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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第四章生物大分子,情景切入,生物体中普遍存在的有机化合物是生命活动的物质基础。淀粉、纤维素、蛋白质、核酸等生物大分子的相对分子质量较大，含有多种官能团，结构复杂。它们具有更丰富的性质，能够完成多种复杂的生物功能。让我们走进教材，从分子水平上探讨糖类、蛋白质和核酸的组成、结构、性质和应用。,知识导航,本章知识有助于体会化学在生命科学发展中所起的重要作用。,本章知识分为三节，第一节主要认识糖类的组成和性质特点；第二节主要认识氨基酸和蛋白质的组成、结构特点、性质；第三节主要认识脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能。,学法指导,1,从常见的几种糖的组成元素归纳总结糖类的组成；从性质认识糖的分类依据，并能比较糖类与碳水化合物的关系。,2,从分子结构特别是官能团的角度，比较葡萄糖和果糖的化学性质，并结合生活认识它们的用途。,3,结构决定性质。结合实验探究，比较蔗糖和麦芽糖性质上的区别，进而认识二者在结构上的异同点；结合生活实际，从性质角度认识它们在生产生活中的应用。,4,比较淀粉和纤维素在结构、性质上的异同点，联系生产生活认识它们的用途,。,5,从氨基酸的分子结构，特别是官能团的角度，认识其结构特点及主要化学性质，从而建立微观结构与宏观性质之间的联系。,6,从氨基酸的结构和性质入手，结合实验探究及生物学知识，认识蛋白质的组成、结构和性质，进而了解蛋白质结构的复杂性。,7,通过实验，学会蛋白质的一般检验方法、分离提纯方法。结合生物学知识，认识酶的特性。,8,结合生物学知识，从戊糖结构出发，构建核酸的结构模型；认识核酸的结构特点及其在生物遗传中的重要价值,。,第一节糖类,学习目标,核心素养,1.,认识糖类的组成和性质特点。,2,了解淀粉和纤维素及其与葡萄糖的关系。,3,了解葡萄糖的结构特点、主要性质与应用。,4,知道糖类在食品加工和生物质能源开发上的应用。,1.,科学探究与创新意识：通过实验探究糖的性质，并设计出糖类水解的实验方案。,2,宏观辨识与微观探析：从糖类的官能团角度探析糖类的结构特点，了解糖的分类，理解糖类的化学性质，掌握糖类的特性。,3,科学态度与社会责任：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，并能科学合理地搭配饮食。,课前素能奠基,课堂素能探究,课堂达标验收,新课情境呈现,名师博客呈现,新课情境呈现,1863,年，美国制造商费伦和卡兰德悬赏一万美金，用来征集更好的乒乓球，因为当时使用的乒乓球是用毛线包着的橡皮做成的，很不方便。,一个名叫海维特的印刷工人被这个征集广告所吸引，他开始投入研制试验。他把棉花浸在浓硫酸和浓硝酸的混合液中，然后加入樟脑，不断搅拌，发现溶液逐渐变得黏稠起来，最后成为一团白色柔软的物质，他将其搓成球状，冷却变硬后把它往地上一扔，,“,乒,”,的一声，竟弹起老高。,“,这不就是乒乓球吗？,”,惊喜之后，他又做了几个，效果一个比一个好,。,费,伦和卡兰德拿到海维特送来的新型乒乓球，并把它扔到地上进行试验后，当即拿出一万美元买下了这项发明。因为它的原料是纤维素，所以称它为赛璐珞，意思是来自纤维素的塑料，这是人类制出的第一种塑料。,纤维素属于糖类物质，糖类物质都有甜味吗？葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素的结构与性质是怎样的呢？请让我们一起走进教材第一节：糖类,。