH)₂反应： CH₂OH(CHOH)₄CHO + 2Cu(OH)₂ + NaOH =CH₂OH(CHOH)₄COONa + Cu₂O↓ + 3H₂O 反应现象：生成砖红色沉淀。 （4）医药领域应用 纤维素在医药领域中用作药用辅料，如制备缓释制剂的骨架材料（控制药物释放速率）；作为膳食纤维补充剂，促进肠道蠕动，预防便秘；也可用于制备药用活性炭（吸附肠道内毒素），或用于制备伤口敷料（透气、吸液）。 学科网（北京）股份有限公司 $