資源簡介

4.1 糖類 學案
【學習目標】
認識糖類的組成和結構特點，了解能說明單糖、二糖和多糖的區別與聯系。
從糖類的官能團角度探析糖類的結構特點，理解葡萄糖、果糖的化學性質。
3.學會葡萄糖的實驗方案的設計方法，培養科學探究與創新意識的學科核心素養。
【學習重難點】
重點
葡萄糖的化學性質。
難點
葡萄糖的實驗方案的設計
【預習新知】
糖類的組成和分類
1．組成：一般含 三種元素，通式一般為 n，稱為碳水化合物。
2．定義：糖類是 、 和它們的脫水縮合物。
單糖 寡糖或 低聚糖 多糖
定義 不能水解的糖 1 mol糖水解后能產生2～10 mol 單糖的糖 1 mol糖水解后能產生10 mol以上單糖的糖
代表物 、 核糖和脫氧核糖 常見的二糖有 、 和乳糖 、 和糖原
3.幾種單糖的分子組成和結構
分子式 結構簡式 官能團
葡萄糖
果糖
核糖
脫氧核糖
相互關系 葡萄糖與果糖互為 ；核糖與脫氧核糖都是含有5個碳原子的單糖——戊糖
【特別提醒】(1)糖類不一定均符合Cm(H2O)n組成，如脫氧核糖的分子式為C5H10O4。
(2)符合Cm(H2O)n組成的物質不一定是糖類，如乙酸的分子式為C2H4O2[或C2(H2O)2]。故碳水化合物表示糖類并不準確。
單糖
1．葡萄糖
(1)存在與物理性質
葡萄糖存在于水果、蜂蜜，以及植物的種子、葉、根、花中。動物的血液和淋巴液中也含有葡萄糖。葡萄糖是易溶于水的無色晶體，熔點為146 ℃，有甜味，但甜度不如蔗糖。
(2)化學性質
葡萄糖具有醛和醇的特征反應
①還原性：與新制Cu(OH)2懸濁液反應、銀鏡反應、使溴水和酸性高錳酸鉀溶液褪色。
現象
化學方程式
②不飽和性：與H2發生加成反應。化學方程式
③與羧酸等發生取代反應。1 mol葡萄糖可以與5_mol乙酸發生 反應。
④體內氧化反應提供能量，是一種重要的營養物質。化學方程式
【特別提醒】葡萄糖的環狀結構
αD吡喃葡萄糖　鏈狀葡萄糖　βD吡喃葡萄糖
2．果糖存在與物理性質
果糖在水果和蜂蜜中含量較高，它比蔗糖的甜度高。純凈的果糖為 色晶體，易溶于水，吸濕性強。
3．核糖與脫氧核糖
核糖與脫氧核糖分別是生物體的遺傳物質 (RNA)與 (DNA)的重要組成部分。它們都是含有5個碳原子的單糖——戊糖。均為醛糖，具有 性。
二者的結構簡式分別為 和 。
【基礎自修】答案：
一、1.碳、氫、氧 Cm(H2O)n 多羥基醛、多羥基酮 2.葡萄糖、果糖 蔗糖、麥芽糖
二糖
1.蔗糖
①分子式： 。
②最常用的甜味劑，存在于大多數植物中，在甘蔗和甜菜中含量最豐富。
③物理性質：無色晶體，熔點186℃，易溶于水。
④化學性質：在酸和酶的作用下，蔗糖可水解生成 和 。
方程式：
2.麥芽糖
①分子式為： 。
②麥芽糖主要存在于發芽的谷粒和麥芽中，使用含淀粉酶的麥芽作用于淀粉可制得飴糖，其主要成分為麥芽糖。
③是 水解過程中的一種中間產物，在酸或酶催化下，麥芽糖發生水解反應生成 。方程式： 。
微點撥：①蔗糖、麥芽糖、乳糖分子式均為C12H22O11,三者互為同分異構體。
②蔗糖、麥芽糖都屬于二糖，水解產物都能產生銀鏡反應，都能被Cu(OH)2氧化。
設計實驗：葡萄糖屬于還原糖，蔗糖和麥芽糖是否屬于還原糖？