,课前素能奠基,一、糖类的组成和分,类,新知预习,多羟基醛,多羟基酮,C,、,H,、,O,C,m,(,H,2,O,),n,单糖,葡萄糖,果糖,低聚糖,寡糖,蔗糖,麦芽糖,淀粉,纤维素,二、单糖,1,葡萄糖,(1),物理性质及存在,色态,甜味,溶解性,存在,_,_,_,_,溶于水,存在于,_,、,_,以及植物的种子、叶、根、花中，动物血液、淋巴液中,无色,晶体,有,易,水果,蜂蜜,(,2),化学性质,葡萄糖的分子式为,_,，结构简式为,_,，,分子中含有,_,个羟基，是多羟基醛。,C,6,H,12,O,6,CH,2,OH(CHOH),4,CHO,5,氧化反应,实验探究,：,银镜,砖红色沉淀,醛基,醛,还原,还原,营养,2,其他常见单,糖,名称,果糖,核糖,脱氧核糖,物理,性质,_,色晶体，,_,溶于水，吸湿性,_,类别,多羟基,_,，属于,_,糖，与葡萄糖互为,_,多羟基,_,，属于,_,糖,分子式,_,_,_,结,构,简,式,_ _,_ _,_ _,用途,用于,_,和,_,的生产,核糖核酸,(RNA),的重要组成部分,脱氧核糖核酸,(DNA),的重要组成部分,无,易,强,酮,酮,同分异构体,醛,醛,C,6,H,12,O,6,C,5,H,10,O,5,C,5,H,10,O,4,CH,2,OH(CHOH),3,COCH,2,OH,CH,2,OH(CHOH),3,CHO,CH,2,OH(CHOH),2,CH,2,CHO,食品,医药,三、二糖,1,蔗糖和麦芽糖,(1),来源、用途及物理性,质,名称,蔗糖,麦芽糖,分子式,_,_,物理性质,_,色晶体，,_,溶于水，,_,甜味,白色晶体，易溶于水，有甜味,来源,甘蔗、甜菜,发芽的谷粒和麦芽,用途,甜味食品,甜味食品,联系,互为,_,C,12,H,22,O,11,C,12,H,22,O,11,无,易,有,同分异构体,(2),化学性质,水解反应,蔗糖、麦芽糖都能发生水解反应，化学方程式为,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,。,2,乳糖,乳糖是一种常见的,_,，主要存在于哺乳动物的乳汁中，经发酵产生,_,。可用于婴儿食品、糖果、药物等的生产。,二糖,乳糖,四、多糖,1,淀粉、纤维素的存在、用途及物理性,质,名称,淀粉,纤维素,存在,植物种子、块根、块茎等,棉花、木材等,通式,_,_,n,值,_,，,_,同分异构体,结构,特点,相对分子质量可达到几十万，属于,_,相对分子质量可达到几百万，属于,_,葡,萄糖单元中一般仍有三个,_,，,可表示为,C,6,H,7,O,2,(OH),3,n,(C,6,H,10,O,5,),n,(C,6,H,10,O,5,),n,不同,不互为,天然有机高分子,天然有机高分子,羟基,名称,淀粉,纤维素,物理,性质,_,色粉末状物质、,_,甜味，,_,溶于冷水，在热水中,_,_,色纤维状物质，,_,甜味，,_,溶于水，,_,溶于一般的有机溶剂,用途,重要营养物质,食品工业原料,生产氨基酸、抗生素等药物,生产食品添加剂、表面活性剂和可降解塑料,用于纺织工业、造纸业等，还用于制备硝酸纤维、醋酸纤维和黏胶纤维等化工原料,白,没有,不,部分溶解,白,没有,不,不,2,淀粉、纤维素的主要化学性,质,性质,淀粉,纤维素,相,同,点,水解,水,解的化学方程式分别,为,_,_,_,_,_,_,_,；,_,_,_,_,_,。,性质,淀粉,纤维素,相同点,氧化,都属于,_,糖，,_,被银氨溶液和新制氢氧化铜等弱氧化剂氧化,酯化,分子中含葡萄糖单元醇羟基，故都能发生酯化反应,不同点,碘水,淀粉与碘作用呈,_,无明显现象,非还原,不能,蓝色,预习自测,1,下列关于蔗糖和麦芽糖的说法中，不正确的是,(,),A,蔗糖与麦芽糖互为同分异构体,B,蔗糖与麦芽糖的分子式都是,C,12,H,22,O,11,C,蔗糖的水解产物是葡萄糖,D,麦芽糖能发生银镜反应，蔗糖不能发生银镜反应,解析：,蔗糖与麦芽糖的分子式都是,C,12,H,22,O,11,，二者互为同分异构体；麦芽糖是还原糖，而蔗糖是非还原糖；蔗糖的水解产物是果糖和葡萄糖,。