人教版 (2019)必修 第二册第四节 基本营养物质第1课时学案及答案

第四节　基本营养物质

第1课时　糖类

新课情景呈现

糖类也叫碳水化合物，是由碳、氢和氧三种元素组成的。我们日常吃的“糖”就是糖类的一种。人体热能的产生和各器官系统活动时所需能量主要由食物中所摄取的糖类提供。人们每天所吃的食物约有80%是糖类。人体缺少糖类，人就会变瘦，干活、工作没劲，还会影响脂肪和蛋白质发挥作用。

哪些食物含糖类比较多？糖类主要来源于谷类(含量70%～80%)，如米、面粉、玉米面等；薯类、根茎类食物(含量10%～20%)如马铃薯、甘薯、藕、山药、芋头等；部分坚果(含12%～40%)如栗子、花生、核桃等；还有各种纯糖(含量80%以上)如葡萄糖粉、麦芽糖、蜂蜜、红糖、白糖、冰糖等。

课前素能奠基

新知预习

一、糖类的组成及其分类

1．糖类组成：糖类是由__C、H、O__三种元素组成的一类有机化合物，其组成大多可以用通式Cn(H2O)m表示，过去曾称其为__碳水化合物__。

2．糖的分类：糖类可以根据其能否水解以及水解产物的多少不同，划分为__单糖__、__二糖__、__多糖__。

3．重要糖类：

二、葡萄糖

1．葡萄糖的结构

葡萄糖是一种有甜味的无色晶体，__能__溶于水，其分子式为__C6H12O6__，葡萄糖的结构简式：__CH2OH(CHOH)4CHO__。在葡萄糖分子中含有两种决定葡萄糖化学性质的原子团，它们分别是__—OH(羟基)__和 (—CHO醛基)。

2．主要化学性质

(1)与新制Cu(OH)2悬浊液反应。完成下列实验：

实验现象：__试管中有砖红色沉淀生成__。

实验结论：葡萄糖具有__还原__性，能被弱氧化剂如__新制Cu(OH)2悬浊液__氧化，生成砖红色的__Cu2O__沉淀。

(2)在试管中加入1 mL 2% AgNO3溶液，然后一边振荡试管，一边逐滴加入2%稀氨水，到沉淀恰好溶解为止，得到银氨溶液，再加入1 mL 10%葡萄糖溶液，振荡，然后放在水浴中加热，观察现象。

实验现象：在试管内壁形成__光亮的银镜__。

实验结论：葡萄糖具有__还原__性，能被弱氧化剂如__银氨溶液__氧化，生成光亮的银镜。

三、蔗糖、淀粉、纤维素

1．淀粉的特征反应：将碘酒分别滴到一片土豆和面包上，观察并记录实验现象。

现象：__变蓝__。结论：__淀粉遇碘变蓝__。

2．蔗糖、淀粉、纤维素的水解反应

(1)蔗糖的水解方程式为

。

(2)淀粉或纤维素的水解反应

现象：__最终有砖红色沉淀生成__；

解释：__淀粉水解生成的葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液共热生成砖红色沉淀__。

淀粉或纤维素的水解方程式为

。

(3)在人体内缓慢氧化，提供人体活动所需能量，写出葡萄糖在人体内氧化的化学方程式：__C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O__。

(4)葡萄糖酿酒的反应为__C6H12O62C2H5OH＋2CO2↑__。

预习自测

1．判断下列说法是否正确(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)单糖就是碳原子数最少的糖。(　×　)

(2)可以用新制氢氧化铜悬浊液鉴别蔗糖和葡萄糖。(　√　)

(3)蔗糖和麦芽糖是同分异构体。(　√　)

(4)淀粉水解的最终产物是二氧化碳和水。(　×　)

解析：(1)单糖是指不能再水解的糖。

(2)葡萄糖可以与新制氢氧化铜悬浊液共热反应生成砖红色沉淀，蔗糖不能。

(3)蔗糖和麦芽糖的化学式都是C12H22O11，但是二者结构不同，因此属于同分异构体。

(4)淀粉水解的最终产物是葡萄糖。

2．运动员无论是在比赛或者是训练时都需要大量的体力消耗，需比较快地补充能量，可以饮用葡萄糖水。则葡萄糖在人体内发生的主要反应是(　B　)

A．酯化反应  B．氧化反应

C．还原反应  D．水解反应

解析：葡萄糖在人体内发生的反应是C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O，属氧化反应。

3．关于糖类物质的说法正确的是(　D　)

