2016中职《化学》（农林牧渔 高教版）课件 第六章 生活中的重要有机物 第一节 糖类

第六章 生活中的重要有机物,糖类、脂肪、蛋白质等有机物既是生物体内重要的营养物质、功能物质、结构物质和遗传物质，也是农业生产的主要产品。如大米、小麦、玉米等农产品中糖类的含量均超过50%；肉、蛋、奶、豆类和干果类产品中蛋白质的含量较高，是机体摄入蛋白质的主要来源；动物的脂肪组织和油料作物的籽粒是油脂的主要来源，是人体重要的供能物质，也是维持生命活动的备用能源物质。 人类在长期的生产实践和社会生活中，还发现了一些有特殊功能的物质，如塑料、橡胶等用作生产材料的高分子物质，磷脂等用作农药的功能性物质，这些物质在生产和生活中作用显著，了解上述物质的组成、结构、性质和功能以及在生产、生活中的应用，具有非常重要的意义。,第六章 生活中的重要有机物,第一节 糖类,第二节 脂类,第三节 蛋白质,第四节 高分子化合物,第五节 杂环化合物与生物碱,第一节 糖类,随着社会进步和人们生活质量的提高，营养膳食越来越成为时尚。膳食纤维可保持消化系统健康，摄取足够的膳食纤维也可以预防心血管疾病、癌症、糖尿病以及其他疾病，因此，膳食纤维越来越受到重视，成为健康饮食的新宠。 人类摄取的大米、面粉等中的主要成分是淀粉，膳食纤维的主要成分是纤维素，它们结构上有什么区别？食草动物为什么能将植物叶、干中的纤维素作为主食？ 从满足动物体正常生理机能的方面，淀粉和纤维素最终都将在生物体内转变成葡萄糖，那么它们转变成葡萄糖的过程和条件有什么区别？ 什么是糖？葡萄糖是一种什么样的糖？有什么性质和用途？,你知道吗？,第一节 糖类,1了解糖类的组成和分类，理解葡萄糖的还原性和用途。2了解蔗糖、麦芽糖的组成，理解其性质和用途。3了解淀粉的结构和用途，理解淀粉的水解和淀粉与碘的反应。4了解纤维素的组成和用途。,教学目标,第一节 糖类,糖类化合物广泛存在于自然界。绿色植物的根、茎、叶、果实和种子所含的葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素，哺乳动物乳汁中的乳糖，肝脏和肌肉中的糖元，遗传物质核酸中的核糖和脱氧核糖等，无一不是糖类物质。,第一节 糖类,一、葡萄糖,（一）糖的组成、分类与功能,糖类化合物也曾被称为碳水化合物。最先发现的这类化合物都是由碳、氢、氧三种元素组成的，且每个分子中的氢原子和氧原子的个数之比恰好是21，都可以用Cn(H2O)m这样的通式来表示。随着化学学科的发展，人们认识到这一名称不能正确反映所有糖类化合物的组成、结构特征，例如，甲醛（HCHO）、乙酸（CH3COOH）、甲酸甲酯（HCOOCH3）等物质分子虽也符合Cn(H2O)m通式，但无论从结构、化学性质、生理功能等方面都与糖类化合相距甚远；而脱氧核糖（C5H10O4）和鼠李糖（C6H12O5）等，虽然不符合Cn(H2O)m通式，但却属于糖类。,第一节 糖类,一、葡萄糖,（一）糖的组成、分类与功能,从结构上看，糖类一般是多羟基醛或多羟基酮，以及能水解生成多羟基醛或多羟基酮的物质。根据分子的结构，糖可以分为单糖、低聚糖和多糖。,第一节 糖类,一、葡萄糖,（一）糖的组成、分类与功能,糖类是绿色植物通过光合作用吸收太阳能，将二氧化碳和水转化而成的产物，是动、植物所需要能量的重要来源。 6CO26H2O C6H12O66O2 单糖是不能水解的多羟基醛和多羟基酮。葡萄糖是最重要的单糖，可不经过消化过程直接被人体吸收。,第一节 糖类,一、葡萄糖,（二）葡萄糖结构特点,按分子中所含官能团的不同，单糖可分为醛糖和酮糖两大类。例如葡萄糖和果糖，它们的分子式都是C6H12O6，其中葡萄糖是醛糖，果糖是酮糖，它们互为同分异构体。按照分子所含碳原子数，单糖又可分为丙糖、丁糖、戊糖等，如含有三个碳原子的醛糖叫丙醛糖（甘油醛），含有三个碳原子的酮糖叫丙酮糖（二羟基丙酮）。