1、第一节 生命的基础能源-糖类重难点突破重点 1 糖类1糖类是由 C、H、O 三种元素组成的一类有机化合物,亦称碳水儿合物,是自然界中存在较多、分布较广的一类有机化合物,也是人体内能量的主要来源。食物中通常含有的糖类有葡萄糖(C 6H12O6) 、蔗糖(C 12H22O11) 、麦芽糖(C 12H22O11) 、乳糖(C 12H22O1l) 、淀粉(C 6H10O5) n和纤维素(C 6H10O5) n等。谷类、豆类、薯类、芋头和莲藕等淀粉含量丰富;葡萄糖和果糖在水果中含量较高;甘蔗和甜菜富含蔗糖。2糖类根据能否水解以及水解的产物的多少,可分为单糖、二糖和多糖。单糖、二糖、多糖的比较类别 单糖
2、二糖 多糖特点 不能再水解成更小的糖分子一分子二糖水解成两分子单糖一分子多糖水解成多分子单糖化学式 C6H12O6 C12H22O11 C6H10O5) n常见物质 葡萄糖和果糖 蔗糖、麦芽糖和乳糖 淀粉和纤维素是否为同分异构体是 是 不是【例题 1】分子组成符合 Cn(H2O)m,但不属于糖类的物质的是ACH 2OH(CHOH)4CHO BHCOOCH 3 CC 12H22O11 D (C 6H10O5) n【解析】从分子结构看,糖是多羟基醛或多羟基酮和它们的脱水缩合物。【答案】B指点迷津:中学化学中常见的符合糖类通式的非糖类物质有:甲醛、乙酸、甲酸甲酯。【配对练习 1】有关糖类物质的叙述中
3、,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糖类物质又叫碳水化合物,其分子式都可用 Cn(H2O)m 的通式表示D糖类一般是多羟基醛或多羟基酮以及能水解产生它们的物质重点 2 葡萄糖的性质1存在:葡萄糖存在于蜂蜜及带有甜味的水果中。2物理性质:白色晶体,有甜味,易溶于水。3分子结构:CH 2OH(CHOH)4CHO4化学性质:葡萄糖分子中含有 5 个羟基(OH)和一个醛基( CHO) ,是一种多羟基醛,表现为具有羟基和醛基的性质。(1)葡萄糖分子中含有一 CHO,能彼还原成醇。(2)葡萄糖分子中含有一 CHO,故葡萄糖能发生银镜反应或与新制 Cu(OH)2
4、 悬浊液反应,生成红色沉淀 Cu2O。能与银氨溶液发生银镜反应 CH2OH(CHOH)4CHO + 2Ag(NH 3) 2OH 2Ag+ CH2OH(CHOH)4COONH4(葡萄糖酸铵)+3NH 3+ H2O做银镜反应时,为了保证能够在试管内壁生成光亮的银镜,需要注意下面几点:选用洁净的试管;银氨溶液现配现用;水浴加热。被新制 Cu(OH)2 氧化 CH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2 CH2OH(CHOH)4COOH(葡萄糖酸)+Cu 2O(氧化亚铜)+2H 2O这个反应的现象明显,常被用来检验病人的尿液中是否含有葡萄糖,以确定病人是否患有糖尿病。(3)葡萄糖分子中含有醇羟
5、基,故葡萄糖在一定条件下能发生酯化反应,lmol 葡萄糖最多能与 5mol 乙酸发生酯化反应。(4)葡萄糖是一种重要的营养物质,它在人体组织中进行氧化反应,放出热量,以维持人体生命活动所需要的能量。C 6H12O6(固)+6O 2(气)6CO 2(气)+6H 2O(液)+2804KJ5用途(1)制镜工业、热水瓶胆镀银;(2)制糖、制药工业 (3)维持人类生命的营养物质葡萄糖在人体内的代谢是非常复杂的过程,需要酶、高能化合物和无机盐等的参加,并且在不断摄取和消耗、储存和释放出的过程中起着提供能量以及转变成别的重要物质等的生理作用。【例题 2】把氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液加入某病人的尿液中,微热时如
6、果观察到红色沉淀,说明该尿液中含有 ( )A.食醋 B白酒 C.食盐 D葡萄糖【解析】这是检查糖尿病的一种简便方法,加入 Na0H 溶液和 CuSO4 溶液,首先反应生成 Cu(OH)2。尿液中如果含有葡萄糖,加热时,葡萄糖就和刚生成的 Cu(OH)2 反应生成红色的 Cu20 沉淀。【答案】D指点迷津:本题是考查学生对知识的迁移能力。这种检验糖尿病的方法以前曾用过,现在改用方便快捷的仪器检测。【配对练习 2】关于葡萄糖的说法错误的是 ( )A葡萄糖的分子式是 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 个水分子组成的C.葡萄
7、糖是人体内最重要的供能物质D.葡萄糖是单糖重点 3 淀粉和纤维素 1淀粉(1)物理性质:白色粉末状固体,不溶于冷水,在热水里部分溶解。(2)化学性质遇单质碘变蓝。此反应可用于单质碘和淀粉的相互检验。淀粉的水解:在人体内,淀粉是在酶的催化作用下发生水解的。淀粉的水解也可以用酸做催化剂。(C6H10O5)n(淀粉)+ n H 2O 催 化 剂 n C6H12O6(葡萄糖)淀粉没有还原性,不能发生银镜反应,因此可以用银镜反应来检验淀粉是否水解生成了葡萄糖。不过要注意做银镜反应之前,要先向水解液中加入适量的碱中和淀粉水解时用来做催化剂的酸。2纤维素(1)物理性质:白色、无嗅、无味的固体,不溶于水,也不
8、溶于一般的有机溶剂。(2)化学性质:水解反应:(C 6H10O5)n(纤维素)+ n H 2O n C6H12O6(葡萄糖)酯化反应注意:纤维素与淀粉一样,也没有还原性,即不与银氨溶液反应,也不与新制氢氧化铜悬浊液反应。3葡萄糖、淀粉和纤维素的生理功能(1)葡萄糖的生理功能葡萄糖是人体内最重要的供能物质。粮食中的糖类在人体中能转化成葡萄糖而被吸收。一部分葡萄糖在体内被氧化分解,最终生成二氧化碳和液态水,同时释放出能量;1g葡萄糖完全氧化,能放出 15.6kJ 的能量。C6H6O12(s) + 6O2(g) 6CO2(g)+ 6H 2O(l )H -15.6kJ另一部分葡萄糖被肝脏、肌肉等组织合
9、成糖元而储存起来;还有一部分葡萄糖可以转变 成脂肪,储存在脂肪组织中。当血液中的葡萄糖(又叫血糖,正常人血液中血糖的质量分数约为 0.1%)低于正常值时,肝脏中的肝糖元可以转变成葡萄糖并且补充到血液中,以维持血糖浓度的相对稳定。肌肉中的肌糖元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。(2)淀粉的生理功能淀粉进入人体后,一部分淀粉受唾液所含淀粉酶的催化作用,发生水解反应,生成麦牙糖;余下的淀粉在小肠里胰脏分泌出的淀粉酶的作用下,继续进行水解,生成葡萄糖。麦牙糖在肠液中麦牙糖酶的催化下,水解为人体可吸收的葡萄糖,供人体组织的营养需要。(3)纤维素的生理功能纤维素在生产和生活中都
10、有重要应用。例如,棉麻可用于纺织业,制造人造纤维等,也可以用来造纸。纤维素在动物体内也有重要的生理功能,例如:在牛、羊、马等食植性动物的消化系统中含有某些微生物,这些微生物能分泌出使纤维素水解成葡萄糖的酶,因此这些动物能以鲜草、干草、秸秆等作为饲料。纤维素不能作为人类的营养食物,因为人体内没有能使纤维素水解成葡萄糖的酶,但它在人体组织消化过程中也起着重要作用,例如:能刺激肠道蠕动和分泌消化液,减少有害物质与肠黏膜接触的时间,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。粗粮中含有一定量的纤维素,每天应保证摄入一定量的蔬菜和粗粮等。【例题 3】向淀粉溶液中加少量稀 H2SO