A．糖类均有甜味

B．淀粉和纤维素均不是糖类

C．糖类均不可水解

D．糖类都含有C、H、O元素

解析：纤维素属于糖类，无甜味，A项错；淀粉、纤维素的通式为(C6H10O5)n，属糖类，B项错误；只有单糖不水解，C项错误；糖类都含有C、H、O元素，D项正确。

4．将碘水滴到新切开的马铃薯(又称土豆)表面上，马铃薯表面变蓝色，该现象表明马铃薯含有(　C　)

A．葡萄糖  B．蔗糖

C．淀粉  D．纤维素

解析：碘水遇到淀粉变蓝色，所以选C。

5．葡萄糖的结构简式为

CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO，其对应的性质中不正确的是(　D　)

A．与钠反应放出氢气

B．可与乙酸发生酯化反应

C．能发生银镜反应

D．可使小苏打溶液冒出气泡

解析：葡萄糖分子结构中有羟基，与钠反应生成氢气，与乙酸发生酯化反应；有醛基可发生银镜反应；两种官能团都不与小苏打反应，所以选D。

课堂素能探究

葡萄糖的结构与性质

知识点

问题探究

1．在葡萄糖的银镜反应实验中应注意哪些事项？

提示：①试管洁净；②银氨溶液应现用现配；③采用水浴加热；④不能振荡试管。

2．做葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液反应的实验时，应注意哪些事项？

提示：①Cu(OH)2悬浊液要现用现配；②配制时NaOH要过量，将少量CuSO4滴到过量的NaOH溶液中，若CuSO4过多易形成黑色的CuO沉淀；③要用酒精灯加热至沸腾。

知识归纳总结

1．葡萄糖的分子结构特点

2．葡萄糖的化学性质

官能团决定物质的主要化学性质，因此葡萄糖兼有醛基和羟基的性质。

3．糖的特征反应：

(1)葡萄糖可与银氨溶液反应产生光亮的银镜，也可以与新制氢氧化铜溶液反应产生砖红色沉淀。

(2)淀粉遇碘单质可显蓝色。

点拨：(1)淀粉遇到碘单质才变成蓝色，而遇到化合态的碘(如I-、IO等)不变色。

(2)配制新制Cu(OH)2悬浊液时，一定要使NaOH溶液稍过量，否则实验不能成功。

┃┃典例剖析__■

典例1 核糖是合成核酸的重要原料，其结构简式为

CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO，下列关于核糖的叙述中，正确的是(　B　)

A．不能使酸性高锰酸钾溶液褪色

B．可以与银氨溶液作用形成银镜

C．与葡萄糖互为同系物

D．1 mol核糖能与过量的钠反应生成1 mol氢气

解析：核糖中含有—OH和—CHO，均能与高锰酸钾发生氧化反应而使酸性高锰酸钾溶液褪色，故A错误；因其分子中有—CHO，故能发生银镜反应，故B正确；核糖和葡萄糖分子中羟基数目不同，不是同系物，故C错误；1 mol核糖与过量的钠反应生成2 mol氢气，故D错误。

┃┃变式训练__■

1．糖尿病患者的糖代谢功能紊乱，以高血糖为主要标志，因此平时饮食应注意减少糖类的摄入量。血糖是指血液中的葡萄糖，下列有关说法不正确的是(　A　)

A．葡萄糖分子可表示为C6(H2O)6，则每个葡萄糖分子含有6个H2O

B．葡萄糖与果糖互为同分异构体

C．糖尿病病人尿糖较高，可用新制的氢氧化铜悬浊液来检测病人尿液中的葡萄糖

D．淀粉水解的最终产物是葡萄糖

解析：A项，葡萄糖分子中不存在H2O分子；B项，葡萄糖和果糖分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体；C项，葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀；D项，淀粉水解的最终产物是葡萄糖。

