4.1糖类 课件(共32张PPT)2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3
文档属性
| 名称 | 4.1糖类 课件(共32张PPT)2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.5MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-08-05 18:08:58 | ||
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文档简介
(共32张PPT)
第四章 生物大分子
第一节 糖类
葡萄糖(C6H12O6)
蔗糖(C12H22O11)
淀粉[(C6H10O5)n]
纤维素[(C6H10O5)n]
一.糖类的组成和分类
1.组成
糖类化合物一般由C、H、O三种元素组成，大多数可用通式Cm(H2O)n
表示，如葡萄糖(C6H12O6)、蔗糖(C12H22O11)、淀粉[(C6H10O5)n]等。也被称为碳水化合物。
▲并不是所有糖的组成都符合上述通式，如脱氧核糖(C5H10O4)；而某些符合此通式的物质却不属于糖类，如乙酸(C2H4O2)、甲醛(CH2O)。因而碳水化合物这一名称并不准确，但因沿用已久，目前仍在使用。
2.结构
糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。
葡萄糖(C6H12O6)
果糖(C6H12O6)
核糖(C5H10O5)
脱氧核糖(C5H10O4)
3.分类
根据能否水解及水解后的产物，糖类可分为单糖、寡糖和多糖。
类别 依据 举例
单糖 不能水解的糖 葡萄糖、果糖、核糖和脱氧核糖等
寡糖或 低聚糖 1 mol糖水解后能产生2～10 mol单糖 以二糖最为重要，二糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖等
多糖 1 mol糖水解后能产生10 mol以上单糖 淀粉、纤维素和糖原等
转化 关系
二.单糖
1.葡萄糖
（1）存在
葡萄糖是自然界中分布最广的单糖，存在于水果、蜂蜜、植物的种子、叶、根、花，以及动物的血液和淋巴液中。
（2）物理性质
葡萄糖是易溶于水的无色晶体，熔点146℃，有甜味，但甜度不如蔗糖。
（3）结构
C6H12O6
CH2OH(CHOH)4CHO
—OH
—CHO
多羟基醛类化合物
分子式:
结构式：
结构简式:
官能团:
【思考】从葡萄糖的结构，你能预测它的性质吗？请设计实验验证。
操作 现象
（1）在一支洁净的试管中配制约2mL 银氨溶液，加入lmL10%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2mL10%NaOH 溶液，加入5滴5%CuSO4溶液，再加入2mL 10%葡萄糖溶液，加热。观察实验现象。
实验结论
试管内壁出现光亮的银镜
生成砖红色沉淀
葡萄糖(C6H12O6)分子中含有醛基，属于醛糖，有还原性。
（4）化学性质
c.使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色
a.银镜反应：
△
CH2OH(CHOH)4CHO+2[Ag(NH3)2]OH CH2OH(CHOH)4COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O
b.与新制Cu(OH)2悬浊液的反应：
△
CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2＋NaOH CH2OH(CHOH)4COONa＋Cu2O↓＋3H2O
e.在酒化酶作用下发酵成酒精
d.生理氧化
C6H12O6+6O2CO2+6H2O
C6H12O62C2H5OH+2CO2↑
还
原
性
f.与H2加成
CH2OH(CHOH)4CHO+H2 CH2OH(CHOH)4CH2OH
g. 与Na置换、酯化反应、取代反应、分子间脱水、消去反应
小结：葡萄糖具有醛和醇的特征反应
反应类型 试剂或条件 表现性质的官能团
加成反应 H2/Ni 醛基
氧化反应 银氨溶液
新制Cu(OH)2悬浊液
使溴水褪色
生理氧化 —
酯化反应 与乙酸等 羟基
（5）用途
葡萄糖用于制镜业、糖果制造业、医药业；为体弱和低血糖患者补充营养。
2.果糖
（1）存在及应用
在水果和蜂蜜中含量较高，应用于食品和医药生产。
（2）物理性质
纯净的果糖为无色晶体，易溶于水、乙醇、乙醚，吸湿性强。
（3）结构
分子式:
结构式：
C6H12O6
结构简式:
官能团:
与葡萄糖互为同分异构体
多羟基酮类化合物
【思考】从果糖的结构，你能预测它的性质吗？
（4）化学性质
a.与氢气加成生成醇
b.与Na置换、酯化反应、取代反应、分子间脱水、消去反应
c.果糖虽无醛基，但仍能同葡萄糖一样发生银镜反应、与新制的Cu(OH)2反应。
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。它们都是含有5个碳原子的单糖—— 戊糖，均为醛糖，具有还原性。
核糖(C5H10O5)
脱氧核糖(C5H10O4)
三.二糖
1.蔗糖和麦芽糖
（1）存在及应用
名称 存在 常见物质 分子式 用途 关系
