资源简介

(共21张PPT)
第三节　核酸
第四章
内容索引
自主预习·新知导学
合作探究·释疑解惑
课 堂 小 结
课标定位 素养阐释
1.能说出核酸的组成,知道核酸是由磷酸、戊糖和碱基结合而成的生物大分子,能应用核酸的组成和结构来认识核酸的生物功能。
2.认识研究核酸等的意义,体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。
自主预习·新知导学
一、核酸的组成
1.核酸的分类。
天然的核酸根据其组成中所含的戊糖的不同,一类是脱氧核糖核酸,简称DNA;一类是核糖核酸,简称RNA。
2.核酸的组成。
(1)核酸是一种生物大分子,是由许多核苷酸单体形成的聚合物。核苷酸进一步水解得到磷酸和核苷,核苷继续水解得到戊糖和碱基。
(2)核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的。核糖核酸(RNA)中的戊糖是核糖,碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶(分别用A、G、C、U表示)。脱氧核糖核酸(DNA)中的戊糖是脱氧核糖,碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶(用字母T表示)。碱基和戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成了组成核酸的基本单元——核苷酸,核苷酸缩合聚合可以得到核酸。
(3)核糖可与腺嘌呤形成腺嘌呤核苷,其中核糖的羟基继续与磷酸反应,可形成磷酸酯(AMP,腺嘌呤核苷酸,又称腺苷酸)、二磷酸酯(ADP,腺苷二磷酸)以及三磷酸酯(ATP,腺苷三磷酸)。ATP逐步水解可以生成ADP和AMP。植物光合作用和动物体内食物氧化分解提供的能量,可使ADP与磷酸反应合成ATP。
二、核酸的结构
1.DNA分子的结构为双螺旋结构。DNA分子由两条多聚核苷酸链组成,两条链平行盘绕,形成双螺旋结构;每条链中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,碱基排列在内侧;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分子一般呈单链状结构,也是以核苷酸为基本组成单位,其中的戊糖和碱基与DNA中的不同,核糖替代了脱氧核糖,尿嘧啶替代了胸腺嘧啶(T)。
三、核酸的生物功能
1.核酸是生物体遗传信息的载体。有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息,被称为基因。DNA分子上有许多基因,决定了生物体的一系列性状。
2.RNA参与遗传信息的传递过程。在细胞繁殖分裂过程中,会发生DNA分子的复制,将DNA的遗传信息翻译并表达成具有特定功能的蛋白质。
【自主思考】
1.核酸初步水解和彻底水解的产物分别是什么
提示:核酸初步水解和彻底水解的产物不同
2.DNA和RNA有什么区别
提示:两种核酸有差别,腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、磷酸相同。RNA中含有尿嘧啶和核糖;DNA中含有胸腺嘧啶和脱氧核糖。
3.核酸在遗传学上有哪些重要作用
提示:DNA是核酸的一种,它不是蛋白质,但对遗传信息的储存、蛋白质的生物合成起决定性作用。分子中的两条单链沿同一根轴平行盘绕,形成双螺旋结构,碱基位于螺旋内侧,磷酸和脱氧核糖位于螺旋外侧,两条单链上的碱基之间严格遵循碱基互补配对规律。RNA以DNA为模板而形成,将DNA的遗传信息翻译并表达形成具有特定功能的蛋白质。
【效果自测】
1.判断题。(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)每一分子的核酸中都含有一分子五碳糖、一分子磷酸和一分子碱基。
(　　)
(2)核酸的主要组成元素是C、H、O、N,有的含有P。(　　)
(3)脱氧核糖是完全不含氧元素的五碳糖。(　　)
(4)DNA与RNA的不同只体现在碱基种类不同。(　　)
(5)核酸是具有遗传信息的蛋白质。(　　)
(6)DNA是生物体遗传信息的载体,蛋白质合成的模板。(　　)
(7)RNA可以根据DNA提供的信息,控制蛋白质合成。(　　)
×
×
×
×
×
√
√
2.下列哪种碱基只存在于RNA而不存在于DNA(　　)。
