资源简介 第2课时 糖类和核酸课程标准1.从糖类的官能团微观探析糖类的结构特点,了解糖类的分类,理解糖类的化学性质。2.了解糖类在人体供能、储能等方面的作用,了解糖类的摄入和代谢与人体健康之间的关系,科学合理地搭配饮食。3.了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能。认识核酸的意义,体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。图说考点必备知识·自主学习——新知全解一遍过一、糖类概述及常见的糖1.糖类概述2.单糖单糖一般是多羟基醛或多羟基酮,其中葡萄糖和果糖是两种重要的单糖。(1)葡萄糖和果糖的结构与物理性质(2)葡萄糖的化学性质葡萄糖分子中含有—CHO和—OH,具有醛和醇的特性,可以发生氧化反应、还原(加成)反应和酯化反应等。①氧化反应a.被弱氧化剂氧化教材P79【活动·探究】葡萄糖中醛基的检验 学生必做实验葡萄糖与银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式如下:CH2OH(CHOH)4CHO+2[Ag(NH3)2]OH CH2OH(CHOH)4COONH4+3NH3+2Ag↓+H2OCH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOH CH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2Ob.在人体中发生缓慢氧化反应在人体组织中,葡萄糖在酶的作用下进行氧化反应,提供人体所需要的能量。c.被强氧化剂氧化葡萄糖能被溴水和酸性KMnO4溶液氧化,而使这两种溶液褪色。②还原反应(加成反应)葡萄糖催化加氢被还原成己六醇。CH2OH(CHOH)4CHO+H2③酯化反应1个葡萄糖分子中含有5个羟基,故1 mol葡萄糖最多可与5 mol 反应生成相应的酯。④与活泼金属反应1 mol葡萄糖最多可与5 mol Na反应,生成2.5 mol H2。⑤发酵生成酒精【教材延伸】 果糖的化学性质果糖分子中虽然没有醛基,但其中的酮羰基由于受到羟基的影响,也具有醛的性质,如可以发生银镜反应、与新制Cu(OH)2悬浊液反应等;果糖分子中含有羟基,故能发生酯化反应等。3.双糖常见的双糖(二糖)有麦芽糖和蔗糖。(1)教材P79【活动·探究】蔗糖的性质 学生必做实验(2)麦芽糖和蔗糖的结构和性质4.多糖常见的多糖有淀粉和纤维素。(1)教材P79~80【活动·探究】淀粉、纤维素的性质①淀粉的水解 学生必做实验实验操作实验现象 (ⅰ)中滴加碘水,溶液变蓝,滴加新制Cu(OH)2悬浊液加热后,无明显现象(ⅱ)中滴加碘水,溶液不变蓝,滴加新制Cu(OH)2悬浊液加热后,试管内出现砖红色沉淀实验结论 淀粉无还原性,但淀粉的水解产物具有还原性②纤维素的水解 选做实验实验操作实验现象 脱脂棉溶解,加热得到亮棕色溶液,与新制Cu(OH)2悬浊液在加热煮沸的条件下反应生成砖红色沉淀实验结论 纤维素的水解产物具有还原性(2)淀粉和纤维素的结构、性质与用途【教材延伸】 纤维素的酯化反应在纤维素分子中,每个葡萄糖单元中含有3个醇羟基,因此纤维素的组成通式也可以写成[C6H7O2(OH)3]n。纤维素与浓硝酸反应制得纤维素硝酸酯(俗名硝酸纤维),与乙酸反应制得纤维素乙酸酯(俗名醋酸纤维)。微点拨(1)符合通式Cm(H2O)n的物质不一定都是糖类化合物,如甲醛(CH2O)、乙酸(C2H4O2)等;有些糖类化合物的组成并不符合Cm(H2O)n,如脱氧核糖(C5H10O4)。