2023-2024学年人教版新教材选择性必修三 第四章第一节 糖类 学案

第一节糖类学习目标导航课程目标展示素养目标达成1.能列举典型糖类物质。2.能说明单糖、二糖和多糖的区别与联系。3.能探究葡萄糖的化学性质。4.能描述淀粉、纤维素的典型性质。1.宏观辨识与微观探析:通过对糖类结构的分析,能从糖类的官能团微观探析糖类的结构特点,了解糖类的分类,理解糖类的化学性质,掌握糖类的特殊性,从宏观上解释物质的性质。2.证据推理与模型认知:通过糖类的相关知识学习,了解糖类在人体供能、储能等方面的作用,进一步体会糖类物质对生产和生活的影响,了解糖类的摄入和代谢与人体健康之间的关系,科学合理地搭配饮食。学习任务1糖类NO.1自主学习·夯实基础1.糖类的结构与组成从分子结构上看,糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。其组成可以用通式Cm(H2O)n表示,所以糖类也被称为碳水化合物。2.糖类的分类(依据:是否水解及水解产物的多少)项目单糖寡糖(或低聚糖)多糖概念不能水解的糖1mol糖水解后能产生2～10mol单糖的糖1mol糖水解后能产生10mol以上单糖的糖代表物葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖蔗糖、麦芽糖、乳糖淀粉、纤维素、糖原转化关系3.单糖——葡萄糖与果糖项目分子式结构简式官能团关系葡萄糖C6H12O6CH2OH(CHOH)4CHO羟基、醛基同分异构体果糖C6H12O6羟基、酮基4.二糖——蔗糖和麦芽糖项目蔗糖麦芽糖分子式C12H22O11C12H22O11结构特点无醛基有醛基化学性质非还原性糖,水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖还原性糖,水解生成两分子葡萄糖关系同分异构体5.多糖——淀粉和纤维素项目淀粉纤维素通式(C6H10O5)n关系①不互为同分异构体(n值不等),也不互为同系物(结构不同且分子组成上也不相差n个CH2原子团)②都是天然有机高分子化合物微点拨:糖类之间的相互转化关系:NO.2互动探究·提升能力糖果的发展历史可追溯到三千多年前,饴糖可能是最早的硬糖。麦芽糖亦称关东糖、软饴、硬饴。植物种子在发芽过程中,产生出糖化酵素,把淀粉水解成此糖。公元前4世纪的战国时期,已有对甘蔗初步加工的记载。屈原的《楚辞·招魂》中有这样的诗句:“胹鳖炮羔,有柘浆些”。这里的“柘”即是甘蔗,“柘浆”是从甘蔗中取得的汁。果糖也是糖的一种,跟葡萄糖类似,果糖比较甜,甜度在室温下约是葡萄糖的2倍,白糖的1.7倍。天然果糖大量存在于水果和蜂蜜中,人造果糖广泛存在于饮料中。探究1糖的分类问题1:甘蔗中得到的糖主要成分是什么,属于什么类别?提示:甘蔗提炼的糖主要成分是蔗糖,分子式为C12H22O11。蔗糖属于糖类中的二糖。问题2:早期的麦芽糖是由淀粉水解而得到的,麦芽糖和淀粉分别属于什么类别的糖?提示:麦芽糖属于二糖,而淀粉属于多糖。探究2糖的组成和结构问题3:果糖和葡萄糖存在什么关系?提示:两者分子式均为C6H12O6,互为同分异构体。问题4:饴糖中的糖类主要是麦芽糖,其能否发生银镜反应?提示:麦芽糖中存在醛基,属于还原性糖,能发生银镜反应。问题5:葡萄糖在工业上可用于制镜,为什么?提示:葡萄糖中有醛基,可发生银镜反应。糖类物质概念辨析1.从组成上看:大多数糖类化合物的分子可用通式Cm(H2O)n来表示,但是符合Cm(H2O)n通式的物质不一定都是糖类化合物,如甲醛(CH2O)、乙酸(C2H4O2)等;有些糖的分子式并不符合Cm(H2O)n,如脱氧核糖(C5H10O4)。2.有甜味的不一定是糖,如木糖醇等;没有甜味的也可能是糖,如淀粉、纤维素等。3.糖类物质的区别与联系[凝练素养]通过探究活动,激发学生对糖类学习的兴趣,进一步体会结构与性质及用途的关系,发展证据推理与模型认知学科素养。NO.3应用体验·形成素养1.下列关于糖类的说法错误的是(C)A.纤维素、麦芽糖、蔗糖在一定条件下都可发生水解反应B.