A.腺嘌呤 B.鸟嘌呤
C.尿嘧啶 D.胸腺嘧啶
答案:C
合作探究·释疑解惑
探究任务
核糖核酸和脱氧核糖核酸的比较
【问题引领】
我国警方利用DNA指纹技术已侦破了许多疑难案件。DNA指纹技术具有许多传统法医检查方法不具备的优点,如它从四年前的精斑、血迹样品中,仍能提取出DNA来作分析。请思考:
1.DNA是什么物质呢 为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息
提示:DNA是主要的遗传物质,而每个人的遗传物质都有所区别,因此,DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息。
2.你还能说出DNA鉴定技术在其他方面的应用吗
提示:DNA鉴定技术还可以用于亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等,如千年古尸的鉴定,采用了DNA指纹技术。此外,它在人类医学中被用于个体鉴别、确定亲缘关系、医学诊断及寻找与疾病连锁的遗传标记;在动物进化学中可用于探明动物种群的起源及进化过程;在物种分类中,可用于区分不同物种,也有区分同一物种不同品系的潜力。在农作物的基因定位及育种上也有非常广泛的应用。
3.DNA是核酸的一种。核酸是高分子化合物吗 它在哪些生命现象中起着决定作用
提示:核酸是高分子化合物。核酸在生物体的生长、繁殖、遗传、变异等生命现象中起着决定作用。
【归纳提升】
DNA和RNA的比较。
【典型例题】
【例题】 如图为DNA和RNA化学成分的比较概念图,图中阴影部分表示(　　)。
A.脱氧核糖、鸟嘌呤、腺嘌呤、磷酸
B.胸腺嘧啶、腺嘌呤、磷酸
C.核糖、脱氧核糖、磷酸
D.胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤、磷酸
答案:D
解析:分析图形可知阴影部分是DNA和RNA共同含有的,DNA中含有的是脱氧核糖,RNA中含有的是核糖,A、C项错误;胸腺嘧啶是DNA特有的碱基,B项错误;胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤和磷酸是DNA和RNA共同含有的,D项正确。
【变式训练】 下列四项中,其中组成DNA的是(　　)。
A.氨基酸、碱基、磷酸
B.脱氧核糖、碱基、磷酸
C.葡萄糖、碱基、磷脂
D.戊糖、碱基、磷脂
答案:B
课 堂 小 结(共13张PPT)
实验活动3　糖类的性质
第四章
内容索引
自主预习·新知导学
合作探究·释疑解惑
课标定位 素养阐释
1.能说出糖类的组成及性质特点,从宏观和微观相结合的视角能说明单糖、二糖和多糖的区别和联系。
2.能探究葡萄糖的化学性质,能描述淀粉、纤维素的典型性质,提升证据推理和模型认知的素养。
自主预习·新知导学
【实验目的】
1.加深对葡萄糖、蔗糖和淀粉等代表性糖类物质性质的认识。
2.通过实验认识糖类还原性的检验方法。
【实验用品】
试管、烧杯、胶头滴管、酒精灯、石棉网(或陶土网)、三脚架、试管夹、火柴。
葡萄糖、蔗糖、淀粉、10%葡萄糖溶液、10%蔗糖溶液、10% NaOH溶液、淀粉溶液、2% AgNO3溶液、2%氨水、5% CuSO4溶液、10% H2SO4溶液、pH试纸。
【实验步骤】
1.葡萄糖。
(1)取少量葡萄糖,观察状态,将其加入试管后加水振荡,观察其溶解状况。
(2)在洁净的试管中配制约2 mL银氨溶液,加入1 mL 10%葡萄糖溶液,振荡。然后在水浴中加热,观察现象。
(3)在另一支试管中加入2 mL 10%NaOH溶液,滴入5滴5% CuSO4溶液,振荡。再加入2 mL 10%葡萄糖溶液,加热,观察现象。
2.蔗糖。
(1)取少量蔗糖,观察状态,将其加入试管后加水振荡,观察其溶解状况。
(2)用以上实验中的方法制备Cu(OH)2,再加入2 mL 10%蔗糖溶液。加热,观察现象。
(3)在另一支试管中加入1 mL 10%蔗糖溶液和5滴10% H2SO4溶液,加热煮沸。再加入10% NaOH溶液至溶液呈碱性,加入新制备的Cu(OH)2,加热,观察现象。
3.淀粉。
(1)取少量淀粉,观察状态,将其加入试管后加水振荡,再加热煮沸,观察其溶解状况。
(2)用以上实验中的方法制备Cu(OH)2,再加入2 mL淀粉溶液,加热,观察现象。
(3)在另一支试管中加入1 mL淀粉溶液和2 mL 10% H2SO4溶液,加热煮沸。再加入10% NaOH溶液至溶液呈碱性,加入新制备的Cu(OH)2,加热,观察现象。
