初三化學經典生命的基礎能源—糖類知識講解

1、生命的基礎能源一糖類【學習目標】1、了解糖類的組成和分類；2、掌握葡萄糖的結構簡式和重要性質，了解其在人體內的儲存方式和氧化分解的生理意義;3、了解淀粉在人體內的水解吸收過程；4、了解纖維素的生理功能?！疽c梳理】要點一、糖類概述1 .糖的來源糖類是綠色植物光合作用的產物，例如：葉球體2 .糖與我國居民食物的關系人們每天攝取的熱能中大約有75%來自糖類。含糖食物與含糖量食物蔗糖粉絲等大米、面粉、玉米等蘋果、桃、葡萄等含糖量100%85% 95%70% 80%9% 12%3 .糖的組成：糖類是由 C、H、O三種元素組成的一類有機化合物。大多數(shù)糖可以用通式Cn(H2O)m表示，因此以前又將糖稱為碳

2、水化合物。要點詮釋：4 1)通式只表示糖的組成，并不反映糖的結構一一糖中不存在水分子。5 2)大多數(shù)糖類的組成可以用通式 Cn(H2O)m表示，其中m和n的值可以相同，也可以不同。6 3)通式的使用有一定的限度：有些糖不符合該通式，如鼠李糖( C6H12。5)；甲醛(CH2。)、乙酸(C2H4。2)符合該通式，但不屬于糖類。(4)糖類不是指有甜味的物質。淀粉、纖維素屬于糖類，但無甜味。(5)糖類從結構上看一般為多羥基醛或多羥基酮，以及能水解生成它們的化合物。4.糖的分類以水解情況進行分類，糖類可分為單糖、二糖和多糖。(1)單糖：不能水解的糖。如葡萄糖、果糖等。(2)二糖：每摩水解能得到兩摩單糖

3、的糖。如蔗糖、麥芽糖、乳糖等。(3)多糖：每摩能水解得到生成多摩單糖的糖。如淀粉、纖維素等。要點二、葡萄糖是怎樣供給能量的1 .葡萄糖所屬類型及存在葡萄糖是最重要、最簡單的單糖，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 .葡萄糖的物理性質純凈的葡萄糖是一種白色晶體，有甜味，能溶于水。3 .葡萄糖的分子組成與結構分子式：C6H12。6結構簡式：CH2OH-CHOH -CHOH -CHOH -CHOH-CHO,簡寫成 CH20H(CHOH) 4CHO要點詮釋：葡萄糖分子中含有多個羥基(-0H)和醛基(-CH0),屬于多羥基醛，所以其具有還原性，同時 具有醇的一般化學性質。4 .葡萄糖

4、的還原性實驗名稱：葡萄糖的銀鏡反應實驗步驟：(1)配制銀氨溶液：在潔凈的試管里加入1mL2%AgN0 3溶液，然后一邊振蕩試管，一邊逐滴滴入2%稀氨水，到最初產生的沉淀恰好溶解為止(這時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1mL10%葡萄糖溶液，振蕩，然后放在水浴中加熱35min,觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：試管內壁有銀鏡生成。實驗結論：葡萄糖與銀氨溶液在水浴加熱的條件下發(fā)生化學反應，生成銀鏡。葡萄糖分子里有醛基，具有還 原性。有關反應方程式：Ag+NH 3 H2O=AgOH J (白色)+NH4+AgOH+2NH 3 - H2O=Ag(NH 3)2+OH-+2H2O , CH2

5、0H(CHOH) 4CHO+2Ag(NH 3)2OH -*CH2OH(CHOH) 4COONH 4+2Ag J +H2O+3NH3葡萄糖酸俊要點詮釋：a.銀氨溶液應現(xiàn)配現(xiàn)用。b.反應在堿性條件下進行，并進行水浴加熱，不能直接加熱。c.實驗后附著銀鏡的試管可用稀HN0 3洗滌。d.利用葡萄糖與銀氨溶液的反應可制鏡或制保溫瓶膽。5.葡萄糖是人體內最重要的供能物質糧食中的糖類在人體中能轉化成葡萄糖而被吸收。葡萄糖被人體代謝吸收的三種途徑如下：(1) 一部分葡萄糖在體內被氧化分解，最終生成二氧化碳和液態(tài)水，同時釋放能量：C6H1206 (s)+60 2 (g) -6CO2 (g)+6H 2O (1)+

