2.3.2 糖类和核酸-2023-2024学年高二化学鲁科版选择性必修第三册课件(共26张PPT)

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名称 2.3.2 糖类和核酸-2023-2024学年高二化学鲁科版选择性必修第三册课件(共26张PPT)
格式 pptx
文件大小 1.4MB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-10-20 12:52:43

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文档简介

(共26张PPT)
第三节 醛和酮 糖类和核酸
第2课时 糖类和核酸
知识回顾
1.银氨溶液的配置方法
3.乙醛与新制氢氧化铜溶液反应的化学方程式
2.乙醛与银氨溶液反应的化学方程式
在一支洁净的试管中,加入 1 mL 2% AgNO3 溶液,边振荡边滴加 2% 氨水,直至最初产生的沉淀恰好消失,
CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH CH3COONa+Cu2O↓+3H2O


通过化学必修课程的学习,你已经知道葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素都是糖类,那么,它们的结构和性质是怎样的呢?
糖类是人体所需的重要营养物质之一,糖类与生命活动有什么关系呢?
联想质疑
三、糖类和核酸
糖类:
分子中有两个或两个以上羟基的醛或酮以及水解后可以生成多羟基醛或多羟基酮的有机化合物。
糖类
单糖
低聚糖
多糖
1 mol 糖水解后能产生 2 ~10 mol 单糖
不能水解为更小糖分子的糖类
1 mol 糖水解后能产生大于10 mol 单糖
活动探究
几种糖的性质
葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素的化学性质有什么区别和联系?完成实验得出自己的结论。
1. 通过完成葡萄糖与银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液的反应,掌握醛基的检验方法。
2. 了解蔗糖、淀粉、纤维素的基本性质,知道这几种糖与葡萄糖之间的关系。
实验目的
实验用品
葡萄糖溶液,蔗糖溶液,淀粉溶液,纤维素(脱脂棉),银氨溶液,稀硫酸(1∶5),
90% 硫酸,10% NaOH 溶液,2% CuSO4 溶液,碘水;
pH 试纸,试管,烧杯,胶头滴管,玻璃棒,酒精灯,三脚架,石棉网,试管夹等。
实验方案实施
1. 葡萄糖中醛基的检验
实验内容 实验操作 实验现象 解释或结论
用银氨溶液 检验醛基 (1)取一支洁净的试管,加入 1 mL 葡萄糖溶液 (2)向葡萄糖溶液中加入 2 mL 银氨溶液,不要振荡 (3)将混合液平稳地放在 60 ℃左右的水浴中微热,观察实验现象
用新制氢氧 化铜悬浊液 检验醛基 (1)配制氢氧化铜悬浊液:向试管中加入2 mL 10% NaOH 溶液,再加入 5 ~ 6 滴 2% CuSO4 溶液 (2)向新制氢氧化铜悬浊液中加入 2 mL葡萄糖溶液,加热,观察颜色变化
试管壁上
产生银镜
葡萄糖能被[Ag(NH3)2]OH氧化。
实验原理:
CH2OH(CHOH)4CHO+2[Ag(NH3)2]OH
CH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
试管内产生
砖红色沉淀
葡萄糖能被新制Cu(OH)2悬浊液氧化。
实验原理:
实验方案实施
2. 蔗糖、淀粉的性质
实验内容 实验操作 实验现象 解释或结论
蔗糖的 水解 (1)取两支试管,分别加入 1 mL 蔗糖溶液 (2)向一份蔗糖溶液中加入 2~3 滴稀硫酸,水浴加热几分钟,再加入 NaOH 溶液调节至碱性 (3)向两支试管中分别加入新制氢氧化铜悬浊液,加热,观察实验现象