合作探究·释疑解惑
探究任务
几种常见的糖类的比较
(1)能发生银镜反应的物质,其分子结构中必含有—CHO,但不一定属于醛类。目前已学过的能发生银镜反应的物质:醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖等。
(2)能发生水解反应的物质主要有卤代烃、酯、蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素、蛋白质等。卤代烃在碱性条件下水解。酯在酸性或碱性条件下均能水解,其中碱性条件下水解趋于完全。蔗糖、麦芽糖在稀硫酸作催化剂条件下能水解。此外可溶性的酚盐、羧酸盐等也可发生水解,使溶液呈碱性。例如:CH3COONa+H2O CH3COOH+NaOH。
【问题与讨论】
1.如何鉴别几种不同的糖类
提示:(1)可用银氨溶液或新制氢氧化铜鉴别还原性糖与非还原性糖,如葡萄糖、麦芽糖属于还原性糖;果糖、蔗糖属于非还原性糖。(2)依据能否水解以及水解产物判断单糖和多糖。
2.淀粉和纤维素都属于糖类,所以食用淀粉和纤维素均可以为人体提供营养,这种说法对吗 为什么
提示:纤维素虽然属于糖类,但在人体内却不能消化,因为人体内没有能消化纤维素的酶。(共43张PPT)
第二节　蛋白质
第四章
内容索引
自主预习·新知导学
合作探究·释疑解惑
课 堂 小 结
课标定位 素养阐释
1.能根据氨基酸、蛋白质的官能团及官能团的转化,认识不同氨基酸、蛋白质及性质上的差异。
2.能说出人工合成多肽、蛋白质、核酸等的意义,体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。
自主预习·新知导学
一、氨基酸的结构和性质
1.氨基酸的分子结构。
(1)从结构上看,氨基酸可以看作是羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代的产物。分子中既含有羧基又含有氨基,属于取代羧酸。
(2)组成蛋白质的氨基酸主要是α-氨基酸,其结构简式可以表示为______________。
2.常见的氨基酸。
3.氨基酸的性质。
(1)物理性质。
天然氨基酸均为无色晶体,熔点较高,一般能溶于水,而难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。
(2)化学性质。
a.两性。
氨基酸分子中含有酸性基团—COOH,碱性基团—NH2。
甘氨酸与盐酸反应的化学方程式是
甘氨酸与NaOH溶液反应的化学方程式是
4.肽链。
由两个氨基酸分子缩合后形成的含有肽键的化合物称为二肽。二肽还可以继续与其他氨基酸分子缩合生成三肽、四肽、五肽,以至生成长链的多肽。
多肽常呈链状,因此也叫肽链。肽链能盘曲、折叠,还可以相互结合,形成蛋白质。一般把相对分子质量在10 000以上,并具有一定空间结构的多肽称为蛋白质。
二、蛋白质的结构和性质
1.蛋白质的组成。
蛋白质中含有C、H、O、N、S等元素,有些含有P、Fe、Cu、Zn等元素,是由氨基酸通过肽键相互连接形成的一类生物大分子。
2.蛋白质的结构。
蛋白质分子中的四级结构:
3.性质。
水解—在酸、碱或酶的作用下最终生成氨基酸
两性—含有—NH2显碱性和含有—COOH显酸性
盐析—某些浓的无机盐可降低蛋白质的溶解度而使蛋白质从水溶液中析出,为可逆过程。可用于分离提纯蛋白质
变性—加热、加压、搅拌、振荡、超声波、紫外线、放射线、强酸、强碱、重金属盐、乙醇、甲醛等条件下,会使蛋白质变性,属于不可逆过程,是杀菌、消毒的原理
显色 反应—含苯环的蛋白质遇浓硝酸,加热显黄色——蛋白质的检验方法
燃烧—有烧焦羽毛的气味——检验毛、丝纺织品
4.烫发的原理。
头发主要由角蛋白组成,其中的含硫氨基酸形成的二硫键(—S—S—)是维持头发弹性和形状的一个重要结构。一般烫发时使用的还原剂可以使头发中的二硫键断裂,产生游离的巯基(—SH)。再用一定的工具将头发卷曲或拉直成需要的形状。然后用氧化剂使巯基之间发生反应,生成新的二硫键,使头发的形状得以固定。频繁烫发会对头发造成一定程度的损害。
三、酶
1.定义。
酶是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催化作用的有机化合物,其中绝大多数是蛋白质。
2.催化特点。