葡萄糖与果糖互为同分异构体C.葡萄糖与蔗糖互为同分异构体D.葡萄糖是单糖,蔗糖是二糖解析:纤维素为多糖,麦芽糖、蔗糖为二糖,在一定条件下都可发生水解反应,生成单糖,故A正确;葡萄糖与果糖的分子式相同,但结构不同,互为同分异构体,故B正确;葡萄糖和蔗糖的分子式不同,它们不互为同分异构体,故C错误;葡萄糖是单糖,蔗糖是二糖,故D正确。2.下列关于糖类物质的说法正确的是(D)A.糖类均有甜味B.淀粉和纤维素均不是糖类C.糖类均不可水解D.糖类都含有C、H、O元素解析:糖类不一定都有甜味,如多糖中的淀粉、纤维素均没有甜味,故A错误;淀粉和纤维素属于多糖,故B错误;糖类中的二糖、多糖可水解,单糖不能水解,故C错误;根据糖类的定义及其组成可知,糖类都含有C、H、O元素,故D正确。3.下列说法正确的是(A)A.葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6,两者互为同分异构体B.淀粉、纤维素和油脂都属于天然高分子化合物C.油脂、淀粉、蔗糖和葡萄糖在一定条件下都能发生水解反应D.肌醇与葡萄糖的元素组成相同,化学式均为C6H12O6,满足Cm(H2O)n,因此均属于糖类化合物解析:葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6,两者结构不同,所以互为同分异构体,故A正确;油脂不属于高分子化合物,故B错误;葡萄糖是单糖,不能发生水解反应,故C错误;糖类化合物是指多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物,肌醇属于醇,不属于糖类化合物,故D错误。“糖”或“碳水化合物”都是习惯性说法,并不准确。糖类不一定都是甜的(如淀粉),甜味物质也不一定是糖类(如木糖醇)。糖类不一定都满足Cm(H2O)n[如鼠李糖C6H12O5],满足Cm(H2O)n通式的物质也不一定是糖类[如甲醛(HCHO)]。[凝练素养]通过辨析类题目,体会有机物组成与性质的关系,逐步发展宏观辨识与微观探析学科素养。学习任务2糖类的化学性质NO.1自主学习·夯实基础一、葡萄糖的化学性质葡萄糖分子中含有醛基和醇羟基,可发生氧化、加成、酯化等反应。1.氧化反应(1)银镜反应:CH2OH(CHOH)4CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O。(2)与新制Cu(OH)2的反应:CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O。(3)生理氧化反应:+6O26CO2+6H2O。2.发酵生成酒精2C2H5OH+2CO2。二、蔗糖和麦芽糖的化学性质1.蔗糖是一种二糖,可以在酸或酶的作用下水解生成葡萄糖和果糖,化学方程式为+H2O+。2.在酸或酶催化下,麦芽糖发生水解反应生成葡萄糖,化学方程式为+H2O。三、淀粉和纤维素的化学性质淀粉和纤维素都能发生水解反应,化学方程式分别为淀粉:(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6(葡萄糖);纤维素:(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6(葡萄糖)。NO.2互动探究·提升能力学习小组通过实验,分别对蔗糖和淀粉的性质进行探究。以下是其实验过程及结论。(1)蔗糖的水解实验实验操作现象加入银氨溶液的试管中产生银镜;加入新制的Cu(OH)2的试管中出现砖红色沉淀结论蔗糖的水解产物分子中含有醛基,具有还原性(2)淀粉水解程度的实验设计原理判断淀粉水解的程度时,要注意检验产物中是否生成葡萄糖,同时还要确认淀粉是否水解完全。用银氨溶液或新制的Cu(OH)2和碘水来检验淀粉是否发生了水解及水解是否完全。探究1蔗糖的水解实验问题1:进行银镜反应前,盛蔗糖溶液的试管要如何处理?为什么?提示:预先洗净,可先用热碱液洗涤,再用清水洗净。若不清洗干净,无法在试管壁上形成光亮的银镜。问题2:银镜反应为何采取水浴加热?