(2)有甜味的物质不一定是糖,如甘油、木糖醇等;没有甜味的物质也可能是糖,如淀粉、纤维素等。因此,糖类物质不等于碳水化合物,也不等于甜味物质。即学即练1.判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)蔗糖是一种二糖,它的相对分子质量是葡萄糖的两倍。( )(2)糖类都属于天然高分子。( )(3)葡萄糖和果糖都可以与H2发生加成反应,与羧酸发生酯化反应。( )(4)蔗糖和麦芽糖互为同分异构体,淀粉和纤维素也互为同分异构体。( )(5)淀粉和纤维素在人体内最终都水解为葡萄糖。( )(6)单糖不能水解,低聚糖和多糖均能发生水解,产物不一定都是葡萄糖。( )2.下列关于葡萄糖的叙述正确的是( )A.它与果糖互为同系物B.葡萄糖在人体内发生氧化反应,释放能量C.葡萄糖既可以和钠反应,又可以和氢氧化钠反应D.葡萄糖与果糖互为同分异构体,其分子中含不对称碳原子数相同3.下列实验操作和结论错误的是( )A.用新制Cu(OH)2悬浊液可鉴别麦芽糖和蔗糖B.用银镜反应可证明淀粉是否水解为葡萄糖,但不能证明是否完全水解C.浓硫酸可使蔗糖脱水变黑,证明蔗糖含C、H、O三种元素D.淀粉溶液中滴加几滴稀硫酸,水浴加热几分钟,加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热煮沸没有砖红色沉淀生成,证明淀粉不水解二、五碳醛糖与核酸1.核糖和脱氧核糖2.核酸 生命遗传物质,由C、H、O、N、P元素组成(1)碱基 含有氮原子,能形成氢键(2)核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸(3)核酸概述 单链结构核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)统称为核酸。 双螺旋结构RNA DNA形成 多个核糖核苷酸分子间脱水形成磷酯键后聚合而成的核糖核苷酸链构成了核糖核酸 多个脱氧核糖核苷酸分子间脱水形成磷酯键后聚合而成的脱氧核糖核苷酸链构成了脱氧核糖核酸作用 “遗传信使”,参与遗传信息的传递和表达 遗传信息的储存物质核酸是生命体遗传信息的分子载体 大多数生命的遗传物质是DNA(少数RNA病毒除外)组成上的区别 RNA的五碳醛糖是核糖,DNA的五碳醛糖是脱氧核糖;参与构成DNA的碱基除将尿嘧啶(U)替换成胸腺嘧啶(T)之外,其余碱基与RNA相同名师提醒核酸可以看作磷酸、核糖(或脱氧核糖)和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子,其形成和水解过程如图所示:微点拨(1)DNA分子由两条链组成,两条链平行盘绕,形成双螺旋结构。两条链上的碱基通过氢键作用,腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对,结合成碱基对,遵循碱基互补配对原则。(2)RNA与DNA的区别是RNA的五碳醛糖是核糖,DNA的五碳醛糖是脱氧核糖;参与构成DNA的碱基除将尿嘧啶(U)替换成胸腺嘧啶(T)之外,其余碱基与RNA相同。(3)遗传信息从DNA转移至RNA中遵循碱基互补配对原则。即学即练1.下列关于核糖和脱氧核糖的说法正确的是( )A.二者含有的官能团相同,互为同系物B.二者分子式相同,互为同分异构体C.核糖为五碳醛糖,脱氧核糖为五碳酮糖D.二者均为生命遗传物质的重要组成部分2.根据下图判断,下列有关叙述错误的是( )A.①表示碱基B.②表示核糖C.④表示脱氧核糖核苷酸D.组成DNA的元素有5种3.下列说法正确的是( )A.DNA是单链结构B.DNA结构中的双链通过碱基间的氢键相连接C.DNA中的4种碱基有6种配对方式D.核酸分子中存在大量的苯环结构关键能力·课堂探究——学科素养全通关提升点一 糖类性质的比较1.葡萄糖与果糖的比较项目 葡萄糖 果糖分子式 C6H12O6 C6H12O6结构简式 CH2OH(CHOH)4CHO结构特点 多羟基醛 多羟基酮两者联系 互为同分异构体物理性质 白色晶体、溶于水、 不及蔗糖甜 易溶于水、自然界中甜度最高的单糖化学 性质 多元醇 性质 发生酯化反应 发生酯化反应氧化 反应 ①与银氨溶液反应 ②与新制Cu(OH)2悬浊液反应 可发生氧化反应与氢气 加成产 物 己六醇 己六醇其他 ①生理氧化放出能量 ②发酵生成乙醇,放出CO2 ③与活泼金属反应生成氢气 与活泼金属反应生成氢气主要用途 制银镜、糖果、医疗、营养物质 食物2.蔗糖和麦芽糖的比较类别 蔗糖 麦芽糖相似点 ①组成相同,化学式均为C12H22O11,互为同分异构体;②都属于双糖,每摩尔双糖水解后生成两摩尔单糖;③水解产物都能发生银镜反应,都能还原新制的Cu(OH)2悬浊液;④都具有甜味(蔗糖更甜)不同点 官能团 不含醛基(非还原性糖) 含有醛基(还原性糖)化学性质 不能发生银镜反应,也不能还原新制的Cu(OH)2 能发生银镜反应,能还原新制的Cu(OH)2水解产物 葡萄糖和果糖各半 葡萄糖来源 以甘蔗和甜菜含量最多 淀粉在酶作用下的水解产物类别用途 甜味食物、制红糖、白糖等 甜味食物、制饴糖3.淀粉和纤维素的比较名称 淀粉 纤维素存在 存在于植物种子、块根、谷类等中 存在于棉花、木材等中通式 (C6H10O5)n (C6H10O5)n结构特点 由几百个到几千个单糖单元构成的高分子化合物 由比淀粉更多的单糖单元构成的高分子化合物相互关系 两者不是同分异构体,不是同系物,均属于天然高分子化合物物理性质 白色粉末,不溶于冷水,一部分可溶于热水,无甜味 白色、无味的物质,不溶于水,无甜味化学 性质 加碘 水 与碘作用呈现蓝色 与碘不反应、不变蓝,可用于鉴别淀粉和纤维素水解 在淀粉酶的作用下水解成麦芽糖,在无机酸作用下水解成葡萄糖 在无机酸催化作用下水解,最后生成葡萄糖,比淀粉水解困难酯化 能发生酯化反应 能发生酯化反应,生成硝酸纤维、醋酸纤维等用途 作工业原料,制取葡萄糖、酒精、变性淀粉等 可用于纺织工业、造纸工业,制硝酸纤维、醋酸纤维和黏胶纤维等典例示范[典例1] 下列关于验证蔗糖属于非还原性糖,而其水解产物具有还原性的实验方案的说法中,正确的是( )A.验证蔗糖属于非还原性糖的操作顺序:④③B.验证蔗糖属于非还原性糖的操作顺序:③⑤C.验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序:①④⑤D.验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序:①⑤②④⑤素养训练[训练1] 下列说法中,错误的是( )A.通常淀粉和纤维素都不显还原性B.麦芽糖分子中含有醛基,能发生银镜反应,故属于醛C.淀粉和纤维素的结构不同,但两者不互为同分异构体D.纤维素分子是由葡萄糖单元组成的,可以表现出一些多元醇的性质提升点二 糖类水解产物和水解程度的检验1.