(1)具有高效催化作用。酶催化的化学反应速率,是普通催化剂的107倍。
(2)反应条件温和。一般在接近体温和接近中性的条件下,酶的活性最强。
(3)具有高度的专一性。例如,蛋白酶只能催化蛋白质的水解,淀粉酶只对淀粉和糖原等多糖的水解起催化作用。
3.应用。
目前,酶已经得到了广泛的应用,如蛋白酶用于医药、制革等工业,淀粉酶用于食品、发酵、纺织等工业,有的酶还可用于疾病的诊断。
【自主思考】
1.二肽是由几个氨基酸分子形成的 多肽分子和其所含的肽键数目有什么关系
提示:二肽是由两个氨基酸分子形成的。n个氨基酸分子脱去(n-1)个水分子,形成n肽,其中含有(n-1)个肽键。
2.如何鉴别棉麻织品与丝织品的布料
提示:棉麻织品的成分是纤维素,丝织品成分是蛋白质。分别取样品灼烧,有烧焦羽毛气味的布料为丝织品。
3.为什么医院一般使用酒精、蒸煮、高压和紫外线等方法进行消毒杀菌
提示:酒精、蒸煮、高压和紫外线等方法可以使细菌、病毒中的蛋白质变性死亡,起到消毒、杀菌作用。
4.酶的催化作用是温度越高越好吗
提示:不是;绝大多数酶是蛋白质,高温会使蛋白质变性而失去催化作用。
【效果自测】
1.判断题。(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)向蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液或CuSO4溶液,都会产生白色沉淀,如再加水,都会溶解。(　　)
(2)在一定条件下,氨基酸之间能发生反应,合成更加复杂的化合物。
(　　)
(3)人工合成的具有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素是我国科学家在1965年首次合成的。(　　)
(4)淀粉酶能催化蛋白质的水解。(　　)
(5)酶是一种高效催化剂,对各类化学反应都有良好的催化作用,温度越高,催化效果越好。(　　)
×
√
√
×
×
2.关于氨基酸的下列叙述中,错误的有__________。
(1)大多数的氨基酸都不能发生水解反应
(2)氨基酸能发生中和、酯化、成肽反应
(3)天然蛋白质水解最终可以是α-氨基酸、β-氨基酸等多种氨基酸
(4)n肽是由n个氨基酸分子脱去n个水分子形成的,其中含有(n-1)个肽键
(5)分子式相同的氨基酸与硝基化合物互为同分异构体
(6)蛋白质水解的最终产物是氨基酸
答案:(3)(4)
3.下列关于蛋白质的叙述正确的有　　　　。
(1)蛋白质是由多种α-氨基酸加聚而成的天然高分子化合物
(2)医用酒精、“84”消毒液、紫外线能杀菌消毒所依据的原理是使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性
(3)在临床上解救Cu2+、Pb2+、Hg2+等重金属盐中毒的病人时,要求病人服用大量含蛋白质丰富的生鸡蛋、牛奶或豆浆等
(4)鸡蛋白溶液中,加入浓的硫酸铵溶液有沉淀析出,加水后沉淀不溶解
(5)浓的Na2SO4溶液能使溶液中的蛋白质析出,加水后析出的蛋白质又溶解,但失去生理活性
(6)蛋白质的分子能透过半透膜
(7)鉴别织物成分是真丝,还是人造丝,可采用灼烧闻气味的方法
(8)右图表示蛋白质分子结构的一部分,当蛋白质发生水解反应时,断裂的键只有①②
答案:(2)(3)(7)
合作探究·释疑解惑
探究任务1
氨基酸的化学性质
【问题引领】
1.氨基酸为什么具有两性
提示:氨基酸分子中含—COOH和—NH2两种官能团。
2.氨基酸的成肽反应有什么断键规律
提示:羧基脱去羟基,氨基脱去氢原子。
【归纳提升】
1.氨基酸的两性。
氨基酸分子中的—COOH能电离出H+,显酸性;氨基能结合H+,能与酸反应。
2.氨基酸缩合。
(1)两分子间缩合。
【典型例题】
【例题1】 已知α-氨基酸在一定条件下能与亚硝酸(HNO2)反应得到α-羟基酸。
根据如图所示关系回答下列有关问题:
(1)A、B的结构简式:
A　　　　　　　　 　　　　;B　　　　 　　　　　　　　。
(2)C→D的化学方程式为　　　　 　　　　　　　　。
(3)C→E的化学方程式为　　　　 　　　　　　　　。
(1)天然蛋白质水解的最终产物是α-氨基酸,氨基酸分子中共有的官能团是—NH2和—COOH。
(2)由n个氨基酸分子发生成肽反应,生成多肽时,会生成(n-1)个水分子和(n-1)个肽键。
