1.1 生命的基礎(chǔ)能——糖類 學(xué)案（人教版選修1）
[標(biāo)展示] 1.了解糖類的基本組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。2.了解葡萄糖的還原性、淀粉的水解，以及糖類在人體中的生理功能。3.了解纖維素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。
糖類是由____________________三種元素組成的一類有機(jī)化合物，糖類也叫做碳水化合物。糖的分子組成大都可用通式____________________表示，n和m是可以相同、也可以不同的正整數(shù)。
一、葡萄糖是怎樣供給能量的
1．葡萄糖的存在和物理性質(zhì)
(1)葡萄糖是最________、最________的單糖，在自然界中分布十分廣泛，存在于葡萄等帶甜味的水果里。
(2)純凈的葡萄糖是一種________晶體，有甜味，能________水。
2．葡萄糖的分子組成
(1)分子式：________________________。
(2)結(jié)構(gòu)簡式：______________________________________________________。
3．化學(xué)性質(zhì)
葡萄糖具有________性。
實(shí)驗(yàn)探究 葡萄糖與銀氨溶液的反應(yīng)
實(shí)驗(yàn)步驟：(1)配制銀氨溶液
在潔凈的試管里加入1 mL 2% AgNO3溶液，然后一邊振蕩試管，一邊逐滴滴入2%稀氨水，到最初產(chǎn)生的沉淀恰好溶解為止，這時(shí)得到的溶液叫做銀氨溶液。
(2)向上述所得的銀氨溶液中加入1 mL 10%葡萄糖溶液，振蕩，然后放在水浴中加熱3～5 min，觀察現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：試管內(nèi)壁有________產(chǎn)生。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：葡萄糖與銀氨溶液在水浴加熱的條下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成銀鏡。葡萄糖分子里有________，具有________性。反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
CH2OH(CHOH)4CHO＋2AgNH32OH氫氧化二氨合銀
??→水浴CH2OHCHOH4COONH4葡萄糖酸銨＋3NH3＋H2O＋2Ag↓
特別提醒 銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)“四注意”
(1)實(shí)驗(yàn)中所用的試管必須潔凈，應(yīng)先用熱的NaOH溶液洗滌(除去油脂)，再用水洗凈。
(2)銀氨溶液必須現(xiàn)配現(xiàn)用，不可久置，否則可能因刮擦發(fā)生爆炸。
(3)加熱須用熱水浴，絕對(duì)不能搖動(dòng)試管，否則得不到光亮的銀鏡。
(4)實(shí)驗(yàn)完畢，試管壁上的銀鏡可用稀硝酸洗滌，其反應(yīng)為
3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O
4．葡萄糖在人體內(nèi)的轉(zhuǎn)化
食物中的糖類在人體中能轉(zhuǎn)化成________而被吸收。
(1)一部分葡萄糖在體內(nèi)被氧化分解，最終生成________和液態(tài)________，同時(shí)釋放出________。
可以表示為：C6H12O6(s)＋6O2(g)??→酶________________________________。
(2)另一部分葡萄糖被肝臟、肌肉等組織合成________而儲(chǔ)存起。當(dāng)血液中的葡萄糖低于正常值時(shí)，肝臟中的肝糖原可以轉(zhuǎn)變成________，并且補(bǔ)充到血液中，以維持血糖濃度的相對(duì)穩(wěn)定。肌肉中的肌糖原是肌肉內(nèi)能量的儲(chǔ)備形式之一，它的含量與人體運(yùn)動(dòng)能力有密切關(guān)系。運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)體首先消耗糖，肌糖原經(jīng)過幾步反應(yīng)轉(zhuǎn)化為________，然后氧化釋放出能量，供給肌肉運(yùn)動(dòng)使用。
(3)還有一部分葡萄糖可以轉(zhuǎn)變成____________，儲(chǔ)存在脂肪組織中。
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，其中谷類含淀粉較多。例如，大米含淀粉約80%，小麥含淀粉約70%，馬鈴薯含淀粉約20%。
2．淀粉的組成與結(jié)構(gòu)
淀粉是一種重要的________，其分子式為________________________________，其中的
n值為幾百到幾千。淀粉是一種相對(duì)分子質(zhì)量很大的天然高分子化合物。
3．淀粉的物理性質(zhì)
