4.1 糖类 课件-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修3

该高中化学课件聚焦糖类的组成、分类及化学性质，从糖类在自然界的分布与生命活动作用导入，通过组成通式辨析、分类标准（还原性、水解产物）构建知识脉络，以表格对比和实验探究为学习支架。 其亮点在于实验驱动与对比归纳结合，通过银镜反应、水解实验等培养科学探究与实践能力，利用结构决定性质的化学观念分析葡萄糖还原性等，帮助学生系统掌握知识，教师可提升教学效率。

人教版化学选择性必修3 第四章 生物大分子 第一节 糖类 第1课时 糖类是一类重要的有机化合物,在自然界中分布广泛。 葡萄糖 果糖 蔗糖 麦芽糖 淀粉 纤维素 糖类在生命活动中起着重要作用,是生物体所需能量的主要来源,是重要的能量储存物质,也是很多生物体的结构成分。 糖类≠碳水化合物 糖类≠甜味物质 任务一 糖类的组成和分类 1.糖类的组成 由碳、氢、氧三种元素组成,可用通式Cn(H2O)m表示 , 也称为碳水化合物 糖类一定符合通式Cn(H2O)m吗？符合通式Cn(H2O)m一定是糖类吗？ ②符合Cm(H2O)n通式的物质不一定都是糖类化合物 ①有些糖的分子式并不符合Cm(H2O)n 脱氧核糖 C5H10O4 5∶2 乙酸 C2H4O2 甲醛 CH2O 2∶1 ③有甜味的不一定是糖,如甘油、木糖醇等;没有甜味的也可能是糖,如淀粉、 纤维素等。 鼠李糖 C6H12O5 12∶5 2.糖类的分类 从分子结构上看,糖类多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物. 含羟基2个或以上 官能团： —OH、—CHO ( 或 ) O C 根据是否具有还原性 糖类 还原性糖 非还原性糖 能与银氨溶液反应 ---醛糖,如葡萄糖 ---酮糖,如果糖 能与氢氧化铜溶液反应 根据能否水解以及水解后的产物划分 类别 单糖 二糖 多糖 能否水解 实例 组成 关系 不能 能水解成2~10分子单糖 能水解成多分子单糖 C6H12O6 C12H22O11（二糖） (C6H10O5)n 同分异构体 同分异构体 混合物 不互为同分异构体 葡萄糖 果糖 蔗糖 麦芽糖 乳糖 淀粉 纤维素 相互转化 低聚糖 单糖 多糖 水解 缩合 水解 缩聚 水解 缩合 （2~10） （ >10） 任务二 认识单糖及其化学性质 1.葡萄糖 自然界中分布最广的单糖。存在于水果、蜂蜜,以及植物的种子、叶、根、花中,动物的血液和淋巴液。 (1)存在： (2)物理性质： 无色晶体,易溶于水,熔点为146 ℃,有甜味。 (3)化学性质： 根据“结构决定性质”来预测葡萄糖的化学性质 醛基 加成反应 氧化反应 羟基 置换反应 取代反应 消去反应 氧化反应 【实验4-1】探究葡萄糖的化学性质 葡萄糖与银氨溶液反应——银镜反应 实验结论： 实验现象： 在试管内壁上附着一层光亮的银镜 葡萄糖具有还原性, 能被弱氧化剂如银氨溶液氧化 , 产生光亮的银镜(Ag)。 原理： CH2OH(CHOH)4CHO+2[Ag(NH3)2]OH CH2OH(CHOH)4COONH4+H2O+2Ag↓+3NH3 应用： ①工业制镜或热水瓶胆镀银等 ②医学用于检验尿糖 氧化反应 葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液反应 实验结论： 实验现象： 原理： 应用： 试管内出现砖红色沉淀 葡萄糖具有还原性,出现的砖红色沉淀为氧化亚铜(Cu2O)。说明在加热条件下,葡萄糖可以把新制的氢氧化铜还原为Cu2O,—CHO被氧化为—COOH。 CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOH CH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O 医学用于检验尿糖 葡萄糖的生理氧化： 葡萄糖发酵生成酒精： C6H12O6+ 6O2 6CO2 + 6H2O 酶 【应用】此性质常用于酿酒和利用生物质生产燃料乙醇 C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2↑ 葡萄糖易于被人体吸收,经酶的催化发生氧化反应放出热量,提供了维持生命活动所需要的能量。低血糖的患者可利用静脉注射葡萄糖溶液的方式来迅速补充营养。 存在 用途 结构 性质 广泛分布于植物中,在水果和蜂蜜中含量较高。 果糖比蔗糖甜度高,广泛应用于食品和医药的生产中。 分子式:C6H12O6 结构简式:CH2OH-(CHOH)3-CO-CH2OH 是一个多羟基酮。 与葡萄糖是同分异构体。 纯净的果糖为无色晶体,易溶于水,吸湿性强。 分子中含有酮羰基和醇羟基, 同样具有酮和醇的性质。 2.果糖 资料卡片 葡萄糖的环状结构 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。 α­D­吡喃葡萄糖 链状葡萄糖 β­D­吡喃葡萄糖 【深度思考】链状葡萄糖转化为环状葡萄糖的反应属于什么反应类型？ 【思考与讨论】如何鉴别葡萄糖与果糖呢？ CH2OH(CHOH)4CHO＋Br2＋H2O →CH2OH (CHOH)4COOH＋2HBr 碱性条件下,果糖会发生异构化反应生成葡萄糖（还原性糖） 葡萄糖是一种多羟基醛,果糖是一种多羟基酮,根据醛与酮性质的差异,可选用溴水鉴别二者。 由于溴溶于水后生成的次溴酸可以氧化醛基,而不能氧化羰基, 因此葡萄糖能使溴水褪色,果糖不能使溴水褪色。 3.核糖与脱氧核糖 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。 核糖 脱氧核糖 含有5个碳原子的单糖 戊糖 二者都含有醛基, 均属于还原糖, 均具有还原性, 属于醛糖。 资料卡片 糖类分子与手性 葡萄糖 果糖 阅读教材P104, 思考: 试剂瓶上这个“D”是什么意思呢？ CH2OH C H O H OH C D-甘油醛 * CH2OH C H O HO H C L-甘油醛 * D型糖和L型糖是对映异构体,它们的结构不同。在D型糖中，手性碳原子上的-OH在右边,而L型糖中,手性碳原子上的-OH在左边。 D型糖的稳定性较好,自然界存在的葡萄糖和果糖主要为D构型。 任务三 认识二糖及其化学性质 1.二糖的存在与物理性质 蔗糖 无色晶体,易溶于水,甜味仅次于果糖,最常用的甜味剂 白色晶体,易溶于水, 有甜味,约为蔗糖1/3 麦芽糖 分子式: C12H22O11 主要存在于发芽的谷粒和麦芽 在甘蔗和甜菜中含量最丰富 葡萄糖属于还原糖,蔗糖和麦芽糖是否属于还原糖？ 用银镜反应或新制Cu(OH)2悬浊液直接与蔗糖、麦芽糖反应来检验 实验现象 实验结论 蔗糖_________还原糖，麦芽糖_______还原糖 无明显现象 出现砖红色沉淀 不属于 属于 鉴别蔗糖和麦芽糖的方法 作为双糖，蔗糖和麦芽糖应该可以水解为单糖，如何验证是否发生水解反应？ 检验水解产物单糖的存在 1.两者水解实验的催化剂？ 2.水解实验采取什么加热方式？ 3.检验水解产物之前必须先进行何种操作？目的何在？ 稀硫酸 水浴加热 应用NaOH中和稀硫酸 蔗糖 麦芽糖 水解液 中和液 产生红色沉淀↓ 实验结论：说明水解产物有醛基。 