4.1.2 二糖 多糖-【核心素养新教学】2025-2026学年高二化学同步优质教学课件（人教版选择性必修3）

高中化学人教版（2019）选择性必修3 第2课时 二糖 多糖 第四章 生物大分子 第一节 糖类 学习重难点 素养目标 1.认识常见糖类代表物的组成、结构和典型性质，能够说明单糖、二糖和多糖的区别与联系。 2.了解葡萄糖的结构特点和主要性质，能通过实验探究认识葡萄糖的化学性质。深化对多官能团有机化合物中羟基和醛基性质的认识。 3.能描述淀粉和纤维素的典型性质。 4.知道糖类物质在食品加工和生物质能源等方面的应用。 重点 二糖和多糖的结构特点，尤其是二糖中蔗糖和麦芽糖、多糖中淀粉和纤维素的结构差异，以及这些结构与性质的关系。 二糖和多糖的水解反应，包括水解的条件、产物的检验，以及水解反应方程式的书写。 淀粉和纤维素的特性，如淀粉遇碘变蓝的特征反应，纤维素在日常生活和工业生产中的重要应用。 难点 理解二糖和多糖的复杂结构，特别是多糖中淀粉和纤维素的链状和网状结构，以及它们在空间上的构象，这需要学生具备较强的空间想象能力。 从化学键断裂与形成的角度，深入理解二糖和多糖的水解反应机理，以及不同条件下（如酸、酶催化）水解反应的差异。。 在我们的一日三餐中，主食占据了重要地位。像米饭、馒头、面条，这些食物富含大量的淀粉，为我们提供了日常活动所需的能量。而大家在冲泡咖啡时加入的方糖，或者制作甜点时用到的白砂糖，它们的主要成分是蔗糖，属于二糖。我们每天都在接触二糖和多糖，可你们知道为什么米饭越嚼越甜吗？为什么吃了富含淀粉的食物能让我们充满活力？这些看似平常的现象背后，隐藏着二糖和多糖的神奇奥秘。 【学习任务1】二糖 1.蔗糖与麦芽糖的存在、组成、物理性质及用途 蔗糖：无色晶体，易溶于水，熔点186℃，较难溶于乙醇，甜味仅次于果糖 麦芽糖：无色晶体，易溶于水，有甜味，但甜味不如蔗糖。 名称 存在 常见物质 分子式 用途 蔗糖 大多数植物体中(甜菜、甘蔗中含量最高) 红糖、白糖 C12H22O11 甜味食品 麦芽糖 发芽的谷粒和麦芽中 饴糖 C12H22O11 甜味食品 2.蔗糖和麦芽糖的化学性质 （1）水解反应 + H2O 酸或酶 C6H12O6 + C6H12O6 葡萄糖 蔗糖 C12H22O11 果糖 + H2O 酸或酶 2C6H12O6 葡萄糖 麦芽糖 C12H22O11 蔗糖、麦芽糖都能在酸或酶的作用下发生水解反应： 【问题】葡萄糖属于还原糖，蔗糖和麦芽糖是否属于还原糖？ 实验内容 实验现象 结论 无明显现象 蔗糖_______还原糖 不属于 出现砖红色沉淀 试管内生成光亮银镜 麦芽糖_______还原糖 属于 2.蔗糖和麦芽糖的化学性质 实验步骤：在试管中加入1 mL 10%蔗糖溶液和5滴10% H2SO4溶液，加热煮沸。再加入10% NaOH溶液至溶液呈碱性，加入新制备的Cu(OH)2,，加热，观察现象。 实验现象：出现砖红色沉淀。 实验结论：蔗糖水解产物具有还原性。 保证糖类还原性实验成功的注意事项： 1.蔗糖的水解实验需要用水浴加热； 2.检验蔗糖的水解产物是否具有还原性时，一定要先加NaOH溶液中和作催化剂的稀硫酸至溶液呈碱性后，再加新制的Cu(OH)2，否则实验会失败。 【资料卡片】 乳糖 乳糖也是一种常见的二糖，主要存在于哺乳动物的乳汁中，可用于婴儿食品、糖果、药物等的生产。乳糖经发酵产生的乳酸是酸奶酸味的主要来源。部分人群由于肠道内缺乏乳糖酶导致乳糖消化吸收障碍，饮用牛奶后容易出现腹胀、腹泻等乳糖不耐受的症状。 3.甜味剂 甜味剂是能赋予食物甜味的食品添加剂。按其营养价值可分为营养性甜味剂和非营养性甜味剂，按其来源可分为天然甜味剂和合成甜味剂。天然甜味剂有木糖醇、甜菊糖苷、甘草等，合成甜味剂有阿斯巴甜、糖精钠等。 一些甜味剂的甜度可以达到蔗糖的百倍以上，且代谢产生的热量低，不易使人发生龋齿，成本低廉，在现代食品工业中得到了广泛的应用。由于甜味剂可能对人体健康产生影响，需要对其进行全面的安全评估，其使用范围和用量也有一定限制。 1．下列关于二糖的说法中不正确的是 (　 　) A.蔗糖与麦芽糖互为同分异构体 B.蔗糖与麦芽糖的分子式都是C12H22O11 C.蔗糖与麦芽糖的水解产物完全相同 D.