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

该高中化学课件围绕糖类的组成、分类、结构与性质展开，从血液中葡萄糖、食用蔗糖等常见实例导入，通过组成元素及通式辨析、分类依据（水解程度与还原性）构建知识脉络，形成从单糖到二糖再到多糖的学习支架。 其亮点在于结合实验探究（如葡萄糖银镜反应、蔗糖水解产物检验）和对比分析（蔗糖与麦芽糖结构性质对比），以结构决定性质的化学观念培养科学思维，学生能系统掌握知识，教师可高效开展教学。

糖类 第四章 生物大分子 第一节 常见的糖类 糖类是一类重要的有机化合物，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。 食用的蔗糖 粮食中的淀粉 茎叶中的纤维素 血液中的葡萄糖 (C6H10O5)n C6H12O6 C12H22O11 (C6H10O5)n 任务1 糖的组成与分类 1、糖类的组成：糖类一般由C、H、O三种元素组成。 淀粉 (C6H10O5)n 葡萄糖 C6H12O6 蔗糖 C12H22O11 纤维素 (C6H10O5)n 2、很多糖类分子中氢原子和氧原子数目比恰好为2：1，其组成可以用通式Cm(H2O)n 表示。所以糖类也被称为碳水化合物。 H : O=2 ∶ 1 思考1：糖类一定符合该通式吗？ 有些糖的分子式并不符合Cm(H2O)n，如： 脱氧核糖 C5H10O4 5∶2 鼠李糖 C6H12O5 12∶5 任务1 糖的组成与分类 1、糖类的组成：糖类一般由C、H、O三种元素组成。 淀粉 (C6H10O5)n 葡萄糖 C6H12O6 蔗糖 C12H22O11 纤维素 (C6H10O5)n 2、很多糖类分子中氢原子和氧原子数目比恰好为2：1，其组成可以用通式Cm(H2O)n 表示。所以糖类也被称为碳水化合物。 H : O=2 ∶ 1 思考2：符合该通式的有机物一定属于糖类吗？ 符合Cm(H2O)n通式的物质不一定都是糖类化合物，如： 乙酸 C2H4O2 甲醛 CH2O 2∶1 任务1 糖的组成与分类 1、糖类的组成：糖类一般由C、H、O三种元素组成。 淀粉 (C6H10O5)n 葡萄糖 C6H12O6 蔗糖 C12H22O11 纤维素 (C6H10O5)n 2、很多糖类分子中氢原子和氧原子数目比恰好为2：1，其组成可以用通式Cm(H2O)n 表示。所以糖类也被称为碳水化合物。 H : O=2 ∶ 1 用碳水化合物这一名称表示糖类并不准确，但因沿用已久，目前仍在使用。 任务1 糖的组成与分类 葡萄糖 CH2OH C C C C CHO H HO H H OH H OH OH 大鹿化学 果糖 C C C C CH2OH HO H H O H OH OH CH2OH 多羟基醛 多羟基酮 缩合一般指两个或更多的反应物生成一个主要产物，并伴随着失去 H2O 等小分子的反应。 含羟基2个或以上 3、糖类：从分子结构上看，糖类是__________、__________和它们的脱水缩合物。 醛糖 最小的醛糖 CH2OH C H O H OH C 甘油醛 酮糖 最小的酮糖 CH2OH C O CH2OH 二羟基丙酮 任务1 糖的组成与分类 【例1】依据糖类的现代定义分析，下列物质不属于糖类的是 。 ①CH2(OH)—CH(OH)—CH(OH)—CHO ②CH3—CH(OH)—CHO ③CH2(OH)—CH(OH)—CH(OH)—COOH ④CH2(OH)—CO—CH(OH)—CH2OH ②③ 任务1 糖的组成与分类 4、分类 分类依据1：糖类能否水解及水解产物的不同 分类 特点 代表物 代表物分子式 单糖 寡糖 (低聚糖) 多糖 (C6H10O5)n 不能水解为更简单的糖分子 1 mol糖水解后能产生2～10 mol 单糖的糖 1 mol糖水解后生成10 mol以上单糖的糖 葡萄糖、果糖 蔗糖、麦芽糖、乳糖 淀粉、纤维素 C6H12O6 C12H22O11 任务1 糖的组成与分类 4、分类 分类依据1：糖类能否水解及水解产物的不同 相互转化关系 单糖 低聚糖 多糖 水解 水解 水解 缩合 缩合 缩合 任务1 糖的组成与分类 4、分类 分类依据2：依据糖类是否具有还原性 (对银氨溶液或氢氧化铜等弱氧化剂表现出还原性) 还原 性糖 糖 发生银镜反应 糖 不发生银镜反应 非还原 性糖 醛糖属于 还原性糖 酮糖通常属于 非还原性糖 含有醛基(—CHO) 任务2 单糖的结构与性质 1、葡萄糖 1747年，德国化学家马格拉夫从葡萄干中分离出葡萄糖 1838年，由法国化学家尚-巴蒂斯特·杜马正式命名为葡萄糖 1892年德国化学家费歇尔确定葡萄糖的结构，并因此获得1902年诺贝尔化学奖 任务2 单糖的结构与性质 1、葡萄糖 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。