6.1+糖類【中職專用】（高教版2021通用類）

化學(xué)通用類高等教育出版社主題六常見生物分子及合成高分子化合物6.1糖類主題六常見生物分子及合成高分子化合物

6.1糖類學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識糖類的組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和主要性質(zhì)，知道葡萄糖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.了解淀粉和纖維素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其與葡萄糖的轉(zhuǎn)化關(guān)系，認(rèn)識還原性糖的斐林反應(yīng)和銀鏡反應(yīng)。

3.了解糖類在食品加工和生物質(zhì)能源開發(fā)中的應(yīng)用，正確認(rèn)識化學(xué)與人類生活的關(guān)系，體會化學(xué)在人類文明進(jìn)步中的重要作用，進(jìn)一步樹立科技自信和文化自信。情境與問題在太陽光的作用下，綠色植物以二氧化碳和水為原料，將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲存起來的過程稱為光合作用。那么，你知道光合作用的產(chǎn)物是什么嗎？植物的光合作用綠色植物光合作用的產(chǎn)物稱為糖。糖是自然界中廣泛存在的一類有機(jī)化合物，是植物根、莖、葉、花和果的主要成分，是大多數(shù)生物體維持生命活動所需能量的主要來源。常見的糖類化合物主要有：葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉和纖維素等。一.糖類的組成和分類觀察下圖所示的幾種常見的單糖分子的結(jié)構(gòu)式，找出這些糖類分子中含有的元素和官能團(tuán)，小組合作總結(jié)糖類物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。觀察與認(rèn)知（a）葡萄糖（b）果糖（c）核糖（d）脫氧核糖一.糖類的組成和分類這些糖類分子均由碳、氫、氧3種元素組成。這些糖的分子結(jié)構(gòu)中都含有多個羥基，同時還含有醛基或羰基。糖類俗稱碳水化合物，早期發(fā)現(xiàn)的糖都是由C、H、O三種元素組成的，而且分子中H和O的原子個數(shù)之比均為2∶1，即組成符合通式Cm(H2O)n。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看，糖類可定義為多羥基醛或多羥基酮以及水解后能產(chǎn)生多羥基醛、多羥基酮的一類有機(jī)化合物。思考：是否所有的糖的分子組成都符合通式Cm(H2O)n？而是否所有符合該通式的物質(zhì)都屬于糖？一.糖類的組成和分類單糖還可以根據(jù)分子中所含碳原子的數(shù)目分為丙糖、丁糖、戊糖和己糖等；或?qū)⒎肿又泻腥┗膯翁欠Q為醛糖，含有羰基的單糖稱為酮糖。這兩種方法常常合并使用，例如葡萄糖、核糖和脫氧核糖分別屬于己醛糖和戊醛糖，而果糖屬于己酮糖。分類概念示例單糖不能被水解的糖類葡萄糖、果糖、核糖、脫氧核糖等低聚糖由2～10個單糖分子脫水縮合而成的糖類化合物，能水解生成單糖分為雙糖、三糖、四糖等。其中，最重要的是雙糖，如蔗糖和麥芽糖等多糖由多個單糖分子脫水縮合而成的糖類化合物，能水解生成許多個單糖分子淀粉、纖維素等二.單糖的代表——葡萄糖葡萄糖的分子式為C6H12O6，是自然界分布最廣且最為重要的一種單糖，它是一種多羥基醛。純凈的葡萄糖為無色晶體，有甜味但甜味不如蔗糖，熔點(diǎn)146℃，沸點(diǎn)527.1℃，密度1.581g/cm3，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚。知識拓展1747年，葡萄糖被德國化學(xué)家馬格拉夫首次分離出來。1838年，法國人佩利戈首創(chuàng)了葡萄糖的名稱——glucose。其中，前綴gluc-源于德語glykys，有甘甜之意，后綴-ose則表明了葡萄糖的化學(xué)分類，即它是一個碳水化合物。由于葡萄糖在生物體中的重要地位，其化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)研究一直是19世紀(jì)有機(jī)化學(xué)的重要課題。葡萄糖在成熟的葡萄、無花果等甜味果實(shí)的汁液及蜂蜜中含量豐富。醫(yī)藥工業(yè)上，葡萄糖用于合成維生素C等。食品工業(yè)上，葡萄糖用于制作糖漿、糖果等。二.單糖的代表——葡萄糖研究發(fā)現(xiàn)，在水溶液中，只有極微量的葡萄糖以開鏈?zhǔn)叫螒B(tài)存在，更多的是以六元環(huán)狀形態(tài)存在。并且，其環(huán)狀結(jié)構(gòu)有α型與β型兩種同分異構(gòu)體，它們在溶液中與開鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)形成平衡體系。1.葡萄糖的結(jié)構(gòu)二.單糖的代表——葡萄糖純凈的葡萄糖是無色或白色晶體，有甜味，易溶于水，稍溶于乙醇。2.葡萄糖的性質(zhì)醛