麦芽糖能发生银镜反应，蔗糖不能发生银镜反应 C 1.某同学向蔗糖溶液中滴加几滴稀硫酸，加热几分钟，然后加入银氨溶液，水浴加热，不能发生银镜反应，请分析该同学失误之处。 提示　银镜反应要在碱性条件下进行，故应先在蔗糖水解液中加入碱性溶液中和作催化剂的稀硫酸。 课时精练 2．下列关于蔗糖属于非还原糖，而其水解产物具有还原性的实验方案的说法中正确的是 (　　 ) D A.验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序：④③ B.验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序：④②⑤ C.验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①④⑤ D.验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①④⑤ 课时精练 1.淀粉和纤维素的组成结构及存在 淀粉 纤维素 分子式 结构单元 n值 相对分子质量 所属类别 形成 存在 (C6H10O5)n (C6H10O5)n n值不同，二者不互为同分异构体 葡萄糖单元 葡萄糖单元 几百到几千 几千 几万到几十万 几十万到几百万 多糖、天然有机高分子、混合物 绿色植物在不同酶的存在下光合作用的产物 在种子、块根和块茎中含量丰富，谷类和薯类含淀粉较多 构成植物细胞壁的基础物质，一切植物中均含有纤维素 【学习任务2】多糖 淀粉和纤维素由大量葡萄糖单元相互连接组成的，属于天然有机高分子，淀粉的相对分子质量可达到几十万，纤维素可达到几百万。 淀粉和纤维素的分子式可以表示为(C6H10O5)n，其中的葡萄糖单元中一般仍有三个羟基，所以也可表示为[C6H7O2(OH)3]n。因为n值不同，故二者不互为同分异构体。 直链淀粉结构示意图 支链淀粉结构示意图 纤维素结构示意图 (1)淀粉、纤维素的组成及结构 【学习任务2】多糖 2.淀粉和纤维素的物理性质及用途 淀粉 纤维素 物理性质 用途 白色粉末，没有甜味，不溶于冷水。在热水中会部分溶解，形成胶状的淀粉糊。 白色纤维状物质，没有甜味，不溶于水，也不溶于一般的有机溶剂。 （1）淀粉是食物的一种重要成分。 （2）重要的工业原料，可生产乙醇、白酒、食醋、味精，以及氨基酸、抗生素等药物。 （3）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等。 （1）棉和麻的纤维大量用于纺织工业；木材、秸秆等是造纸的原料。（2）纤维素可以用来制造纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯和黏胶纤维等。 （3）食物中的纤维素能引起肠壁的收缩蠕动，促进消化液的分泌，有助于食物的消化和排泄。 3.淀粉和纤维素的化学性质 （1）淀粉 ①不能被银氨溶液和氢氧化铜等弱氧化剂氧化，属于非还原糖。 ②分子中存在醇羟基，可以发生酯化反应。 ③在酸或酶的作用下水解，最终生成葡萄糖。 ④淀粉遇碘变蓝，可以利用该现象检验淀粉的存在。 + nH2O 酸或酶 nC6H12O6 葡萄糖 淀粉 (C6H10O5)n 淀粉的特征反应 3.淀粉和纤维素的化学性质 实验现象：出现砖红色沉淀 实验结论：纤维素可以发生水解反应，水解反应具有还原性。 淀粉和纤维素均为非还原性糖，但其水解产物葡萄糖具有还原性。 纤维素　　　　　　　 葡萄糖 （2）纤维素 3.淀粉和纤维素的化学性质 （2）纤维素 其单糖单元中含有－OH，所以能与乙酸、硝酸等发生酯化反应。 3.淀粉和纤维素的化学性质 淀粉水解程度的判断 (1)实验原理: 判断淀粉水解的程度时，要注意检验产物中是否生成葡萄糖，同时还要确认淀粉是否水解完全。用银氨溶液会新制的Cu(OH)2检验淀粉是否发生了水解反应，用碘水检验淀粉水解是否完全。 (2)实验步骤: 淀粉溶液 水解液 中和液 现象A 现象B 稀硫酸 水浴加热 碘水 NaOH溶液至溶液呈碱性 新制的Cu(OH)2，加热 3.