新教材高中化学生物大分子第1节糖类课件新人教版选择性必修

第四章生物大分子[情景切入]生物体中普遍存在的有机化合物是生命活动的物质根底。淀粉、纤维素、蛋白质、核酸等生物大分子的相对分子质量较大，含有多种官能团，结构复杂。它们具有更丰富的性质，能够完成多种复杂的生物功能。让我们走进教材，从分子水平上探讨糖类、蛋白质和核酸的组成、结构、性质和应用。[知识导航]本章知识有助于体会化学在生命科学开展中所起的重要作用。本章知识分为三节，第一节主要认识糖类的组成和性质特点；第二节主要认识氨基酸和蛋白质的组成、结构特点、性质；第三节主要认识脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能。[学法指导]1．从常见的几种糖的组成元素归纳总结糖类的组成；从性质认识糖的分类依据，并能比较糖类与碳水化合物的关系。2．从分子结构特别是官能团的角度，比较葡萄糖和果糖的化学性质，并结合生活认识它们的用途。3．结构决定性质。结合实验探究，比较蔗糖和麦芽糖性质上的区别，进而认识二者在结构上的异同点；结合生活实际，从性质角度认识它们在生产生活中的应用。4．比较淀粉和纤维素在结构、性质上的异同点，联系生产生活认识它们的用途。5．从氨基酸的分子结构，特别是官能团的角度，认识其结构特点及主要化学性质，从而建立微观结构与宏观性质之间的联系。6．从氨基酸的结构和性质入手，结合实验探究及生物学知识，认识蛋白质的组成、结构和性质，进而了解蛋白质结构的复杂性。7．通过实验，学会蛋白质的一般检验方法、别离提纯方法。结合生物学知识，认识酶的特性。8．结合生物学知识，从戊糖结构出发，构建核酸的结构模型；认识核酸的结构特点及其在生物遗传中的重要价值。第一节糖类学习目标核心素养1.认识糖类的组成和性质特点。2．了解淀粉和纤维素及其与葡萄糖的关系。3．了解葡萄糖的结构特点、主要性质与应用。4．知道糖类在食品加工和生物质能源开发上的应用。1.科学探究与创新意识：通过实验探究糖的性质，并设计出糖类水解的实验方案。2．宏观辨识与微观探析：从糖类的官能团角度探析糖类的结构特点，了解糖的分类，理解糖类的化学性质，掌握糖类的特性。3．科学态度与社会责任：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，并能科学合理地搭配饮食。课前素能奠基课堂素能探究课堂达标验收新课情境呈现名师博客呈现新课情境呈现1863年，美国制造商费伦和卡兰德悬赏一万美金，用来征集更好的乒乓球，因为当时使用的乒乓球是用毛线包着的橡皮做成的，很不方便。一个名叫海维特的印刷工人被这个征集广告所吸引，他开始投入研制试验。他把棉花浸在浓硫酸和浓硝酸的混合液中，然后参加樟脑，不断搅拌，发现溶液逐渐变得黏稠起来，最后成为一团白色柔软的物质，他将其搓成球状，冷却变硬后把它往地上一扔，“乒〞的一声，竟弹起老高。“这不就是乒乓球吗？〞惊喜之后，他又做了几个，效果一个比一个好。费伦和卡兰德拿到海维特送来的新型乒乓球，并把它扔到地上进行试验后，当即拿出一万美元买下了这项创造。因为它的原料是纤维素，所以称它为赛璐珞，意思是来自纤维素的塑料，这是人类制出的第一种塑料。纤维素属于糖类物质，糖类物质都有甜味吗？葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素的结构与性质是怎样的呢？请让我们一起走进教材第一节：糖类。课前素能奠基一、糖类的组成和分类新知预习多羟基醛

多羟基酮

C、H、O

Cm(H2O)n

单糖

葡萄糖

果糖

低聚糖

寡糖

蔗糖

麦芽糖

淀粉

纤维素

二、单糖1．葡萄糖(1)物理性质及存在色态甜味溶解性存在___________________________溶于水存在于________、________以及植物的种子、叶、根、花中，动物血液、淋巴液中无色

