2023-2024学年人教版必修第二册 第七章 第四节　第1课时 糖类 学案

第四节基本营养物质第1课时糖类课程标准1.知道糖类的组成及重要性质。结合实例认识高分子、糖类等有机化合物在生产、生活中的重要应用。2．认识葡萄糖的分子结构和特征反应。3．认识二糖、多糖的水解及水解产物。分点突破(一)糖类的组成与分类1．基本营养物质2．糖类及其分类3．常见的糖类物质的存在及用途代表物在自然界的存在代表物的用途单糖葡萄糖和果糖：水果、蜂蜜营养物质、食品工业原料二糖蔗糖：甘蔗、甜菜乳糖：哺乳动物的乳汁营养物质、食品工业原料多糖淀粉：植物的种子或块根纤维素：植物的茎、叶淀粉：营养物质、食品工业原料纤维素：造纸和纺织工业原料eq\a\vs4\al(|名师点拨|)(1)人们最初发现的糖类化合物的化学组成大多符合Cn(H2O)m的通式，因此糖类也被称为碳水化合物。但这一名称并不准确，如单糖中的鼠李糖(C6H12O5)并不符合该通式，而符合该通式的有机物也不一定是糖，如乙酸(CH3COOH)、甲酸甲酯(HCOOCH3)等，碳水化合物这个名称只是习惯叫法，早已失去了原有的意义。(2)淀粉和纤维素都是天然有机高分子，分子中的结构单元数目不同，即n值不同，故分子式不同，不能互称为同分异构体。1．下列有关糖类物质的叙述正确的是()A．糖类是有甜味的物质B．由碳、氢、氧三种元素组成的有机物属于糖类C．葡萄糖和果糖互为同系物，蔗糖和麦芽糖互为同系物D．糖类可分为单糖、二糖和多糖解析：D糖类不一定都有甜味，如纤维素、淀粉等没有甜味，A项错误；由碳、氢、氧三种元素组成的物质包括醇类、羧酸、酯类等，它们都不属于糖类，B项错误；葡萄糖和果糖的分子式都是C6H12O6，但结构不同，互为同分异构体，蔗糖和麦芽糖的分子式都是C12H22O11，但结构不同，互为同分异构体，C项错误；根据糖类能否水解及水解产物，将糖类分为单糖、二糖和多糖，D项正确。2．现有下列物质：①纤维素、②甲酸甲酯(HCOOCH3)、③淀粉、④甲醛(CH2O)、⑤丙酸、⑥乙酸，其中符合Cn(H2O)m的组成但不属于糖类的是()A．①②④ B．②④⑥C．①⑤⑥ D．①③⑤解析：B纤维素、淀粉都为多糖，不符合题意，排除①③；②的分子式为C2H4O2，符合C2(H2O)2，但不是糖类，符合题意；④分子式为CH2O，符合C(H2O)组成，但不是糖类，故符合题意；⑤分子式为C3H6O2，不符合Cn(H2O)m；⑥分子式为C2H4O2，符合C2(H2O)2，但不是糖类，符合题意；所以②④⑥符合，故选B。分点突破(二)葡萄糖的结构与性质[实验]探究葡萄糖醛基的性质实验操作Ⅰ实验现象产生砖红色沉淀实验操作Ⅱ实验现象试管内壁形成光亮的银镜1．葡萄糖与新制的Cu(OH)2反应的实验操作中，有哪些注意事项？提示：(1)Cu(OH)2要现用现配；(2)配制Cu(OH)2时NaOH溶液要过量，原因是该反应必须在碱性条件下进行。2．通过上述实验，得出的实验结论是什么？所有糖类物质都能发生银镜反应吗？提示：葡萄糖具有还原性，能将新制的Cu(OH)2还原为Cu2O(砖红色)，能将银氨溶液还原为Ag(光亮银镜)。并不是所有糖类物质都能发生银镜反应，如淀粉、纤维素等。3．已知葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO，葡萄糖分子结构中含有的官能团是什么？提示：羟基和醛基。葡萄糖1．物理性质葡萄糖是一种有甜味的无色晶体，能溶于水。2．组成与结构分子式结构简式官能团C6H12O6CH2OH(CHOH)4CHO—OH(羟基)和—CHO(醛基)3．