11、4,加热,使淀粉水解,为测定其水解程度,需要的试剂是 ( )银氨溶液 NaOH 溶液 新制 Cu(OH)2 悬溶液 碘水 BaCl 2 溶液A B C D【解析】淀粉水解的程度可以用银氨溶液或者是新制 Cu(OH)2 悬溶液以及碘水来检验。【答案】C指点迷津:淀粉在一定条件下水解可能有三种情况:(1)水解完全,产物为葡萄糖; (2)部分水解,产物除葡萄糖外还有未水解的淀粉;(3)没有水解。要测定淀粉的水解程度,淀粉在稀H2SO4,作用后的水解液中,应先用 NaOH 中和催化剂 H2SO4 后,再用新制 Cu(OH)2(或银氨溶液)和碘水确定水解的程度。【配对训练 3】可通过实验来验证淀粉水解可
12、生成还原性糖,其实验包括下列一些操作过程,这些操作过程的正确排列顺序是( )取少量淀粉加水制成溶液 加热煮沸 加入碱液中和并呈碱性加入新制的 Cu(OH)2 悬浊液 加几滴稀 H2SO4 再加热A BC D易错点指引易错点 淀粉和纤维素淀粉 纤维素分子通式 (C6H10O5)n (C6H10O5)n 分子结构单元 C6H10O5(葡萄糖结构单元) C6H10O5(葡萄糖结构单元)n 值 几百到几千 约几千相对分子质量 几万到几十万 几十万到几百万结构特点都是由 C6H10O5(葡萄糖结构单元)构成的高分子化合物,但分子内的结构单元数目不同,分子的结构不同。物质属类 多糖,有机高分子化合物;混合
13、物物理性质白色粉末状物质。不溶于冷水,在热水里淀粉颗粒会膨胀破裂,有一部分淀粉会溶解在水里,另一部分悬浮在水里,形成胶状淀粉糊白色、无臭、无昧的物质,不溶于水,也不溶于一般有机溶剂化学性质1无还原性,是一种非还原性糖;2在稀酸或淀粉酶作用下发生水解,最终产物是葡萄糖;3淀粉遇碘后变蓝色1还原性,无是一种非还原性糖;2在酸作用下水解,最终产物是葡萄糖,但比淀粉水解困难(需水浴加热,用 70的 H2SO4 催化):3与硝酸发生酯化反应【例题 4】淀粉和纤维素都可以用(C 6H1005)n 表示分子组成,所以它们是A同分异构体 B同系物 C同种物质 D多糖类物质【解析】:虽然淀粉、纤维素的分子通式都
14、为(C 6H1005)n,但两者的结构不同,通式中的 n值夜不同,因此它们既不是同分异构体,也不是同系物。【答案】D指点迷津:只要有聚合度 n 的物质均属于混合物。【配对练习 4】对淀粉和纤维素两种物质,下列说法中正确的是( )A两者都能水解,但水解的最终产物不同B两者含 C、H、O 三种元素的质量分数相同,且互为同分异构体C它们都属于糖类,且都是高分子化合物D都可用(C 6H10O5) n 表示,但淀粉能发生银镜反应【配对练习】1:D 解析:糖类的定义是具有多羟基醛或多羟基酮的物质。2:B;这道题涉及了葡萄糖的结构和性质等方面的知识。葡萄糖是一种重要的单糖,是人体内最重要的供能物质,因此 C、 D 选项正确。糖类也叫做碳水化合物,但是这个名称并不能反映葡萄糖的分子结构,它不是碳的水化物,而是多羟基醛。根据有机物的结构决定性质的事实,可知葡萄糖应该具有醇和醛的性质。所以,A 选项正确,B 选项错误。3:C 解析淀粉水解在酸性条件下进行,水解后用新制的 Cu(OH)2 验证葡萄糖必须在碱性条件下。4:C;解析淀粉和纤维素都属于多糖,在一定条件下均能水解,最终产物都是葡萄糖;淀粉和纤维素的组成均可用(C 6H10O5)。表示,C、H、O 的质量分数都相同,但因 n 值不同,二者不属于同分异构体。