晶体

有

易

水果

蜂蜜

(2)化学性质葡萄糖的分子式为_________，结构简式为___________________，分子中含有_____个羟基，是多羟基醛。C6H12O6

CH2OH(CHOH)4CHO

5

①氧化反响实验探究：银镜

砖红色沉淀

醛基

醛

复原复原营养

2．其他常见单糖名称果糖核糖脱氧核糖物理性质______色晶体，______溶于水，吸湿性______

类别多羟基______，属于______糖，与葡萄糖互为______________多羟基______，属于______糖分子式______________________________结构简式_____________________________________________________________________________________________用途用于_______和_______的生产核糖核酸(RNA)的重要组成部分脱氧核糖核酸(DNA)的重要组成部分无

易

强

酮

酮

同分异构体

醛

醛

C6H12O6

C5H10O5

C5H10O4

CH2OH(CHOH)3COCH2OH

CH2OH(CHOH)3CHO

CH2OH(CHOH)2CH2CHO

食品

医药

三、二糖1．蔗糖和麦芽糖(1)来源、用途及物理性质名称蔗糖麦芽糖分子式____________________物理性质______色晶体，______溶于水，______甜味白色晶体，易溶于水，有甜味来源甘蔗、甜菜发芽的谷粒和麦芽用途甜味食品甜味食品联系互为______________C12H22O11

C12H22O11

无

易

有

同分异构体

(2)化学性质——水解反响蔗糖、麦芽糖都能发生水解反响，化学方程式为_______________________________________________________________________________________________。

2．乳糖乳糖是一种常见的________，主要存在于哺乳动物的乳汁中，经发酵产生________。可用于婴儿食品、糖果、药物等的生产。二糖

乳糖

四、多糖1．淀粉、纤维素的存在、用途及物理性质名称淀粉纤维素存在植物种子、块根、块茎等棉花、木材等通式________________________n值________，__________同分异构体结构特点相对分子质量可达到几十万，属于__________________相对分子质量可达到几百万，属于__________________葡萄糖单元中一般仍有三个_______，可表示为[C6H7O2(OH)3]n(C6H10O5)n

(C6H10O5)n

不同

不互为

天然有机高分子

天然有机高分子

羟基

名称淀粉纤维素物理性质______色粉末状物质、________甜味，______溶于冷水，在热水中__________________色纤维状物质，________甜味，______溶于水，______溶于一般的有机溶剂用途①重要营养物质②食品工业原料③生产氨基酸、抗生素等药物④生产食品添加剂、表面活性剂和可降解塑料用于纺织工业、造纸业等，还用于制备硝酸纤维、醋酸纤维和黏胶纤维等化工原料白

没有

不

局部溶解白

没有

不

不

2．淀粉、纤维素的主要化学性质性质淀粉纤维素相同点水解水解的化学方程式分别为_________________________________________；_____________________________________。性质淀粉纤维素相同点氧化都属于__________糖，________被银氨溶液和新制氢氧化铜等弱氧化剂氧化酯化分子中含葡萄糖单元醇羟基，故都能发生酯化反应不同点碘水淀粉与碘作用呈________无明显现象非复原不能

蓝色

预习自测1．以下关于蔗糖和麦芽糖的说法中，不正确的选项是 ()A．蔗糖与麦芽糖互为同分异构体B．蔗糖与麦芽糖的分子式都是C12H22O11C．蔗糖的水解产物是葡萄糖D．麦芽糖能发生银镜反响，蔗糖不能发生银镜反响解析：蔗糖与麦芽糖的分子式都是C12H22O11，二者互为同分异构体；麦芽糖是复原糖，而蔗糖是非复原糖；蔗糖的水解产物是果糖和葡萄糖。C

2．依据糖类的现代定义分析，以下物质不属于糖类的是 ()①CH2(OH)—CH(OH)—CH(OH)—CHO②CH3—CH(OH)—CHO③CH2(OH)—CH(OH)—CH(OH)—COOH④CH2(OH)—CO—CH(OH)—CH2OHA．②③ B．①④C．③④ D．②④A

解析：糖类物质是多羟基醛、多羟基酮及它们的脱水缩合物。①分子中含有三个羟基和一个醛基，属于糖类；②分子中只含有一个羟基，不属于糖类；③分子中含有三个羟基但不含酮羰基或醛基，不属于糖类；④分子中含有三个羟基和一个酮羰基，属于糖类；综上所述，答案为A。3．美国科学家创造了利用眼泪来检测糖尿病的装置，其原理是用氯金酸钠(NaAuCl4)溶液与眼泪中的葡萄糖反响生成纳米金单质颗粒(直径为20～60nm)。以下有关说法中错误的选项是 ()A．葡萄糖具有复原性B．葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHOC．检测时NaAuCl4发生氧化反响D．纳米金单质颗粒分散在水中所得的分散系能产生丁达尔效应C

