2.3.2 糖类 核酸 课件 2025-2026学年高二下学期化学鲁科版选择性必修3

第3节第2课时 糖类 核酸 选择性必修3 第2章官能团与有机化学反应 烃的衍生物 一、生活中的糖类 葡萄糖 蔗糖 麦芽糖 C6H12O6 C12H22O11 C12H22O11 淀粉 纤维素 (C6H10O5)n (C6H10O5)n 甜味 无甜味 【思考】1、糖类物质都有甜味吗？有甜味的一定是糖吗 不是，纤维素、淀粉是糖类，但没有甜味， 相反木糖醇、甘油、糖精等有甜味但不属于糖。 非糖类甜味剂 糖精，化学合成甜味剂，甜度为蔗糖的300倍到500倍，无营养。 阿斯巴甜，化学合成甜味剂，甜度一般约为蔗糖的200倍。 木糖醇，天然植物甜味剂 ，其甜度可达到蔗糖的1.2倍。 甜蜜素，化学合成甜味剂，甜度是蔗糖的30～40倍，摄入过量对人体的肝脏和神经系统造成危害。 CO SO2 N Na 一、生活中的糖类 2、糖类过去为什么叫碳水化合物？ ①当时发现的糖类都是由C、H、O三种元素组成； ②当时发现的糖分子中H、O个数之比恰好是2：1； ③当时发现的糖类的分子式都遵循Cn(H2O)m这个通式。 3、为什么现在碳水化合物这个名称不能反映糖类的组成和结构特征？ 糖类 碳水化合物 甜味物质 糖类 符合通式Cm(H2O)n的不一定是糖类，属于糖类的物质不一定符合这通式。 ①分子中，O和H原子并不是以水的形式存在； ②有些分子中，H和O的个数比并不是2:1，如脱氧核糖C5H10O4 、鼠李糖C6H12O5 ③有些符合Cn(H2O)m通式的物质并不属于糖类，如甲醛CH2O、乙酸、甲酸甲酯。 一、生活中的糖类 1、定义：从分子结构上看，糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。 2、组成：糖类是绿色植物光合作用的产物，是生命活动的主要能量来源。 一般含碳、氢、氧三种元素。 （天然高分子化合物） (1)单糖（不能水解成更简单的糖）:葡萄糖、果糖、半乳糖、山梨糖， (2) 二糖(1mol 水解产生 2 mol 单糖) :蔗糖、麦芽糖、纤维二糖和乳糖， (3)多糖(1 mol 水解产生许多摩单糖):淀粉、纤维素 3、分类：根据能否水解以及水解后的的产物划分。 同分异构体 同分异构体 不是同分异构体 二、糖的定义与分类 3、分类：(1)根据能否水解以及水解后的的产物划分。 二糖/低聚糖 单糖 多糖 水解 缩合 水解 缩聚 水解 缩合 （2~10） （ >10） (2)根据是否有还原性 ①还原性糖：能发生银镜反应的糖 ②非还原性糖：不能发生银镜反应的糖 如:葡萄糖、果糖、麦芽糖 如:蔗糖、淀粉、纤维素 二、糖的定义与分类 【思考】常见的单糖有葡萄糖和果糖，从结构、性质等方面分析存在怎样的区别与联系？ 葡萄糖 果糖 分子式 结构式 类别 还原性 色、态 味道 溶解性 无色晶体 无色晶体，不易结晶， 通常为黏稠性液体， 有甜味（分布最广的单糖） 最甜的单糖 易溶于水，稍溶于乙醇，不溶于乙醚 易溶于水、乙醇、乙醚 C6H12O6 C6H12O6 还原性 还原性 多羟基醛糖 多羟基酮糖 同分异构体 三、单糖的性质 【思考】结合所学知识，尝试分析葡萄糖可能具有哪些化学性质？ 1.醛的性质 a.与银氨溶液 CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2OH △ b.与新制Cu(OH)2 CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOH CH2OH(CHOH)4COONa+ Cu2O↓+3H2O △ c.使溴水和酸性KMnO4溶液褪色 d.