提示:便于控制温度,使反应平缓,镀银均匀。问题3:在检验水解产物为葡萄糖时,一定要先加NaOH溶液,原因是什么?提示:中和作催化剂的稀硫酸,至溶液呈碱性后再加银氨溶液或新制的Cu(OH)2,否则实验会失败。探究2淀粉水解程度的实验问题4:在检验淀粉的水解产物时,为什么不能向水解液中直接加入新制Cu(OH)2?提示:用新制Cu(OH)2检验淀粉水解产物葡萄糖时,需在碱性条件下进行,所以需先加入过量的NaOH溶液中和掉催化剂稀硫酸后,才能加入新制Cu(OH)2进行后续实验。问题5:若在中和液中加入碘水,溶液不呈蓝色,能否说明淀粉已完全水解?提示:中和液呈碱性,I2与NaOH可发生反应:I2+2NaOHNaI+NaIO+H2O,无法检验淀粉是否存在。糖类水解实验总结(1)蔗糖、淀粉和纤维素水解均是在酸性条件下进行的,检验其水解产物时,应先加入NaOH溶液中和至碱性,再加入银氨溶液或新制氢氧化铜。(2)银氨溶液应新配制且要保证溶液呈碱性。一般操作是将氨水逐滴滴入硝酸银溶液中,直至生成的沉淀恰好完全溶解。氢氧化铜悬浊液应现制备,一般操作是将少量硫酸铜稀溶液逐滴滴入氢氧化钠溶液中。(3)银镜反应需水浴加热,目的是受热均匀;与新制氢氧化铜反应需加热至沸腾。(4)用I2检验淀粉时,应直接取水解后的混合液加碘水。若取中和液加碘水,因I2与NaOH溶液反应影响淀粉的检验。[凝练素养]通过探究活动,培养学生建立结构决定性质这一规律,体会原子团之间的相互影响,发展证据推理与模型认知学科素养。NO.3应用体验·形成素养题点一单糖的性质1.下列事实不能说明葡萄糖分子中含有醛基的是(B)A.葡萄糖能与银氨溶液发生银镜反应B.葡萄糖能与醋酸发生酯化反应C.葡萄糖能与氢气发生加成反应生成己六醇D.葡萄糖能与新制的氢氧化铜共热产生砖红色沉淀解析:醛基具有还原性,能与银氨溶液发生银镜反应,能与新制的氢氧化铜共热产生砖红色沉淀;醛基具有氧化性,能与氢气发生加成反应生成己六醇,故A、C、D不符合题意。葡萄糖与醋酸发生酯化反应体现的是羟基的性质,故B符合题意。2.下列关于葡萄糖的说法错误的是(B)A.葡萄糖分子式是C6H12O6,是一种多羟基醛,因而具有醛和醇的性质B.葡萄糖是碳水化合物,因为它的分子是由6个碳原子和6个水分子构成的C.葡萄糖是给人体提供能量的营养物质,它在人体中主要发生氧化反应D.葡萄糖不能发生水解反应,它和果糖互为同分异构体解析:葡萄糖是由C、H、O三种元素组成的多羟基醛,分子中含有醛基和羟基,具有醛和醇的性质,A项正确;葡萄糖分子是由碳、氢、氧三种原子构成的,B项错误;葡萄糖在人体内发生氧化反应释放能量,供给人体,C项正确;葡萄糖是单糖,不能发生水解反应,与果糖的分子式相同但结构不同,互为同分异构体,D项正确。题点二蔗糖水解产物的检验3.下列关于蔗糖属于非还原性糖,而其水解产物具有还原性的实验方案的说法中正确的是(D)A.验证蔗糖属于非还原性糖的操作顺序:④③B.验证蔗糖属于非还原性糖的操作顺序:④②⑤C.验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序:①④⑤D.验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序:①②④⑤解析:糖类是否属于还原性糖,可通过银镜反应加以证明。银镜反应应该在水浴中进行加热,故选择④⑤验证蔗糖是否有还原性。银镜反应要在碱性条件下进行,故蔗糖水解后应先加碱中和过量的酸,才能进行银镜反应。题点三淀粉水解产物的检验4.进行淀粉水解实验(包括检验水解产物及水解是否完全)时,除淀粉外,还需下列试剂中的一种或几种:①碘水②银氨溶液③NaOH溶液④稀硫酸实验时所需上述试剂的顺序依次是(B)A.①②③④ B.④①③②C.④①②③ D.①④③②解析:淀粉水解需用④稀硫酸作催化剂,检验淀粉是否水解完全要用①碘水,检验水解产物前应先用③NaOH溶液中和酸,然后用②银氨溶液检验。5.为了检验淀粉水解的产物,设计如下实验方案:淀粉液水解液混合液砖红色沉淀请回答下列问题:(1)试剂1为。