2.化学性质 (2)麦芽糖水解： (1)蔗糖水解： 酸或酶 C12H22O11＋H2O C6H12O6＋ C6H12O6 蔗糖 葡萄糖 果糖 酸或酶 C12H22O11＋H2O 2C6H12O6 麦芽糖 葡萄糖 注意:糖类写方程式写的是分子式, 必须在下面注明物质名称。 还原糖 蔗糖和麦芽糖的对比 蔗糖 麦芽糖 相似性 ①组成相同，分子式均为C12H22O11，互为同分异构体； ②都属于二糖，1mol二糖水解后生成2mol单糖 不同点 官能团 不含醛基，是非还原糖 含有醛基，是还原糖 化学性质 不能发生银镜反应，也不能被新制的Cu(OH)2氧化 能发生银镜反应，能被新制的Cu(OH)2氧化 水解产物 葡萄糖和果糖 葡萄糖 任务四 认识多糖及其化学性质 淀粉和纤维素是最重要的多糖,它们都是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。 粮食中的淀粉(C6H10O5)n 茎叶中的纤维素(C6H10O5)n n不同,不是同分异构体 1.淀粉 （1）物理性质 白色粉末状物质,没有甜味,不溶于冷水,在热水中淀粉部分溶解,形成胶状的淀粉糊。 （2）化学性质 ①淀粉的特征反应:遇碘单质变蓝,利用该性质检验淀粉或碘单质 ②淀粉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 ③淀粉分子的葡萄糖单元中存在醇羟基, 可以发生酯化反应。 ④淀粉在酸或酶的作用下水解，最终生成葡萄糖。 酸或酶 (C6H10O5)n＋nH2O nC6H12O6 ①尚未水解-淀粉 ②部分水解-淀粉+葡萄糖 ③完全水解-葡萄糖 淀粉 20% H2SO4 △ 水解液 碘水 NaOH 现象A 中和液 （呈碱性） 现象B 银氨溶液 △ 如何判断淀粉是完全水解、部分水解还是尚未水解？ 情况 现象A 现象B 结论 ① 溶液呈蓝色 未产生银镜 ② 溶液呈蓝色 出现银镜 ③ 溶液不呈蓝色 出现银镜 未水解 部分水解 完全水解 【讨论】①水解液中加入NaOH溶液的作用是什么? ②能否向中和液中加入碘水检验淀粉的存在? 中和水解液中的稀硫酸, 为醛基的检验创造碱性环境。 不能, I2与NaOH反应, 影响水解程度的判断。 淀粉是食物的一种重要成分,也是重要的工业原料 (1)以淀粉或淀粉水解生成的葡萄糖等为原料---发酵 燃料乙醇、白酒、食醋、味精， 以及氨基酸、抗生素等药物 (2)淀粉酯化 可用于生产食品添加剂、表面活性剂和可降解塑料等 （1）物理性质 2.纤维素 （3）用途 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。 探究实验4-2 纤维素的水解实验 实验现象： 实验结论： 溶液中产生砖红色沉淀 纤维素能水解生成还原糖 （2）化学性质 ①在酸或酶的作用下水解,最终生成葡萄糖。 (C6H10O5)n+nH2O nC6H12O6 纤维素 葡萄糖 稀硫酸 加热 ②分子中存在醇羟基,可以发生酯化反应。 纤维素在人体内不能水解，可以刺激肠道蠕动，助消化 棉和麻的纤维用于纺织工业；制造黏胶纤维。木材、稻草、秸杆、蔗渣等用于造纸 制造纤维素乙酸酯（醋酸纤维）：不易燃烧，可用于生产塑料、过滤膜、胶片等 制造纤维素硝酸酯（硝酸纤维）：极易燃烧。可用于生产火药、塑料和涂料等。 01 02 03 04 （3）用途 03 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 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $