1.1 生命的基础能——糖类 学案(人教版选修1)
[标展示] 1.了解糖类的基本组成、结构和性质。2.了解葡萄糖的还原性、淀粉的水解,以及糖类在人体中的生理功能。3.了解纤维素的结构和性质。
糖类是由____________________三种元素组成的一类有机化合物,糖类也叫做碳水化合物。糖的分子组成大都可用通式____________________表示,n和m是可以相同、也可以不同的正整数。
一、葡萄糖是怎样供给能量的
1.葡萄糖的存在和物理性质
(1)葡萄糖是最________、最________的单糖,在自然界中分布十分广泛,存在于葡萄等带甜味的水果里。
(2)纯净的葡萄糖是一种________晶体,有甜味,能________水。
2.葡萄糖的分子组成
(1)分子式:________________________。
(2)结构简式:______________________________________________________。
3.化学性质
葡萄糖具有________性。
实验探究 葡萄糖与银氨溶液的反应
实验步骤:(1)配制银氨溶液
在洁净的试管里加入1 mL 2% AgNO3溶液,然后一边振荡试管,一边逐滴滴入2%稀氨水,到最初产生的沉淀恰好溶解为止,这时得到的溶液叫做银氨溶液。
(2)向上述所得的银氨溶液中加入1 mL 10%葡萄糖溶液,振荡,然后放在水浴中加热3~5 min,观察现象。
实验现象:试管内壁有________产生。
实验结论:葡萄糖与银氨溶液在水浴加热的条下发生化学反应,形成银镜。葡萄糖分子里有________,具有________性。反应的化学方程式为:
CH2OH(CHOH)4CHO+2AgNH32OH氢氧化二氨合银
??→水浴CH2OHCHOH4COONH4葡萄糖酸铵+3NH3+H2O+2Ag↓
特别提醒 银镜反应实验“四注意”
(1)实验中所用的试管必须洁净,应先用热的NaOH溶液洗涤(除去油脂),再用水洗净。
(2)银氨溶液必须现配现用,不可久置,否则可能因刮擦发生爆炸。
(3)加热须用热水浴,绝对不能摇动试管,否则得不到光亮的银镜。
(4)实验完毕,试管壁上的银镜可用稀硝酸洗涤,其反应为
3Ag+4HNO3(稀)===3AgNO3+NO↑+2H2O
4.葡萄糖在人体内的转化
食物中的糖类在人体中能转化成________而被吸收。
(1)一部分葡萄糖在体内被氧化分解,最终生成________和液态________,同时释放出________。
可以表示为:C6H12O6(s)+6O2(g)??→酶________________________________。
(2)另一部分葡萄糖被肝脏、肌肉等组织合成________而储存起。当血液中的葡萄糖低于正常值时,肝脏中的肝糖原可以转变成________,并且补充到血液中,以维持血糖浓度的相对稳定。肌肉中的肌糖原是肌肉内能量的储备形式之一,它的含量与人体运动能力有密切关系。运动时,机体首先消耗糖,肌糖原经过几步反应转化为________,然后氧化释放出能量,供给肌肉运动使用。
(3)还有一部分葡萄糖可以转变成____________,储存在脂肪组织中。
二、淀粉是如何消化的
1.淀粉的存在
淀粉主要存在于植物的__________或________里,其中谷类含淀粉较多。例如,大米含淀粉约80%,小麦含淀粉约70%,马铃薯含淀粉约20%。
2.淀粉的组成与结构
淀粉是一种重要的________,其分子式为________________________________,其中的
n值为几百到几千。淀粉是一种相对分子质量很大的天然高分子化合物。
3.淀粉的物理性质
淀粉是____________色、无气味、无味道的__________状物质。淀粉不溶于冷水,在热水里淀粉颗粒会____________,一部分________在水里,另一部分悬浮在水里,形成胶状淀粉糊,这一过程称为糊化作用。糊化是淀粉食品加热烹制时的基本变化,也就是常说的食物由生变熟。
4.淀粉在人体内的消化过程
