《创新方案》第四章 第一节 糖类（课件）化学选择性必修3人教版

(共56张PPT)
第四章　生物大分子
第一节　糖类
【学习目标】　1.能列举典型糖类物质，说明单糖、二糖和多糖的区别与联系。
2．从官能团角度探析糖类的结构特点，理解糖类的化学性质。
3．了解糖类在人体供能、储能等方面的作用，了解糖类的摄入和代谢与人体健康之间的关系。
知识点一
PART
01
第一部分
知识点一　糖类概述　单糖

1．糖类概述
(1)组成
糖类化合物一般由________________三种元素组成，大多数可用通式_______________表示，如葡萄糖(C6H12O6)、蔗糖(C12H22O11)、淀粉[(C6H10O5)n]等，所以糖类也被称为________________。
碳、氢、氧
Cm(H2O)n
碳水化合物
　　　　　　　1.糖类都符合通式Cm(H2O)n吗？符合通式Cm(H2O)n的物质都属于糖类吗？
提示：不一定，如脱氧核糖(C5H10O4)属于糖类，但不符合通式Cm(H2O)n；乙酸(C2H4O2)符合通式Cm(H2O)n，但其属于羧酸，不属于糖类。
(2)结构
糖类是________________、________________和它们的脱水缩合物。
(3)分类
根据糖类能否水解以及水解后的产物，糖类可分为单糖、寡糖和多糖。
①单糖：通常将________________的糖称为单糖，如葡萄糖、果糖、核糖和脱氧核糖等。
②寡糖：1 mol糖水解后能产生________________单糖的称为寡糖或低聚糖，其中以二糖最为重要，常见的二糖有麦芽糖、乳糖和蔗糖等。
③多糖：1 mol糖水解后能产生________________以上单糖的称为多糖，如淀粉、纤维素和糖原等。
多羟基醛
多羟基酮
不能水解
2～10 mol　
10 mol　
2．葡萄糖
(1)物理性质和存在
葡萄糖是_____溶于水的_______晶体，熔点为146 ℃，有甜味，但甜度不如蔗糖。葡萄糖是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。
易　
无色
(2)化学性质
①实验探究——还原性
实验操作
实验现象 试管内壁出现_____________ 生成____________________
实验结论 葡萄糖(C6H12O6)分子中含有________，属于_______糖，有_______性，属于还原糖 光亮的银镜
砖红色沉淀
醛基
醛　
还原
多羟基醛
6CO2＋6H2O
　　　　　　　2.如何检验糖尿病患者的尿液中是否含有葡萄糖？
提示：将糖尿病患者的尿液与新制的氢氧化铜混合后加热，观察是否有砖红色沉淀生成
(3)应用
葡萄糖是一种重要的营养物质，在食品和医药工业中有广泛的应用。例如，低血糖患者可利用静脉注射葡萄糖溶液的方式来迅速补充营养。
3．果糖
(1)物理性质、存在及应用
纯净的果糖为______色晶体，______溶于水，吸湿性______。果糖在水果和蜂蜜中含量较高，它比蔗糖的甜度_______，广泛应用于食品和医药的生产中。
(2)结构
①分子式：__________。
②结构简式：__________________________________________________。
③果糖是一种多羟基酮，属于酮糖，与葡萄糖互为________________。
无　
易　
强　
高　
C6H12O6
同分异构体
4．核糖与脱氧核糖
物质 核糖 脱氧核糖
分子式 C5H10O5 C5H10O4
结构 简式
类别 多羟基_________ 多羟基_________
特点、 应用 是___________(RNA)的重要组成部分 是_______________(DNA)的重要组成部分
　醛
　醛
脱氧核糖核酸
核糖核酸
4个不同的原子或原子团
(1)糖类都能发生水解反应(　　)
(2)葡萄糖和果糖都可以与H2发生加成反应，与羧酸发生酯化反应(　　)
(3)果糖虽然也能发生银镜反应，但它的分子中没有醛基(　　)
(4)葡萄糖可以使酸性KMnO4溶液和溴水褪色(　　)
(5)核糖和脱氧核糖互为同分异构体(　　)
√
×
√
√
×
1．(教材习题改编)下列关于糖类的叙述正确的是(　　)
A．含有碳、氢、氧三种元素的有机化合物属于糖类
B．糖类是碳和水的化合物，又称碳水化合物
C．凡是能溶于水且具有甜味的物质都属于糖类
D．糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物
√
解析：糖类含有碳、氢、氧三种元素，但含有碳、氢、氧三种元素的化合物不一定属于糖类，如醇、醛、羧酸等，A错误；