操作 現象 結論
歸納對比
蔗糖 麥芽糖
相似性 ①組成相同，分子式均為C12H22O11，互為同分異構體； ②都屬于二糖，1mol二糖水解后生成2mol單糖
官能團 不含醛基，是非還原糖 含有醛基，是還原糖
化學性質 不能發生銀鏡反應，也不能被新制的Cu(OH)2氧化 能發生銀鏡反應，能被新制的Cu(OH)2氧化
水解產物 葡萄糖和果糖 葡萄糖
多糖
淀粉、纖維素
分子式 結構簡式 官能團
葡萄糖 C6H12O6 CH2OH(CHOH)4CHO —OH、—CHO
果糖 C6H12O6 CH2OH(CHOH)3COCH2OH 、 —OH
核糖 C5H10O5 CH2OH(CHOH)3CHO —OH、 —CHO
脫氧核糖 C5H10O4 CH2OH(CHOH)2CH2CHO —OH、 —CHO
相互關系 同分異構體
二、1.(1)實驗Ⅰ中，試管壁上形成銀鏡；CH2OH(CHOH)4CHO＋2[Ag(NH3)2]OHCH2OH(CHOH)4COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O。
實驗Ⅱ中，有磚紅色沉淀產生；CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH2OH(CHOH)4COONa＋Cu2O↓＋3H2O。
催化劑
CH2OH(CHOH)4CHO＋H2 CH2OH(CHOH)4CH2OH 酯化
C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O
2.無 3.核糖核酸 脫氧核糖核酸 還原 CH2OH(CHOH)3CHO CH2OH(CHOH)2CH2CHO
【思考探究】
一、糖類分子與手性
(1)手性碳原子：丙醛糖(最簡單的醛糖)又稱甘油醛，其結構簡式為，碳鏈中的第二個碳原子連有4個不同的原子或原子團，這樣的碳原子叫做不對稱碳原子，也叫手性碳原子。
(2)手性分子：含有不對稱碳原子的分子，由于4個原子或原子團在空間的排列不同，可形成兩種不能重疊、互為鏡像的對映異構體，把這樣的分子稱為手性分子。例如：
二、葡萄糖的性質
反應類型 試劑或條件 表現性質的官能團
加成反應 H2/Ni 醛基
氧化反應 銀氨溶液
新制Cu(OH)2懸濁液
使溴水褪色
生理氧化 —
酯化反應 與乙酸等 羥基
【鞏固訓練】
1.葡萄糖在人體中進行無氧呼吸產生乳酸，乳酸結構簡式為。下列有關乳酸的說法正確的是( )
A.乳酸與羥基乙酸互為同分異構體
B.乳酸和葡萄糖均能與新制的作用并使溶液出現絳藍色
C.乳酸分子能通過縮聚反應生成高分子化合物
D.乳酸具有兩性
2.只用選項中給出的試劑（必要時可加熱）就能完成的一組實驗是( )
選項 實驗目的 試劑
A 比較乙酸、碳酸和苯酚酸性強弱 乙酸、飽和溶液、苯酚鈉溶液
B 使淀粉水解并檢驗其水解程度 淀粉、稀硫酸、碘水、銀氨溶液
C 檢驗中的碳碳雙鍵 新制的、溴水
D 檢驗某鹵代烴中的鹵素 NaOH溶液、溶液
A.A B.B C.C D.D
3.下列有關葡萄糖與果糖的說法不正確的是( )