【变式训练1】 A、B、C、D四种含氮的化合物的化学式分别为C2H7O2N、C2H5O2N、C3H7O2N、C2H5O2N,A、B、C都能与强酸、强碱反应,D则不能。又知C为天然蛋白质水解的产物。
请回答下列问题。
(1)写出下列物质的结构简式:
A　　　　 　　　　　、B　　　 　　　　　、
C　 　　　　　　　、D　　 　　　　　　。
(2)B和C混合,在一定条件下发生反应,生成的只含一个“—CONH—”的链状有机化合物共有　　　　种。
答案:(1)CH3COONH4　H2NCH2COOH　 　CH3CH2NO2　(2)4
【问题引领】
探究任务2
蛋白质的性质
1.一般说来用热水溶解洗衣粉后去污效果较好,但是用热水溶解的加酶洗衣粉去污效果反而很差,为什么
提示:加酶洗衣粉主要是利用酶的催化作用去污,由于加热可以使蛋白质变性,使酶失去催化作用,因此用热水溶解加酶洗衣粉去污效果较差。
2.医院里常用高温、高压的方法对医疗器械进行消毒,给病人注射时常用酒精棉球擦拭皮肤消毒。它们的原理是什么
提示:高温、高压消毒和酒精消毒等都能使微生物的蛋白质变性,导致其死亡,达到消毒的目的。
3.解救误服重金属盐中毒的病人时,应服用什么物质进行解毒
提示:蛋清、牛奶、豆浆等富含蛋白质的物质。
【归纳提升】
1.蛋白质的水解。
在酸、碱或酶的作用下,肽键断裂,碳原子连接羟基,氮原子连接氢原子。如:
n肽完全水解生成(n+1)个氨基酸分子。
肽键水解原理示意图如下:
2.蛋白质溶液与盐溶液的反应。
盐溶液的浓度大小、轻金属盐溶液和重金属盐溶液对蛋白质的影响是不同的:
(1)浓的轻金属盐溶液能使蛋白质发生盐析。蛋白质凝结成固体而从溶液中析出,盐析出来的蛋白质仍保持原有的性质和生理活性,盐析是物理过程,也是可逆的。利用盐析,可分离提纯蛋白质。
(2)稀的轻金属盐溶液,不会降低蛋白质在水中的溶解度,反而会促进蛋白质的溶解。
(3)重金属盐溶液,不论是浓溶液还是稀溶液,均能使蛋白质变性,变性后的蛋白质不再具有原有的可溶性和生理活性,变性过程是化学过程,变性是不可逆的。加热、紫外线、强酸、强碱、某些有机化合物也能使蛋白质变性。利用此性质可杀菌、消毒。
【典型例题】
【例题2】 当含有下列结构片段的蛋白质水解时,产生的氨基酸的种类有(　　)。
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
答案:B
【变式训练2】
(1)从鸡蛋白的溶液中提取蛋白质的方法有　　　　和　　　　。
(2)鸡蛋变质时,常闻到有刺激性气味的气体,该气体主要是　　　　,说明蛋白质中含有　　　　　元素。
(3)蛋白质溶液中含杂质Cl-,有人用滴加AgNO3溶液的方法除Cl-,这样操作错误的原因是 　 。
除去Cl-的方法应是　　　　 。
(4)浓硝酸溅到皮肤上,使皮肤呈　　　　色,这是由于浓硝酸与蛋白质发生了　　　　反应的缘故。
(5)鉴定一种物质的成分是真丝还是人造丝,可取一小块进行　　　　,这是因为　 　 。
(6)现有淀粉和蛋白质胶体的混合液,要把蛋白质和淀粉分离开,可进行的操作是 　 。
答案:(1)盐析　渗析　(2)H2S　硫
(3)Ag+能使蛋白质变性凝结,无法与AgCl沉淀分离　渗析
(4)黄　颜色
(5)灼烧　真丝的主要成分是蛋白质,灼烧时有烧焦羽毛的气味
(6)向溶液中加入适量(NH4)2SO4或Na2SO4溶液,使蛋白质盐析变成沉淀,过滤,分离出蛋白质
解析:(1)提取蛋白质的方法有两种:盐析和渗析。(2)蛋白质变质分解放出H2S气体,H2S有臭鸡蛋气味。(3)Ag+能使蛋白质变性凝结,且Ag+与Cl-结合成AgCl沉淀,两者无法分离。蛋白质溶液是胶体,其中的Cl-可用渗析的方法除去。(4)蛋白质与浓硝酸发生颜色反应。(5)人造丝属于人造纤维,采用灼烧法区别真丝和人造丝。(6)利用盐析法分离蛋白质和淀粉溶液。
课 堂 小 结(共18张PPT)
本 章 整 合
第四章
内容索引
知识网络·系统构建
专题归纳·素养整合
知识网络·系统构建
专题归纳·素养整合
专题1
有机化合物的水解反应
有机化合物在有水参加时,水解为两种或多种物质的反应叫做水解反应。常见类型有:
(1)酯与油脂的水解,在酸性或碱性条件下,油脂可水解生成相应的酸和甘油。如:
皂化反应:油脂在碱性条件下的水解反应叫皂化反应。
(4)蛋白质在酸、碱、盐或酶的作用下水解为多种α-氨基酸,多肽链的肽键中的C—N断裂。
(5)核酸在酶的作用下逐步发生水解。
【例题1】 星形聚合物SPLA可经下列反应路线得到(部分反应条件未注明)。