淀粉是____________色、無氣味、無味道的__________狀物質(zhì)。淀粉不溶于冷水，在熱水里淀粉顆粒會(huì)____________，一部分________在水里，另一部分懸浮在水里，形成膠狀淀粉糊，這一過程稱為糊化作用。糊化是淀粉食品加熱烹制時(shí)的基本變化，也就是常說的食物由生變熟。
4．淀粉在人體內(nèi)的消化過程
淀粉進(jìn)入人體后，一部分淀粉受唾液所含______________的催化作用，發(fā)生______________反應(yīng)，生成____________；余下的淀粉在小腸里胰臟分泌出的淀粉酶的作用下，繼續(xù)進(jìn)行____________，生成____________。麥芽糖在腸液中麥芽糖酶的催化下，水解為人體可吸收的____________，供人體組織的營養(yǎng)需要。
淀粉在體內(nèi)的水解過程可以表示如下：_____________________________________。
淀粉也可以在酸的催化作用下逐步水解，最終轉(zhuǎn)化為葡萄糖。
________________________________________________________________________。
三、纖維素有什么生理功能
1．纖維素的、存在
纖維素是綠色植物通過________作用生成的。
纖維素是構(gòu)成植物細(xì)胞的基礎(chǔ)物質(zhì)。一切植物中都含有纖維素。
2．纖維素的性質(zhì)
(1)物理性質(zhì)：纖維素是____________色、沒有____________和__________、具有
__________結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，不溶于水，也不溶于一般有機(jī)溶劑。
(2)化學(xué)性質(zhì)：跟淀粉一樣，纖維素也不顯還原性，可以發(fā)生水解，但比淀粉困難，纖維素在________的催化作用下發(fā)生水解，最終產(chǎn)物也是________。
這個(gè)過程可表示為：____________________________________________________。
3．纖維素的重要應(yīng)用
(1)棉、麻可直接用于紡織業(yè)，制造__________等。其他一些富含纖維素的物質(zhì)，如木材、稻草、麥秸等可以用________。
(2)在牛、羊、馬等食植性動(dòng)物的消化系統(tǒng)中含有某些________________，這些__能分泌出使纖維素水解成葡萄糖的____________，因此這些動(dòng)物能以鮮草、干草、秸稈等作為食物。
(3)人體內(nèi)沒有能使纖維素水解成葡萄糖的酶，因此纖維素不能作為人類的_____，但它能______________和____________，有助于食物的________和廢物的________，減少有害物質(zhì)與腸黏膜接觸時(shí)間，有預(yù)防便秘、痔瘡和直腸癌的作用，還能降低膽固醇，預(yù)防和治療糖尿病等。粗糧(含有谷皮)和蔬菜中含有一定量的纖維素，每天應(yīng)保證攝入一定量的________和________等。
一、葡萄糖的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
葡萄糖分子式C6H12O6
結(jié)構(gòu)簡式CH2OH—(CHOH)4—CHO
官能團(tuán)—OH、—CHO
物理性質(zhì)白色晶體、有甜味、溶于水
化學(xué)性質(zhì)加成(與H2)
氧化(與銀氨溶液)
氧化[與新制Cu(OH)2懸濁液]
酯化(與羧酸)
主要用途營養(yǎng)物質(zhì)、制鏡等
制法淀粉水解
二、蔗糖和麥芽糖
蔗糖麥芽糖
分子式C12H22O11C12H22O11
物理性質(zhì)無色晶體、溶于水、甜味白色晶體、
溶于水、甜味
水解反應(yīng)
方程式
主要甘蔗、甜菜農(nóng)產(chǎn)品(大米、玉米)
二者關(guān)系分子式相同、結(jié)構(gòu)不同
三、淀粉和纖維素比較
淀粉纖維素
物理性質(zhì)不溶于水，白色粉末白色、無臭、無味物質(zhì)，不溶于水，不溶于一般的有機(jī)溶劑
主要化學(xué)
性質(zhì)遇I2顯藍(lán)色
存在植物的種子、塊根里木材、棉花
用途食物成分、制葡萄糖、酒精制硝酸纖維、纖維素乙酸酯、造紙、粘膠纖維
題型一 糖類的組成、性質(zhì)及生理功能
某廣告稱某種品牌的八寶粥(含桂圓、紅豆、糯米等)不加糖比加糖還甜，最適合糖尿病人食用。你認(rèn)為下列關(guān)于糖尿病人能否食用此八寶粥的判斷錯(cuò)誤的是( )
A．糖尿病人應(yīng)少吃含糖的食品，該八寶粥未加糖，可以放心大量食用
B．該八寶粥未加糖，但紅豆、糯米中含較多淀粉，屬于糖類
C．該八寶粥未加糖不等于沒糖類，糖尿病人食用需慎重
D．不能聽從廣告商宣傳，應(yīng)詢問醫(yī)生
解析 紅豆、糯米中含有較多淀粉。淀粉屬于糖類，在人體內(nèi)經(jīng)過多次水解最終轉(zhuǎn)化為葡萄糖。因此糖尿病人應(yīng)慎重食用。
答案 A
互動(dòng)探究 1.淀粉和纖維素的分子式都是(C6H10O5)n，二者互為同分異構(gòu)體嗎？
2．纖維素對(duì)人體健康起著重要的作用，那么每天應(yīng)攝入哪些富含纖維素的食物？
題型二 淀粉水解程度的判斷
為了檢驗(yàn)淀粉的水解情況，某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出了相應(yīng)的結(jié)論。
方案A：淀粉溶液??→稀硫酸加熱水解液??→NaOH溶液中和液??→碘水溶液顯藍(lán)色
結(jié)論：淀粉完全沒有水解。
方案B：淀粉溶液??→稀硫酸加熱水解液??→新制的CuOH2懸濁液加熱無磚紅色沉淀析出
結(jié)論：淀粉完全沒有水解。
方案C：淀粉溶液??→稀硫酸加熱水解液??→NaOH中和液??→銀氨溶液水浴有銀鏡現(xiàn)象
結(jié)論：淀粉已經(jīng)水解完全了。
根據(jù)上述操作及現(xiàn)象首先回答結(jié)論是否正確，然后簡要說明理由。如果三個(gè)方案均不合理，請(qǐng)另設(shè)計(jì)一個(gè)方案證明淀粉已經(jīng)水解完全了。
(1)方案A_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)方案B__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)方案C_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)你的方案_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析 本題旨在測試較高層次的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)能力，要求學(xué)生不僅要掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作，更要具備將知識(shí)與實(shí)驗(yàn)技能有機(jī)地結(jié)合在一起，并能根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確分析、評(píng)價(jià)從而得出正確結(jié)論的能力。
證明淀粉未水解的關(guān)鍵是用實(shí)驗(yàn)證明沒有水解產(chǎn)物葡萄糖生成；證明淀粉部分水解的關(guān)鍵是既要用實(shí)驗(yàn)證明有水解產(chǎn)物葡萄糖生成，還要用實(shí)驗(yàn)證明仍有未水解的淀粉存在；證明淀粉水解完全的關(guān)鍵是要用實(shí)驗(yàn)證明淀粉已不存在。
淀粉水解的條是在淀粉溶液中加入稀硫酸并加熱，而證明水解產(chǎn)物葡萄糖無論用新制Cu(OH)2懸濁液還是銀氨溶液都必須在堿性環(huán)境中才能進(jìn)行，所以在加鑒別試劑前必須用NaOH溶液中和硫酸，在審題時(shí)必須十分關(guān)注有無此步驟。
答案 (1)結(jié)論不正確。如果淀粉只是發(fā)生部分水解，未水解的淀粉遇碘(I2)也會(huì)呈藍(lán)色
(2)結(jié)論不正確。如果淀粉已發(fā)生水解會(huì)生成葡萄糖，但由于水解液沒有用NaOH溶液中和，所以加入的Cu(OH)2會(huì)溶于硫酸，從而無法氧化葡萄糖，也就無磚紅色沉淀生成，但淀粉水解了
(3)結(jié)論不正確。該實(shí)驗(yàn)只能證實(shí)淀粉已經(jīng)發(fā)生或正在發(fā)生水解，沒有證明是否仍有淀粉存在，所以無法證明淀粉是否水解完全
(4)合理的方案應(yīng)該是：
變式訓(xùn)練 向淀粉溶液中加少量稀H2SO4，加熱使淀粉水解，為測其水解程度，需要的試劑是( )
①NaOH溶液�、阢y氨溶液�、坌轮频腃u(OH)2懸濁液
④碘水
A．④ B．②④ C．①③④ D．③④
參考答案
基礎(chǔ)知識(shí)梳理
C、H、O Cn(H2O)m
一、1.(1)重要 簡單 (2)白色 溶于
2．(1)C6H12O6
(2)CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO
3．還原
實(shí)驗(yàn)探究
(2)銀鏡 醛基 還原
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.種子 塊根
2．多糖 (C6H10O5)n
3．白 粉末 膨脹 溶解
4．淀粉酶 水解 麥芽糖 水解 麥芽糖 葡萄糖
三、1.光合
2．(1)白 氣味 味道 纖維狀 (2)濃硫酸 葡萄糖
3．(1)人造纖維 造紙 (2)微生物 微生物 酶 (3)營養(yǎng)食物 刺激腸道蠕動(dòng) 分泌消化液 消化 排泄 蔬菜 粗糧
典型例題剖析
互動(dòng)探究
1．不是，n值不同，相對(duì)分子質(zhì)量也不相同。
2．粗糧和蔬菜。粗糧(含有谷皮)和蔬菜中富含纖維素。
變式訓(xùn)練
C [測定淀粉的水解程度應(yīng)分為三種情況：①完全水解，②部分水解，③沒水解。完全水解：證明無淀粉了，用碘水；部分水解：證明仍有淀粉，用碘水，證明已有葡萄糖，用銀氨溶液或新制Cu(OH)2懸濁液，在此之前先用NaOH中和剩余酸；沒水解：證明無葡萄糖，用銀氨溶液或新制Cu(OH)2懸濁液。]
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