动物的血液和淋巴中也含有葡萄糖。 任务2 单糖的结构与性质 1、葡萄糖 C6H12O6 (1)物理性质： (2)分子式： 有甜味的无色晶体，但甜度不如蔗糖，易溶于水，熔点为146℃。 (3)结构简式： CH2OH(CHOH)4CHO 多羟基醛 Ω=1 (4)官能团： 羟基、醛基 思考：如何设计实验检验葡萄糖分子中的官能团？ 葡萄糖 CH2OH C C C C CHO H HO H H OH H OH OH 任务2 单糖的结构与性质 1、葡萄糖 【实验4-1】 (1)在一支洁净的试管中配制约 2 mL 银氨溶液，加入1 mL 10% 葡萄糖溶液，振荡，然后在水浴中加热。观察实验现象 (2)在另一支试管中加入2 mL 10% NaOH溶液，加入 5 滴 5% CuSO4 溶液，再加入 2 mL 10% 葡萄糖溶液，加热。观察实验现象 任务2 单糖的结构与性质 实验4-1-(1)葡萄糖与新制银氨溶液反应 H2O＋2Ag↓＋3NH3＋CH2OH(CHOH)4COONH4 CH2OH(CHOH)4CHO＋2[Ag(NH3)2]OH 加热 水浴 葡萄糖可以发生银镜反应，则：______________ 分子中含有醛基 1、葡萄糖 任务2 单糖的结构与性质 实验4-1-(2)葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液反应 1、葡萄糖 ∆ CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2＋NaOH CH2OH(CHOH)4COONa＋Cu2O↓＋3H2O 实验结论：以上两个实验中，试管中分别出现了银镜和砖红色沉淀，与乙醛进行类似实验的现象相似。葡萄糖对银氨溶液、氢氧化铜等弱氧化剂表现出还原性，属于还原糖。 任务2 单糖的结构与性质 1、葡萄糖 【补充实验】 分别向新制氢氧化铜悬浊液中，滴入等量乙醛、乙醇、丙三醇、葡萄糖，观察现象 乙醛 乙醇 丙三醇 葡萄糖 【提示】多羟基有机化合物：与新制氢氧化铜作用可产生绛蓝色溶液。 实验结论：葡萄糖中含有多个羟基。 任务2 单糖的结构与性质 1、葡萄糖 (5)葡萄糖的应用 应用1：食品和医药工业 应用2：工业上制镜、制热水瓶内胆等 应用3：制酒工业 葡萄糖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。 C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O 酶 C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2↑ 酒化酶 任务2 单糖的结构与性质 资料卡片 葡萄糖的环状结构 α-­D­吡喃葡萄糖 链状葡萄糖 β-­D­吡喃葡萄糖 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。 任务2 单糖的结构与性质 2、果糖 果糖 最甜的糖 分布于植物中，在水果和蜂蜜中含量较高 任务2 单糖的结构与性质 2、果糖 C6H12O6 (1)物理性质： (2)分子式： (3) 结构简式： CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-C-CH2OH O ‖ 多羟基酮 葡萄糖与果糖互为同分异构体 纯净的果糖为无色晶体，易溶于水，吸湿性强，比蔗糖甜度高。 属于酮糖 Ω=1 思考：果糖是否为还原性糖？如何证明？ 任务2 单糖的结构与性质 2、果糖 【实验】在试管中加入2 mL 10%NaOH溶液，滴加5%CuSO4溶液5滴，再加入2mL10%果糖溶液加热，有____________产生。 