糖类的水解反应

知识点

问题探究

1．是不是所有糖都能发生水解？

提示：不是。单糖不能水解。

2．蔗糖、淀粉水解的条件是什么？

提示：用稀硫酸作催化剂并加热。

3．能不能直接取水解液做银镜反应检验淀粉是否水解？

提示：不能。因为水解液中含有H2SO4，必须把H2SO4中和才能进行银镜反应。

知识归纳总结

1．水解规律：

单糖：不发生水解；

双糖：水解生成2 mol单糖；

多糖：水解生成n mol单糖。

2．水解的条件：

蔗糖、淀粉的水解均用稀硫酸作催化剂，并且水浴加热。

3．淀粉水解程度的实验探究：

(1)探究思路。

①若淀粉没有水解，没产生葡萄糖，不会发生银镜反应；

②若淀粉完全水解，已经不存在淀粉，加碘水不会变蓝；

③若淀粉部分水解，既能发生银镜反应，又遇碘变蓝。

(2)探究流程。

点拨：(1)书写双糖、多糖水解方程式时，要在化学式下边注明其名称。

(2)淀粉的检验，必须直接取水解液加入碘水，不能取中和液，因为碘能与NaOH溶液反应。

(3)不能直接取水解液做银镜反应检验淀粉是否水解，因为水解液中含H2SO4，必须先用NaOH溶液把H2SO4中和才能进行银镜反应。

┃┃典例剖析__■

典例2 为了检验淀粉水解产物，某学生设计了如下实验方案：

淀粉液水解液混合液红色沉淀

回答下列问题：

(1)试剂1是__稀硫酸__，作用是__催化作用__。

(2)试剂2是__NaOH溶液__，作用是__中和作催化剂的硫酸，使检验水解产物的实验得以顺利进行__，发生的离子反应为__H＋＋OH-==H2O__；如果实验过程中没有加入试剂2而直接加入试剂3，能否实现实验目的__否__，若不能，其原因是__硫酸能溶解Cu(OH)2而使实验失败__。

(3)如何检验第①步实验已基本完成__用试管取出少量水解液，加入碘水，若不显蓝色，说明水解反应已基本完成__。

解析：(1)因淀粉水解需用硫酸作催化剂，所以试剂1是H2SO4溶液，作催化剂。(2)因淀粉水解用稀硫酸作催化剂，检验葡萄糖时溶液要呈碱性，所以试剂2是NaOH溶液，中和作催化剂的硫酸，反应的离子方程式为H＋＋OH-==H2O，使检验水解产物的实验得以顺利进行，如果实验过程中没有加入试剂2而直接加入试剂3，因为硫酸能溶解Cu(OH)2而使实验失败。(3)因淀粉未完全水解时还有少量的淀粉，而碘能使淀粉变蓝，故用碘水检验。

┃┃变式训练__■

2．将蔗糖放入试管中，加水和稀硫酸振荡，水浴加热5分钟，取水解液3 mL加入新制的Cu(OH)2悬浊液，加热后没有看到砖红色物质出现，这是因为(　D　)

A．加热时间不够

B．蔗糖纯度不够

C．Cu(OH)2的量不足

D．水解液未用碱液中和

解析：蔗糖水解用稀硫酸作催化剂，检验水解产物葡萄糖时溶液要呈碱性，若未加NaOH溶液中和，硫酸能溶解Cu(OH)2而使实验失败，所以选D。

名师博客呈现

常见有机物的鉴别

1．水溶性

水溶性

2．密度

密度

3．燃烧

燃烧

〔即时训练〕

要检验淀粉的水解程度，提供了以下实验操作过程：①取少量淀粉加水制成溶液、②加热、③加入碱液，中和并呈碱性、④加入银氨溶液、⑤加入几滴稀硫酸、⑥再加热(水浴)、⑦加入几滴碘水。甲、乙、丙三位同学分别做了以下三个实验，指出他们的实验目的或现象：

(1)甲：①→⑤→②→③→④→⑥，现象：无银镜产生。甲同学的实验目的是__证明淀粉还没开始水解__。

(2)乙：①→⑤→②→③→④→⑥，现象：有银镜产生；①→⑤→②→⑦，现象：溶液变蓝。乙同学的实验目的是__证明淀粉已发生水解，但还有剩余__。

(3)丙：①→⑤→②→⑦，现象：__溶液不变蓝__。

丙同学的实验目的是证明淀粉已完全水解。

【延伸探究】丁同学做了①→⑤→②→④→⑥，现象：无银镜产生。丁同学认为淀粉没有水解，合理吗？为什么？

解析：(1)不存在能发生银镜反应的葡萄糖，故能证明淀粉还没开始水解。(2)有银镜产生，证明淀粉已经水解；溶液变蓝，证明淀粉还有剩余。(3)淀粉已完全水解，加入碘水时溶液不变蓝。

【延伸探究】提示：不合理，因淀粉的水解反应是用稀硫酸作催化剂，而银镜反应必须在碱性条件下进行，丁同学没有先中和催化剂稀硫酸，故不合理。