蔗糖 大多数植物体中，甜菜、甘蔗中含量最高 红糖、白糖、冰糖 C12H22O11 甜味食品
麦芽糖 发芽的谷粒和麦芽中 饴糖 C12H22O11 甜味食品
互为同分异构体
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。
（2）物理性质
（3）化学性质
蔗糖：在酸和酶的作用下，蔗糖可水解生成葡萄糖和果糖
麦芽糖：在酸或酶催化下，麦芽糖发生水解反应生成葡萄糖
C12H22O11+H2O 2C6H12O6
麦芽糖
葡萄糖
【思考】根据蔗糖和麦芽糖的水解产物，预测蔗糖和麦芽糖结构上的差异，它们是否和葡萄糖一样属于还原性糖呢？如何验证？
实验内容 实验现象 结论
加蔗糖溶液的试管无明显现象，加麦芽糖溶液的试管内壁出现光亮的银镜
加蔗糖溶液的试管无明显现象，加麦芽糖溶液的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
取两支洁净的试管，分别在试管中配制约2mL银氨溶液，分别加入1mL蔗糖溶液、麦芽糖溶液，振荡，然后在水浴中加热。观察实验现象。
另取两支试管，向其中分别加入2mL10%NaOH溶液，加入5滴5%CuSO4溶液，再分别加入2mL蔗糖溶液、麦芽糖溶液，加热。观察实验现象。
【讨论】以上实验操作中有哪些要注意的地方？
1.实验中各种试剂的浓度、用量，以及反应时间、反应温度等应尽可能相同。
2.为保证实验现象明显，操作中所使用的试管必须洁净。试管最好先用NaOH溶液清洗，再用水清洗。
3.银氨溶液和Cu(OH)2必须现用现制。反应混合液应及时处理，不可久置。生成的银镜可用少量硝酸去除。
4.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。
糖类不一定都有甜味，有甜味的不一定属于糖类。
四.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，淀粉的相对分子质量可达到几十万，纤维素可达到几百万。
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，也可表示为[C6H7O2(OH)3]n。
因为n值不同，二者不互为同分异构体。
1.淀粉
（1）存在：是绿色植物光合作用的产物，在种子、块根和块茎中含量丰富，谷类和薯类含淀粉较多。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。
（2）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（糊化）。
（3）用途：淀粉是食物的一种重要成分，也是重要的工业原料。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、白酒、食醋、味精，以及氨基酸、抗生素等药物。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。
（4）化学性质
a.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。
b.分子中存在醇羟基，可以发生酯化反应。
c.在酸或酶的作用下水解，最终生成葡萄糖。
d.淀粉遇碘变蓝，可以利用该现象检验淀粉的存在。
【思考】如何判断淀粉的水解程度
(1)实验原理:
淀粉在酸作用下发生水解反应最终生成葡萄糖，反应物淀粉遇碘变蓝色，不能发生银镜反应；产物葡萄糖遇碘不变蓝，能发生银镜反应。
(2)实验步骤:
现象B 现象A 结论
1 溶液变蓝色 未出现银镜 淀粉尚未水解
2 溶液变蓝色 出现银镜 淀粉部分水解
3 溶液不变蓝色 出现银镜 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。
▲①验证水解产物时，首先要向水解液中加入NaOH溶液中和至碱性后再进行实验。
②要验证混合液中是否还有淀粉应直接取水解后的混合液加碘水，而不能在加入NaOH中和后再加碘水，因碘水与NaOH溶液反应。
2.纤维素
（1）存在：
纤维素参与构成了植物的细胞壁，起着保护和支持作用。如自然界中的棉、麻、木材、秸秆中存在大量纤维素。
（2）物理性质：
纤维素是白色纤维状物质，没有甜味，不溶于水，也不溶于一般的有机溶剂。
（3）化学性质：
a.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。
b.酯化反应：可以与醋酸、硝酸发生酯化反应制备醋酸纤维、硝酸纤维。
c.在酸或酶的作用下水解，最终生成葡萄糖。
【思考】根据淀粉的水解实验，设计纤维素的水解实验。（提示：催化剂可使用浓硫酸）
实验方案：
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
实验现象：
结论：
溶液中产生砖红色沉淀；
纤维素能水解生成还原糖。
a.纺织工业、造纸业；
b.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。
c.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。
d.黏胶纤维是经化学处理后的纤维素。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。