糖类还原性的检验类别 与银氨溶液反应 与新制Cu(OH)2悬浊液反应反应 原理 RCHO+2[Ag(NH3)2]OH RCOONH4+3NH3+2Ag↓+H2O RCHO+2Cu(OH)2+NaOH RCOONa+Cu2O↓+3H2O反应 现象 产生光亮的银镜 产生砖红色沉淀注意 事项 ①试管内壁必须洁净; ②银氨溶液随用随配,不可久置; ③水浴加热,不可用酒精灯直接加热; ④加热时不可振荡或摇动试管,防止生成黑色的银粉; ⑤还原糖用量不宜太多,一般加3滴; ⑥银镜可用稀硝酸浸泡洗涤除去 ①新制Cu(OH)2悬浊液要随用随配,不可久置; ②配制新制Cu(OH)2悬浊液时,所用NaOH必须过量; ③反应液直接加热煮沸名师提醒酸性KMnO4溶液和溴水都是较强的氧化剂,可以氧化醛基,因此醛基可使酸性KMnO4溶液、溴水褪色。2.水解产物中葡萄糖的检验(1)水解条件①蔗糖:稀硫酸(1∶5)作催化剂,水浴加热。②纤维素:90%的浓硫酸作催化剂,小火微热。③淀粉:稀酸或酶催化,水浴加热。(2)水解产物中葡萄糖的检验:欲检验糖类水解产物中的葡萄糖,必须先加入NaOH溶液中和其中的酸,再加入银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液进行检验。3.淀粉水解程度的判断(1)实验原理用银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液和碘水来检验淀粉在水溶液中是否发生了水解及水解是否已进行完全。(2)实验步骤(3)实验现象及结论编号 现象A 现象B 结论1 未出现银镜 溶液变蓝色 淀粉尚未水解2 出现银镜 溶液变蓝色 淀粉部分水解3 出现银镜 溶液不变蓝色 淀粉完全水解名师提醒检验淀粉水解是否完全时,要在水解液中加入碘水,不能在加入氢氧化钠溶液后再加碘水。典例示范[典例2] 某学生设计了三个实验方案,用以检验淀粉的水解情况。NaOH溶液方案甲:淀粉液水解液 中和液 溶液变蓝结论:淀粉尚未水解。方案乙:淀粉液水解液无银镜现象结论:淀粉尚未水解。方案丙:淀粉液水解液 中和液有银镜现象结论:淀粉已经水解。(1)请判断各方案的设计和结论是否正确,并说明原因。(2)怎样检验淀粉部分水解?(3)怎样检验淀粉完全水解?素养训练[训练2] 以玉米(主要成分是淀粉)为原料制备乙醇的流程如图所示:下列说法正确的是( )A.C12H22O11属于双糖B.1 mol葡萄糖分解成3 mol乙醇C.可用银氨溶液检验淀粉是否完全水解D.可用碘水检验淀粉是否开始水解随堂检测·强化落实——基础知能练到位1.下列关于糖类物质的理解中不正确的是( )A.糖类物质都是由碳、氢、氧三种元素组成的B.糖类物质不一定都有甜味,有甜味的物质也不一定是糖类物质C.糖类物质的结构中都含有羟基D.糖类物质中氢原子和氧原子的比例总是符合2∶1的关系2.下列关于葡萄糖和果糖的说法错误的是( )A.葡萄糖中不含醛基,而果糖中含有醛基B.葡萄糖和果糖都能与H2在一定条件下反应生成己六醇C.葡萄糖与乙酸作用可生成葡萄糖五乙酸酯D.葡萄糖和果糖都是单糖,互为同分异构体3.蔗糖和麦芽糖是两种常见的二糖。蔗糖是非还原糖,麦芽糖是还原糖。下列有关蔗糖和麦芽糖的叙述错误的是( )A.麦芽糖是无色晶体,易溶于水,有甜味B可以用新制Cu(OH)2悬浊液鉴别蔗糖和麦芽糖C.1 mol麦芽糖水解得到1 mol葡萄糖和1 mol果糖D.麦芽糖和蔗糖互为同分异构体4.核糖是合成核酸的重要原料,D-核糖()和戊醛糖[CH2OH(CHOH)3CHO]是两种常见的核糖。下列说法错误的是( )A.戊醛糖和D-核糖互为同分异构体B.戊醛糖、D-核糖都能发生酯化反应C.戊醛糖属于单糖D.戊醛糖―→脱氧核糖[CH2OH(CHOH)2CH2CHO]发生了氧化反应5.核酸是生物体遗传信息的携带者,被誉为“生命之源”,下列说法不正确的是( )A.若碱基为尿嘧啶,则五碳糖为核糖B.