①二者互為同分異構體；②二者都易溶于水；二者都能發生銀鏡反應，都能與新制的反應生成磚紅色沉淀；④葡萄糖能發生酯化反應，而果糖不能；⑤都能與發生加成反應生成六元醇；⑥果糖是最甜的糖，而葡萄糖并不甜。
A.①②③ B.④⑤ C.④⑥ D.⑥
4.下列關于核糖和脫氧核糖的說法正確的是( )
A.含有的官能團相同，二者互為同系物
B.二者分子式相同，互為同分異構體
C.核糖為五碳醛糖，脫氧核糖為五碳酮糖
D.均為生命遺傳物質的組成部分
5.下列關于蔗糖屬于非還原糖，而其水解產物具有還原性的實驗方案的說法正確的是( )
A.驗證蔗糖屬于非還原糖的操作順序：④③
B.驗證蔗糖屬于非還原糖的操作順序：④⑤
C.驗證蔗糖水解產物具有還原性的操作順序：①④⑤
D.驗證蔗糖水解產物具有還原性的操作順序：①⑤④②⑤
6.下列關于纖維素的說法不正確的是( )
A.竹筍中含有豐富的纖維素，但不能為人體提供能量，因為人體內沒有使纖維素水解的酶
B.隨著生物酶技術的發展，將來人類也可以像牛一樣吃草充饑
C.人體不能分泌出纖維素水解酶，所以不能消化纖維素
D.纖維素在人體內不能水解，所以對人體無用
7.某科研團隊實現了通過光電化學的方法將葡萄糖選擇性氧化為高附加值的葡萄糖二酸，下列說法錯誤的是( )
A.葡萄糖和葡萄糖二酸都能使酸性溶液褪色
B.二者分子中的手性碳原子個數相同
C.葡萄糖能發生氧化反應和水解反應
D.葡萄糖二酸分子內脫水可以形成六元環
8.我國科研人員首次以為原料合成了葡萄糖和長鏈脂肪酸，這項突破為人工和半人工合成“糧食”提供了新技術。合成路線如下：
、脂肪酸
下列說法錯誤的是( )
A.固體可用作制冷劑
B.過程①為還原反應
C.和互為同系物
D.葡萄糖是一種多羥基酮糖
9.能證明淀粉已完全水解的現象是( )
A.能發生銀鏡反應 B.能溶于水 C.有甜味 D.遇碘不再變藍
10.下列說法不正確的是( )
A.油脂屬于酯類化合物，天然油脂是純凈物，沒有固定的熔、沸點
B.油脂、淀粉、蔗糖在一定條件下都能發生水解反應
C.淀粉、纖維素都是天然有機高分子化合物
D.蔗糖和麥芽糖均為二糖
參考答案
1.答案：C
解析：乳酸與羥基乙酸中含有的C原子數不同，二者不互為同分異構體，A錯誤；乳酸中含有羧基，能與新制的反應，使溶解，不會出現絳藍色，葡萄糖中含有多個羥基，常溫下，能與新制的作用使溶液出現絳藍色，B錯誤；乳酸中的羧基具有酸性，羥基不具有堿性，故乳酸不具有兩性，D錯誤。
2.答案：A
解析：根據強酸制取弱酸的原理，可比較酸性強弱，向溶液中滴加乙酸，有生成，說明酸性：乙酸>碳酸，將生成的氣體通過盛有飽和溶液的洗氣瓶，最后將氣體通入苯酚鈉溶液中，溶液變渾濁，說明酸性：碳酸>苯酚，可比較三者的酸性強弱，A正確；淀粉在酸性條件下水解生成葡萄糖，可用碘水檢驗淀粉是否完全水解，檢驗水解產物葡萄糖時，應先用NaOH溶液調節溶液至堿性，然后用銀氨溶液檢驗，所給試劑中缺少NaOH溶液，B錯誤；為防止醛基與發生反應，干擾碳碳雙鍵的檢驗，應該先用新制的氧化醛基，用稀硫酸酸化后，再用溴水檢驗碳碳雙鍵，由于新制的中NaOH溶液過量，會與堿液反應，影響碳碳雙鍵的檢驗，所給試劑缺少稀硫酸，C錯誤；鹵代烴在NaOH溶液、加熱條件下發生水解反應得到鹵素離子，水解后應該先加硝酸調節溶液至酸性后，再加溶液，所給試劑中缺少硝酸，D錯誤。
