人教版 (2019)必修 第二册第四节 基本营养物质第1课时学案设计

第1课时　糖类

一、糖类的组成与分类

营养物质主要包括糖类、蛋白质、油脂、维生素、无机盐和水，前三者为人体必需的基本营养物质。

1．糖类的组成

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，也被称为碳水化合物。

微点拨：糖类不一定均符合通式Cn(H2O)m，如鼠李糖的分子式为C6H12O5，但符合Cn(H2O)m的有机物不一定是糖，如乙酸分子式可写为C2(H2O)2。

2．糖类的分类

微点拨：单糖不能水解，二糖水解生成两分子单糖，多糖水解生成多分子单糖。

二、葡萄糖

葡萄糖是最重要的单糖，是构成多种二糖和多糖的基本单元。

1．组成与结构

葡萄糖是一种有甜味的无色晶体，能溶于水，其分子式为C6H12O6，结构简式：CH2OH(CHOH)4CHO。在葡萄糖分子中含有两个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．主要性质及应用

(1)葡萄糖与新制的Cu(OH)2反应，生成砖红色的Cu2O沉淀。此性质常用于血液和尿液中葡萄糖的含量测定。

(2)葡萄糖与银氨溶液反应生成银，在试管内壁形成光亮的银镜。常用于葡萄糖的检验和工业上的制镜。

微点拨：葡萄糖与新制Cu(OH)2、银氨溶液反应时均在碱性条件下加热进行，同时后者应水浴加热。

三、蔗糖、淀粉和纤维素

1．淀粉的特征反应：将碘溶液滴到一片馒头或土豆上，观察实验现象。

实验现象：变蓝。实验结论：淀粉遇碘变蓝。

2．蔗糖、淀粉和纤维素的水解反应

(1)蔗糖的水解方程式为

。

(2)淀粉或纤维素的水解反应

实验现象：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的Cu(OH)2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＋6O26CO2＋6H2O。

(4)葡萄糖酿酒的反应为。

微点拨：淀粉在人体内的变化

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)所有糖类均有甜味且溶于水，且组成符合Cn(H2O)m。 (　　)

(2)所有糖类均可以发生水解反应。  (　　)

(3)蔗糖、淀粉的水解最终产物均是葡萄糖。 (　　)

(4)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。

  (　　)

[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√

2．下列关于葡萄糖性质的叙述中不正确的是(　　)

A．葡萄糖能发生酯化反应

B．葡萄糖具有还原性

C．葡萄糖充分燃烧的产物为CO2与H2O

D．完全燃烧等质量的葡萄糖和甲醛(HCHO)，所需氧气的量不相同

D　[葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO，分子中含羟基，能和羧酸发生酯化反应，A正确；葡萄糖分子中含醛基，具有还原性，能被某些氧化剂氧化，B正确；葡萄糖分子中只含有C、H、O三种元素，由原子守恒可知，完全燃烧的产物是CO2和H2O，C正确；设葡萄糖和甲醛的质量都为1 g，则：

C6H12O6　～　6O2

　180　　　　192

　1 g　　　 g＝ g

CH2O　～ O2

30　　　　32

1 g　　　　 g

所以等质量的葡萄糖和甲醛完全燃烧消耗氧气的量相同，D错误。]

3．(1)未成熟苹果的果肉遇碘酒呈现蓝色，成熟苹果的汁液能与银氨溶液发生反应，试解释原因_____________________________________。

(2)在以淀粉为原料生产葡萄糖的水解过程中，可用什么方法来检验淀粉的水解是否完全？______________________________________。

[答案]　(1)未成熟苹果中含有淀粉，而成熟苹果中含葡萄糖

(2)取水解液少许，加入I2水，若不变蓝，则说明水解完全

葡萄糖的结构与性质探究

1．葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液的反应

(1)实验过程

(2)实验现象：在酒精灯上加热一段时间后试管内出现砖红色沉淀。

(3)实验分析及结论

出现的砖红色沉淀为氧化亚铜(Cu2O)，说明在加热条件下，葡萄糖可以把新制的氢氧化铜还原为Cu2O。

2．葡萄糖与银氨溶液的反应——银镜反应

(1)实验过程

银氨溶液的制备：

在洁净的试管中加入1 mL 2%的AgNO3溶液，然后边振荡试管边逐滴滴入2%的稀氨水，至最初产生的沉淀恰好溶解为止，制得银氨溶液。

(2)实验现象：在试管内壁上附着一层光亮的银镜。

(3)实验结论

银氨溶液与葡萄糖反应生成了银。

1．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。

3．两个反应应注意的问题

(1)银镜反应

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)葡萄糖与新制Cu(OH)2反应

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。

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．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

