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1、高中化学 生命的基础能源糖类知识讲解学案 新人教版选修1 【学习目标】1、了解糖类的组成和分类；2、掌握葡萄糖的结构简式和重要性质，了解其在人体内的储存方式和氧化分解的生理意义；3、了解淀粉在人体内的水解吸收过程；4、了解纤维素的生理功能。【要点梳理】要点一、糖类概述1糖的来源糖类是绿色植物光合作用的产物，例如：2糖与我国居民食物的关系人们每天摄取的热能中大约有75%来自糖类。含糖食物与含糖量食物蔗糖粉丝等大米、面粉、玉米等苹果、桃、葡萄等含糖量100%85%95%70%80%9%12%3糖的组成：糖类是由C、H、O三种元素组成的一类有机化合物。大多数糖可以用通式Cn(H2O)m表示，因此以前
2、又将糖称为碳水化合物。要点诠释：（1）通式只表示糖的组成，并不反映糖的结构糖中不存在水分子。 （2）大多数糖类的组成可以用通式Cn(H2O)m表示，其中m和n的值可以相同，也可以不同。 （3）通式的使用有一定的限度：有些糖不符合该通式，如鼠李糖（C6H12O5）；甲醛（CH2O）、乙酸（C2H4O2）符合该通式，但不属于糖类。 （4）糖类不是指有甜味的物质。淀粉、纤维素属于糖类，但无甜味。 （5）糖类从结构上看一般为多羟基醛或多羟基酮，以及能水解生成它们的化合物。4糖的分类以水解情况进行分类，糖类可分为单糖、二糖和多糖。 （1）单糖：不能水解的糖。如葡萄糖、果糖等。 （2）二糖：每摩水解能得到
3、两摩单糖的糖。如蔗糖、麦芽糖、乳糖等。 （3）多糖：每摩能水解得到生成多摩单糖的糖。如淀粉、纤维素等。要点二、葡萄糖是怎样供给能量的1葡萄糖所属类型及存在葡萄糖是最重要、最简单的单糖，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葡萄糖的物理性质纯净的葡萄糖是一种白色晶体，有甜味，能溶于水。3葡萄糖的分子组成与结构分子式：C6H12O6结构简式：CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO，简写成CH2OH(CHOH)4CHO要点诠释：葡萄糖分子中含有多个羟基（-OH）和醛基（-CHO），属于多羟基醛，所以其具有还原性，同时具有醇的一般化学性质。4葡萄糖的还原性实验名称：葡萄糖的银
4、镜反应实验步骤：（1）配制银氨溶液：在洁净的试管里加入1mL2%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1mL10%葡萄糖溶液，振荡，然后放在水浴中加热35min，观察现象。实验现象：试管内壁有银镜生成。实验结论：葡萄糖与银氨溶液在水浴加热的条件下发生化学反应，生成银镜。葡萄糖分子里有醛基，具有还原性。有关反应方程式：Ag+NH3H2O=AgOH（白色）+NH4+AgOH+2NH3H2O=Ag(NH3)2+OH-+2H2OCH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2OHCH2OH
5、(CHOH)4COONH4+2Ag+H2O+3NH3 葡萄糖酸铵要点诠释：a银氨溶液应现配现用。b反应在碱性条件下进行，并进行水浴加热，不能直接加热。c实验后附着银镜的试管可用稀HNO3洗涤。d利用葡萄糖与银氨溶液的反应可制镜或制保温瓶胆。5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。葡萄糖被人体代谢吸收的三种途径如下：（1）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，同时释放能量： C6H12O6 (s)+6O2 (g)6CO2 (g)+6H2O (1)+能量。（2）另一部分葡萄糖被肝脏、肌肉合成糖元而储存起来，当血液中的葡萄糖低于正常值时（正常人的
6、血液中血糖质量分数约为0.1），肝脏中的肝糖元可以转变为葡萄糖，并补充到血液中，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。运动时需要供能，机体首先消耗糖，肌糖元经过几步反应转化为葡萄糖，然后氧化释放能量，供给肌肉运动使用。（3）还有一部分葡萄糖可以转变成脂肪，储存在脂肪组织中。要点诠释：a糖供能的优点是易于消化吸收，易于被利用。人体的糖储备直接影响人体的运动能力。b过多食用糖类如淀粉等容易使人发胖。 要点三、淀粉是如何消化的1淀粉的存在淀粉主要存在于植物的种子或块根里，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%，
7、马铃薯含淀粉约20%。2淀粉所属类型与分子组成淀粉是一种重要的多糖，其分子式为(C6H10O5)n，其中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白色、没有甜味的粉末状物质。淀粉不溶于冷水，在热水里溶解颗粒会膨胀，有一部分淀粉溶解在水里，另一部分悬浮在水里，形成胶状淀粉糊。糊化是淀粉食品加热烹制时的基本变化，也就是平时所说的食物由生变熟。4淀粉的化学性质（1）通常淀粉不显还原性（非还原性糖）；（2）遇碘变蓝色；（3）淀粉在催化剂（如酸）存在和加热下可以逐步水解，生成一系列比淀粉分子小的化合物，最终生成还原性糖葡萄糖。(C6H10O5)nnH2OnC6