,C,2,依据糖类的现代定义分析，下列物质不属于糖类的是,(,),CH,2,(OH)CH(OH)CH(OH)CHO,CH,3,CH(OH)CHO,CH,2,(OH)CH(OH)CH(OH)COOH,CH,2,(OH)COCH(OH)CH,2,OH,A,B,C,D,A,解,析：,糖类物质是多羟基醛、多羟基酮及它们的脱水缩合物。,分子中含有三个羟基和一个醛基，属于糖类；,分子中只含有一个羟基，不属于糖类；,分子中含有三个羟基但不含酮羰基或醛基，不属于糖类；,分子中含有三个羟基和一个酮羰基，属于糖类；综上所述，答案为,A,。,3,美国科学家发明了利用眼泪来检测糖尿病的装置，其原理是用氯金酸钠,(NaAuCl,4,),溶液与眼泪中的葡萄糖反应生成纳米金单质颗粒,(,直径为,20,60 nm),。,下列有关说法中错误的是,(,),A,葡萄糖具有还原性,B,葡萄糖的结构简式为,CH,2,OH(CHOH),4,CHO,C,检测时,NaAuCl,4,发生氧化反应,D,纳米金单质颗粒分散在水中所得的分散系能产生丁达尔效应,C,解析：,葡萄糖结构简式为,CH,2,OH(CHOH),4,CHO,，分子中有醛基，具有还原性，检测时,NaAuCl,4,发生还原反应，葡萄糖发生氧化反应，,A,、,B,正确，,C,错误；纳米金颗粒分散在水中形成胶体，能产生丁达尔效应，,D,正确。,课堂素能探究,知识点,问题探究：,(1),葡萄糖可以发生酯化反应，,1 mol,葡萄糖发生酯化反应时，若完全酯化，最多消耗醋酸的物质的量为多少？,(2),以葡萄糖为原料，可以制备食用香精乙酸乙酯吗？,(,只以葡萄糖为有机原料，选择合适的条件与无机试剂。,)1 mol,葡萄糖最多可制备乙酸乙酯的物质的量为多少？,葡萄糖的结构与性质,探究提示：,(1),由于每个葡萄糖分子含有,5,个羟基，所以,1 mol,葡萄糖发生酯化反应时，最多可消耗,5 mol,一元羧酸。,(2),可以通过如下线路制备乙酸乙酯：,由,于,1 mol,葡萄糖可以得到,2 mol C,2,H,5,OH,，故最终最多可制备,1 mol,乙酸乙酯,。,知识归纳总结：,1,葡萄糖的结构特点,2,葡萄糖的性,质,反应类型,试剂或条件,表现性质的官能团,加成反应,H,2,/Ni,醛基,氧化反应,银氨溶液，水浴加热,新制,Cu(OH),2,悬浊液，加热,溴水、酸性高锰酸钾溶液,生理氧化,酯化反应,与乙酸等,羟基,分别取,1 mol,葡萄糖进行下列实验：,(1),银镜反应时，需银氨络合离子,_mol,，反应后葡萄糖变为,_,，其结构简式是,_,。,(2),与乙酸反应生成酯，理论上完全酯化需要,_g,乙酸。,(3),若使之完全转化为,CO,2,和,H,2,O,，所需氧气的体积在标准状况下为,_,L,，反应的化学方程式是,_,_,_,_,_,。,(4)1 mol,葡萄糖与足量的钠反应，产生标准状况下气体的体积是,_ L,。,2,典例,1,葡萄糖酸铵,CH,2,OH(CHOH),4,COONH,4,300,134.4,56,解析：,(1),根据葡萄糖的组成、结构和性质进行推断，即银镜反应时，,1 mol,醛基被,2 mol Ag(NH,3,),2,氧化，反应后葡萄糖转化为葡萄糖酸铵。,(2),一个葡萄糖分子中含有,5,个羟基，完全酯化时，从理论上讲，,1 mol,葡萄糖需,5 mol,乙酸。,(3),若使,1 mol,葡萄糖,(,分子式为,C,6,H,12,O,6,),完全转化为,CO,2,和,H,2,O,需,6 mol,氧气。,(4),一个葡萄糖分子中含有,5,个羟基，,1 mol,葡萄糖与足量的钠反应，产生,2.5 mol,的氢气，故在标准状况下气体的体积是,56 L,。,变式训练,1,据法国科学与未来杂志报道，美国科学家在实验室中合成了与脱氧核糖核酸,(DNA),分子结构相近的苏糖核酸分子。一些专家认为这种物质包含遗传信息，可能是第三种遗传分子。苏糖核酸简称,TNA,，是,DNA,和,RNA,的,“,近亲,”,。,TNA,中含有苏糖的结构单元。