解析：葡萄糖结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO，分子中有醛基，具有复原性，检测时NaAuCl4发生复原反响，葡萄糖发生氧化反响，A、B正确，C错误；纳米金颗粒分散在水中形成胶体，能产生丁达尔效应，D正确。课堂素能探究知识点

问题探究：(1)葡萄糖可以发生酯化反响，1mol葡萄糖发生酯化反响时，假设完全酯化，最多消耗醋酸的物质的量为多少？(2)以葡萄糖为原料，可以制备食用香精乙酸乙酯吗？(只以葡萄糖为有机原料，选择适宜的条件与无机试剂。)1mol葡萄糖最多可制备乙酸乙酯的物质的量为多少？葡萄糖的结构与性质探究提示：(1)由于每个葡萄糖分子含有5个羟基，所以1mol葡萄糖发生酯化反响时，最多可消耗5mol一元羧酸。(2)可以通过如下线路制备乙酸乙酯：由于1mol葡萄糖可以得到2molC2H5OH，故最终最多可制备1mol乙酸乙酯。知识归纳总结：1．葡萄糖的结构特点2．葡萄糖的性质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，水浴加热新制Cu(OH)2悬浊液，加热溴水、酸性高锰酸钾溶液生理氧化

酯化反应与乙酸等羟基分别取1mol葡萄糖进行以下实验：(1)银镜反响时，需银氨络合离子_____mol，反响后葡萄糖变为______________，其结构简式是___________________________。(2)与乙酸反响生成酯，理论上完全酯化需要_______g乙酸。(3)假设使之完全转化为CO2和H2O，所需氧气的体积在标准状况下为________L，反响的化学方程式是_________________________________________________。(4)1mol葡萄糖与足量的钠反响，产生标准状况下气体的体积是______L。2

典例1葡萄糖酸铵

CH2OH(CHOH)4COONH4

300

56

解析：(1)根据葡萄糖的组成、结构和性质进行推断，即银镜反响时，1mol醛基被2mol[Ag(NH3)2]＋氧化，反响后葡萄糖转化为葡萄糖酸铵。(2)一个葡萄糖分子中含有5个羟基，完全酯化时，从理论上讲，1mol葡萄糖需5mol乙酸。(3)假设使1mol葡萄糖(分子式为C6H12O6)完全转化为CO2和H2O需6mol氧气。(4)一个葡萄糖分子中含有5个羟基，1mol葡萄糖与足量的钠反响，产生2.5mol的氢气，故在标准状况下气体的体积是56L。〔变式训练1〕据法国?科学与未来?杂志报道，美国科学家在实验室中合成了与脱氧核糖核酸(DNA)分子结构相近的苏糖核酸分子。一些专家认为这种物质包含遗传信息，可能是第三种遗传分子。苏糖核酸简称TNA，是DNA和RNA的“近亲〞。TNA中含有苏糖的结构单元。A

知识点

问题探究：(1)为了检验蔗糖、淀粉和纤维素水解生成了葡萄糖，可以在其水解液中直接滴加银氨溶液或新制的氢氧化铜进行检验吗？(2)假设在中和液中参加碘水，溶液不呈蓝色，能否说明淀粉已完全水解？糖类的水解及水解产物的检验探究提示：(1)不可以，因为二糖、多糖水解的催化剂都是硫酸，而银氨溶液、新制氢氧化铜都与硫酸反响，所以需要先用NaOH中和至碱性后再参加银氨溶液或新制的氢氧化铜进行检验。(2)中和液呈碱性，I2与NaOH可发生反响：I2＋2NaOH===NaI＋NaIO＋H2O，无法检验淀粉是否存在。知识归纳总结：1．糖类复原性的检验糖类复原性是指糖类中的醛基被氧化的性质。某些糖类有较强的复原性，能被银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液氧化。假设糖类不能发生银镜反响或不与新制Cu(OH)2悬浊液反响，那么该糖不具有复原性，为非复原糖，如蔗糖。2．水解产物中葡萄糖的检验(1)水解条件①蔗糖：稀硫酸(1∶5)作催化剂，水浴加热。②纤维素：90%的浓硫酸作催化剂，小火微热。③淀粉：稀酸或酶催化，水浴加热。(2)水解产物中葡萄糖的检验：欲要检验糖类水解产物中的葡萄糖，必须先参加NaOH溶液中和其中的酸，再参加银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液进行检验。(3)实验现象及结论