（4）纤维素的用途
淀粉 纤维素
分子式 (C6H10O5)n (C6H10O5)n
n值大小 大 更大
结构特点 ①无—CHO ②有—OH
水解最终产物 葡萄糖 葡萄糖
化学性质 溶液遇碘变蓝色 ——
可发生酯化反应
是否为纯净物 混合物
是否互为同 分异构体 否
第四章 生物大分子
第一节 糖类
葡萄糖(C6H12O6)
蔗糖(C12H22O11)
淀粉[(C6H10O5)n]
纤维素[(C6H10O5)n]
一.糖类的组成和分类
1.组成
糖类化合物一般由C、H、O三种元素组成，大多数可用通式Cm(H2O)n
表示，如葡萄糖(C6H12O6)、蔗糖(C12H22O11)、淀粉[(C6H10O5)n]等。也被称为碳水化合物。
▲并不是所有糖的组成都符合上述通式，如脱氧核糖(C5H10O4)；而某些符合此通式的物质却不属于糖类，如乙酸(C2H4O2)、甲醛(CH2O)。因而碳水化合物这一名称并不准确，但因沿用已久，目前仍在使用。
2.结构
糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。
葡萄糖(C6H12O6)
果糖(C6H12O6)
核糖(C5H10O5)
脱氧核糖(C5H10O4)
3.分类
根据能否水解及水解后的产物，糖类可分为单糖、寡糖和多糖。
类别 依据 举例
单糖 不能水解的糖 葡萄糖、果糖、核糖和脱氧核糖等
寡糖或 低聚糖 1 mol糖水解后能产生2～10 mol单糖 以二糖最为重要，二糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖等
多糖 1 mol糖水解后能产生10 mol以上单糖 淀粉、纤维素和糖原等
转化 关系
二.单糖
1.葡萄糖
（1）存在
葡萄糖是自然界中分布最广的单糖，存在于水果、蜂蜜、植物的种子、叶、根、花，以及动物的血液和淋巴液中。
（2）物理性质
葡萄糖是易溶于水的无色晶体，熔点146℃，有甜味，但甜度不如蔗糖。
（3）结构
C6H12O6
CH2OH(CHOH)4CHO
—OH
—CHO
多羟基醛类化合物
分子式:
结构式：
结构简式:
官能团:
【思考】从葡萄糖的结构，你能预测它的性质吗？请设计实验验证。
操作 现象
（1）在一支洁净的试管中配制约2mL 银氨溶液，加入lmL10%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2mL10%NaOH 溶液，加入5滴5%CuSO4溶液，再加入2mL 10%葡萄糖溶液，加热。观察实验现象。
实验结论
试管内壁出现光亮的银镜
生成砖红色沉淀
葡萄糖(C6H12O6)分子中含有醛基，属于醛糖，有还原性。
（4）化学性质
c.使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色
a.银镜反应：
△
CH2OH(CHOH)4CHO+2[Ag(NH3)2]OH CH2OH(CHOH)4COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O
b.与新制Cu(OH)2悬浊液的反应：
△
CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2＋NaOH CH2OH(CHOH)4COONa＋Cu2O↓＋3H2O
e.在酒化酶作用下发酵成酒精
d.生理氧化
C6H12O6+6O2CO2+6H2O
C6H12O62C2H5OH+2CO2↑
还
原
性
f.与H2加成
CH2OH(CHOH)4CHO+H2 CH2OH(CHOH)4CH2OH
g. 与Na置换、酯化反应、取代反应、分子间脱水、消去反应
小结：葡萄糖具有醛和醇的特征反应
反应类型 试剂或条件 表现性质的官能团
加成反应 H2/Ni 醛基
氧化反应 银氨溶液
新制Cu(OH)2悬浊液
使溴水褪色
生理氧化 —
酯化反应 与乙酸等 羟基
（5）用途
葡萄糖用于制镜业、糖果制造业、医药业；为体弱和低血糖患者补充营养。
2.果糖
（1）存在及应用
在水果和蜂蜜中含量较高，应用于食品和医药生产。
（2）物理性质
纯净的果糖为无色晶体，易溶于水、乙醇、乙醚，吸湿性强。
（3）结构
分子式:
结构式：
C6H12O6
结构简式:
官能团:
与葡萄糖互为同分异构体
多羟基酮类化合物
【思考】从果糖的结构，你能预测它的性质吗？
（4）化学性质
a.与氢气加成生成醇
b.与Na置换、酯化反应、取代反应、分子间脱水、消去反应
c.果糖虽无醛基，但仍能同葡萄糖一样发生银镜反应、与新制的Cu(OH)2反应。
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。它们都是含有5个碳原子的单糖—— 戊糖，均为醛糖，具有还原性。
核糖(C5H10O5)
脱氧核糖(C5H10O4)
三.二糖
1.蔗糖和麦芽糖
（1）存在及应用
名称 存在 常见物质 分子式 用途 关系
蔗糖 大多数植物体中，甜菜、甘蔗中含量最高 红糖、白糖、冰糖 C12H22O11 甜味食品
麦芽糖 发芽的谷粒和麦芽中 饴糖 C12H22O11 甜味食品
互为同分异构体
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。
（2）物理性质