与氢气加成 CH2OH(CHOH)4COONH4+H2O+2Ag↓+3NH3 医学用于检验尿糖 三、单糖的性质 多羟基化合物能和氢氧化铜生成绛蓝色的溶液 三、单糖的性质 （一）葡萄糖 2.醇的性质 a.与活泼金属反应： b.催化氧化反应： c.酯化反应： d.分子间脱水 e.消去反应 f.与氢卤酸取代 写出与乙酸发生酯化反应的产物？ 1mol葡萄糖和金属钠反应产生多少氢气？ + CHO (CHOOCCH 3) 4 CH2OOCCH3 H2O + CH3COOH CHO (CHOH )4 CH2OH 5 5 浓H2SO4 △ 三、单糖的性质 （一）葡萄糖 3.其他 ①生理氧化反应 C6H12O6(s)+6O2(g) 6CO2(g)+6H2O(l) 应用：静脉注射葡萄糖迅速补充营养 ④发酵生成酒精： C6H12O6 2C2H5OH +2CO2 酒化酶 4.用途 ①生活上——糖类; ②工业上——制镜; ③医药上——迅速补充营养、制葡萄糖酸钙等。 三、单糖的性质 【资料卡片】葡萄糖的环状结构 α-D-葡萄糖 β-D-葡萄糖 葡萄糖分子中的醛基可以与分子内的羟基作用，形成两种六元环状结构。在葡萄糖水溶液中，存在着链状和环状结构葡萄糖之间的平衡，其中绝大部分葡萄糖为环状结构。很多单糖，以及寡糖和多糖中的单糖单元多以环状结构的形式存在。 半缩醛是一类同一碳上连有一个羟基，一个烷氧基和一个氢的有机化合物。 分子内羟基对醛基的亲核加成能够形成较为稳定的五元或六元环的缩醛结构，因而开链醛（0.01%）和半缩醛（主要）处于平衡状态 α还是β看的是12号碳是否在同一侧 淀粉的基本单元 纤维素的基本单元 三、单糖的性质 （二）果糖： (1)分子式：C6H12O6 (2)结构简式: CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CO-CH2OH或CH2OH-(CHOH)3-CO-CH2OH 多羟基酮 1.存在: 蜂蜜、水果中 3.化学性质: 2.组成与结构 ① 多元醇和酮的性质； ② 体内氧化； ③ 强还原性：银镜反应；与新制Cu(OH)2反应 三、单糖的性质 【拓展提升】酮糖具有酮羰基，但在碱性条件下易转化为烯二醇中间体，它可异构化为醛式，所以酮糖也易被吐伦试剂、菲林试剂氧化。（碱性条件） 【学以致用】如何区分果糖和葡萄糖？ 果糖也能被银氨溶液和新制的氢氧化铜氧化，是还原性糖 在酸性条件下，果糖不被溴水氧化，可用溴水区分葡萄糖和果糖。 三、单糖的性质 蔗糖（存在于甘蔗、甜菜） 麦芽糖（存在于发芽的谷粒和麦芽） 分子式 物理性质 是否有醛基 水解反应方程式 二者的关系 C12H22O11 C12H22O11 白色晶体，易溶于水，较难溶于乙醇，甜味仅次于果糖。 无色晶体，易溶于水，甜度约为蔗糖的1/3，是淀粉在体内消化过程的中间产物。 无（非还原性糖） 同分异构体 有（还原性糖） 【思考】如何区分蔗糖和麦芽糖？ 书写二糖、多糖水解反应方程式时，在分子式下面注明其名称 四、双糖的性质 热水浴 蔗糖溶液 银氨溶液 热水浴 无现象 热水浴 麦芽糖 溶液 银氨溶液 产生 银镜 热水浴 NaOH 中和酸 银氨溶液 热水浴 产生 银镜 蔗糖+稀硫酸 热水浴 四、双糖的性质 五、多糖的性质 淀粉 纤维素 (C6H10O5)n 无醛基 (C6H10O5)n无醛基 数目巨大的 数目巨大的 葡萄糖单元 葡萄糖单元 白色无臭无味 白色无臭无味具有纤维状结构的物质 不溶于冷水，热水糊化 不溶于水不溶于一般有机溶剂 十几万→几十万 几十万→几百万 相对分子量 物理性质 通 式 结 构 【思考】淀粉和纤维素互为同分异构体吗？淀粉纤维素是否为纯净物？ n不同，高分子化合物都是混合物，无固定熔沸点 高分子化合物 【思考】淀粉具有哪些性质？酿酒过程怎样发生？ (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 淀粉 葡萄糖 H+ △ C6H12O6 2CH3CH2OH＋2CO2 酒曲酶 葡萄糖 应用：制葡萄糖、酿酒、酿制食醋 ①淀粉遇碘变蓝（用于淀粉检验） ②在酸性条件下水解 五、多糖的性质 ★【思考】如何设计实验证明淀粉的水解已经开始？如何证明淀粉的水解已经完全？如何证明水解没有发生？ 【现象和结论】 情况 现象A 现象B 结论 ① 溶液变蓝 未产生银镜或未出现砖红色沉淀 淀粉未水解 ② 溶液变蓝 产生银镜或出现砖红色沉淀 淀粉部分水解 ③ 溶液不变蓝 产生银镜或出现砖红色沉淀 淀粉完全水解 五、多糖的性质 【思考】纤维素具有哪些性质？ ①在酸性条件下水解 （比淀粉难） (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 纤维素 葡萄糖 H+ △ ②和硝酸发生酯化 浓H2SO4 纤维素硝酸酯或纤维素三硝酸酯（硝化纤维） 五、多糖的性质 种类 代表物及分子式 分子结构特征 能否发生银镜反应 单糖 葡萄糖 果糖 二糖 蔗糖 麦芽糖 多糖 淀粉 纤维素 √ × √ × × 多羟基、醛基 无醛基 醛基 无醛基 无醛基 多羟基、羰基 √ 【各种糖的对比】 天然的核酸 绝大多数生物体的遗传物质 少数生物体的遗传物质 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA) 主要分布在细胞核中 主要分布在细胞质中 1.分类 核 酸 核糖与脱氧核糖分别是生物体的遗传物质核糖核酸(RNA)与脱氧核糖核酸(DNA)的重要组成部分。 它们都是含有5个碳原子的单糖——戊糖。 二者都含有醛基，均属于醛糖，均具有还原性，属于还原糖 2. 核糖与脱氧核糖 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 核 酸 3. 核苷酸 碱 基 磷酸 核糖 A：腺嘌呤 G：鸟嘌呤 U：尿嘧啶 C：胞嘧啶 核糖核苷酸 碱 基 磷酸 脱氧 核糖 A：腺嘌呤 G：鸟嘌呤 T：胸腺嘧啶 C：胞嘧啶 脱氧核糖核苷酸 【辨析】核苷、核苷酸 核 酸 4.核酸 (1)核酸的元素组成：C、H、O、N、P 。 (2)核酸的基本组成单位——核苷酸 核酸 核糖核酸 （RNA） 脱氧核糖核酸 （DNA） 水解 核苷酸 是核酸的基本单元，核苷酸一个接一个形成的聚核苷酸链就是核酸 缩聚 磷酸 水解 核苷 O HO-P-OH OH = 水解 戊糖 碱基 核糖 脱氧核糖 A、G、C、U A、G、C、T 鸟嘌呤(G) 腺嘌呤(A) 胞嘧啶(C) 胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶(U) 缩合 缩合 核 酸 －H2O －H2O －H2O 碱基互补配对 平行盘绕 DNA双螺旋 DNA单链 5．DNA分子的形成过程 核 酸 6．DNA的双螺旋结构特点 (1)每条链中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，碱基排列在内侧。 (2)两条链上的碱基通过氢键作用，腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对，鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对，结合成碱基对，遵循碱基互补配对原则。如下图所示是碱基互补配对时形成氢键的示意图，图中的虚线表示氢键。 核 酸 两条DNA长链通过氢键作用结合成双链结构。 7．碱基互补配对 G与C配对能形成三个氢键，A与T配对能形成两个氢键，这样形成的氢键数目最多、结构最稳定。 核 酸 $