淀粉进入人体后,一部分淀粉受唾液所含______________的催化作用,发生______________反应,生成____________;余下的淀粉在小肠里胰脏分泌出的淀粉酶的作用下,继续进行____________,生成____________。麦芽糖在肠液中麦芽糖酶的催化下,水解为人体可吸收的____________,供人体组织的营养需要。
淀粉在体内的水解过程可以表示如下:_____________________________________。
淀粉也可以在酸的催化作用下逐步水解,最终转化为葡萄糖。
________________________________________________________________________。
三、纤维素有什么生理功能
1.纤维素的、存在
纤维素是绿色植物通过________作用生成的。
纤维素是构成植物细胞的基础物质。一切植物中都含有纤维素。
2.纤维素的性质
(1)物理性质:纤维素是____________色、没有____________和__________、具有
__________结构的物质,不溶于水,也不溶于一般有机溶剂。
(2)化学性质:跟淀粉一样,纤维素也不显还原性,可以发生水解,但比淀粉困难,纤维素在________的催化作用下发生水解,最终产物也是________。
这个过程可表示为:____________________________________________________。
3.纤维素的重要应用
(1)棉、麻可直接用于纺织业,制造__________等。其他一些富含纤维素的物质,如木材、稻草、麦秸等可以用________。
(2)在牛、羊、马等食植性动物的消化系统中含有某些________________,这些__能分泌出使纤维素水解成葡萄糖的____________,因此这些动物能以鲜草、干草、秸秆等作为食物。
(3)人体内没有能使纤维素水解成葡萄糖的酶,因此纤维素不能作为人类的_____,但它能______________和____________,有助于食物的________和废物的________,减少有害物质与肠黏膜接触时间,有预防便秘、痔疮和直肠癌的作用,还能降低胆固醇,预防和治疗糖尿病等。粗粮(含有谷皮)和蔬菜中含有一定量的纤维素,每天应保证摄入一定量的________和________等。
一、葡萄糖的结构和性质
葡萄糖分子式C6H12O6
结构简式CH2OH—(CHOH)4—CHO
官能团—OH、—CHO
物理性质白色晶体、有甜味、溶于水
化学性质加成(与H2)
氧化(与银氨溶液)
氧化[与新制Cu(OH)2悬浊液]
酯化(与羧酸)
主要用途营养物质、制镜等
制法淀粉水解
二、蔗糖和麦芽糖
蔗糖麦芽糖
分子式C12H22O11C12H22O11
物理性质无色晶体、溶于水、甜味白色晶体、
溶于水、甜味
水解反应
方程式
主要甘蔗、甜菜农产品(大米、玉米)
二者关系分子式相同、结构不同
三、淀粉和纤维素比较
淀粉纤维素
物理性质不溶于水,白色粉末白色、无臭、无味物质,不溶于水,不溶于一般的有机溶剂
主要化学
性质遇I2显蓝色
存在植物的种子、块根里木材、棉花
用途食物成分、制葡萄糖、酒精制硝酸纤维、纤维素乙酸酯、造纸、粘胶纤维
题型一 糖类的组成、性质及生理功能
某广告称某种品牌的八宝粥(含桂圆、红豆、糯米等)不加糖比加糖还甜,最适合糖尿病人食用。你认为下列关于糖尿病人能否食用此八宝粥的判断错误的是( )
A.糖尿病人应少吃含糖的食品,该八宝粥未加糖,可以放心大量食用
B.该八宝粥未加糖,但红豆、糯米中含较多淀粉,属于糖类
C.该八宝粥未加糖不等于没糖类,糖尿病人食用需慎重
D.不能听从广告商宣传,应询问医生
解析 红豆、糯米中含有较多淀粉。淀粉属于糖类,在人体内经过多次水解最终转化为葡萄糖。因此糖尿病人应慎重食用。
答案 A
互动探究 1.淀粉和纤维素的分子式都是(C6H10O5)n,二者互为同分异构体吗?
2.纤维素对人体健康起着重要的作用,那么每天应摄入哪些富含纤维素的食物?