（3）化学性质
蔗糖：在酸和酶的作用下，蔗糖可水解生成葡萄糖和果糖
麦芽糖：在酸或酶催化下，麦芽糖发生水解反应生成葡萄糖
C12H22O11+H2O 2C6H12O6
麦芽糖
葡萄糖
【思考】根据蔗糖和麦芽糖的水解产物，预测蔗糖和麦芽糖结构上的差异，它们是否和葡萄糖一样属于还原性糖呢？如何验证？
实验内容 实验现象 结论
加蔗糖溶液的试管无明显现象，加麦芽糖溶液的试管内壁出现光亮的银镜
加蔗糖溶液的试管无明显现象，加麦芽糖溶液的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
取两支洁净的试管，分别在试管中配制约2mL银氨溶液，分别加入1mL蔗糖溶液、麦芽糖溶液，振荡，然后在水浴中加热。观察实验现象。
另取两支试管，向其中分别加入2mL10%NaOH溶液，加入5滴5%CuSO4溶液，再分别加入2mL蔗糖溶液、麦芽糖溶液，加热。观察实验现象。
【讨论】以上实验操作中有哪些要注意的地方？
1.实验中各种试剂的浓度、用量，以及反应时间、反应温度等应尽可能相同。
2.为保证实验现象明显，操作中所使用的试管必须洁净。试管最好先用NaOH溶液清洗，再用水清洗。
3.银氨溶液和Cu(OH)2必须现用现制。反应混合液应及时处理，不可久置。生成的银镜可用少量硝酸去除。
4.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。
糖类不一定都有甜味，有甜味的不一定属于糖类。
四.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，淀粉的相对分子质量可达到几十万，纤维素可达到几百万。
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，也可表示为[C6H7O2(OH)3]n。
因为n值不同，二者不互为同分异构体。
1.淀粉
（1）存在：是绿色植物光合作用的产物，在种子、块根和块茎中含量丰富，谷类和薯类含淀粉较多。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。
（2）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（糊化）。
（3）用途：淀粉是食物的一种重要成分，也是重要的工业原料。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、白酒、食醋、味精，以及氨基酸、抗生素等药物。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。
（4）化学性质
a.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。
b.分子中存在醇羟基，可以发生酯化反应。
c.在酸或酶的作用下水解，最终生成葡萄糖。
d.淀粉遇碘变蓝，可以利用该现象检验淀粉的存在。
【思考】如何判断淀粉的水解程度
(1)实验原理:
淀粉在酸作用下发生水解反应最终生成葡萄糖，反应物淀粉遇碘变蓝色，不能发生银镜反应；产物葡萄糖遇碘不变蓝，能发生银镜反应。
(2)实验步骤:
现象B 现象A 结论
1 溶液变蓝色 未出现银镜 淀粉尚未水解
2 溶液变蓝色 出现银镜 淀粉部分水解
3 溶液不变蓝色 出现银镜 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。
▲①验证水解产物时，首先要向水解液中加入NaOH溶液中和至碱性后再进行实验。
②要验证混合液中是否还有淀粉应直接取水解后的混合液加碘水，而不能在加入NaOH中和后再加碘水，因碘水与NaOH溶液反应。
2.纤维素
（1）存在：
纤维素参与构成了植物的细胞壁，起着保护和支持作用。如自然界中的棉、麻、木材、秸秆中存在大量纤维素。
（2）物理性质：
纤维素是白色纤维状物质，没有甜味，不溶于水，也不溶于一般的有机溶剂。
（3）化学性质：
a.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。
b.酯化反应：可以与醋酸、硝酸发生酯化反应制备醋酸纤维、硝酸纤维。
c.在酸或酶的作用下水解，最终生成葡萄糖。
【思考】根据淀粉的水解实验，设计纤维素的水解实验。（提示：催化剂可使用浓硫酸）
实验方案：
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
实验现象：
结论：
溶液中产生砖红色沉淀；
纤维素能水解生成还原糖。
a.纺织工业、造纸业；
b.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。
c.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。
d.黏胶纤维是经化学处理后的纤维素。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。
（4）纤维素的用途
淀粉 纤维素
分子式 (C6H10O5)n (C6H10O5)n
n值大小 大 更大
结构特点 ①无—CHO ②有—OH
水解最终产物 葡萄糖 葡萄糖
化学性质 溶液遇碘变蓝色 ——
可发生酯化反应
是否为纯净物 混合物
是否互为同 分异构体 否