砖红色沉淀 资料卡片：果糖(酮糖单糖)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，所以果糖(酮糖单糖)也能发生银镜反应、被新制氢氧化铜氧化，属于还原性糖。 　　 思考1：能否用银氨溶液鉴别葡萄糖和果糖？ 不能。二者均为还原糖。 思考2：如何鉴别葡萄糖与果糖？ 可用溴水区分葡萄糖和果糖。 由于溴水(酸性)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。 任务2 单糖的结构与性质 葡萄糖 果糖 思考与讨论：阅读教材P104，思考：试剂瓶上这个“D”是什么意思呢？ 任务2 单糖的结构与性质 思考与讨论：阅读教材P104，思考：试剂瓶上这个“D”是什么意思呢？ 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，以游离态存在于葡萄、蜂蜜、甜水果、动物的血液、脊髓液和淋巴液等中，又作为多糖的组分及糖甙的形式广存于自然界中。自然界存在的葡萄糖和果糖都具有D结构。 CH2OH C H O H OH C D-甘油醛 * CH2OH C H O HO H C L-甘油醛 * 任务2 单糖的结构与性质 3、核糖与脱氧核糖 核糖和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。 任务2 单糖的结构与性质 3、核糖与脱氧核糖 核糖 脱氧核糖 C5H10O5 C5H10O4 CH2OH C C C CHO H H H OH OH OH CH2OH C C C CHO H H H H OH OH 多羟基醛 多羟基醛 戊糖 都是含有 5 个碳原子的单糖 任务3 二糖的结构与性质 蔗糖 麦芽糖 乳糖 （葡萄糖+果糖） （葡萄糖+葡萄糖） 甜菜 甘蔗 小麦 糯米 （葡萄糖+半乳糖） 哺乳动物的乳汁 任务3 二糖的结构与性质 1、蔗糖 (2)分子式：C12H22O11 (3)在酸或酶的作用下，蔗糖可水解生成葡萄糖和果糖。 酸或酶 C12H22O11 + H2O 蔗糖 C6H12O6 + C6H12O6 葡萄糖 果糖 注意：由于存在同分异构现象，书写方程式需要标注出物质名称。 (1)蔗糖是最常用的甜味剂，也是在自然界中分布最广的一种二糖。蔗糖为无色晶体，易溶于水，熔点186℃。 蔗糖是否具有还原性呢？ 任务3 二糖的结构与性质 1、蔗糖 任务3 二糖的结构与性质 1、蔗糖 (4)实验结论：蔗糖分子中无醛基，属于非还原性糖。 蔗糖分子中无醛基 任务3 二糖的结构与性质 1、蔗糖 思考：如何检验蔗糖水解后生成了葡萄糖？ 酸或酶 C12H22O11 + H2O 蔗糖 C6H12O6 + C6H12O6 葡萄糖 果糖 稀硫酸做催化剂 加碱至碱性 产生砖红色沉淀 任务3 二糖的结构与性质 1、蔗糖 酸或酶 C12H22O11 + H2O 蔗糖 C6H12O6 + C6H12O6 葡萄糖 果糖 ①盛蔗糖溶液的试管要预先洗净，可先用NaOH溶液洗涤，再用清水洗净 蔗糖水解实验注意事项 ②蔗糖水解实验需要用水浴加热 ③检验水解产物为葡萄糖时，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银氨溶液或新制的Cu(OH)2，否则实验会失败 任务3 二糖的结构与性质 2、麦芽糖 麦芽糖属于二糖，主要存在于发芽的谷粒和麦芽中 任务3 二糖的结构与性质 2、麦芽糖 (1)麦芽糖是淀粉水解过程中的一种中间产物。麦芽糖有甜味，但甜度不及蔗糖。 (2)分子式：C12H22O11 (3)在酸或酶的催化作用下，麦芽糖可水解生成葡萄糖。 催化剂 △ C12H22O11 + H2O 麦芽糖 2C6H12O6 葡萄糖 与蔗糖互为同分异构体！ 麦芽糖是否具有还原性呢？ 任务3 二糖的结构与性质 2、麦芽糖 实验结论：麦芽糖分子中含有醛基，属于还原性糖。   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) 任务3 二糖的结构与性质 C12H22O11 C12H22O11 无 有 葡萄糖和果糖 葡萄糖 蔗糖与麦芽糖的结构与性质总结对比 任务3 二糖的结构与性质 3、乳糖 主要存在:哺乳动物的乳汁 用于婴儿食品、糖果、药物等的生产 缺乏乳糖酶 消化吸收障碍 饮用牛奶后容易出现腹胀、腹泻 乳糖不耐受： 科学 技术 社会 甜味剂是糖类物质吗？ 