题型二 淀粉水解程度的判断
为了检验淀粉的水解情况,某同学设计了以下三个实验方案,并根据实验现象,得出了相应的结论。
方案A:淀粉溶液??→稀硫酸加热水解液??→NaOH溶液中和液??→碘水溶液显蓝色
结论:淀粉完全没有水解。
方案B:淀粉溶液??→稀硫酸加热水解液??→新制的CuOH2悬浊液加热无砖红色沉淀析出
结论:淀粉完全没有水解。
方案C:淀粉溶液??→稀硫酸加热水解液??→NaOH中和液??→银氨溶液水浴有银镜现象
结论:淀粉已经水解完全了。
根据上述操作及现象首先回答结论是否正确,然后简要说明理由。如果三个方案均不合理,请另设计一个方案证明淀粉已经水解完全了。
(1)方案A_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)方案B__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)方案C_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)你的方案_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析 本题旨在测试较高层次的实验评价能力,要求学生不仅要掌握化学实验的基本操作,更要具备将知识与实验技能有机地结合在一起,并能根据实验现象进行准确分析、评价从而得出正确结论的能力。
证明淀粉未水解的关键是用实验证明没有水解产物葡萄糖生成;证明淀粉部分水解的关键是既要用实验证明有水解产物葡萄糖生成,还要用实验证明仍有未水解的淀粉存在;证明淀粉水解完全的关键是要用实验证明淀粉已不存在。
淀粉水解的条是在淀粉溶液中加入稀硫酸并加热,而证明水解产物葡萄糖无论用新制Cu(OH)2悬浊液还是银氨溶液都必须在碱性环境中才能进行,所以在加鉴别试剂前必须用NaOH溶液中和硫酸,在审题时必须十分关注有无此步骤。
答案 (1)结论不正确。如果淀粉只是发生部分水解,未水解的淀粉遇碘(I2)也会呈蓝色
(2)结论不正确。如果淀粉已发生水解会生成葡萄糖,但由于水解液没有用NaOH溶液中和,所以加入的Cu(OH)2会溶于硫酸,从而无法氧化葡萄糖,也就无砖红色沉淀生成,但淀粉水解了
(3)结论不正确。该实验只能证实淀粉已经发生或正在发生水解,没有证明是否仍有淀粉存在,所以无法证明淀粉是否水解完全
(4)合理的方案应该是:
变式训练 向淀粉溶液中加少量稀H2SO4,加热使淀粉水解,为测其水解程度,需要的试剂是( )
①NaOH溶液 ②银氨溶液 ③新制的Cu(OH)2悬浊液
④碘水
A.④ B.②④ C.①③④ D.③④
参考答案
基础知识梳理
C、H、O Cn(H2O)m
一、1.(1)重要 简单 (2)白色 溶于
2.(1)C6H12O6
(2)CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO
3.还原
实验探究
(2)银镜 醛基 还原
4.葡萄糖 (1)CO2 H2O 能量 6CO2(g)+6H2O(l)
(2)糖原 葡萄糖 葡萄糖 (3)脂肪
二、1.种子 块根
2.多糖 (C6H10O5)n
3.白 粉末 膨胀 溶解
4.淀粉酶 水解 麦芽糖 水解 麦芽糖 葡萄糖
三、1.光合
2.(1)白 气味 味道 纤维状 (2)浓硫酸 葡萄糖
3.(1)人造纤维 造纸 (2)微生物 微生物 酶 (3)营养食物 刺激肠道蠕动 分泌消化液 消化 排泄 蔬菜 粗粮
典型例题剖析
互动探究
1.不是,n值不同,相对分子质量也不相同。
2.粗粮和蔬菜。粗粮(含有谷皮)和蔬菜中富含纤维素。
变式训练
C [测定淀粉的水解程度应分为三种情况:①完全水解,②部分水解,③没水解。完全水解:证明无淀粉了,用碘水;部分水解:证明仍有淀粉,用碘水,证明已有葡萄糖,用银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液,在此之前先用NaOH中和剩余酸;没水解:证明无葡萄糖,用银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液。]
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