(1)淀粉是　　　　(填“单”或“多”)糖;A的名称是　　　　。
(2)乙醛由不饱和烃制备的方法之一是_____________________________ (用化学方程式表示,可多步)。
(3)D→E的化学反应类型属于　　　　反应;D结构中有3个相同的基团,且1 mol D能与2 mol Ag(NH3)2OH反应,则D的结构简式是　　　　　　　; D与银氨溶液反应的化学方程式为　 　。
(4)B的直链同分异构体G的分子中不含甲基,G既不能与NaHCO3溶液反应,又不能与新制Cu(OH)2反应,且1 mol G与足量Na反应生成1 mol H2,则G的结构简式为　　　　　　　　　　　　。
(5)B有多种脱水产物,其中两种产物的结构简式为
　　　　　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　　　　。
解析:(1)由框图可以知道淀粉水解成A,A是葡萄糖,A转化为乳酸B,根据所学知识知道淀粉是一种多糖。
(2)乙醛的制备方法较多,可以用乙烯水化法转化为乙醇,乙醇氧化成乙醛,或用乙炔与水发生加成反应也可,此题方法较多。
专题2
有机化合物的检验、鉴别和分离常用方法
1.利用有机化合物的溶解性——采用分液的方法加以分离。通常加水观察,观察其能否溶于水。例如,用此法鉴别乙酸和乙酸乙酯、乙醇与溴乙烷、甘油与油脂等。
2.利用液态有机化合物的密度:观察不溶于水的有机化合物在水中的浮沉情况,可知其密度比水的密度小还是大。例如,用此法可以鉴别硝基苯与苯、四氯化碳与氯乙烷等。
3.利用有机化合物燃烧情况:如观察是否可燃(大部分有机化合物可燃,四氯化碳和多数无机物不可燃);燃烧时黑烟的多少(可区分乙烷、乙烯和乙炔,己烷和苯,聚乙烯和聚苯乙烯);燃烧时的气味(如识别聚氯乙烯和蛋白质)。
4.利用有机化合物中所含官能团的特殊性质:先观察有机化合物含有何种官能团→推断性质→选择方法。
【例题2】 下列物质鉴别所用试剂不正确的是(　　)。
A.乙醇与乙酸用CaCO3固体
B.乙烷与乙烯用NaOH溶液
C.苯、CCl4和甲酸用水
D.乙烯与乙烷用溴水
答案:B
解析:乙酸的酸性比碳酸强,能够与CaCO3反应,而乙醇不反应,A项正确;乙烷与乙烯都不能与NaOH溶液反应,B项错误;甲酸易溶于水,苯和CCl4均不溶于水,分层,苯在上层,CCl4在下层,C项正确;乙烯能与溴水反应,而乙烷不能,D项正确。(共44张PPT)
第一节　糖类
第四章
内容索引
自主预习·新知导学
合作探究·释疑解惑
课 堂 小 结
课标定位 素养阐释
1.从糖类的官能团微观探析糖类的结构特点,能说出糖类的分类,理解糖类的化学性质,掌握糖类的特殊性。
2.能说出糖类在人体供能、储能等方面的作用,也要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.通过对比学习,更加深入体会“结构决定性质”的有机化合物性质研究方法;通过实验探究,培养科学探究的精神。
自主预习·新知导学
一、糖类的组成与分类
1.结构与组成。
从分子结构上看,糖类可分为多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。其组成大多以通式Cm(H2O)n表示,过去曾称其为碳水化合物。
2.分类。
根据糖类能否水解以及水解后的产物,糖类可分为单糖、寡糖和多糖。
二、单糖
1.物理性质。
2.分子组成和结构。
3.化学性质。
(1)葡萄糖的化学性质。
①还原性:能发生氧化反应,能与银氨溶液、新制Cu(OH)2反应。
②酯化:葡萄糖含羟基,可以与乙酸发生酯化反应。
③葡萄糖可被还原为己六醇。
④生理氧化反应的化学方程式为:
(2)果糖的化学性质。
①酯化反应(羟基的性质);
②加成反应(催化加氢)(羰基的性质)。
4.用途。
葡萄糖用于制镜业、糖果制造业、医药工业等;果糖广泛应用于食品和医药的生产。
三、二糖
1.蔗糖和麦芽糖的结构与性质。
2.其他说明。
(1)乳糖(C12H22O11)也是一种常见的二糖,主要存在于哺乳动物的乳汁中,可用于婴儿食品、糖果、药物等生产。乳糖经发酵产生的乳酸是酸奶酸味的主要来源。部分人群由于肠道内缺乏乳糖酶导致乳糖消化吸收障碍,饮用牛奶后容易出现腹胀、腹泻等乳糖不耐受症状。