淀粉的 水解 (1)取两支试管,分别加入 1 mL 淀粉溶液 (2)向一份淀粉溶液中加入 2~3 滴稀硫酸,水浴加热几分钟,取出试管冷却至室温 (3)从两支试管中分别取出少量溶液,滴加碘水观察现象 (4)将两支试管中的溶液分别用 NaOH 溶液调节至碱性,加入新制氢氧化铜悬浊液,加热,观察实验现象
加入新制氢氧化铜悬浊液的试管内产生砖红色沉淀
加入2~3滴稀硫酸的试管滴加碘水后,试管中未出现蓝色;加入新制氢氧化铜悬浊液后,试管出现砖红色沉淀
蔗糖溶液的水解产物与新制Cu(OH)2悬浊液反应 ,产物含有还原性糖。
实验原理:
淀粉在酸催化和加热的条件下发生水解反应,产物具有还原性。
反应原理 :
实验方案实施
3. 纤维素的性质
实验内容 实验操作 实验现象 解释或结论
纤维素的水解 (1)将一团脱脂棉放入干净试管中,加入 几滴 90% 硫酸,用玻璃棒将脱脂棉搅成糊状。小火微热(注意不要使溶液溅出),得到亮棕色溶液,再加入NaOH 溶液调节至碱性 (2)在上述溶液中加入新制氢氧化铜悬浊 液,加热煮沸,观察实验现象
试管出现
砖红色沉淀
纤维素在浓硫酸作用下发生了水解反应,生成了具有还原性的物质。
反应原理:
你对实验中研究的几种糖有了哪些了解?
2. 通过实验,你对蔗糖、淀粉、纤维素与葡萄糖之间的关系有了哪些认识?
3. 糖是生命体的重要能源物质,你认为蔗糖、淀粉在人体内的转化过程与本实验中的 转化过程相比,有哪些区别和联系?
思考
葡萄糖具有还原性能被弱氧化剂[Ag(NH3)2]OH、新制Cu(OH)2悬浊液氧化。
蔗糖、淀粉、纤维素均能水解生成具有还原性的葡萄糖。
最终产物均为葡萄糖,在人体内的转化是在酶催化下转化为葡萄糖,本实验是在酸性条件下转化为葡萄糖。
1. 单糖——葡萄糖和果糖
分子式 结构式 关系
葡萄糖 C6H12O6 CH2OH(CHOH)4CHO 互为同分异构体
果糖 C6H12O6
思考
葡萄糖分子中含有的官能团是什么?可发生哪些反应?
醛基
羟基
醛基:加成反应、氧化反应、还原反应
羟基:酯化反应
葡萄糖的性质
(1)氧化反应
①生理氧化
②被弱的氧化剂氧化
C6H12O6(s)+6O2(g)―→6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2 804 kJ·mol-1
CH2OH(CHOH)4CHO+2[Ag(NH3)2]OH 2Ag↓+3NH3+CH2OH(CHOH)4COONH4+H2O
CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOH CH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O
(2)加成反应
CH2OH(CHOH)4CHO+H2 CH2OH(CHOH)4CH2OH
(3)酯化反应
CH2OH(CHOH)4CHO+5CH3COOH CH3COOCH2(CHOOCCH3)4CHO+5H2O
(4)发酵成醇
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2↑
葡萄糖
拓展视野
葡萄糖的氧环式结构
葡萄糖分子中的羟基和醛基相互作用形成氧环式结构。葡萄糖分子由链式结构转化为氧环式结构的过程可表示为:
在葡萄糖的水溶液中,存在着链式结构与两种氧环式结构(α-D-葡萄糖和 β-D-葡萄糖)的平衡。
α-D-葡萄糖分子中,1 号和 2 号碳原子上的羟基在环的同一侧;β-D-葡萄糖分子中,1 号 和 2 号碳原子上的羟基在环的两侧。
α-葡萄糖分子间脱水聚合形成淀粉分子,β-葡萄糖分子间脱水聚合形成纤维素分子。人体内有能水解 α-糖苷键的淀粉酶,而没有草食性动物体内存在的能水解 β-糖苷键的纤维素酶。因此,人体能消化淀粉,难以消化纤维素。
2.双糖——蔗糖和麦芽糖
2.双糖——蔗糖和麦芽糖
蔗糖 麦芽糖
分子式
分子结构
化学性质
鉴别方法
C12H22O11
C12H22O11
分子中无醛基
分子中有醛基
互为同分异构体
水解生成葡萄糖和果糖
水解生成葡萄糖