,A,知识点,问题探究：,(1),为了检验蔗糖、淀粉和纤维素水解生成了葡萄糖，可以在其水解液中直接滴加银氨溶液或新制的氢氧化铜进行检验吗？,(2),若在中和液中加入碘水，溶液不呈蓝色，能否说明淀粉已完全水解？,糖类的水解及水解产物的检验,探,究提示：,(1),不可以，因为二糖、多糖水解的催化剂都是硫酸，而银氨溶液、新制氢氧化铜都与硫酸反应，所以需要先用,NaOH,中和至碱性后再加入银氨溶液或新制的氢氧化铜进行检验。,(2),中和液呈碱性，,I,2,与,NaOH,可发生反应：,I,2,2NaOH,=,=NaI,NaIO,H,2,O,，无法检验淀粉是否存在。,知,识归纳总结：,1,糖类还原性的检验,糖类还原性是指糖类中的醛基被氧化的性质。某些糖类有较强的还原性，能被银氨溶液或新制,Cu(OH),2,悬浊液氧化。若糖类不能发生银镜反应或不与新制,Cu(OH),2,悬浊液反应，则该糖不具有还原性，为非还原糖，如蔗糖。,2,水解产物中葡萄糖的检验,(1),水解条件,蔗糖：稀硫酸,(1,5),作催化剂，水浴加热。,纤维素：,90%,的浓硫酸作催化剂，小火微热。,淀粉：稀酸或酶催化，水浴加热。,(2),水解产物中葡萄糖的检验：欲要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),实验现象及结论,现象,A,现象,B,结论,未出现银镜,溶液变蓝色,淀粉尚未水解,出现银镜,溶液变蓝色,淀粉部分水解,出现银镜,溶液不变蓝色,淀粉完全水解,为检验淀粉水解的情况，进行如下图所示的实验，试管甲和丙均用,60,80,的水浴加热,5,6 min,，试管乙不加热。待试管甲中的溶液冷却后再进行后续实验。,典例,2,实,验,1,：取少量甲中溶液，加入新制氢氧化铜悬浊液，加热，没有红色沉淀出现。,实验,2,：取少量乙中溶液，滴加几滴碘水，溶液变为蓝色，但取少量甲中溶液做此实验时，溶液不变蓝色。,实验,3,：取少量丙中溶液加入,NaOH,溶液调节至碱性，再滴加碘水，溶液颜色无明显变化。,(,1),写出淀粉水解的化学方程式：,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,。,(2),设计甲和乙是为了探究,_,对淀粉水解的影响，设计甲和丙是为了探究,_,对淀粉水解的影响。,(3),实验,1,失败的原因是,_,。,温度,催化剂,没有加入碱中和作为催化剂的稀硫酸,(,4),下列结论合理的是,_(,填字母,),。,a,淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行,b,欲检验淀粉是否完全水解，最好取冷却后的水解液直接加碘,c,欲检验淀粉的水解产物具有还原性，应先在水解液中加入氢氧化钠中和稀硫酸至溶液呈碱性，再加入新制氢氧化铜悬浊液并加热,d,若用唾液代替稀硫酸，则实验,1,可能出现预期的现象,abcd,(,4)a.,根据实验可知淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行，正确；,b.,因为碘易升华，所以冷却后加入碘，可判断淀粉是否完全水解，正确；,c.,欲检验淀粉的水解产物具有还原性，应先在水解液中加入氢氧化钠中和稀硫酸至溶液呈碱性，再加入新制氢氧化铜悬浊液并加热，根据红色沉淀的产生判断产物的还原性，正确；,d.,唾液中含有淀粉酶，且为中性，淀粉在淀粉酶的作用下水解为葡萄糖，所以可用唾液代替稀硫酸进行实验,1,，可达到预期的现象，正确。,变式训练,2,进行淀粉水解实验，同时检验水解是否完全和水解产物，除加淀粉和水之外，还需加入的试剂及加入顺序最好是,(,),A,碘水,NaOH,溶液,新制,Cu(OH),2,悬浊液,B,H,2,SO,4,溶液,碘水,NaOH,溶液,新制,Cu(OH),2,悬浊液,C,H,2,SO,4,溶液,NaOH,溶液,碘水,新制,Cu(OH),2,悬浊液,D,H,2,SO,4,溶液,碘水,新制,Cu(OH),2,悬浊液,B,名师博客呈现,(1),缩合一般指两个或更多的反应物生成一个主要产物，并伴随着失去,H,2,O,等小分子的反应。