6、 能量。(2)另一部分葡萄糖被肝臟、肌肉合成糖元而儲存起來，當血液中的葡萄糖低于正常值時(正常人的血液中血糖質量分數(shù)約為 0.1%),肝臟中的肝糖 元可以轉變?yōu)槠咸烟?，并補充到血液中，以維持血糖濃度的相對穩(wěn)定。 肌肉中的肌糖 元是肌肉內能量的儲備形式之一，它的含量與人體運動能力有密切關系。運動時需要供能，機體首先消耗糖，肌糖 元經過幾步反應轉化為葡萄糖，然后氧化釋放能量，供給肌肉運動使用。(3)還有一部分葡萄糖可以轉變成脂肪，儲存在脂肪組織中。要點詮釋：a.糖供能的優(yōu)點是易于消化吸收，易于被利用。人體的糖儲備直接影響人體的運動能力。b.過多食用糖類如淀粉等容易使人發(fā)胖。 要點三、淀粉是如何消化

7、的1 .淀粉的存在淀粉主要存在于植物的種子或塊根里，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 .淀粉所屬類型與分子組成淀粉是一種重要的多糖，其分子式為(C6H10O5)n,其中n值為幾百到幾千。淀粉是一種相對分子質量很大的天然高分子化合物。3 .淀粉的物理性質淀粉是白色、沒有甜味的粉末狀物質。淀粉不溶于冷水，在熱水里溶解顆粒會膨脹，有一部分淀粉溶解在水 里，另一部分懸浮在水里，形成膠狀淀粉糊。糊化是淀粉食品加熱烹制時的基本變化，也就是平時所說的食物由 生變熟。4 .淀粉的化學性質原性糖一一葡萄糖。(C6H10O5)n+nH2O催化劑nC6H1

8、2O6淀粉葡萄糖5 .淀粉在人體內消化的過程淀粉進入人體后，一部分淀粉受唾液所含淀粉酶的催化作用，發(fā)生水解反應，生成麥芽糖；余下的淀粉在小 腸里，在由胰臟分泌出的淀粉酶的作用下，繼續(xù)進行水解，生成麥芽糖。麥芽糖在腸液中麥芽糖酶的催化下，水 解為人體可吸收的葡萄糖，供人體組織的營養(yǎng)需要。淀粉在體內的水解過程可以表示如下：(C6HioO5)n 一(C6HioO5)m-C12H220ii - C6H12O6淀粉 糊精 麥芽糖 葡萄糖淀粉也可以在酸的催化作用下逐步水解，最終轉化為葡萄糖。催化劑.(C6H ioO5)n+nH2O* nC6H12。6淀粉葡萄糖6 .淀粉的用途(1)食用(2)人體能源；酒曲

9、(3)工業(yè)原料：制葡萄糖、酒精，發(fā)酵成醇C6H12O6 2C2H50H + 2CO2要點四、纖維素有什么生理功能1 .纖維素的來源與存在纖維素是綠色植物通過光合作用生成的，是構成植物細胞的基礎物質。一切植物中都含有纖維素，但不同植物所含纖維素的多少不同，棉花纖維素高達90%以上，木材中含纖維素為 50%左右。2 .纖維素的物理性質纖維素是白色、沒有氣味和味道的纖維狀結構的物質，不溶于水，也不溶于一般有機溶劑。纖維素是比淀粉相對分子質量還大的天然高分子化合物。3 .纖維素的化學性質跟淀粉一樣，纖維素也不顯示還原性，可以發(fā)生水解，但比淀粉困難，一般需要在濃酸催化、加熱條件下才 能進行。最終水解產物

