4.1.2 二糖和多糖 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二糖（蔗糖、麦芽糖、乳糖）和多糖（淀粉、纤维素、甲壳质）的结构、性质、水解反应及应用，以糖人传统文化导入，从生活中的蔗糖、麦芽糖切入，通过任务驱动构建知识脉络，为学生搭建从宏观现象到微观结构的学习支架。 其亮点在于注重科学探究与实践，设计二糖还原性、蔗糖水解产物验证等实验，培养学生证据推理能力；通过对比表格归纳二糖、多糖的结构性质差异，强化科学思维。结合甜味剂、乳糖不耐受等实际应用，体现化学观念中结构决定性质的核心，助力学生提升学科素养，也为教师提供清晰教学思路与丰富素材。

第四章 生物大分子 第一节糖类 第二课时 二糖 多糖 糖人在中国的传统文化中，有着悠久的历史。它起源于唐代，盛行于明清时期。糖人之所以如此美味，是因为它选用了优质的原材料——蔗糖和麦芽糖。这些原材料经过精心熬制，形成了富有弹性和韧性的糖稀 画糖人 吹糖人 塑糖人 新课导入 任务一 二糖——蔗糖 1、蔗糖的存在与物理性质 蔗糖(C12H22O11)是最常用的甜味剂，也是自然界种分布最广的一种二糖，存在于大多数植物体中，在甘蔗和甜菜中含量最丰富。蔗糖为无色晶体，熔点186℃，易溶于水。冰糖、白糖、红糖等常见食糖的主要成分都是蔗糖。 甘蔗 甜菜 白糖 红糖 冰糖 红糖是蔗糖和糖蜜的混合物。 冰糖则是白糖在一定条件下，通过重结晶后形成的。 白糖则是红糖经洗涤、离心、分蜜、脱光等几首工序制成的。 白糖、冰糖、红糖都是从甘蔗和甜菜中提取的，都属于蔗糖的范畴。 任务一 二糖——蔗糖 2、蔗糖的形成与水解 葡萄糖 果糖 —H2O 蔗糖 蔗糖分子中无醛基 蔗糖的形成：1分子葡萄糖和1分子果糖脱去1分子水形成 ＋H2O 任务一 二糖——蔗糖、麦芽糖 3、蔗糖的化学性质 蔗糖的水解： 化学方程式中用分子式表示某种糖时，必须注明其名称！ 1、麦芽糖的存在与物理性质 麦芽糖(C12H22O11)主要存在于发芽的谷粒和麦芽中，是淀粉水解过程中的一种中间产物。麦芽糖白色晶体，溶于水，有甜味，但甜度不及蔗糖。使用含淀粉酶的麦芽作用于淀粉可制得饴糖，其主要成分为麦芽糖。 发芽的小麦 饴糖 任务一 二糖——麦芽糖 2、麦芽糖的形成与水解 —H2O 麦芽糖 麦芽糖分子中有醛基 麦芽糖的形成：2分子葡萄糖脱去1分子水形成； 葡萄糖 葡萄糖 ＋H2O 任务二 实验探究：二糖的还原性 实验内容 实验现象 结论 蔗糖溶液:无明显现象麦芽糖溶液:试管内壁出现光亮的银镜 蔗糖溶液:无明显现象; 麦芽糖溶液:试管中出现砖红色沉淀 蔗糖分子内无醛基，是非还原糖； 麦芽糖分子内含有醛基，是还原糖 【问题】葡萄糖属于还原性糖，蔗糖和麦芽糖是否属于还原性糖呢？ 实验与记录 进行蔗糖还原性的检验实验时，应注意市售的白糖中常混有少量的葡萄糖等杂质，会导致对比实验失败。因此，该实验最好使用化学纯以上级别的蔗糖试剂，以保证蔗糖的纯度和实验结果的准确性。 任务二 实验探究：蔗糖水解产物的还原性 实验探究：验证蔗糖水解产物的还原性： 实验思路： 实验装置： 实验分析： 稀硫酸的作用：催化蔗糖水解； 热水浴的作用：加快蔗糖水解速率； NaOH溶液的作用：中和作催化剂的稀硫酸，防止其消耗Cu(OH)2，防止实验失败！ 