A　[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。]

2．下列关于葡萄糖性质的叙述中不正确的是 (　　)

A．葡萄糖能发生酯化反应

B．葡萄糖具有还原性

C．1 mol葡萄糖分子可以消耗5 mol Na

D．完全燃烧等质量的葡萄糖和甲醛(HCHO)，所需氧气的量不相同

D　[葡萄糖与HCHO的最简式相同，等质量时，完全燃烧需O2的量相同，D错误。]

糖类的水解

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。甲同学的实验结论是

________________________________________________________________

________________________________________________________________，

依据是_________________________________________________________。

(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。

乙同学的实验结论是___________________________________，

依据是_______________________________________________。

(3)丙：①→⑤→②→⑦，现象：________________。丙同学的实验结论是证明淀粉已完全水解。

[答案]　(1)淀粉还没有开始水解　无葡萄糖生成

(2)淀粉部分水解　淀粉和葡萄糖均存在

(3)溶液不变蓝

1．糖类水解

(1)水解规律

(2)水解条件

蔗糖、淀粉的水解均用稀硫酸作催化剂，并且水浴加热。

2．检验淀粉水解及水解程度的实验步骤

实验现象及结论：

微点拨：(1)检验葡萄糖生成时要注意水解液加碱呈碱性。

(2)检验淀粉是否存在时，注意水解液不用加碱呈碱性，否则I2与碱反应。

3．下列说法不正确的是(　　)

A．淀粉、纤维素水解的最终产物均为葡萄糖

B．糖类是高分子化合物，能发生水解反应

C．葡萄糖既可以与银氨溶液反应，又可以与新制氢氧化铜悬浊液反应

D．可用碘检验淀粉是否发生完全水解

B　[淀粉、纤维素属于多糖，在稀硫酸作用下，水解成葡萄糖，A正确；单糖、二糖不属于高分子化合物，二糖、多糖可以发生水解，而单糖不能水解，B错误；葡萄糖是多羟基醛，含有醛基，能与银氨溶液和新制的氢氧化铜悬浊液发生反应，产生银镜和砖红色的Cu2O沉淀，C正确；淀粉遇碘单质变蓝，因此可用碘检验淀粉是否完全水解，D正确。]

4．某学生设计了如下实验方案用以检验淀粉的水解情况。

下列结论中正确的是(　　)

A．淀粉尚有部分未水解

B．淀粉已完全水解

C．淀粉没有水解

D．淀粉已发生水解，但不知是否完全水解

D　[淀粉为多糖，遇碘变蓝色，淀粉在酸性环境下水解生成葡萄糖，加入氢氧化钠溶液调节溶液呈碱性，再加入碘水，因为碘水能够与氢氧化钠反应，所以不能通过溶液不变蓝说明溶液中不含淀粉。在碱性环境下加入新制的氢氧化铜悬浊液，加热至沸腾，产生砖红色沉淀，说明水解液中含有葡萄糖，则淀粉已经水解，所以通过上述实验能够证明淀粉已经水解，但无法确定是否完全水解，D项正确。]

糖与健康

多年来，人们对吃糖与健康的关系有许多误解，认为吃糖会引起肥胖、糖尿病、高血脂病和龋齿，甚至把糖称为“白色毒药”。其实除了龋齿以外，这些说法是没有科学依据的。

许多流行病学研究的结果表明，糖的摄入量与肥胖的发生率并没有关系，而往往与脂肪的摄入量有关，所以才误认为糖与肥胖有关。至于糖尿病，与吃糖则没有关系，因为，糖尿病是由于胰岛的功能受损才引起的。如果是正常人，吃糖并不会引起高血糖或糖尿病。反过来，患糖尿病的人则应该控制吃糖。吃糖与血脂升高也没有直接关系。应该说，与血脂有关系的主要膳食因素是饱和脂肪酸。蔗糖或果糖的摄入量很高时，才可能引起血脂升高。这是由于果糖在肝脏中的独特代谢途径所致。因此，在一般摄入量情况下，糖并不会引起血脂升高。

适当进食糖果有助于健康与长寿，但也并非多多益善。糖属于“酸性食品”，过多进食可令血液呈酸性，肌体疲软厌食。中间代谢产物的丙酮酸会夹带体内钙质形成丙酮酸钙，自尿液排出，使血钙量“滑坡”，出现低血钙性腰酸、背痛、腿抽筋等症状。

