高中有机化学第四章糖类(单糖)
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第四章生物大分子第一节糖类一、内容分析初中化学和高中化学必修课程都介绍过精类,但受学生知识基础的限制,相关教材主要从性质与度用的角度来介绍糖类物质。
在选择性必修阶段,此前各章的学习已经使学生对有机化合物的结构与性质有了较为深人的认识,接触厂含有多个官能图的有机化合物,因此,本节教材教多涉及糖类的结构,主要介绍了单糖(葡萄糖)的结构,井在结构和性质的基础上介绍糖类的用途。
教材以学生较为熟悉的精类的存在和用途引人教学主题,首先分析糖类化合物的组成,给出糖的定义。
其中涉及多官能团有机化合物和综合反应的概念,为本章接下来介绍氨基酸 .蛋白质与核酸进行知识准备。
然后,按照从简单到复杂的顺序,依次介绍单糖、二糖和多糖。
葡萄糖是自然界中分布最广的单糖,也与淀粉、纤维索等多糖的结构单元密切相关,因此仍然是本节的重点内容,教材按照中学阶段学习和认识有机化合物的一-股顺序,从物理性质、分子结构、化学性质和用途这几个方面较为全面地介绍葡萄糖。
其中。
结合实验和第三章介绍的醛基的性质推测葡萄糖分子中含有的官能团,再引出葡萄糖的分子结构,体现了研究有机化合物的方法与思路与必修教材相比,教材在这里给出的葡萄糖、果糖和核糖的结构简式在一定程度上体现了单糖分子的空间结构,与随后的两处“资料卡片”栏目一起,能够使学生对单糖的结构形成更为深人和全面的认识。
果糖的性质较为复杂,教材只借助其结构给出酮糖的概念,不涉及化学性质。
考虑到课程标准要求认识核酸的结构与功能,高中生物课程也涉及以上内容,教材在本节对核糖与脱氧核糖进行了简单介绍教材对二糖的介绍较为简略,除了介绍蔗糖和麦芽糖的存在、物理性质和用途,化学性质主要介绍二者在酸或酶催化下的水解反应。
这样可以让学生进一一步了解经过水解、分解、降解等反应,通过分析产物可以逆推有机化合物的组成与结构这种常用的有机化学研究方法,培养其证据推理意识。
同时,由于高中生还难以从结构的角度理解二糖的还原性,教材则结合还原糖和非还原糖的定义,利用学生对葡萄糖还原性的认识,通过实验探究让学生判断蔗糖和麦芽糖是否属于还原糖。
化学糖类重要知识点总结糖类的结构糖类是由碳、氢、氧三种元素组成的有机化合物,一般的分子式为(CH2O)n。
糖类根据分子中所含的部分氧原子数可以分为多种类型,最基本的分为单糖、双糖、寡糖和多糖。
1. 单糖单糖是糖类中最小的分子,由3至7个碳原子构成。
常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖等。
单糖分子通常是一个或多个手性碳原子,因此单糖具有手性,可呈现多种立体异构体。
单糖的分子通常由一个或多个手性碳原子,因此单糖具有手性,存在多种立体异构体。
常见的单糖有D-和L-两种对映异构体。
2. 双糖双糖是由两个单糖分子通过糖苷键连接而成的,常见的双糖有蔗糖、乳糖等。
葡萄糖和果糖通过α-1,4-糖苷键连接而成的葡萄糖和果糖分子,即为蔗糖。
乳糖由葡萄糖和半乳糖通过1,β-4-糖苷键连接而成。
3. 寡糖寡糖是由3至10个单糖分子通过糖苷键连接而成的,常见的寡糖有甘露糖、低聚果糖等。
4. 多糖多糖是由10个以上单糖分子通过糖苷键连接而成的,常见的多糖有淀粉、纤维素、壳聚糖等。
多糖通常是生物体内的主要能量来源和结构材料。
糖类的生理作用糖类是生物体内最重要的能量来源和结构材料,它在体内有多种重要的生理作用。
1. 能量来源糖类是维持人体生命活动的主要能源,它在体内被氧化分解为二氧化碳和水,同时释放出大量的能量。
葡萄糖是最常见的糖类,它是维持人体生命活动的主要能量来源。