(2)甜味剂是能赋予食物甜味的食品添加剂,按其营养价值可分为营养性甜味剂和非营养性甜味剂,按其来源可分为天然甜味剂和合成甜味剂。天然甜味剂有木糖醇、甜菊糖苷、甘草等,合成甜味剂有阿斯巴甜、糖精钠等。由于甜味剂可能对人体健康产生影响,需要对其进行全面的安全评估,其使用范围和用量也有一定限制。
四、多糖
1.淀粉和纤维素的结构与性质。
3.甲壳质。
在自然界中大量存在的多糖,除纤维素以外,还有由乙酰氨基葡萄糖相互结合形成的甲壳质,它是许多低等动物特别是节肢动物,如虾、蟹、昆虫外壳的重要成分,是一种来源丰富的可再生资源。甲壳质不溶于水和一般的有机溶剂,难以利用。但它在碱溶液中可以脱去乙酰基,生成以氨基葡萄糖为单体的高聚物——壳聚糖。壳聚糖可溶于酸溶液,具有良好的生物相容性和一定的抑菌作用。因为结构中存在着羟基和氨基,壳聚糖易于通过化学反应进行结构修饰而得到具有不同性质的衍生物,应用于食品、医药、纺织、造纸和环保等领域。壳聚糖还具有生物可降解性,可制成药物载体、手术缝合线、环保包装袋,以及农用可降解地膜等。
五、糖类分子与手性
最简单的醛糖是丙醛糖,又称甘油醛,结构简式为 。甘油醛碳链中的第二个碳原子连有四个不同的原子或原子团,这样的碳原子叫做不对称碳原子(一般在其旁边标注*),也叫手性碳原子。含有一个不对称碳原子的分子,由于4个原子或原子团在空间的排列不同,形成了两种不能重叠、互为镜像的对映异构体,人们把这样的分子称为手性分子。甘油醛的对映异构体如图所示,根据其构型不同分别称为D-甘油醛和L-甘油醛。自然界存在的葡萄糖和果糖都具有D构型。
【自主思考】
1.糖类的分子组成都可以用Cm(H2O)n来表示吗 组成符合Cm(H2O)n的有机化合物一定属于糖类吗
提示:糖类的分子组成并不是都符合Cm(H2O)n,如脱氧核糖的分子式为C5H10O4。
组成符合Cm(H2O)n的有机化合物不一定属于糖类,如乙酸C2H4O2、乳酸C3H6O3、甲醛CH2O等,分子组成符合Cm(H2O)n,但它们并不属于糖类。
2.怎样检验糖尿病患者的尿液中含有葡萄糖
提示:将患者的尿液与新制Cu(OH)2混合后加热,观察是否有砖红色沉淀产生。
3.淀粉和纤维素的通式均为(C6H10O5)n,两者互为同分异构体吗 为什么
提示:不是,两者的n值不同,分子式不相同。
4.核糖和脱氧核糖是还原性糖吗
提示:是。都含有醛基。
【效果自测】
1.判断题。(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)CH2OHCHOHCHO、CH2OH(CHOH)3CHO、CH2OH(CHOH)2CH2OH 均属于单糖。(　　)
(2)糖类的分子组成都可以用Cm(H2O)n来表示,组成符合Cm(H2O)n的有机化合物一定属于糖类。(　　)
(3)糖类物质又称为碳水化合物,所以糖是由碳和水组成的。(　　)
(4)葡萄糖是单糖的原因是它在糖类物质中含碳原子最少。(　　)
(5)淀粉和纤维素的分子通式相同,两者属于同分异构体。(　　)
(6)分子中含有醛基的糖,是还原性糖。(　　)
(7)淀粉和纤维素都属于糖类,所以食用淀粉和纤维素均可以为人体提供营养。(　　)
×
×
×
×
×
√
×
(8)核糖与脱氧核糖互为同系物。(　　)
(9)木糖醇属于单糖。(　　)
(10)“无蔗糖食品”就是“无糖食品”。(　　)
×
×
×
2.根据核糖和脱氧核糖的结构式推测其可能发生的反应有　　　　　。
①氧化反应　②还原反应　③酯化反应　④水解反应
⑤加成反应　⑥中和反应
答案:①②③⑤
3.下列关于葡萄糖与果糖的说法中不正确的是(　　)。
A.两者互为同分异构体　　B.两者都易溶于水
C.两者都是六碳糖 D.葡萄糖比果糖要甜
答案:D
解析:葡萄糖和果糖的分子式都是C6H12O6,但前者是多羟基醛,后者是多羟基酮,两者结构不同,互为同分异构体;葡萄糖和果糖都易溶于水,且都具有甜味,但果糖比葡萄糖甜得多。
4.关于蔗糖的说法中,不正确的是(　　)。
A.蔗糖是最重要的二糖,它的相对分子质量是葡萄糖的两倍
B.纯净的蔗糖溶液中加入银氨溶液,微热,不发生银镜反应
C.蔗糖与稀硫酸共热后的溶液中滴加银氨溶液,再水浴加热,看不到银镜生成
D.在蔗糖里加入浓硫酸,可观察到颜色变黑,并有气泡出现
答案:A
解析:葡萄糖的分子式为C6H12O6,蔗糖的分子式为C12H22O11,故A不正确;蔗糖分子内无醛基,不能发生银镜反应,B正确;蔗糖在酸性条件下水解,但检验水解产物时必须加入碱液调至溶液显碱性,然后再加入银氨溶液,C正确;浓硫酸具有脱水性和强氧化性,故D正确。
合作探究·释疑解惑
探究任务1