过度食糖可转化为脂肪，贮存于皮下或肝脏而使肌体发胖超重或形成脂肪肝。而且从营养的角度来看，糖是“空的卡路里”，即除了产生能量以外，不含有任何营养素。如果吃糖过多，必然影响吃其他食物，而其他食物中含有的蛋白质、脂肪、维生素和矿物质等营养素的摄入就会受到影响，导致微量元素及维生素的缺乏。

1．根据情境素材，糖尿病患者的血液和尿液中什么糖的含量超出正常范围？该糖的分子式和结构简式如何写？该糖的化学性质有哪些？

提示：葡萄糖，分子式为C6H12O6，结构简式为

CH2OH(CHOH)4CHO。主要化学性质有醇的性质如氧化反应、与Na反应、酯化反应等，还有醛的性质如与H2加成，与新制Cu(OH)2、银氨溶液反应等。

2．淀粉进入人体，主要变化涉及的化学方程式如何写？

提示：(C6H10O5)n＋nH2OnC6H12O6，C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O。

3．根据情境素材，过度食糖有什么危害？举例说明。

提示：①肌体发胖；②脂肪肝；③影响其他营养物质的摄入，导致微量元素和维生素的缺乏；④出现低血钙性腰酸、背痛、腿抽筋等症状。

通过素材，让学生了解糖与健康的关系，培养“科学态度与社会责任”的核心素养。

1．下列关于糖类的说法正确的是(　　)

A．只要是能写成Cm(H2O)n的有机物都是糖类

B．按照分子中含羟基的个数可把糖类分为单糖、二糖、多糖

C．因淀粉和纤维素的分子式都为(C6H10O5)n，所以二者互为同分异构体

D．纤维素每个重复单元中都含有羟基，所以能够和乙酸发生酯化反应

D　[A项，乙酸的分子式为CH3COOH，可以写成C2(H2O)2，乙酸不属于糖类，错误；B项，根据能否水解以及水解后的产物，糖类可分为单糖、二糖、多糖，错误；C项，淀粉和纤维素分子式中n值不同，不能互称为同分异构体，错误；D项，纤维素每个结构单元中都含有羟基，所以能够和乙酸发生酯化反应，正确。]

2．下列关于葡萄糖和蔗糖的叙述错误的是(　　)

A．分子式不同

B．分子结构不同

C．不是同分异构体，但属于同系物

D．蔗糖可以水解生成葡萄糖和果糖

[答案]　C

3．只用一种试剂就可以鉴别乙酸溶液、葡萄糖溶液、淀粉溶液，这种试剂是(　　)

A．NaOH溶液　　　 B．新制Cu(OH)2悬浊液

C．碘水     D．Na2CO3溶液

B　[乙酸能与新制Cu(OH)2悬浊液反应而使蓝色絮状沉淀溶解，生成蓝色溶液；葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液混合并加热，能生成砖红色沉淀；淀粉不与新制Cu(OH)2悬浊液反应，可用新制Cu(OH)2悬浊液鉴别三者。]

4．(素养题)中国酒文化源远流长，很多地方至今仍用传统工艺来制作米酒。家酿米酒的转化过程为(　　)

A．淀粉→蔗糖→葡萄糖→酒

B．淀粉→麦芽糖→葡萄糖→酒

C．淀粉→麦芽糖→果糖→酒

D．淀粉→蔗糖→果糖→酒

B　[家酿米酒是以淀粉类物质为原料在酶的作用下逐步转化而成：淀粉麦芽糖葡萄糖酒(乙醇)。]

5．有A、B、C三种无色溶液，它们分别是葡萄糖溶液、蔗糖溶液、淀粉溶液中的一种，甲同学做实验得出：

①B能发生银镜反应；②A遇碘水变蓝色；③A、C均能发生水解反应，水解液均能发生银镜反应。

(1)试判断它们各是什么物质：

A是________，B是________，C是________。

(2)分别写出A、C发生水解反应的化学方程式：

A：____________________________________________________________；

C：____________________________________________________________。

[解析]　(1)由题目可知，能发生银镜反应的为葡萄糖溶液，遇碘水变蓝色的为淀粉溶液。由此可以确定A为淀粉，B为葡萄糖，C为蔗糖。

(2)淀粉的水解产物为葡萄糖，蔗糖的水解产物为葡萄糖和果糖。

[答案]　(1)淀粉　葡萄糖　蔗糖

(2)(C6H10O5)n＋nH2OnC6H12O6

　　淀粉　　　　　　　　葡萄糖

C12H22O11＋H2OC6H12O6＋C6H12O6

　蔗糖　　　　　　　葡萄糖　　果糖