淀粉和纤维素的化学性质 现象B 现象A 结论 1 溶液变蓝色 未出现砖红色沉淀 淀粉尚未水解 2 溶液变蓝色 出现砖红色沉淀 淀粉部分水解 3 溶液不变蓝色 出现砖红色沉淀 淀粉完全水解 (3)实验现象及结论: 【讨论】 ①水解液中加入NaOH溶液的作用是什么? 中和水解液中的稀硫酸，为醛基的检验创造碱性环境。 ②能否向中和液中加入碘水检验淀粉的存在? 不能，I2与NaOH反应，影响水解程度的判断。 淀粉 纤维素 分子结构 分子通式 (C6H10O5)n 相对分子质量 可达到几十万 可达到几百万 分子结构关系 化学性质 共性 特性 淀粉和纤维素 都是由葡萄糖结构单元(C6H10O5)构成的天然有机高分子，但分子内葡萄糖结构单元数目不同，不是同分异构体。 无还原性 水解最终生成葡萄糖 遇碘变蓝 分子中含有醇羟基，能与醋酸、硝酸等发生酯化反应 【资料卡片】甲壳质 甲壳质 壳聚糖 ①甲壳质是由乙酰氨基葡萄糖相互结合形成的一种多糖 ②壳聚糖是甲壳质在碱溶液中脱去乙酰基，生成以氨基葡萄糖为单体的高聚物， 图4-6 我国建成的高粱秸杆制燃料乙醇生产装置 【科学•技术•社会】纤维素与乙醇燃料 (C6H10O5)n + nH2O 纤维素 n C6H12O6 葡萄糖 酸或酶 C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2↑ 发酵 原料预处理 纤维素水解糖化 糖类发酵 蒸馏脱水 1．只用一种试剂就可以鉴别乙酸溶液、葡萄糖溶液、淀粉溶液，这种试剂是( ) A．饱和Na2CO3溶液 B．Cu(OH)2悬浊液 C．烧碱溶液 D．碘水 B 2．关于淀粉与纤维素的下列说法，不正确的是(　　) A．淀粉和纤维素都能在无机酸溶液中水解，其最终水解产物都是葡萄糖 B．两者实验式相同，通式相同，互为同分异构体 C．两者都属于糖类，与新制Cu(OH)2共热都不能出现砖红色沉淀 D．两者都属于高分子化合物，淀粉遇碘单质显蓝色，但纤维素却不能 B 课时精练 3.生活中的一些问题常涉及化学知识，下列叙述正确的是 A.棉花的主要成分是纤维素 B.过多食用糖类物质如淀粉等不会导致人体发胖 C.淀粉在人体内直接水解生成葡萄糖，为人体组织提供营养 D.纤维素在人体消化过程中起重要作用，纤维素可以作为人类的营养物质 √ 4.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。 课时精练 实验1：取少量甲中溶液，加入新制氢氧化铜，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)写出淀粉水解的化学方程式：______________________________。 (2)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。 温度 催化剂 (3)实验1失败的原因是___________________________________。 没有加入碱中和作为催化剂的稀硫酸 (4)实验3中溶液的颜色无明显变化的原因是__________________。 氢氧化钠与碘反应 (5)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，最好在冷却后的水解液中直接加碘 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硫酸至溶液呈碱性，再加入新制氢氧化铜并加热 d.若用唾液代替稀硫酸，则实验1可能出现预期的现象 abcd 唾液中含有淀粉酶，且接近中性，淀粉在淀粉酶的作用下水解为葡萄糖 (1)由于糖类水解常用无机酸(一般是稀硫酸)作催化剂，检验水解产物之前，必须先加碱中和酸，以免硫酸与银氨溶液或新制的Cu(OH)2反应，导致实验失败。 (2)用I2检验淀粉时，应直接取水解后的混合液加碘水。若取中和液加碘水，因I2与NaOH溶液反应，则会影响淀粉的检验。 【课堂小结】 二糖 不含醛基，水解生成葡萄糖和果糖 蔗糖 麦芽糖 含有醛基，水解生成葡萄糖 多糖 纤维素 淀粉 水解程度的实验 FormatFactory : www.pcfreetime.com (C6H10O5)n＋nH2OnC6H12O6 (C6H10O5n＋nH2OnC6H12O6 淀粉　　　　　　　葡萄糖 $