糖类的还原性
【问题引领】
糖类的还原性是指糖类能发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2反应,若糖不能发生银镜反应或不与新制的Cu(OH)2反应,则该糖不具有还原性,为非还原性糖。
1.葡萄糖分子中的官能团名称是什么
提示:醇羟基和醛基。
2.葡萄糖具有哪些化学性质
提示:兼有醇和醛的性质。如还原成醇、氧化成酸、酯化反应,发酵生成酒精。
【归纳提升】
糖类还原性的实验探究。
(1)葡萄糖还原性的实验探究。
(2)蔗糖、麦芽糖还原性的实验探究。
为保证上述实验成功,应注意:
①盛蔗糖或麦芽糖溶液的试管要预先洗净,可先用NaOH溶液洗涤,再用清水洗净;
②蔗糖或麦芽糖水解实验需要用水浴加热;
③检验水解产物为葡萄糖时,一定要先加NaOH溶液中和作催化剂的稀硫酸,至溶液呈碱性后再加银氨溶液或新制的Cu(OH)2,否则实验会失败。
典型例题
【例题1】 以下反应:①葡萄糖与银氨溶液反应;②淀粉在稀硫酸作用下在水中加热;③葡萄糖与钠反应;④葡萄糖在一定条件下与乙酸反应,不包括的反应类型是(　　)。
A.氧化反应 B.加成反应
C.酯化反应 D.水解反应
答案:B
解析:①是氧化反应,②是水解反应,③是置换反应,④是酯化或取代反应,所以没有发生加成反应。
【典型例题】
葡萄糖的结构和性质
【变式训练1】 以葡萄糖为原料经一步反应不能得到的是(　　)。
A.乙醛
B.二氧化碳
C.己六醇
D.葡萄糖酸
答案:A
解析:葡萄糖与H2发生加成反应可生成己六醇,经氧化可生成CO2或葡萄糖酸。
【问题引领】
探究任务2
淀粉的水解
某学生为了了解淀粉的水解程度,设计了两个实验方案并记录实验现象如下:
结论:淀粉尚未水解。
1.请分析上述两种方案是否正确 为什么
提示:甲方案不正确。①操作不正确,水解后的溶液不应加碱中和,可直接加碘水来判断淀粉水解情况。②结论不正确,溶液变蓝有可能是淀粉完全没有水解,也有可能是部分水解;
乙方案不正确。①操作不正确,淀粉完全水解后应用稀碱中和酸。②结论不正确,淀粉完全水解,部分水解,完全没有水解都可能。
2.若甲、乙方案不正确,请设计出实验结论是“淀粉水解完全”的正确实验方案并写出实验现象。
结论:淀粉水解完全。
3.请设计出实验结论是“淀粉部分水解”的实验方案并写出实验现象。
结论:淀粉部分水解。
【归纳提升】
1.实验步骤。
2.实验现象及结论。
3.糖类水解产物检验的注意事项。
(1)蔗糖、淀粉和纤维素水解均是在酸性条件下进行的,检验其水解产物时应先加入NaOH溶液中和至碱性,再加入银氨溶液或新制氢氧化铜。
(2)银氨溶液应新配制且要保证溶液呈碱性。一般操作是将氨水逐滴滴入硝酸银溶液中,直至生成的沉淀恰好完全溶解。氢氧化铜应现制备,一般操作是将少量硫酸铜稀溶液逐滴滴入氢氧化钠溶液中。
(3)银镜反应需水浴加热,目的是受热均匀;与新制氢氧化铜反应需加热至沸腾。
【典型例题】
【例题2】 为了了解淀粉的水解程度,某学生设计了如下实验方案:
下列结论正确的是(　　)。
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
答案:D
解析:因为混合液呈碱性,I2能与NaOH溶液反应,所以加碘水不变蓝,不能说明不含淀粉;加入新制Cu(OH)2加热后生成砖红色沉淀,说明其中含有葡萄糖。故结论应为:淀粉已水解,但不能判断是否完全水解。
(1)由于糖类水解常用无机酸(一般是稀硫酸)作催化剂,检验水解产物之前,必须先加碱中和酸,以免硫酸与银氨溶液或新制Cu(OH)2反应,导致实验失败。
(2)用I2检验淀粉时,应直接取水解后的混合液加碘水。若取中和液加碘水,因I2与NaOH溶液反应影响淀粉的检验。
【变式训练2】 验证淀粉水解可生成葡萄糖,进行了下列实验。该实验中操作步骤的排列顺序正确的是(　　)。
①取少量淀粉加水制成溶液　②再加热　③加入新制的Cu(OH)2　
④加入几滴稀硫酸　⑤加热煮沸　⑥加入NaOH溶液至溶液呈碱性
A.①④②③⑤⑥ B.①⑤②⑥④③
C.①②④⑤③⑥ D.①④②⑥③⑤
答案:D
解析:淀粉需要在稀硫酸作催化剂的条件下加热才能发生水解生成葡萄糖,加入新制的Cu(OH)2检验葡萄糖之前必须先加入NaOH溶液中和稀硫酸,至溶液呈碱性。
课 堂 小 结
糖类相互关系转化图

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