基醇羥基葡萄糖分子的化學(xué)名稱是：2,3,4,5,6—五羥基己醛，既具有醛類物質(zhì)的性質(zhì)，又具有醇類物質(zhì)的性質(zhì)。二.單糖的代表——葡萄糖操作1：在1支試管中配制銀氨溶液，向試管中加入10%的葡萄糖溶液，振蕩，置于水浴中，加熱3~5min，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。操作2：在1支試管中配好費(fèi)林試劑，向試管中加入10%的葡萄糖溶液，振蕩，加熱至沸，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。2.葡萄糖的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究：葡萄糖的化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)步驟反應(yīng)現(xiàn)象與銀氨溶液作用與費(fèi)林試劑反應(yīng)試管壁上有光亮銀鏡生成產(chǎn)生磚紅色沉淀二.單糖的代表——葡萄糖2.葡萄糖的性質(zhì)葡萄糖分子中含有醛基，能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng)和費(fèi)林反應(yīng)，產(chǎn)生銀鏡和磚紅色沉淀。因此，葡萄糖具有還原性。

葡萄糖+銀氨溶液→Ag↓（銀鏡）+氧化產(chǎn)物

葡萄糖+費(fèi)林試劑→Cu2O↓（磚紅色）+氧化產(chǎn)物凡能發(fā)生銀鏡反應(yīng)和費(fèi)林反應(yīng)的糖類化合物稱為還原糖，單糖都屬于還原糖。二.單糖的代表——葡萄糖隨著“健康中國”的理念深入人心，國人對身體中的各類指標(biāo)不再陌生，人體中的血糖含量也日益與健康生活掛鉤。正常情況下，人體的血糖含量為3.9～6.1mmol/L。一旦因?yàn)槟撤N原因使人體的血糖含量大幅偏離這個數(shù)值時，人體健康就會受到嚴(yán)重影響。請以小組為單位，運(yùn)用所學(xué)知識，查閱資料，請教醫(yī)生，認(rèn)識血糖與人體健康的密切關(guān)系，制作一期展板或手抄報在社區(qū)進(jìn)行健康宣傳，傳播合理營養(yǎng)、平衡膳食的健康理念。實(shí)踐活動二.單糖的代表——葡萄糖水解后能產(chǎn)生2分子單糖的糖稱為雙糖，又稱二糖，它是2分子單糖脫水縮合的結(jié)果。常見的雙糖有蔗糖、麥芽糖等，它們的分子式都是C12H22O11，互為同分異構(gòu)體。蔗糖在甜菜和甘蔗中含量尤為豐富。純凈時為白色晶體，易溶于水，有甜味。不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)和費(fèi)林反應(yīng)，屬于非還原性雙糖。在稀酸或酶的作用下，1分子蔗糖能水解生成1分子葡萄糖和1分子果糖。麥芽糖因主要存在于發(fā)芽的谷粒，特別是麥芽中而得名。純凈的麥芽糖是白色晶體，易溶于水，有甜味，甜度約為蔗糖的70%。麥芽糖具有還原性，能與銀氨溶液和費(fèi)林試劑反應(yīng)。在稀酸或酶的催化下，1分子麥芽糖水解可生成2分子葡萄糖。拓展延伸重要的雙糖三.天然高分子——淀粉和纖維素下圖所示是生活中常見的一些農(nóng)作物，你知道這些作物與天然高分子——淀粉和纖維素有什么聯(lián)系嗎？小組合作，交流討論，談?wù)勀愕挠^點(diǎn)。觀察與認(rèn)知小麥和土豆中主要含有淀粉，芹菜和棉花的主要成分是纖維素。淀粉和纖維素都是天然高分子化合物。都屬于多糖。富含淀粉或纖維素的農(nóng)作物三.天然高分子——淀粉和纖維素多糖是由許多相同或不相同的單糖分子結(jié)合而成的一類復(fù)雜的天然高分子有機(jī)化合物，相對分子質(zhì)量高達(dá)幾萬或幾十萬。多糖的性質(zhì)跟單糖、低聚糖有著明顯的不同，一般難溶于水、無甜味、沒有還原性，水解的最終產(chǎn)物是單糖。常見的多糖有：淀粉、糖原、纖維素等。多糖三.天然高分子——淀粉和纖維素淀粉