归纳总结：蔗糖和麦芽糖的结构与性质   蔗糖 麦芽糖 分子式 分子 结构 分子中 醛基 分子中 醛基 互为同分异构体，都是二糖 化学 性质 水解生成_____________ 水解生成_______ 非还原性糖，与银氨溶液或新制的Cu(OH)2不反应 还原性糖，与银氨溶液或新制的Cu(OH)2反应 鉴别 方法 向其溶液中分别加入银氨溶液，水浴加热，能发生银镜反应的是麦芽糖，不能发生银镜反应的是蔗糖(也可用新制的氢氧化铜鉴别) 归纳总结：蔗糖和麦芽糖的结构与性质 C12H22O11 C12H22O11 无 有 葡萄糖和果糖 葡萄糖 任务一 二糖——乳糖 乳糖 乳糖(C12H22O11)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、药物的生产。部分人群由于肠道内缺乏乳糖酶导致乳糖硝化吸收障碍，出现乳糖不耐受的症状(腹胀腹泻)。 乳糖 水解 脱水缩合 葡萄糖 半乳糖 乳糖经发酵产生的乳酸是酸奶酸味的主要来源，半乳糖和葡萄糖结构二者4号碳上羟基和氢原子位置不同，因此结构不同，互为立体异构体！ P105 科学·技术·社会 甜味剂（代糖）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。 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，成本低廉。 甜味剂 营养性甜味剂也就是食用后会产生热量的代糖，但产生的热量比蔗糖低，如山梨醇、甘露醇、木糖醇。 非营养性甜味剂又被人们叫做低能量甜味剂，只需要很少的量就可以产生足够的甜度，且几乎不含热量。目前市面上常见的代糖主要有安赛蜜、阿斯巴甜、木糖醇、纽甜、糖精、甜蜜素、甜菊糖苷、三氯蔗糖等。 戊五醇 根据产生热量的多少 任务三 多糖 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。淀粉和纤维素分子式可以表示为(C6H10O5)n，葡萄糖单元中一般仍有三个羟基，也可表示[C6H7O2(OH)3]n （1）淀粉、纤维素分子式均为(C6H10O5)n，是同分异构体吗？ 各自的n值不同，不是同分异构体。其中淀粉的相对分子质量可达到几十万，纤维素可达到几百万。 （2）淀粉、纤维素均为纯净物吗？ 二者为混合物，因为淀粉、纤维素是由(C6H10O5)n中不同n值的许多分子构成的。 小结:一般高分子都为混合物,都没有固定的熔沸点。 深度思考： 淀粉和纤维素其中葡萄糖单元中一般仍有三个羟基，所以也可以表示为[C6H7O2(OH)3]n 任务三 多糖——淀粉 1、淀粉的存在、分类及物理性质在 淀粉是绿色植物光合作用的产物，是植物储存营养物质的一种形式，在种子、块根和块茎中含量丰富，谷类和薯类含淀粉较多。 天然淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成。支链淀粉含量很高的一些谷物，如糯米、糯玉米等有比较黏的口感。 直链淀粉 支链淀粉 (其中每个小的六边形代表一个葡萄糖的环状结构单元) 物理性质： 淀粉是白色粉末状物质，没有甜味，不溶于冷水。在热水中淀粉会部分溶解，形成胶状的淀粉糊。 淀粉和纤维素其中葡萄糖单元中一般仍有三个羟基，所以也可以表示为[C6H7O2(OH)3]n 任务三 多糖——淀粉 2、淀粉的化学性质 注意：淀粉遇到碘离子或碘酸根离子不变色 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。 ④ 淀粉遇碘变蓝，可以利用该现象检验淀粉的存在。 ③ 在酸或酶的作用下水解，最终生成葡萄糖。 水解应用：以淀粉或淀粉水解生成的葡萄糖等为原料，经发酵可以得到多种产品，如燃料乙醇、味精，以及氨基酸、抗生素等药物。 