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。天然甜味剂包括有木糖醇、甜菊糖苷、甘草等，合成甜味剂有阿斯巴甜、糖精钠等。 任务4 多糖的结构与性质 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。 ( 原因：葡萄糖单元数目，即n 值不同) 粮食中的淀粉(C6H10O5)n 茎叶中的纤维素(C6H10O5)n 两者不互为同分异构体 [C6H7O2(OH)3]n 葡萄糖单元中一般仍有3个羟基 任务4 多糖的结构与性质 1、淀粉 (1)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。 (2)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。 (其中每个小的六边形代表一个葡萄糖的环状结构单元) 任务4 多糖的结构与性质 1、淀粉 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 (胶体) (3)淀粉的物理性质 任务4 多糖的结构与性质 1、淀粉 (4)淀粉的化学性质 ①淀粉遇碘显蓝色，利用该现象可用于淀粉和碘的相互检验。 任务4 多糖的结构与性质 1、淀粉 (4)淀粉的化学性质 ②淀粉属于非还原性糖。淀粉在酸或酶作用下水解，最终生成葡萄糖。 任务4 多糖的结构与性质 1、淀粉 (4)淀粉的化学性质 ②淀粉属于非还原性糖。淀粉在酸或酶作用下水解，最终生成葡萄糖。 向0.5g淀粉中加入4 mL 2mol/L H2SO4溶液，加热。待溶液冷却后向其中加入NaOH溶液，将溶液调至碱性，再加入少量新制的Cu(OH)2加热。 现象： 生成砖红色沉淀 淀粉在稀硫酸并加热的条件下发生水解，生成葡萄糖。 结论： （C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 酸或酶 淀粉 葡萄糖 任务4 多糖的结构与性质 1、淀粉 (4)淀粉的化学性质 思考：淀粉水解过程中，如何判断淀粉的水解程度？ 检验产物中是否生成葡萄糖 检测是 否水解 ① 用银氨溶液或 新制的Cu(OH)2 检测水 解程度 ② 检验淀粉是否水解完全 用碘水来检验 任务4 多糖的结构与性质 1、淀粉 (4)淀粉的化学性质 思考：淀粉水解过程中，如何判断淀粉的水解程度？ 实验步骤 现象 B 碘水 淀粉 溶液 水解液 中和液 现象 A 稀硫酸 微热 NaOH溶液 新制Cu(OH)2 加热 任务4 多糖的结构与性质 1、淀粉 (5)淀粉的用途 燃料乙醇 白酒 食醋 味精 氨基酸 抗生素等药物 以淀粉或淀粉 水解生成的葡 萄糖等为原料 食品添加剂 表面活性剂 可降解塑料等 任务4 多糖的结构与性质 2、纤维素 (1)纤维素是自然界中分布最广泛的一种多糖，参与构成了植物的细胞壁，起着保护和支持作用。 (2)白色、没有甜味的固体，纤维状结构，不溶于水和一般的有机溶剂。 结构示意图 任务4 多糖的结构与性质 2、纤维素 (3)化学性质 纤维素属于非还原性糖，在酸或酶催化作用下可发生水解，最终生成葡萄糖。 纤维素 (C6H10O5)n+ nH2O nC6H12O6 葡萄糖 酸或酶 【实验】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，再滴入3滴5% CuSO4溶液，加热，观察并解释实验现象。 出现砖红色沉淀 任务4 多糖的结构与性质 2、纤维素 (4)应用 一些富含纤维素的物质，如木材、秸秆等是造纸的原料 大鹿化学 大鹿化学 任务4 多糖的结构与性质 2、纤维素 (4)应用 纤维素用来制造纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯和黏胶纤维等 纤维素硝酸酯又称硝酸纤维，极易燃烧，可用于生产火药、塑料和涂料等 黏胶纤维是用木材、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 纤维素乙酸酯又称醋酸纤维，不易燃烧，是一种纺织工业原料，可用于生产塑料、过滤膜、胶片等 $