(C6H10O5)n可看作是許多個葡萄糖分子縮水而成的天然高分子有機(jī)化合物。按結(jié)構(gòu)可分為直鏈淀粉和支鏈淀粉。直鏈淀粉是由許多葡萄糖單元連接而成的直鏈多糖，很少或沒有分支。支鏈淀粉是一種分支較多，相對分子質(zhì)量更大的多糖，由更多個葡萄糖單元連接而成。1.淀粉直鏈淀粉結(jié)構(gòu)示意圖支鏈淀粉結(jié)構(gòu)示意圖三.天然高分子——淀粉和纖維素淀粉是白色無定形粉末，無甜味，不溶于冷水，在熱水中吸水糊化。天然淀粉是由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成的混合物，直鏈淀粉遇碘顯深藍(lán)色，能溶于熱水，稱為可溶性淀粉。支鏈淀粉遇碘顯紅色，不溶于熱水，在熱水中只能膨脹形成膠狀淀粉糊，稱為膠淀粉。1.淀粉三.天然高分子——淀粉和纖維素1.淀粉實(shí)驗(yàn)探究：淀粉的性質(zhì)操作1：在盛有少量新制的淀粉溶液的試管中，滴入幾滴稀碘液，觀察現(xiàn)象。操作2：在新切開的面包片斷面上滴1滴稀碘液，觀察現(xiàn)象。操作3：取A、B兩支潔凈試管，各加入約0.5g淀粉，再向試管A中加入20%的硫酸溶液5mL，向試管B中加入蒸餾水5mL，將兩支試管放入沸水浴中10min，然后向試管A中滴加氫氧化鈉溶液至中性。操作4：另取兩支潔凈試管，各加入2mL銀氨溶液，?、壑腥芤焊?mL分別加入試管中，水浴加熱，觀察并比較現(xiàn)象。操作5：再取兩支潔凈試管，分別加入費(fèi)林試劑A溶液和B溶液各1mL，?、壑腥芤焊?mL分別加入試管中，沸水浴加熱，觀察并比較現(xiàn)象。三.天然高分子——淀粉和纖維素1.淀粉淀粉遇碘顯藍(lán)色，切片面包因富含淀粉遇碘也會顯色。淀粉充分水解后的溶液可與銀氨溶液和費(fèi)林試劑發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生銀鏡和磚紅色沉淀。稀酸或酶H2OH2OH2O稀酸或酶稀酸或酶淀粉糊精麥芽糖葡萄糖常用淀粉遇碘變藍(lán)這一特征反應(yīng)檢驗(yàn)淀粉，或用淀粉溶液檢驗(yàn)碘的存在。淀粉與碘反應(yīng)三.天然高分子——淀粉和纖維素2.纖維素纖維素是由許多個葡萄糖分子脫水縮合而成的天然高分子化合物。其分子結(jié)構(gòu)中，數(shù)百到數(shù)千個葡萄糖單位通過β-1,4糖苷鍵連接成沒有支鏈的直鏈結(jié)構(gòu)并形成束狀纖維束，纖維束又像麻繩一樣擰在一起呈繩索狀。纖維素的繩索狀結(jié)構(gòu)生活中富含纖維素的食物三.天然高分子——淀粉和纖維素2.纖維素請以小組為單位，合作探討：為什么醫(yī)生建議我們適當(dāng)減少主食量，多吃五谷雜糧？五谷雜糧主食中，如大米、小麥等，主要含有淀粉等糖類物質(zhì)，經(jīng)人體消化吸收后產(chǎn)生大量的熱量，容易導(dǎo)致人體發(fā)胖。五谷雜糧含有較多的纖維素和其它營養(yǎng)素。而纖維素的突出功用有：有助于腸內(nèi)大腸桿菌合成多種維生素；纖維素密度小，體積大，在胃腸中占據(jù)空間較大，使人有飽食感，有利于減肥；纖維素體積大，進(jìn)食后可刺激胃腸道，使消化液分泌增多和胃腸道蠕動增強(qiáng)。所以，適量的攝入膳食纖維，可防止便秘、直腸癌等，同時還能一定程度地減少脂肪和膽固醇的吸收。三.天然高分子——淀粉和纖維素2.纖維素①