,(2),符合通式,C,m,(H,2,O),n,的物质不一定都是糖类，如甲醛,(CH,2,O),、乙酸,(C,2,H,4,O,2,),等；有些糖的组成并不符合,C,m,(H,2,O),n,，如脱氧核糖,(C,5,H,10,O,4,),。,(3),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,。,(,4),新制的,Cu(OH),2,悬浊液和银氨溶液都是弱氧化剂，能将葡萄糖氧化；溴水和酸性,KMnO,4,溶液等强氧化剂也能将葡萄糖氧化。,(5),能与银氨溶液和新制的,Cu(OH),2,悬浊液反应的物质：,醛类物质，如,HCHO,、,CH,3,CHO,等；,甲酸,(HCOOH),及甲酸盐，如,HCOONa,等；,甲酸酯，如,HCOOCH,2,CH,3,等；,还原糖，如葡萄糖、麦芽糖等；,其他含醛基的物质。,课堂达标验收,1,下列反应中能用于检验尿液中是否含有葡萄糖的是,(,),A,加金属钠看是否有氢气放出,B,与新制的氢氧化铜悬浊液混合后共热，观察是否有砖红色沉淀生成,C,与醋酸和浓硫酸共热，观察是否有果香味物质生成,D,加入酸性,KMnO,4,溶液，看溶液是否褪色,B,(1),各步骤加入的试剂分别为,A_,，,B_,，,C_,。,(2),加入,A,溶液而不加入,B,溶液是否可以,_(,填,“,可以,”,或,“,不可以,”,),，其理由是,_ _,。,(3),若析出,1.44 g,砖红色沉淀，淀粉的水解率是,_,。,H,2,SO,4,NaOH,新制,Cu(OH),2,悬浊液,不可以,醛基与新制,Cu(OH),2,悬浊液的反应只有在碱性条件下才能发生，因此需要加,NaOH,溶液中和,H,2,SO,4,18%,3,糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病。高血糖则是由于胰岛素分泌缺陷或其生物作用受损，或两者兼有引起。这种长期存在的高血糖，导致各种组织，特别是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害、功能障碍。糖尿病以高血糖为主要标志。长期摄入高热量食品和缺少运动都易导致糖尿病。,(,1),血糖是指血液中的葡萄糖。下列说法正确的是,_,。,A,葡萄糖的分子式可表示为,C,6,(H,2,O),6,，则每个葡萄糖分子中含,6,个,H,2,O,B,可用新制氢氧化铜悬浊液来检测糖尿病病人尿液中的葡萄糖,C,葡萄糖是一种重要的工业原料，可用于食品加工、医疗输液、合成维生素,C,等,D,淀粉水解的最终产物是葡萄糖,BCD,(,2),木糖醇,CH,2,OH(CHOH),3,CH,2,OH,是一种甜味剂，糖尿病病人食用后血糖不会升高。木糖醇与葡萄糖是否属于同分异构体？请预测木糖醇有哪些化学性质。,_,(3),糖尿病病人不可饮酒，酒精在肝脏内可被转化成有机物,A,。已知,A,的相对分子质量为,60,；将,A,溶于水，滴入石蕊试液，发现溶液变红。则,A,的结构简式是什么？,_,否，酯化反应、与,Na,反应、燃烧、催化氧化反应,CH,3,COOH,解,析：,(1),葡萄糖是纯净物，葡萄糖分子中不含,H,2,O,，,A,错误。,(2),木糖醇的分子式为,C,5,H,12,O,5,，与葡萄糖的分子式不同，两者不互为同分异构体；木糖醇分子中含有羟基，与葡萄糖相似，可发生酯化反应，能与金属钠反应，能燃烧，能在铜或银的催化作用下发生氧化反应。,(3),根据信息可知,A,显酸性，相对分子质量为,60,，是乙酸，结构简式为,CH,3,COOH,。,
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