2. 结构材料除了作为能量来源,糖类还是生物体内的重要结构材料。
多糖如淀粉、纤维素、壳聚糖等在植物细胞壁中起着重要的支持和保护作用。
而在动物体内,糖类也是重要的细胞壁材料。
3. 调节生理功能糖类还可以通过在体内参与一系列生物化学反应,调节体内生理功能。
例如,糖类参与调节胰岛素的分泌,维护血糖平衡。
糖类的合成和降解生物体内的糖类通常通过生物合成和分解来进行代谢。
糖类的生物合成一般是通过三羧酸循环和糖异生途径来完成的。
而糖类的分解则是通过糖酵解和呼吸来进行的。
1. 生物合成生物合成是生物体内合成新的有机化合物的过程。
《高中化学糖类知识点全解析》糖类,作为生命活动中重要的有机化合物,在高中化学的学习中占据着重要的地位。
它不仅与我们的日常生活息息相关,更是在生物化学、有机化学等领域有着广泛的应用。
一、糖类的定义与分类糖类,又称为碳水化合物,是多羟基醛、多羟基酮以及它们的脱水缩合物。
根据糖类能否水解以及水解后的产物,可将糖类分为单糖、二糖和多糖。
1. 单糖单糖是不能再水解的糖,如葡萄糖、果糖等。
葡萄糖的分子式为 C₆H₁₂O₆,它是一种多羟基醛,具有还原性,能与银氨溶液发生银镜反应,也能与新制的氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀。
果糖的分子式也为 C₆H₁₂O₆,它是一种多羟基酮,同样具有还原性。
2. 二糖二糖是能水解生成两分子单糖的糖,如蔗糖、麦芽糖等。
蔗糖的分子式为 C₁₂H₂₂O₁₁,它是由一分子葡萄糖和一分子果糖脱水缩合而成,无还原性。
麦芽糖的分子式也为 C₁₂H₂₂O₁₁,它是由两分子葡萄糖脱水缩合而成,具有还原性。
3. 多糖多糖是能水解生成多个分子单糖的糖,如淀粉、纤维素等。
淀粉的分子式为(C₆H₁₀O₅)ₙ,它是由多个葡萄糖分子脱水缩合而成,无还原性。
纤维素的分子式也为(C₆H₁₀O₅)ₙ,它也是由多个葡萄糖分子脱水缩合而成,但与淀粉不同的是,纤维素中的葡萄糖分子是以β-1,4-糖苷键连接的,而淀粉中的葡萄糖分子是以α-1,4-糖苷键连接的。
二、糖类的性质1. 物理性质糖类一般为白色晶体,有甜味,但甜度不同。
单糖和二糖易溶于水,多糖不溶于水,但在一定条件下可与水形成胶体。
2. 化学性质(1)氧化反应单糖中的葡萄糖和果糖具有还原性,能与银氨溶液、新制的氢氧化铜悬浊液等氧化剂发生氧化反应。
(2)水解反应二糖和多糖在一定条件下能发生水解反应。
蔗糖在稀硫酸的作用下,水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖;麦芽糖在稀硫酸的作用下,水解生成两分子葡萄糖;淀粉和纤维素在稀硫酸的作用下,水解生成葡萄糖。
(3)酯化反应糖类中的羟基可以与酸发生酯化反应。
糖类知识点总结化学一、糖的种类1. 单糖单糖是由3至7个碳原子连接在一起形成的分子,最常见的单糖有葡萄糖、果糖和半乳糖等。
单糖按照分子构造可以分为直链式单糖和环状单糖两类,其中环状单糖又可分为葡萄糖型和果糖型两类。
单糖还可以根据光学活性分为D-型和L-型两类。
2. 双糖双糖由两个单糖分子通过糖苷键连接在一起形成,常见的双糖有蔗糖、乳糖和麦芽糖等。
双糖的生成是通过两个单糖分子的缩合反应形成的。
3. 多糖多糖是由多个单糖分子经过缩合反应形成的大分子,常见的多糖有淀粉、纤维素和糖原等。
多糖的结构复杂,可以分为直链多糖和支链多糖两类。
多糖在生物体内有重要的生理作用,是植物细胞壁的主要组成部分,也是动物体内储存能量的主要形式。
二、糖的性质1. 化学性质糖类化合物是碳水化合物的一种,具有醇、醛或酮官能团。