水解反應(yīng)：(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6（葡萄糖）稀酸或酶②酯化反應(yīng)：實(shí)踐活動纖維素書籍古法造紙文化自信人類對纖維素的利用歷史悠久，造紙術(shù)是人類利用纖維素的代表，對人類社會文明進(jìn)步起到了巨大的推動作用。請以小組為單位，探討我國古代四大發(fā)明之一——造紙術(shù)對世界文明的意義。實(shí)踐活動糖類與人們的生命活動關(guān)系非常密切，在食品加工和生物質(zhì)能開發(fā)中有著極其廣泛的應(yīng)用。請查閱資料，了解糖類對人體健康的意義和在生產(chǎn)生活上的應(yīng)用，并制作成演示文稿在班級展示交流。我國生物質(zhì)資源區(qū)域分布實(shí)踐活動核酸的基礎(chǔ)是核糖和脫氧核糖，是最本質(zhì)的生命物質(zhì)，對生物體的生長、發(fā)育、繁殖、遺傳及變異等重大生命現(xiàn)象起主宰作用。在抗擊COVID-19的戰(zhàn)役中，核酸檢測為保障民眾健康構(gòu)筑了第一道屏障。請在老師帶領(lǐng)下，上網(wǎng)查閱資料、走訪核酸檢測機(jī)構(gòu)，了解核酸的類型、核酸檢測的基本程序和意義，并將結(jié)果制作成展板在社區(qū)進(jìn)行一次抗擊COVID-19的科普宣傳。核酸檢測【跟蹤檢測】1．下列關(guān)于葡萄糖的敘述中，正確的是A．葡萄糖屬于多羥基醛，是一種單糖B．葡萄糖屬于多羥基酮，能發(fā)生加成反應(yīng)C．因?yàn)槠咸烟蔷哂刑鹞叮詫儆谔穷惢衔顳．葡萄糖可以水解【答案】A【跟蹤檢測】2．端午節(jié)吃粽子是中國傳統(tǒng)習(xí)俗，粽子由糯米等制作而成。下列說法正確的是A．糯米中的淀粉能與新制氫氧化銅反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀B．糯米中的淀粉是否水解完全，可以用碘水來檢驗(yàn)C．糯米中的淀粉在堿性條件下能發(fā)生水解生成葡萄糖D．糖尿病患者不能吃粽子，因?yàn)榕疵字泻罅康钠咸烟?，會使血糖升高【答案】B【跟蹤檢測】3．下列物質(zhì)能水解且水解產(chǎn)物有兩種的是