主要化学性质(1)与新制的氢氧化铜反应实验操作实验现象溶液中出现砖红色沉淀实验结论葡萄糖具有还原性，能被新制的氢氧化铜氧化，生成砖红色的Cu2O用途葡萄糖的检验(2)与银氨溶液反应——银镜反应实验操作配制银氨溶液：向AgNO3溶液中边振荡边加入氨水，直至产生的沉淀恰好完全溶解银镜反应：加入适量葡萄糖溶液，振荡，然后水浴加热实验现象试管内壁形成光亮的银镜实验结论葡萄糖具有还原性，能被银氨溶液氧化，生成Ag用途葡萄糖的检验(3)葡萄糖的分解反应C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH＋2CO2↑葡萄糖eq\a\vs4\al(|名师点拨|)检验醛基的方法有两种：(1)银镜反应；(2)与新制的Cu(OH)2反应。1．葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO，其对应的性质中不正确的是()A．与钠反应放出氢气B．可与乙酸发生酯化反应C．能发生银镜反应D．可使小苏打溶液冒出气泡解析：D葡萄糖含有羟基，故能与钠反应放出氢气，与乙酸发生酯化反应；含有醛基，能发生银镜反应；无羧基，所以不与NaHCO3反应，D错误。2．酒精、乙酸和葡萄糖三种溶液，只用一种试剂就能将它们区别开来，该试剂是()A．金属钠 B．石蕊溶液C．新制的氢氧化铜 D．NaHCO3溶液解析：C新制的Cu(OH)2遇酒精不反应；遇乙酸，新制的Cu(OH)2变成蓝色溶液；葡萄糖与新制的Cu(OH)2加热有砖红色沉淀生成。淀粉水解程度实验探究(探究与创新)实验操作Ⅰ将碘溶液滴到一片馒头或土豆上实验现象馒头片或土豆片滴有碘溶液的部分出现蓝色实验操作Ⅱ实验现象试管中产生了砖红色沉淀(1)实验操作Ⅰ，土豆片上滴有碘溶液出现蓝色，说明土豆片中含有的物质是什么？由实验得出的结论是什么？向土豆片上滴加KI溶液，是否会产生同样现象？提示：土豆片中含有淀粉，碘溶液(I2)遇淀粉显蓝色；向土豆片上滴加KI溶液，土豆片不变蓝色。(2)实验操作Ⅱ，向淀粉溶液中滴加稀硫酸的作用是什么？试管中产生砖红色沉淀，说明淀粉水解的产物是什么？写出淀粉水解的化学方程式。提示：稀硫酸作催化剂；淀粉水解的产物是葡萄糖；(C6H10O5)n＋nH2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂))nC6H12O6。淀粉葡萄糖(3)实验操作Ⅱ，加入NaOH溶液的目的是什么？若不加入NaOH溶液，而是在水解液中直接加入Cu(OH)2，能否看到砖红色沉淀？提示：加入NaOH溶液的目的是中和作催化剂的稀硫酸。若不加入NaOH溶液，则观察不到砖红色沉淀，原因是该反应必须在碱性条件下才能发生。1．蔗糖的组成和性质蔗糖和麦芽糖分子式都为C12H22O11，结构不同，二者互为同分异构体。蔗糖水解反应：C12H22O11＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂))C6H12O6＋C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖2．淀粉、纤维素(1)组成二者通式为(C6H10O5)n，都属于天然有机高分子，分子中的结构单元数目不同，分子式不同，不能互称为同分异构体，且都是混合物。(2)淀粉的特征反应淀粉遇碘显蓝色，该特征反应可用于淀粉和碘的相互检验。(3)淀粉、纤维素的性质①水解反应：(C6H10O5)n＋nH2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂))nC6H12O6淀粉(或纤维素)葡萄糖此反应用于工业生产葡萄糖。②糖类在人体内的变化a．摄入人体内的淀粉在酶的催化作用下也可以发生逐步水解，最终生成葡萄糖。葡萄糖经缓慢氧化转变为二氧化碳和水，同时放出能量(如下图所示)。C6H12O6＋6O2eq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5())6CO2＋6H2Ob．纤维素：刺激肠道蠕动，有助于消化和排泄。