10、也是葡萄糖。纖維素葡萄糖4 .纖維素在生產、生活中的重要應用(1)棉、麻可直接用于紡織業(yè)，制造人造纖維等。(2)其他一些富含纖維素的物質，如木材、稻草、麥秸等可以用來造紙。5 .纖維素在動物體內的生理功能纖維素在動物體內也有重要的生理功能。例如，在牛、羊、馬等植食性動物的消化系統(tǒng)中含有某些微生物， 這些微生物能分泌出使纖維素水解成葡萄糖的酶，因此這些動物能以鮮草、干草、秸稈等作為食物。6 .纖維素在人體組織消化過程中的重要作用人體內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營養(yǎng)食物，但它在人體組織消化過程中也起著重要作用。例如，能刺激腸道蠕動和分泌消化液，有助于食物的消化和廢物的

11、排泄，減少有害物質與腸 黏膜接觸時間，有預防便秘、痔瘡和直腸癌的作用，還能降低膽固醇，預防和治療糖尿病等。粗糧(含有谷皮)和蔬菜中含有一定量的纖維素，人每天應保證攝入一定量的蔬菜和粗糧等?！镜湫屠}】類型一：糖類概述例1、下列對糖類的說法正確的是()A.都可以水解A. 都符合Cn(H20)m的通式C.都含C、H、。三種元素D.都有甜味【思路點撥】糖類分為單糖、二糖和多糖，每種糖都有不同的特性，要分辨清楚。【答案】C【解析】單糖不能水解；符合Cn（H2O）m的通式的不一定是糖類，不符合此通式的也可以是糖；纖維素是多糖但無甜味，所以 A、B、D項錯誤，只有 C項正確?！究偨Y升華】絕大多數(shù)的糖的分子

12、組成符合Cn（H2O）m的通式，少數(shù)的糖不符合，還有些分子組成符合Cn（H2O）m的通式，但并不屬于糖。舉一反三：【變式1】下列說法不正確的是（）A.糖類最多含有三種元素B.糖類都是有機化合物C.人體所需要的能量主要來自糖類D.淀粉和纖維素都可用化學式 （C6H10O5）n表示【答案】A【解析】糖類都一定含有 C、H、。三種元素，而不是糖類最多含有三種元素，故 A不正確。 類型二：葡萄糖的結構、性質和用途例2、糖尿病患者的尿中含有葡萄糖，而且病情越重，含糖量越高。所以在醫(yī)療上把氫氧化鈉和硫酸銅溶液|【答案】C【解析】葡萄糖具有還原性是因為其分子結構中含有醛基。能和新制Cu（OH）2共熱產生紅色

13、沉淀的有機物分L °中，一定含有醛基。上述藥品中：福爾馬林（甲醛的水溶液）、蟻酸（"1 QH）、甲酸乙酯一3 I）、甲酸鈉（HC一0-N0）的分子中都含有醛基，都能和新制Cu（OH）2反應產生紅色沉淀。淀粉、纖維素、乙酸甲酯、蔗糖、白酒、食醋分子中不含醛基，所以不能發(fā)生反應。【總結升華】有機物的性質與其結構有密切的關系，如： （1）能發(fā)生銀鏡反應或能與新制Cu（OH）2溶液反應產生紅色CU2O沉淀的有機物結構特點是含有醛基的化合物，如所有的醛、甲酸、甲酸鹽、甲酸酯、葡萄糖、麥X Z c=c 芽糖等；（2）具有還原性的有機物的結構特點是含有-CHO、-OH、1'、等，