非还原性糖、与银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液不反应
还原性糖、与银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液反应
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(也可用新制氢氧化铜悬浊液来鉴别)
3.多糖——淀粉和纤维素
3.多糖——淀粉和纤维素
淀粉 纤维素
分子式
关系
化学性质
存在
用途
(C6H10O5)n
(C6H10O5)n
均为天然高分子化合物
不互为同分异构体(n不同,纤维素一般较大)
①无还原性
②能水解生成葡萄糖
③遇碘单质变蓝(检验淀粉)
①无还原性
②能水解生成葡萄糖(较困那)
③能发生酯化反应
植物细胞壁的主 要成分
植物种子或块根里
制备葡萄糖和酒精,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
思考交流
1.检验蔗糖或淀粉水解液中是否含葡萄糖时,为什么必须先用碱液中和稀H2SO4
2.如何检验淀粉水解程度?
银镜反应、醛与新制Cu(OH)2悬浊液的反应都必须在碱性环境中进行。
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
3.五碳醛糖与核酸
核糖
(C5H10O5)
脱氧核糖
(C5H10O4)
核糖和脱氧核糖是生命遗传物质——核酸的重要组成部分。
核酸
核酸——
核糖核酸和脱氧核糖核酸统称
核糖核酸
脱氧核糖核酸
DNA
RNA
多个脱氧核糖核苷酸分子间脱水形成磷酯键后聚合而成的脱氧核糖核苷酸链
多个核糖核苷酸分子间脱水形成磷酯键后聚合而成的核糖核苷酸链
环式核糖与碱基、磷酸基团共同组成核糖核苷酸
脱氧核糖与碱基、磷酸基团共同组成脱氧核糖核苷酸
大多数生命的遗传物质是DNA。在以DNA为遗传物质的生命体中,DNA是遗传信息的储存物质。
交流研讨
图 2-3-8 为 DNA 分子的局部结构示意图,请读取图中信息,讨论以下问题。
1. DNA 分子中有哪些官能团?请在图中标注出来。
2. 通过结构比对进行推断:脱氧核糖、磷酸及碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶)形成脱氧核苷酸时结构发生了哪些转变?脱氧核苷酸聚合成 DNA 分子长链时结构发生了哪些转变?
3.在图中标出DNA分子中的氢键,尝试从氢键的角度认识DNA分子的碱基配对原则。
讨论
脱氧核糖羟基与磷酸羟基、碱基氨基脱水形成脱氧核苷酸
磷酸羟基与另一分子脱氧核糖羟基脱水缩合成链
联想质疑
图 2-3-8 为 DNA 分子的局部结构示意图,请读取图中信息,讨论以下问题。
氢键
(1)DNA分子是由两条链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
(2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;碱基排列在内侧。
(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对有一定的规律:A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对;G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。碱基之间的这种一一对应的关系,叫做碱基互补配对原则。
DNA分子双螺旋结构的主要特点是
课堂小结
糖类
单糖
双糖
多糖
葡萄糖
果糖
蔗糖
麦芽糖
淀粉
纤维素
(六碳醛糖)
(六碳酮糖)
银镜反应、酯化反应反应
不具有还原性,不能发生银镜反应,水解生成葡萄糖和果糖
具有还原性,能发生银镜反应,水解生成葡萄糖
水解生成葡萄糖、遇碘变蓝
水解生成葡萄糖
核糖核酸
脱氧核糖核酸
核酸
核糖
脱氧核糖
碱基、磷酸基
碱基、磷酸基