③由粮食酿酒的过程(C6H10O5)n＋nH2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂))nC6H12O6淀粉葡萄糖C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH＋2CO2↑葡萄糖即(C6H10O5)n～nC6H12O6～2nC2H5OH淀粉葡萄糖乙醇3．检验淀粉水解程度的实验设计(1)实验步骤(2)实验现象及结论编号现象A现象B结论①溶液呈蓝色未产生银镜未水解②溶液呈蓝色出现银镜部分水解③溶液不呈蓝色出现银镜完全水解1．下列关于蔗糖和麦芽糖的说法中不正确的是()A．蔗糖和麦芽糖的水解产物完全相同B．蔗糖与麦芽糖互为同分异构体C．蔗糖与麦芽糖的分子式都是C12H22O11D．麦芽糖能发生银镜反应，蔗糖不能发生银镜反应解析：A一分子蔗糖水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖，一分子麦芽糖水解只生成两分子葡萄糖，A错误；蔗糖和麦芽糖的分子式相同、结构不同，互为同分异构体，B正确；蔗糖和麦芽糖的分子式相同，都是C12H22O11，C正确；麦芽糖是还原糖，能发生银镜反应，蔗糖是非还原糖，不能发生银镜反应，D正确。2．某学生设计了如下实验方案用以检验淀粉的水解情况。下列结论中正确的是()A．淀粉尚有部分未水解B．淀粉已完全水解C．淀粉没有水解D．淀粉已发生水解，但不知是否完全水解解析：D因为混合液呈碱性，所以加碘水后溶液不变蓝，不能说明不含淀粉；而加入新制的Cu(OH)2生成砖红色沉淀，说明溶液中含有葡萄糖。故结论应为淀粉已水解，但不知是否完全水解。1．下列关于糖类的说法错误的是()A．糖类都含碳、氢和氧元素B．麦芽糖和蔗糖化学式(C12H22O11)相同，它们是同分异构体C．淀粉和纤维素化学式[(C6H10O5)n]相同，它们是同分异构体D．多糖可以水解成单糖，单糖不能再水解成更小的糖分子解析：CA项，糖类含有C、H、O三种元素，正确；B项，麦芽糖和蔗糖化学式相同，是同分异构体，正确；C项，淀粉和纤维素通式相同，但n值有变化，不是同分异构体，错误；D项，多糖可以水解成单糖，单糖不能再水解，正确。2．把①蔗糖、②淀粉、③纤维素、④乙酸乙酯在稀硫酸存在下分别进行水解，最终产物只有1种的是()A．①和② B．③C．④ D．②和③解析：D蔗糖的水解产物有葡萄糖和果糖两种；淀粉、纤维素水解的最终产物都是葡萄糖，乙酸乙酯的水解产物也有两种。3．对于淀粉和纤维素两种物质，下列说法不正确的是()A．二者都属于糖类，且都是高分子化合物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．二者都能水解，且水解的最终产物相同D．都可用(C6H10O5)n表示，且都不能发生银镜反应解析：B淀粉和纤维素都是多糖，都属于高分子化合物，A正确；二者分子式都可用(C6H10O5)n表示，所以C、H、O三种元素的质量分数相同，但n值不同，二者不是同分异构体，B错误；二者都能水解，最终产物都是葡萄糖，C正确；二者都不含醛基，不能发生银镜反应，D正确。4．有A、B、C三种物质的无色溶液，它们分别为葡萄糖溶液、蔗糖溶液、淀粉溶液中的一种，经实验可知：①B能发生银镜反应；②A遇碘水变蓝色；③A、C均能发生水解反应，水解产物中均有能发生银镜反应的物质。(1)写出下列各物质的名称。A是________________，B是________________，C是________________。(2)分别写出A、C发生水解反应的化学方程式。A：______________________________________________________________________。