单糖可以发生还原反应,产生醛糖和酮糖,而双糖和多糖则不具有还原性。
2. 物理性质糖类化合物大多为白色结晶性固体,溶解于水后呈甜味。
双糖和多糖在水溶液中能够产生旋光性,而单糖可以通过酶的作用将直链构象转变为环状构象。
三、糖的结构1. 单糖的结构单糖的一般式为(CH2O)n,n为3至7之间的整数。
单糖的结构中含有羟基和半乳糖基,不同的单糖之间在立体结构上存在差异,因此它们会呈现出不同的化学性质和生物作用。
2. 双糖和多糖的结构双糖和多糖是由多个单糖分子通过糖苷键连接在一起形成的大分子,它们的结构复杂,包括直链式和支链式两类。
双糖和多糖的结构决定了它们的生理功能和生物活性。
四、糖的生物作用糖类是生物体内的主要能量来源,通过代谢过程,葡萄糖可以被分解为丙酮酸和丙酸,产生大量的ATP分子,为细胞提供能量。
2. 糖原和淀粉的储存糖原是动物体内的主要能量储备物质,存储在肝脏和肌肉组织中,当体内需要能量时,糖原可以迅速被分解为葡萄糖进行能量代谢。
而淀粉是植物体内的能量储备物质,主要储存在种子、根茎和果实等部位。
3. 结构组成糖类是植物细胞壁的主要组成部分,纤维素是由葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而成,它赋予植物细胞壁良好的稳定性和结构支撑。
第二节糖类一、糖的组成和分类1.定义:从分子结构上看,糖类可定义为多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。
根据能否水解以及水解后的产物,糖类可分为单糖、低聚糖和多糖。
2、糖的组成:糖类是由C、H、O三种元素组成的一类有机化合物。
糖类的组成通常用通式Cm(H2O)n表示,因而又称为碳水化合物。
3、糖的分类根据糖能否水解及水解产物的多少,可分为:单糖:不能再水解成更简单的糖,如葡萄糖、果糖二糖:每摩尔二糖可水解成两摩尔单糖,如蔗糖、麦芽糖多糖:每摩尔多糖可水解成多摩尔单糖,如淀粉、纤维素二、葡萄糖与果糖1、结构(1)葡萄糖葡萄糖是自然界中分布最广的单糖,因最初是从葡萄汁中分离得到而得名。
葡萄糖的分子式为C6H12O6,是白色晶体,熔点为146℃,有甜味,但甜度不如蔗糖,易溶于水,稍溶于乙醇,不溶于乙醚。
分子式:C6H12O6结构简式:CH2OH(CHOH)4CHO实验式:CH2O官能团:醛基(—CHO)、羟基(—OH)葡萄糖是一种多羟基醛,属醛糖。
(2)果糖果糖是最甜的糖,广泛分布于植物中,在水果和蜂蜜中含量较高。
纯净的果糖为无色晶体,熔点为103~105℃,它不易结晶,通常为黏稠性液体,易溶于水、乙醇和乙醚。
分子式:C6H12O6结构简式:CH2OH(CHOH)3COCH2OH官能团:酮基(CO)、羟基(—OH)果糖是一种多羟基酮,属酮糖。
总结:葡萄糖与果糖互为同分异构体。
2、化学性质(1)葡萄糖与氢气反应CH2OH(CHOH)4CHO+H2 → CH2OH(CHOH)4CH2OH(己六醇)。
(2)葡萄糖与银氨溶液反应CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2OH →CH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+H2O+3NH3。
(3)葡萄糖与氢氧化铜悬浊液反应CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2 → CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O↓+2H2O3、用途(1)葡萄糖是一种重要的营养物质,它在人体组织中,在酶的催化下可直接被人体吸收。