3.答案：C
解析：葡萄糖與果糖的分子式都是，但結構不同，因此二者互為同分異構體，①正確；葡萄糖是多羥基醛，果糖是多羥基酮，羥基是親水基，因此二者都易溶于水，②正確；葡萄糖是多羥基醛，分子中含有醛基，能夠發生銀鏡反應，與新制的反應產生磚紅色沉淀，果糖是多羥基酮，但在堿性溶液中可轉化為含醛基的有機物，因此果糖也能發生銀鏡反應，也可以與新制的反應生成磚紅色沉淀，③正確；葡萄糖、果糖分子中含有多個羥基，因此二者都能發生酯化反應，④錯誤；葡萄糖是多羥基醛，果糖是多羥基酮，醛基和酮羰基都能與發生加成反應，故二者都能與發生加成反應生成六元醇，⑤正確；果糖是最甜的糖，但葡萄糖也具有甜味，⑥錯誤。綜上所述，④⑥錯誤，故選C。
4.答案：D
解析：核糖中含有4個羥基，脫氧核糖中含有3個羥基，二者均含有1個醛基，二者不互為同系物，A錯誤；核糖的分子式是，脫氧核糖的分子式是，二者分子式不同，不互為同分異構體，B錯誤；核糖和脫氧核糖均為五碳醛糖，C錯誤。
5.答案：B
解析：驗證蔗糖屬于非還原糖，可以檢驗其是否能發生銀鏡反應，即向蔗糖溶液中加入銀氨溶液，并進行水浴加熱，無銀鏡產生，說明蔗糖屬于非還原糖，操作順序為④⑤；要檢驗蔗糖水解產物具有還原性，應先使蔗糖在稀硫酸和水浴加熱的條件下水解，然后加入NaOH中和酸，調節水解液呈堿性后，再利用銀鏡反應（需水浴加熱）進行檢驗，操作順序為①⑤②④⑤。故選B。
6.答案：D
解析：人體不能分泌出水解纖維素的酶，所以人體內不能消化纖維素，A、C正確；將來人類可以依靠生物酶技術在人體內合成或口服纖維素水解酶，將纖維素水解成可供人類直接吸收利用的單糖，B正確；纖維素能加強胃腸蠕動，具有通便功能，D錯誤。
7.答案：C
解析：葡萄糖分子中含有醛基和羥基，葡萄糖二酸分子中含有羧基和羥基，醛基和羥基都能被酸性溶液氧化，因此葡萄糖和葡萄糖二酸都能使酸性溶液褪色，A正確；手性碳原子是指連接4個不同的原子或原子團的碳原子，根據葡萄糖和葡萄糖二酸分子的結構可知，二者分子中均含有4個手性碳原子，B正確；葡萄糖分子中含有醛基，能發生氧化反應，但不能發生水解反應，C錯誤；葡萄糖二酸分子中含有羧基和羥基，在濃硫酸存在的條件下加熱，發生分子內脫水形成環酯，可以形成六元環，D正確。
8.答案：D
解析：固體為干冰，干冰升華時吸收大量的熱，會使環境溫度降低，可用作制冷劑，A正確；過程①中碳元素的化合價降低，發生還原反應，B正確；和乙酸都為飽和一元羧酸，二者結構相似，分子組成上相差16個原子團，故二者互為同系物，C正確；葡萄糖分子中含醛基和多個羥基，是一種多羥基醛糖，D錯誤。
9.答案：D
解析：利用淀粉溶液遇碘單質變藍的性質，若淀粉完全水解，則水解后的溶液中不存在淀粉，滴加碘液不變藍。故選D。
10.答案：A
解析：油脂是由高級脂肪酸與甘油形成的酯，屬于酯類化合物，天然油脂屬于混合物，因此沒有固定的熔、沸點，A錯誤；油脂屬于酯類，淀粉屬于多糖，蔗糖屬于二糖，在一定條件下都能發生水解反應，B正確；淀粉、纖維素都屬于多糖，均是天然有機高分子化合物，C正確；蔗糖和麥芽糖水解均產生2個單糖，因此均為二糖，D正確。

展開更多......

收起↑