淀粉不能被银氨溶液和氢氧化铜等弱氧化剂氧化，淀粉胶体微粒不带电，稀硫酸 任务三 多糖——淀粉 3、淀粉的水解程度判断 现象A 现象B 结论 ① 未出现银镜 溶液变蓝色 淀粉尚未水解 ② 出现银镜 溶液变蓝色 淀粉部分水解 ③ 出现银镜 溶液不变蓝色 淀粉完全水解 能不能在中和液中加碘水检验淀粉呢？ 不可以！碱性环境下碘会歧化，不能检验出淀粉！ 淀粉在人体内的变化 中和水解液中的稀硫酸,为醛基的检验创造碱性环境 任务三 多糖——纤维素 1、纤维素的存在及理化性质 物理性质： 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； 化学性质： 结构中无醛基，属于非还原糖； 结构中有羟基，可发生酯化反应； 纤维素是自然中分布最广泛的一种多糖，参与构成了细胞的细胞壁，起着保护和支持作用。 结构示意图 任务三 多糖——纤维素 2、纤维素的酯化反应 酯化反应： 纤维素硝酸酯/硝酸纤维 应用：极易燃烧，可用于生产火药、塑料和涂料等！ 纤维素乙酸酯/醋酸纤维 应用：不易燃烧，可用于生产塑料、过滤膜、胶片等！ 根据含N量分为:火棉（含N量较高，用于制造无烟火药）胶棉（含N量较低，用于制赛璐珞和喷漆）。 任务三 多糖——纤维素 3、纤维素的水解反应 水解反应：纤维素在酸或酶的作用下水解，最终生成葡萄糖； 食草动物的体内有纤维素水解酶，可将纤维素水解生成葡萄糖。人体内没有类似的酶，无法吸收和利用纤维素。但食物中的纤维素能刺激肠道蠕动，有助于消化。 浓硫酸 黏胶纤维（化学处理后的纤维素）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 纤维素可发生水解，但比淀粉水解困难，用90%的浓硫酸作催化剂。NaOH、CS2 任务三 多糖——纤维素 纤维素的水解 实验现象：出现砖红色沉淀 在试管中放入少量脱脂棉，加入几滴蒸馏水和几滴浓硫酸，用玻璃棒将混合物搅拌成糊状，加入过量NaOH溶液中和至碱性，再滴加3滴5%CuSO4溶液，加热，观察并解释实验现象。 实验结论：纤维素水解后产物有还原性，最终产生葡萄糖。 归纳总结：淀粉和纤维素的结构与性质   淀粉 纤维素 通式 (C6H10O5)n 关系 ①不是同分异构体(n值不等)，也不是同系物(结构不同且分子组成上也不相差n个CH2原子团) ②都是天然有机高分子化合物 结构 特征 含有几百个到几千个葡萄糖单元 分子中含有几千个葡萄糖单元 物理 性质 白色、无味、固态粉末，不溶于冷水，热水中发生糊化作用 白色、无味、具有纤维状结构的固体，不溶于水，也不溶于一般的有机溶剂 化学性质 ①无还原性 ②能水解生成葡萄糖 ③遇碘单质变蓝 ①无还原性 ②能水解生成 葡萄糖(难) ③能发生酯化 反应 存在 植物光合作用的产物 构成细胞壁的基础物质 用途 制葡萄糖和酒精，人体的能源之一 纺织、造纸、制纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯等 资料卡片：甲壳质 甲壳质(属于可再生资源) 甲壳质也属于自然界大量存在的多糖，由乙酰氨基葡萄糖相互结合形成的，主要来源于节肢动物(虾蟹昆虫)的外壳。但甲壳质本身难溶于水和一般的有机溶剂，那应该如何利用呢？ 甲壳质 壳聚糖 碱溶液中脱去乙酰基 单体：氨基葡萄糖 优点：生物可降解性、生物相容性好 用途：药物载体、手术缝合线、环保袋等 壳聚糖可溶于酸溶液，具有良好的生物相容性和一定的抑菌作用。