比较组成DNA与RNA的核苷酸,只有五碳糖不同C.DNA是核酸中的一种,其对应的五碳糖为脱氧核糖D.DNA分子两条链上的碱基按照形成氢键数目最多、结构最稳定的原则配对6.某同学称取9.00 g淀粉溶于水,测定淀粉的水解百分率。其流程如下:试回答下列问题:(1)各步加入的试剂为A: ,B: ,C: 。(2)加入A溶液而不加入B溶液是否可以? ,理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)写出淀粉水解的方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)当析出1.44 g砖红色沉淀时,淀粉水解百分率是 [已知葡萄糖与Cu(OH)2反应的化学方程式为CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2 CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O↓+2H2O]。温馨提示:请完成课时作业15第2课时 糖类和核酸必备知识·自主学习一、1.—OH —CHO[即学即练]1.答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√2.解析:葡萄糖和果糖的分子式相同,结构不同,二者互为同分异构体,A项错误;葡萄糖在人体内经酶的催化发生氧化反应生成二氧化碳和水,释放能量,B项正确;葡萄糖分子中含有羟基,能与钠反应,但不能与氢氧化钠反应,C项错误;葡萄糖分子中不对称碳原子为4个、果糖分子中为3个,D项错误。答案:B3.解析:麦芽糖属于还原糖,而蔗糖是非还原糖,利用新制Cu(OH)2悬浊液可鉴别,A项正确;产生银镜只能说明淀粉水解生成葡萄糖,但淀粉是否剩余无法确定,B项正确;浓硫酸具有脱水性,可使蔗糖炭化,C项正确;新制Cu(OH)2悬浊液检验葡萄糖应在碱性环境中进行,实验中没有用碱液中和硫酸,D项错误。答案:D二、[即学即练]1.解析:1个核糖分子中含4个羟基,1个脱氧核糖分子中含3个羟基,二者均含1个醛基,不互为同系物,A项错误;核糖的分子式是C5H10O5,脱氧核糖的分子式是C5H10O4,二者分子式不同,不互为同分异构体,B项错误;核糖和脱氧核糖均为五碳醛糖,C项错误;核糖、脱氧核糖均是生命遗传物质——核酸的重要组成部分,D项正确。答案:D2.解析:组成DNA的基本单元是脱氧核糖核苷酸,一分子脱氧核糖核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子碱基通过分子间脱水连接而成,所以①表示碱基,②表示脱氧核糖,④表示脱氧核糖核苷酸,组成DNA的元素有C、H、O、N、P 5种。答案:B3.解析:DNA是由两条链形成的双螺旋结构,A项错误;DNA中的两条链是通过碱基间的氢键连接的,B项正确;DNA中的碱基配对遵循碱基互补配对原则,腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对,即只有2种配对方式,C项错误;核酸分子中存在大量的杂环,没有苯环结构,D项错误。答案:B关键能力·课堂探究提升点一[典例1] 解析:某糖是否属于还原性糖,可通过银镜反应加以证明。银镜反应应该采取水浴加热,同时考虑到银镜反应应该在碱性条件下进行,故蔗糖水解后应先加碱中和作催化剂的酸,然后才能进行银镜反应,综上所述,D项正确。答案:D[训练1] 解析:淀粉、纤维素都是非还原糖,通常都不显示还原性,A对;麦芽糖是还原糖,能发生银镜反应,分子中含有醛基,但它是多羟基醛,属于糖类,B错;淀粉、纤维素的结构不同,由于组成它们的n值不同,其分子式也不同,两者不是同分异构体,C对;纤维素的每个葡萄糖单元分子中含有三个醇羟基,具有醇的性质,如能与醋酸、硝酸发生酯化反应等,D对。