大多数糖类化合物可用通式Cm(H2O)n表示，但是糖类不是碳和水的化合物，B错误；
有甜味的物质不一定是糖类，糖类也不一定有甜味，C错误；
糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物，D正确。
√
2．(2024·郑州高二月考)下列关于葡萄糖的叙述正确的是(　　)
A．葡萄糖分子中不含手性碳原子
B．葡萄糖在人体内发生氧化反应，释放能量
C．葡萄糖既可以和钠反应，又可以和氢氧化钠反应
D．葡萄糖发生水解反应生成乙醇和二氧化碳
解析：葡萄糖的结构简式为HOCH2(CHOH)4CHO，分子中含手性碳原子，A项错误；
葡萄糖在人体内经酶的催化发生氧化反应生成二氧化碳和水，释放能量，B项正确；
葡萄糖分子中含有羟基，能与钠反应，但不能与氢氧化钠反应，C项错误；
葡萄糖属于单糖，不能水解，D项错误。
√
3．核糖是合成核酸的重要原料，结构简式为
CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO。下列关于核糖的叙述正确的是(　　)
A．与葡萄糖互为同分异构体
B．可与新制的Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀
C．不能发生取代反应
D．能使紫色石蕊溶液变红
解析：葡萄糖(C6H12O6)与核糖(C5H10O5)的分子式不同，二者不互为同分异构体，故A错误；
核糖分子中含有—CHO，可与新制的Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀，故B正确；
核糖分子中含有—OH，可发生取代反应，故C错误；
核糖分子中不含—COOH，不具有酸性，不能使紫色石蕊溶液变红，故D错误。
知识点二
PART
02
第二部分
知识点二　二糖和多糖

一、二糖
1．蔗糖和麦芽糖的物理性质及用途
物质 蔗糖 麦芽糖
分子式 ________________ ________________
物理 性质 _____色晶体，______溶于水，_____甜味 无色晶体，______溶于水，____甜味
存在 大多数植物体中，在甘蔗和甜菜中含量最丰富 发芽的谷粒和麦芽中
用途 甜味剂 甜味食品
二者关系 互为同分异构体 C12H22O11
C12H22O11　
无
易　
易　
有　
有　
2.蔗糖和麦芽糖的化学性质
(1)水解反应
蔗糖、麦芽糖在酸或酶的作用下，可水解，化学方程式分别为
_________________________________________________________________；
_____________________________________________________________。
[注意]　欲要检验蔗糖水解产物中的葡萄糖，必须先加入NaOH溶液中和多余的酸，再加入银氨溶液或新制的Cu(OH)2进行检验。
(2)实验探究——蔗糖和麦芽糖是否属于还原糖
实验步骤 实验现象 实验结论
试管内无明显现象 蔗糖分子中无_______，是非还原糖；麦芽糖分子中含有___________，是还原糖
试管内产生砖红色沉淀 醛基
醛基
二、多糖
1．概述
淀粉和纤维素都属于天然有机高分子，分子式可以表示为_____________，其中的葡萄糖单元中一般有三个羟基，所以也可表示为________________。淀粉和纤维素分子的n值不同，二者的组成与结构不同，故二者_________同分异构体。
(C6H10O5)n
[C6H7O2(OH)3]n
不互为
2．最重要的多糖——淀粉和纤维素
(1)淀粉
存在 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
结构 天然淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成
性质
羟基　
非还原　
蓝
应用 淀粉经发酵可以得到燃料乙醇、白酒、食醋、味精、氨基酸、抗生素等，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
(2)纤维素
①存在及物理性质
存在 自然界中分布最广泛的一种多糖，参与构成植物的细胞壁
物理性质 _____色纤维状物质，_______甜味，_____溶于水和一般的有机溶剂
白　
没有　
不　
②化学性质
a．实验探究——水解反应
实验操作 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
实验现象 ________________________________
实验结论 在酸或酶的催化下可发生水解，最终生成葡萄糖
化学方程式