C：______________________________________________________________________。解析：三种物质中，葡萄糖能发生银镜反应、淀粉遇I2变蓝色、淀粉和蔗糖均能发生水解反应，且水解产物中均有能发生银镜反应的物质，因此A为淀粉、B为葡萄糖、C为蔗糖。答案：(1)淀粉葡萄糖蔗糖(2)(C6H10O5)n＋nH2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂))nC6H12O6淀粉葡萄糖C12H22O11＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂))C6H12O6＋C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖[课时跟踪检测]1．我国酒文化源远流长，很多地方至今仍用传统工艺来制作米酒。家酿米酒的转化过程为()A．淀粉→蔗糖→葡萄糖→酒B．淀粉→麦芽糖→葡萄糖→酒C．淀粉→麦芽糖→果糖→酒D．淀粉→蔗糖→果糖→酒解析：B家酿米酒是以淀粉类物质为原料在酶的作用下逐步转化而成：淀粉eq\o(→,\s\up7(酶))麦芽糖eq\o(→,\s\up7(酶))葡萄糖eq\o(→,\s\up7(酒化酶))酒(乙醇)。2．下列说法正确的是()A．摄入人体的纤维素在酶的作用下能水解为葡萄糖B．蔗糖、淀粉、纤维素水解的最终产物都是葡萄糖C.葡萄糖的银镜反应一般在碱性条件下发生D．所有有机化合物中都含有官能团解析：C人体中没有水解纤维素的酶，纤维素在人体中主要是加强胃肠的蠕动，促进消化，有通便功能，故A错误；蔗糖水解的最终产物是葡萄糖和果糖，故B错误；葡萄糖的银镜反应一般在碱性条件下发生，故C正确；烷烃不含有官能团，故D错误。3．下列反应中能检验尿液中存在葡萄糖的是()A．加金属钠，看是否有氢气放出B．与新制的Cu(OH)2混合煮沸，观察有无砖红色沉淀生成C．与醋酸和浓硫酸共热，看能否发生酯化反应D．加入饱和碳酸钠溶液中，看是否分层解析：B葡萄糖属于还原性糖，是单糖，与新制的Cu(OH)2混合煮沸，产生砖红色沉淀。4．下列有关葡萄糖的说法错误的是()A．葡萄糖的分子式是C6H12O6B．葡萄糖能发生银镜反应C．葡萄糖是人体重要的能量来源D．葡萄糖属于高分子化合物解析：D葡萄糖的分子式为C6H12O6，相对分子质量为180，不属于高分子化合物。葡萄糖含有醛基，能发生银镜反应，在人体内被氧化放出大量的热，是人体重要的能量来源，故A、B、C项均正确，D项错误。5．用来证明棉花和淀粉都是多糖的实验方法是()A．放入氧气中燃烧，检验燃烧产物都是CO2和H2OB．放入银氨溶液中微热，都不发生银镜反应C．加入浓硫酸后微热，都脱水而变黑D．分别放入稀酸后煮沸几分钟，用NaOH溶液中和反应后的溶液，再加入新制的Cu(OH)2共热，都生成砖红色沉淀解析：D多糖在稀H2SO4存在下水解生成单糖(葡萄糖)，再加入新制的Cu(OH)2共热生成砖红色Cu2O沉淀。6．为验证淀粉水解可生成葡萄糖，进行如下实验，在该实验中操作步骤顺序正确的是()①取少量的淀粉加水制成溶液②加热煮沸③加入新制的Cu(OH)2④加入几滴稀硫酸⑤加热⑥加入碱液中和呈碱性A．①②④⑤③⑥ B．①②③⑤④⑥C．①④⑤⑥③② D．①③②④⑥⑤解析：C淀粉在加热、稀硫酸作催化剂的条件下水解为葡萄糖，故在检验水解产物时，应先加碱中和至溶液呈碱性，再加入新制的Cu(OH)2，并加热煮沸。7．蔬菜、水果中富含纤维素，纤维素被食入人体后的作用是()A．为人体内的化学反应提供原料B．为维持人体生命活动提供能量C．加强肠道蠕动，具有通便功能D．人体中没有水解纤维素的酶，纤维素在人体中没有任何作用解析：C人体中没有水解纤维素的酶，纤维素在人体中主要是加强肠道蠕动，具有通便功能。8．将蔗糖放入试管中，加水和稀硫酸振荡，水浴加热5分钟，取水解液3mL加入新制的Cu(OH)2，加热后没有看到砖红色物质出现，这是因为()A．加热时间不够 B．蔗糖纯度不够C．Cu(OH)2的量不足 D．水解液未用碱液中和解析：D蔗糖在稀硫酸的催化作用下水解，水解液中有H2SO4，会使Cu(OH)2溶解，不能得到Cu2O沉淀，在加入新制的Cu(OH)2前，应用碱液中和作催化剂的稀硫酸，并将溶液调至碱性环境。9．下列反应中不属于水解反应的是()A．纤维素在浓硫酸作用下转化为葡萄糖B．葡萄糖在酒化酶作用下转化为乙醇和二氧化碳C．乙酸乙酯在氢氧化钠溶液中加热的反应D．淀粉在一定条件下转化为葡萄糖解析：B葡萄糖转化为CO2和C2H5OH属于分解反应。10．(双选)科学家已经发明利用眼泪来检测糖尿病的装置，其原理是用氯金酸钠(NaAuCl4·2H2O)溶液与眼泪中的葡萄糖反应生成纳米金单质颗粒。下列说法不正确的是()A．葡萄糖能发生水解反应B．葡萄糖属于单糖C．检测时NaAuCl4发生氧化反应D．葡萄糖可以通过绿色植物的光合作用合成解析：AC葡萄糖是不能水解的单糖，A项错误，B项正确；检测时NaAuCl4被葡萄糖还原，发生还原反应，C项错误；绿色植物通过光合作用可将CO2和水合成葡萄糖，D项正确。11．淀粉经氧化剂处理后形成的变性淀粉为氧化淀粉，其在建筑工业(用作绝缘板、墙壁纸和隔音板原材料的黏合剂)、食品工业、造纸工业、纺织工业应用较多。根据下列变化关系，请回答下列问题：(1)写出A物质的名称__________。加B溶液的作用为__________________________。(2)写出下列反应的化学方程式：③________________________________________________________________________；④________________________________________________________________________；⑥________________________________________________________________________。(3)反应⑤的反应类型是________。解析：淀粉在稀硫酸的催化作用下水解生成葡萄糖，葡萄糖和新制的氢氧化铜反应生成砖红色沉淀的反应必须在碱性条件下进行，所以反应前先加NaOH溶液(B)中和稀硫酸。葡萄糖(A)在酶的作用下转化为乙醇(D)，乙醇和氧气发生催化氧化生成乙醛(E)，乙醛和氧气发生催化氧化生成乙酸，乙醇和乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯(F)。答案：(1)葡萄糖中和稀硫酸至碱性(2)③C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH＋2CO2↑葡萄糖④2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O⑥CH3COOH＋CH3CH2OHeq\o(,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))CH3COOCH2CH3＋H2O(3)氧化反应12．为检验淀粉水解的情况，进行如图所示的实验，试管甲和试管丙均用60～80℃的水浴加热5～6min，试管乙不加热，实验1：取少量甲中溶液，加入新制的氢氧化铜，加热，没有砖红色沉淀出现。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：取少量丙中溶液加入NaOH溶液调节至碱性，再滴加碘水，溶液颜色无明显变化。(1)下列说法不正确的是______________(填字母)。A．淀粉和纤维素在酸的催化作用下完全水解后的产物