因为结构中存在着羟基和氨基，壳聚糖易于通过化学反应进行结构修饰，得到具有不同性质的衍生物，应用于食品、医药、纺织、造纸和环保等领域。壳聚糖还具有生物可降解性，可制成药物载体、手术缝合线、环保包装袋，以及农用可降解地膜等。 课堂小结 二糖 蔗糖 麦芽糖 乳糖 生成葡萄糖和果糖，属于非还原性糖 生成2分子葡萄糖，属于还原性糖 多糖 淀粉 纤维素 甲壳质 生成葡萄糖，属于非还原性糖 水解 天然高分子化合物 水解 水解 互为同分异构 随堂练习 1、 下列叙述不正确的是( ) 糖类都属于天然高分子 蔗糖是最常用的甜味剂 果糖分子中没有醛基，但属于还原糖 葡萄糖和果糖都可以与氢气发生加成反应，与羧酸发生酯化反应 A 2、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 碘易升华且可与NaOH反应 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 小结：(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。 随堂练习 3.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正确的是 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：①②④⑤ √ 银镜反应 水浴加热 银镜反应 蔗糖 稀硫酸 水解液 NaOH ② ④ ① ⑤ 随堂练习 4.淀粉经过下列变化：淀粉—→单糖—→酒精—→乙烯—→ …… —→草酸(HOOC—COOH)，在该变化过程中，下列反应类型一定没有涉及的是 ①加成反应　②氧化反应　③还原反应　④消去反应　⑤取代反应　 ⑥水解反应　⑦酯化反应　⑧加聚反应 A.①③④ B.⑦⑧ C.④⑤⑥ D.①④⑥ √ 淀粉――→单糖―――→酒精――→乙烯――→1,2-二溴乙烷――→乙二醇――→乙二醛――→乙二酸 水解 氧化还原 消去 加成 取代 氧化 氧化 5．用下列实验装置进行有关实验能达到实验目的的是 A．检验溶液中是否有K+ B．证明蔗糖属于还原性糖 C．制备CaCO3 D．检验NH4+ √ 检验溶液中是否有K+，需要透过蓝色钴玻璃观察，氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝 随堂练习 葡萄糖 果糖 核糖 蔗糖 麦芽糖 淀粉 纤维素 分子式 C6H12O6 C6H12O6 C5H10O5 C12H22O11 C12H22O11 (C6H10O5)n (C6H10O5)n 相互间的关系 互为同分异构体 -------------- 互为同分异构体 n值不同，不属于同分异构体。 是否有还原性（还原糖） 有 无 有 无 有 无 无 官能团 醛基、羟基 羰基、羟基 醛基、羟基 羰基、羟基 醛基、羟基 羰基、羟基 羰基、羟基 银氨溶液、氢氧化铜溶液检验 生产银镜、砖红色沉淀 无现象 生产银镜、砖红色沉淀 无现象 生产银镜、砖红色沉淀 淀粉遇碘变蓝 -------------- 存在于 植物的种子、叶、根、花中水果、蜂蜜、血液 水果和蜂蜜 生物体细胞中 甘蔗、甜菜 发芽的谷粒和麦芽 光合作用的产物，植物储存营养物质的形式 植物的细胞壁中 用途 重要的营养物、食品和医药生产中 食品和医药生产中 遗传物质 食品 食品 经发酵可生产燃料乙醇（P108） （P109） (C6H10O5)n＋nH2Oeq \o(――→,\s\up16(酸或酶))nC6H12O6 淀粉 葡萄糖 $