(2)试剂2为,其作用是,使检验水解产物的实验得以顺利进行。

(3)反应①的化学方程式为

。

(4)为检验淀粉液是否已完全水解,取少量水解液于试管中,加入碘水,则证明淀粉未完全水解的现象是。

(5)如果实验过程中没有加入试剂2而直接加入新制Cu(OH)2,能否实现实验目的?(填“能”或“不能”),若不能,其原因是

。

解析:(1)淀粉的水解过程,必须加入稀硫酸作催化剂,加快淀粉的水解反应速率。(2)稀硫酸能够与氢氧化铜反应,会导致实验失败,所以应该先加入氢氧化钠溶液中和稀硫酸。(3)淀粉在稀硫酸作用下完全水解生成葡萄糖,水解方程式为+nH2OQUOTE。(4)淀粉遇碘显蓝色,据此可以检验淀粉是否完全水解,方法为取少量水解液于试管中,加入碘水,如果溶液显蓝色,则证明淀粉未完全水解。(5)如果不加入氢氧化钠溶液中和催化剂稀硫酸,稀硫酸能溶解Cu(OH)2而使实验失败,无法达到实验目的。答案:(1)稀硫酸(2)氢氧化钠溶液中和作催化剂的稀硫酸(3)+nH2OQUOTE(4)溶液显蓝色(5)不能稀硫酸能溶解Cu(OH)2而使实验失败葡萄糖可看作是烃的含氧衍生物,抓住其分子结构中的官能团,根据官能团的特征反应理解其性质,如含有醛基,则具备与醛相似的性质,含有醇羟基,则具备醇的性质等。蔗糖可水解为葡萄糖和果糖。可通过检验葡萄糖的性质判断蔗糖是否水解。淀粉水解的最终产物为葡萄糖。淀粉特性为遇碘单质变蓝,可通过这一性质判断淀粉是否完全水解。[凝练素养]通过葡萄糖的结构推断其具有醛和醇的性质,体会结构决定性质这一逻辑关系,逐步发展证据推理与模型认知学科素养。1.误认为符合Cm(H2O)n通式的物质都是糖类化合物。其实不然,如甲醛(CH2O)、乙酸(C2H4O2)等不属于糖类。2.误认为糖类物质均有甜味。其实不然,如淀粉和纤维素属于糖类,但没有甜味。3.误认为所有糖类都能发生水解反应。其实不然,如葡萄糖和果糖不能水解。4.误认为麦芽糖和蔗糖的水解产物相同。其实不然,蔗糖水解产物为葡萄糖和果糖,麦芽糖水解产物仅为葡萄糖。5.误认为淀粉和纤维素互为同分异构体。其实不然,虽然两者的分子式均为(C6H10O5)n,但它们的n值不同,故它们不互为同分异构体。命题解密与解题指导情境解读:命题解密与解题指导情境解读:本题以糖尿病为背景,围绕糖类结构特点考查了重点官能团的性质,有利于对结构决定性质这一关系的深入理解。素养立意:通过对糖类结构的分析,能从糖类的官能团微观探析糖类的结构特点。根据木糖醇只含羟基而无醛基,可知其不能发生银镜反应,培养学生宏观辨识与微视探析素养;了解糖类的摄入和代谢与人体健康之间的关系,科学合理地搭配饮食,培养学生科学态度与社会责任素养。思路点拨:1.葡萄糖的醛基可发生特征反应。2.木糖醇是醇。3.人体拥有淀粉酶,不含纤维素酶。(1)一般情况下,糖尿病人尿液中葡萄糖含量过高,如何检验糖尿病人尿液中的葡萄糖?请说出至少两种检验方法。①;

②。

(2)木糖醇[CH2OH(CHOH)3CH2OH]是一种糖尿病患者可以