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为检验淀粉水解的情况，进行如以下图所示的实验，试管甲和丙均用60～80℃的水浴加热5～6min，试管乙不加热。待试管甲中的溶液冷却后再进行后续实验。典例2实验1：取少量甲中溶液，参加新制氢氧化铜悬浊液，加热，没有红色沉淀出现。实验2：取少量乙中溶液，滴加几滴碘水，溶液变为蓝色，但取少量甲中溶液做此实验时，溶液不变蓝色。实验3：取少量丙中溶液参加NaOH溶液调节至碱性，再滴加碘水，溶液颜色无明显变化。(1)写出淀粉水解的化学方程式：_______________________________________。(2)设计甲和乙是为了探究________对淀粉水解的影响，设计甲和丙是为了探究__________对淀粉水解的影响。(3)实验1失败的原因是____________________________________。温度

催化剂

没有参加碱中和作为催化剂的稀硫酸(4)以下结论合理的是________(填字母)。a．淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行b．欲检验淀粉是否完全水解，最好取冷却后的水解液直接加碘c．欲检验淀粉的水解产物具有复原性，应先在水解液中参加氢氧化钠中和稀硫酸至溶液呈碱性，再参加新制氢氧化铜悬浊液并加热d．假设用唾液代替稀硫酸，那么实验1可能出现预期的现象abcd

(4)a.根据实验可知淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行，正确；b.因为碘易升华，所以冷却后参加碘，可判断淀粉是否完全水解，正确；c.欲检验淀粉的水解产物具有复原性，应先在水解液中参加氢氧化钠中和稀硫酸至溶液呈碱性，再参加新制氢氧化铜悬浊液并加热，根据红色沉淀的产生判断产物的复原性，正确；d.唾液中含有淀粉酶，且为中性，淀粉在淀粉酶的作用下水解为葡萄糖，所以可用唾液代替稀硫酸进行实验1，可到达预期的现象，正确。〔变式训练2〕进行淀粉水解实验，同时检验水解是否完全和水解产物，除加淀粉和水之外，还需参加的试剂及参加顺序最好是 ()A．碘水→NaOH溶液→新制Cu(OH)2悬浊液B．H2SO4溶液→碘水→NaOH溶液→新制Cu(OH)2悬浊液C．H2SO4溶液→NaOH溶液→碘水→新制Cu(OH)2悬浊液D．H2SO4溶液→碘水→新制Cu(OH)2悬浊液B

名师博客呈现(1)缩合一般指两个或更多的反响物生成一个主要产物，并伴随着失去H2O等小分子的反响。(2)符合通式Cm(H2O)n的物质不一定都是糖类，如甲醛(CH2O)、乙酸(C2H4O2)等；有些糖的组成并不符合Cm(H2O)n，如脱氧核糖(C5H10O4)。(3)①有甜味的物质不一定是糖，如甘油、木糖醇等；②没有甜味的物质也可能是糖，如淀粉、纤维素等。因此，糖类物质不等于碳水化合物，也不等于甜味物质。(4)新制的Cu(OH)2悬浊液和银氨溶液都是弱氧化剂，能将葡萄糖氧化；溴水和酸性KMnO4溶液等强氧化剂也能将葡萄糖氧化。(5)能与银氨溶液和新制的Cu(OH)2悬浊液反响的物质：①醛类物质，如HCHO、CH3CHO等；②甲酸(HCOOH)及甲酸盐，如HCOONa等；③甲酸酯，如HCOOCH2CH3等；④复原糖，如葡萄糖、麦芽糖等；⑤其他含醛基的物质。课堂达标验收1．以下反响中能用于检验尿液中是否含有葡萄糖的是 ()A．加金属钠看是否有氢气放出B．与新制的氢氧化铜悬浊液混合后共热，观察是否有砖红色沉淀生成C．与醋酸和浓硫酸共热，观察是否有果香味物质生成D．参加酸性KMnO4溶液，看溶液是否褪色B

(1)各步骤参加的试剂分别为A__________，B____________，C________________________。(2)参加A溶液而不参加B溶液是否可以__________(填“可以〞或“不可以〞)，其理由是____________________________________________________________________________