8、H12O6淀粉葡萄糖5淀粉在人体内消化的过程淀粉进入人体后，一部分淀粉受唾液所含淀粉酶的催化作用，发生水解反应，生成麦芽糖；余下的淀粉在小肠里，在由胰脏分泌出的淀粉酶的作用下，继续进行水解，生成麦芽糖。麦芽糖在肠液中麦芽糖酶的催化下，水解为人体可吸收的葡萄糖，供人体组织的营养需要。淀粉在体内的水解过程可以表示如下：(C6H10O5)n(C6H10O5)mC12H22O11C6H12O6淀粉 糊精 麦芽糖 葡萄糖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。(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6 淀粉 葡萄糖6淀粉的用途（1）食用（2）人体能源；（3）工业原料：制葡萄糖、酒精，发
9、酵成醇 C6H12O62C2H5OH + 2CO2要点四、纤维素有什么生理功能1纤维素的来源与存在纤维素是绿色植物通过光合作用生成的，是构成植物细胞的基础物质。一切植物中都含有纤维素，但不同植物所含纤维素的多少不同，棉花纤维素高达90%以上，木材中含纤维素为50%左右。2纤维素的物理性质纤维素是白色、没有气味和味道的纤维状结构的物质，不溶于水，也不溶于一般有机溶剂。纤维素是比淀粉相对分子质量还大的天然高分子化合物。3纤维素的化学性质跟淀粉一样，纤维素也不显示还原性，可以发生水解，但比淀粉困难，一般需要在浓酸催化、加热条件下才能进行。最终水解产物也是葡萄糖。 纤维素 葡萄糖4纤维素在生产、生活中
10、的重要应用（1）棉、麻可直接用于纺织业，制造人造纤维等。（2）其他一些富含纤维素的物质，如木材、稻草、麦秸等可以用来造纸。5纤维素在动物体内的生理功能纤维素在动物体内也有重要的生理功能。例如，在牛、羊、马等植食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、秸秆等作为食物。6纤维素在人体组织消化过程中的重要作用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营养食物，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，有助于食物的消化和废物的排泄，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
11、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，人每天应保证摄入一定量的蔬菜和粗粮等。【典型例题】类型一：糖类概述例1、下列对糖类的说法正确的是（ ）A都可以水解B都符合Cn(H2O)m的通式 C都含C、H、O三种元素 D都有甜味【思路点拨】糖类分为单糖、二糖和多糖，每种糖都有不同的特性，要分辨清楚。【答案】C【解析】单糖不能水解；符合Cn(H2O)m的通式的不一定是糖类，不符合此通式的也可以是糖；纤维素是多糖但无甜味，所以A、B、D项错误，只有C项正确。【总结升华】绝大多数的糖的分子组成符合Cn(H2O)m的通式，少数的糖不符合，还有些分子组成符合Cn
12、(H2O)m的通式，但并不属于糖。举一反三：【变式1】下列说法不正确的是（ ）A糖类最多含有三种元素B糖类都是有机化合物C人体所需要的能量主要来自糖类D淀粉和纤维素都可用化学式(C6H10O5)n表示【答案】A【解析】糖类都一定含有C、H、O三种元素，而不是糖类最多含有三种元素，故A不正确。类型二：葡萄糖的结构、性质和用途例2、糖尿病患者的尿中含有葡萄糖，而且病情越重，含糖量越高。所以在医疗上把氢氧化钠和硫酸铜溶液加入病人的尿液中，微热后通过观察是否有红色沉淀来判断病情。请分析，以下哪些药品和新制Cu(OH)2共热会有相同的现象（ ）淀粉 福尔马林 纤维素 蚁酸 甲酸乙酯 乙酸甲酯 甲酸钠 蔗
13、糖 白酒 食醋A全部 B C D 【思路点拨】结构决定性质，含有醛基的有机物和新制Cu(OH)2共热会产生砖红色沉淀。【答案】C 【解析】葡萄糖具有还原性是因为其分子结构中含有醛基。能和新制Cu(OH)2共热产生红色沉淀的有机物分子中，一定含有醛基。上述药品中：福尔马林（甲醛的水溶液）、蚁酸（）、甲酸乙酯（）、甲酸钠（）的分子中都含有醛基，都能和新制Cu(OH)2反应产生红色沉淀。淀粉、纤维素、乙酸甲酯、蔗糖、白酒、食醋分子中不含醛基，所以不能发生反应。【总结升华】有机物的性质与其结构有密切的关系，如：（1）能发生银镜反应或能与新制Cu(OH)2溶液反应产生红色Cu2O沉淀的有机物结构特点是含
14、有醛基的化合物，如所有的醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖等；（2）具有还原性的有机物的结构特点是含有-CHO、-OH、等，这些规律的掌握对我们提高解题能力有很大帮助。举一反三：【变式1】葡萄糖不能发生的反应是（ ）A水解反应 B银镜反应C酯化反应 D氧化反应【答案】A【解析】葡萄糖含有5个羟基和1个醛基，应该具有醇和醛的性质。【变式2】已知葡萄糖的结构简式为HOCH2(CHOH)4CHO，下列关于葡萄糖的说法中不正确的是（ ）A完全燃烧的产物是CO2和H2OB1 mol葡萄糖发生银镜反应能生成1 mol AgC含葡萄糖0.1 mol的水溶液与足量钠反应，得到0.25 molH2D分别充分燃烧等质量的葡萄糖和甲醛，消耗氧气的量相同 【答案】B类型三：糖与自然界的能量循环例3、以下各反应中，不属于淀粉在人体内的变化过程的是（ ）。 【思路点拨】淀粉最终水解的产物是葡萄糖，葡萄糖发生氧化反应来提供能量。【答案】D【解析】淀粉水解成麦芽糖，麦芽糖水解成葡萄糖，葡萄糖在人体内发生氧化反应提供热能，故A、B、C三项正确