有砖红色沉淀生成
b.酯化反应：分子结构中含有___________，能发生酯化反应。
c．无还原性：_______被氢氧化铜等弱氧化剂氧化，属于_______________。
③用途
纤维素是纺织、造纸工业的原料，还可以用来制造纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯和黏胶纤维等。
　羟基
　不能
　非还原糖
根据上述操作现象，回答设计、结论是否正确。然后简要说明理由。
(1)甲方案：______________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)乙方案：______________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)丙方案：______________________________________________________
________________________________________________________________。
(4)丁方案：______________________________________________________
_______________________________________________________________。
设计和结论都不正确。因为I2能与NaOH溶液发生反应，不能证明淀粉是否存在
设计和结论都不正确。因为在酸性条件下，加入的银氨溶液被破坏，不能与葡萄糖发生银镜反应。此时淀粉可能是完全水解，也可能是部分水解或尚未水解
设计和结论都正确。按设计的方案进行实验，有银镜现象，说明淀粉已水解生成了葡萄糖
设计和结论都正确。按设计的方案进行实验，溶液变蓝又有银镜现象，说明既有淀粉剩余又有葡萄糖生成，淀粉部分水解
(1)由于糖类水解常用无机酸(一般是稀硫酸)作为催化剂，检验水解产物之前，必须先加碱中和酸，以免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。取中和液加碘水，因I2能与NaOH溶液反应，而会影响淀粉的检验。
1．(2024·沈阳一中高二月考)下列关于麦芽糖和蔗糖的说法正确的是(　　)
A．它们都属于二糖，分子中都含有醛基
B．分子中碳原子个数都是葡萄糖的2倍
C．它们水解后都生成2分子葡萄糖
D．它们都能发生银镜反应
√
解析：A．麦芽糖和蔗糖都属于二糖，麦芽糖分子中含有醛基，蔗糖分子中不含醛基，A错误；
B．麦芽糖分子和蔗糖分子中碳原子个数都是12，葡萄糖分子中碳原子个数是6，B正确；
C．1分子麦芽糖水解后生成2分子葡萄糖，1分子蔗糖水解后生成1分子葡萄糖和1分子果糖，C错误；
D．麦芽糖分子中含有醛基，能发生银镜反应，蔗糖分子中不含醛基，不能发生银镜反应，D错误。
2．(教材习题改编)对于淀粉和纤维素两种物质，下列说法正确的是(　　)
A．二者都能水解，但水解的最终产物不同
B．二者含C、H、O三种元素的质量分数相同，且互为同分异构体
C．它们都属于糖类，且都是天然有机高分子
D．都可用(C6H10O5)n表示，但淀粉能发生银镜反应，而纤维素不能
√
解析：淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖，故A错误；
淀粉和纤维素的分子表达式相同，C、H、O三种元素的质量分数相同，但由于分子中所含的葡萄糖单元数目n不同，因此分子式不同，二者不互为同分异构体，故B错误；
淀粉和纤维素都属于多糖，且都是天然有机高分子，故C正确；
淀粉和纤维素分子中都不含醛基，都不能发生银镜反应，故D错误。
3．某学生设计了如下实验方案用以检验淀粉水解的情况：

下列结论正确的是(　　)
A．淀粉具有还原性，分子中含有醛基
B．淀粉已完全水解
C．淀粉没有水解
D．淀粉水解的产物具有还原性，分子中含有醛基
√
解析：淀粉分子中不含醛基，不具有还原性，故A错误；
向中和液中加入银氨溶液，水浴加热，有银镜生成，说明有葡萄糖生成，淀粉已经水解，由于向中和液中加入碘水，碘单质能与NaOH反应，则无法检验淀粉的存在，即无法确定淀粉是否水解完全，故B、C错误；
淀粉水解的产物能发生银镜反应，说明水解产物具有还原性，分子中含有醛基，故D正确。
课堂检测　巩固落实
PART
03
第三部分
√
1．战国时成书的《尚书·洪范篇》有“稼稿作甘”之句，“甘”即饴糖，饴糖的主要成分是一种二糖，1 mol该二糖完全水解可生成2 mol葡萄糖。饴糖的主要成分是(　　)
A．果糖　　　　B．淀粉　　　　C．麦芽糖　　　　D．蔗糖