答案:B提升点二[典例2] 解析:设计实验方案时要注意两点:其一是检验葡萄糖存在时,向水解液中加银氨溶液之前一定要加碱中和水解液中的稀硫酸,否则银氨离子会被破坏;其二是检验淀粉存在时,不能是碱性溶液,因为碘与NaOH反应:I2+2NaOH===NaIO+NaI+H2O,因此水解液应直接加碘水检验,不必先中和。答案:(1)方案甲设计和结论都不正确。因为I2与NaOH反应,且淀粉可能部分水解,而未水解的淀粉也会与碘水作用使溶液变蓝。方案乙设计和结论都不正确。因为在酸性条件下,加入的银氨溶液会被破坏,不能与葡萄糖发生银镜反应,按方案乙设计进行操作,无银镜现象,不能推断出淀粉的水解情况。方案丙设计和结论都正确。按设计方案进行实验,有银镜现象,说明淀粉已经水解。(2)取少量水解液,向其中滴加碘水,若溶液变蓝说明水解液中含淀粉;再另取少量水解液,向水解液中滴入足量NaOH溶液,后滴加银氨溶液水浴加热,若出现银镜,说明含葡萄糖。则证明淀粉部分水解。(3)取少量水解液,向其中滴入碘水,若溶液不变蓝,则说明淀粉完全水解。[训练2] 解析: 题图中的C12H22O11为麦芽糖,属于双糖,A项正确;C6H12O6 2C2H5OH+2CO2↑,1 mol葡萄糖分解成2 mol乙醇,B项错误;银氨溶液为弱氧化剂,可检验醛基,因此在淀粉水解实验中,可用银氨溶液来检验淀粉是否开始水解,C项错误;淀粉遇碘水变蓝,可用碘水检验溶液中是否存在淀粉,即检验淀粉是否完全水解,D项错误。答案:A随堂检测·强化落实1.解析:从元素组成而言,糖类是多羟基醛或多羟基酮以及水解生成多羟基醛或多羟基酮的有机化合物,故其组成元素有C、H、O,A、C选项正确;淀粉、纤维素也是糖,但它们没有甜味,而某些醇具有甜味,但它们又不是糖,B选项正确;多数糖类物质中的氢原子和氧原子的比例符合2∶1的关系,但脱氧核糖的分子式为C5H10O4,并不符合N(H)∶N(O)=2∶1的关系,D选项错误。答案:D2.解析:果糖中不含醛基,葡萄糖中含有醛基,A错误;葡萄糖分子中含有5个—OH和1个—CHO,果糖分子中含有5个—OH和1个酮羰基,醛基和酮羰基都能与H2在一定条件下发生加成反应,最终均生成己六醇,B正确;葡萄糖分子中含有5个—OH,能与乙酸作用生成葡萄糖五乙酸酯,C正确;葡萄糖和果糖都是单糖,分子式均为C6H12O6,结构不同,二者互为同分异构体,D正确。答案:A3.解析:1 mol麦芽糖水解生成2 mol葡萄糖,C项错误。答案:C4.解析:A项,戊醛糖和D-核糖的分子式都为C5H10O5,但二者结构不同,互为同分异构体,正确;B项,戊醛糖和D-核糖分子中都有羟基,都能发生酯化反应,正确;C项,戊醛糖不能水解,属于单糖,正确;D项,由结构简式可知,脱氧核糖分子比戊醛糖分子少了一个氧原子,故该过程发生了还原反应,错误。答案:D5.解析:尿嘧啶是组成RNA的碱基,RNA对应的五碳糖是核糖,A正确;组成DNA与RNA的核苷酸的不同点在五碳糖和碱基上,B错误;DNA是核酸中的一种,其对应的五碳糖是脱氧核糖,C正确;DNA分子两条链上的碱基按照形成氢键数目最多、结构最稳定的原则配对,形成双螺旋结构,D正确。答案:B6.答案:(1)H2SO4 NaOH 新制Cu(OH)2悬浊液(2)不可以 葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液的反应必须在碱性条件下才能进行(3)(4)18% 展开更多...... 收起↑ 资源预览