14、這些規(guī)律的掌握對我們提高解題能力有很大幫助。舉一反三：【變式1】葡萄糖不能發(fā)生的反應是（）A .水解反應B .銀鏡反應C.酯化反應D.氧化反應【答案】A【解析】葡萄糖含有 5個羥基和1個醛基，應該具有醇和醛的性質?！咀兪?】已知葡萄糖的結構簡式為HOCH 2（CHOH） 4CHO ,下列關于葡萄糖的說法中不正確的是（）A.完全燃燒的產物是 CO2和H2OB . 1 mol葡萄糖發(fā)生銀鏡反應能生成 1 mol AgC.含葡萄糖0.1 mol的水溶液與足量鈉反應，得到 0.25 molH2D.分別充分燃燒等質量的葡萄糖和甲醛，消耗氧氣的量相同【答案】B類型三：糖與自然界的能量循環(huán)例3、以下各反應中

15、，不屬于淀粉在人體內的變化過程的是（）。淙粉麥芽糖民CiqHh口讓出0友"儂屈2CdH1Q5 麥芽糖葡萄糖C. 一H】C二旦）6HQ酮化酶CHQ»6CCV能量 葡萄糖傕行利D. 上包正出5口14+2c/+能量葡萄糖【思路點撥】淀粉最終水解的產物是葡萄糖，葡萄糖發(fā)生氧化反應來提供能量?！敬鸢浮緿【解析】淀粉水解成麥芽糖，麥芽糖水解成葡萄糖，葡萄糖在人體內發(fā)生氧化反應提供熱能，故A、B、C三項正確；葡萄糖在催化劑的作用下發(fā)酵生成酒精，不屬于人體內的變化，所以D項錯誤?！究偨Y升華】淀粉是人類生活中的重要營養(yǎng)物質。食物進入口腔以后，在唾液淀粉酶的作用下，一小部分淀 粉先水解為糊精，

16、再進一步水解為麥芽糖。食物進入消化道后，在胰液淀粉酶的作用下，在口腔中沒有水解的淀 粉繼續(xù)水解，生成的麥芽糖在麥芽糖酶的作用下，又進一步水解為葡萄糖。絕大多數(shù)的葡萄糖通過氧化反應為人體提供能量。人體所需要的熱能有60%70%來自葡萄糖的氧化。還有一部分葡萄糖轉化為糖原，以糖原的形式儲備起來。 舉一反三：【變式1】通過實驗來驗證淀粉水解可生成葡萄糖，其實驗包括下列一些操作過程，這些操作過程順序正確 的是（）。取少量淀粉和水制成溶液加熱煮沸加入堿液中和酸性加入銀氨溶液加入少量稀硫酸再水浴加熱A.B.C.D.【答案】C【解析】淀粉在催化劑（如硫酸）存在和加熱的條件下可以逐步水解，生成一系列比淀粉分子

17、小的化合物， 最終生成葡萄糖。要驗證淀粉水解可生成葡萄糖，常在它的水解液中加入銀氨溶液或新制氫氧化銅懸濁液，但必須先用氫氧化鈉溶液將水解液中和至中性，以防止硫酸使銀氨溶液或新制氫氧化銅懸濁液失效。 類型四：纖維素及其應用例4、下列說法正確的是（）A.相同質量的淀粉和纖維素能水解出相同質量的葡萄糖B.相同質量的淀粉和麥芽糖能水解出相同質量的葡萄糖C.淀粉和纖維素都能在人體內水解生成葡萄糖D.纖維素在人體生理過程中沒有任何作用【思路點撥】本題考查淀粉和纖維素兩者之間的關系?！敬鸢浮緼【解析】從淀粉和纖維素分子式都為（C6HioO5）n可知，盡管n值不同，但相同質量的淀粉和纖維素能水解出相同質量的葡萄糖。從淀粉分子式 （C6H10O5）n、麥芽糖分子式 Ci2H22O11（C 6H1005）2 H2?？芍嗤|量的淀粉 和麥芽糖，淀粉水解出葡萄糖的質量較大。淀粉能在人體內水解，纖維素不能在人體內水解。纖維素不能作為人 體的營養(yǎng)物質，但它在人體組織消化過程中具有重要作用。【總結升華】在比較相同質量的淀粉和麥芽糖能否水解出相同質量的葡萄糖時，將麥芽糖的分子式作 （C6H1005）2 H20這