解析：果糖是单糖，不能水解，A错误；
淀粉是多糖，是天然有机高分子，1 mol淀粉完全水解得到的葡萄糖的物质的量要远远大于2 mol，B错误；
麦芽糖是二糖，1 mol麦芽糖水解可得到2 mol葡萄糖，C正确；
蔗糖是二糖，1 mol蔗糖水解可得到1 mol葡萄糖和1 mol果糖，D错误。
√
2．(2024·威海高二质检)生活中的一些问题常涉及化学知识，下列叙述正确的是(　　)
A．棉花的主要成分是纤维素
B．过多食用糖类物质如淀粉等不会导致人体发胖
C．淀粉在人体内直接水解生成葡萄糖，为人体组织提供营养
D．纤维素在人体消化过程中起重要作用，纤维素可以作为人类的营养物质
解析：糖类是人体所需能量的主要来源，过多食用糖类物质会导致人体发胖，B错误；
淀粉在人体内经淀粉酶催化先水解生成麦芽糖，最终生成葡萄糖，C错误；
人体内没有水解纤维素的酶，纤维素在人体内主要是刺激肠道蠕动，有助于消化，D错误。
√
3．某学习小组设计的蔗糖水解反应实验如下图所示(夹持装置省略)。下列说法错误的是(　　)

A．稀硫酸和热水浴都能增大蔗糖水解的速率
B．滴加NaOH溶液的目的是调溶液的pH至碱性
C．加热至沸腾后试管内生成黑色沉淀
D．实验现象证明蔗糖水解有还原性物质生成
解析：稀硫酸是蔗糖水解反应的催化剂，催化剂能增大反应速率，热水浴相当于对反应体系加热，温度升高，反应速率增大，故A正确；
酸性条件下，新制的氢氧化铜会与稀硫酸发生酸碱中和反应，影响后续蔗糖水解产物的检验，滴加NaOH溶液的目的是调溶液的pH至碱性，消除稀硫酸对后续实验的影响，故B正确；
蔗糖在稀硫酸存在、水浴加热时发生水解生成葡萄糖和果糖，葡萄糖和果糖均能与新制的氢氧化铜发生反应，加热至沸腾后，试管内生成氧化亚铜砖红色沉淀，故C错误；
氢氧化铜转化为氧化亚铜，Cu元素化合价降低，被还原，证明蔗糖水解有还原性物质生成，故D正确。
√
4．(2024·广州大学附属中学高二调研)中国科学家在国际上首次实现从二氧化碳到淀粉的全合成，合成路线如下。下列说法错误的是(　　)
A．天然淀粉没有确定的相对分子质量
B．淀粉中存在手性碳原子
C．反应②③可以在高温下进行
D．人工合成淀粉技术的应用有利于实现
“碳达峰”和“碳中和”
解析：天然淀粉是天然高分子，聚合度n值为不确定值，所以没有确定的相对分子质量，故A正确；
由淀粉的结构简式可知，淀粉中存在连有4个不同原子或原子团的碳原子，即存在手性碳原子，故B正确；
由转化关系可知，反应②③的催化剂都是主要成分为蛋白质的酶，反应若在高温下进行，蛋白质会发生变性，酶会失去催化活性，所以反应②③不能在高温下进行，故C错误；
人工合成淀粉技术的应用有助于减少二氧化碳的排放，有利于实现“碳达峰”和“碳中和”，故D正确。
5．壳聚糖[(C6H11O4N)n]具有无毒、抑菌、生物相容性好等特点，被广泛应用于食品、医药、化妆品、农业和环保等领域。请回答以下问题：
(1)壳聚糖在组成上比淀粉[(C6H10O5)n]多一种化学元素，该元素是________；在结构上与淀粉相似，都属于动植物基本营养物质中的____类。
解析：壳聚糖的组成元素是碳、氢、氧、氮，淀粉的组成元素是碳、氢、氧，壳聚糖比淀粉在组成上多了氮元素；壳聚糖与淀粉的结构相似，都属于糖类。
N(或氮)
糖　
(2)壳聚糖因含氨基而显碱性，所以壳聚糖具有________(填“镇痛”或“抗酸”)作用，氨基的结构简式为____________。
解析：壳聚糖因含氨基而显碱性，可与酸反应，故壳聚糖具有抗酸作用；氨基的结构简式为—NH2。
抗酸　
—NH2
(3)在废水处理工艺中，壳聚糖可作为絮凝剂和吸附剂，但残留在水中的壳聚糖会引发水体污染，这种水体污染的主要现象为__________________________________，因此壳聚糖__________(填“属于”或“不属于”)绿色废水处理材料。
解析：壳聚糖中含有的氮元素是一种植物营养元素，残留在水体中会造成富营养化，出现赤潮或水华的现象，因此壳聚糖不属于绿色废水处理材料。
水体富营养化(或赤潮或水华等)　
不属于
(4)壳聚糖的最终水解产物可用于预防和治疗关节炎。壳聚糖在稀硫酸中的水解产物为硫酸氨基葡萄糖[(C6H11O5NH3)2SO4]，同理，其在稀盐酸中的水解产物为________________________________。氨基葡萄糖和葡萄糖一样，均能与银氨溶液发生__________反应。
解析：壳聚糖在稀硫酸中的水解产物为硫酸氨基葡萄糖，盐酸与硫酸都是强酸，故壳聚糖在稀盐酸中水解生成盐酸氨基葡萄糖(或C6H11O5NH3Cl)；氨基葡萄糖和葡萄糖一样，都有醛基，属于还原糖，故均能与银氨溶液发生银镜反应。
盐酸氨基葡萄糖(或C6H11O5NH3Cl)
银镜