,第一节 糖类,一、葡萄糖,（二）葡萄糖结构特点,单糖的链式结构,丙醛糖 戊醛糖 己醛糖 己酮糖 丙酮糖（甘油醛） （脱氧核糖）（核糖） （葡萄糖） （果糖） （二羟基丙酮）,第一节 糖类,一、葡萄糖,（二）葡萄糖结构特点,葡萄糖的环式结构,D葡萄糖 D葡萄糖,第一节 糖类,一、葡萄糖,（三）葡萄糖的性质,葡萄糖（C6H12O6）是一种白色晶体，有甜味，熔点是146 ，易溶于水，难溶于酒精，不溶于乙醚。某些植物果实（如葡萄）中葡萄糖含量丰富，动物血液中的糖类（血糖）也是葡萄糖，糖尿病就是人体血液中葡萄糖含量过高造成的，是人体糖代谢功能病态的一种现象。,1葡萄糖的物理性质,第一节 糖类,一、葡萄糖,（三）葡萄糖的性质,葡萄糖是多羟基醛，分子结构中具有醛基，所以葡萄糖与醛一样，可被托伦试剂和斐林试剂等碱性弱氧化剂氧化。,2葡萄糖的还原性,第一节 糖类,一、葡萄糖,（三）葡萄糖的性质,实验6-1,在1支洁净的试管里加入2 mL 2 % 的硝酸银溶液，向试管中逐渐滴入2 %的稀氨水，边滴边振荡，直至沉淀刚好溶解（所得澄清溶液就是银氨溶液杜伦试剂）。然后再加入2 mL 10 %的葡萄糖溶液，在水浴中加热35 min，观察现象。,第一节 糖类,一、葡萄糖,（三）葡萄糖的性质,实验6-2,在1支洁净的试管里加入10 % 氢氧化钠溶液2 mL，滴加5%硫酸铜溶液45滴。可以观察到淡蓝色沉淀生成。立 即加入10%葡萄糖溶液2 mL，水浴加热，观察现象。 通过实验可以观察到，试管里有砖红色沉淀生成，它是氧化亚铜。,第一节 糖类,一、葡萄糖,葡萄糖是生物体内新陈代谢不可缺少的营养物质，是人类生命活动所需能量的重要来源，在食品、医药工业上可直接使用。口服葡萄糖能迅速增加人体能量、耐力，葡萄糖注射液可用作血糖过低、感冒发烧、头晕虚脱、四肢无力及心肌炎等症的补充液，使用广泛。 正常人血浆中葡萄糖含量为3.896.11mmol/L，尿中一般不含游离葡萄糖，血液或尿中游离葡萄糖含量的测定，是临床常规检验的一个项目，所利用的就是葡萄糖的还原性，是确诊糖尿病的重要依据。 葡萄糖在印染制革工业中也广泛用作还原剂，在制镜工业和热水瓶胆镀银工艺中用葡萄糖作还原剂，是银镜反应在工业生产中的直接应用。,第一节 糖类,一、葡萄糖,想一想：根据单糖的结构，还可以推知单糖的哪些性质？,第一节 糖类,二、蔗糖 麦芽糖 乳糖,2006年4月30日，北京市质量技术监督局发布了奥运会食品安全执行标准和适用原则，要求奥运食品配料表均应按制作食品时加入量的递减顺序逐一列出，不能用“等”的方式表述，以明示食品中的所有配料，达到奥运食品安全保障的目标。 某品牌山楂糕的配料表：山楂、白砂糖、水、山梨酸钾、红曲米（其中山梨酸钾为防腐剂，红曲米为天然色素，该配料表取自有国家QC认证和绿色食品标志的食品标签）。 该配料表中的白砂糖是食糖中质量最好的一种，其颗粒为结晶状，均匀，颜色洁白，甜味纯正，主要成分是蔗糖。,第一节 糖类,二、蔗糖 麦芽糖 乳糖,蔗糖广泛分布于植物界，以甘蔗（含蔗糖质量分数15 %20 %）和甜菜（含蔗糖质量分数16 %26 %）中含量最高。广东、福建、台湾等省和东北地区是我国主要产糖区。日常生活中所食用的白糖、冰糖、砂糖、红糖、绵白糖等主要成分都是蔗糖。 蔗糖是一种二糖。由少数单糖相互脱水所形成的化合物叫低聚糖，如二糖、三糖等。在低聚糖中以二糖为最重要，是由两分子单糖脱去一分子水所形成的，根据分子中两个单糖分子的连接方式可分为还原性二糖和非还原性二糖两大类。自然界中重要的二糖有麦芽糖、蔗糖和乳糖，分子式都是C12H22O11，但三者结构不同，互为同分异构体。,第一节 糖类,二、蔗糖 麦芽糖 乳糖,（一）蔗糖（C12H22O11）,蔗糖是一种无色晶体，熔点180 ，易溶于水，是重要的甜味食物，俗称食糖。蔗糖是由1分子葡萄糖和1分子果糖脱去1分子水而形成的二糖。,第一节 糖类,二、蔗糖 麦芽糖 乳糖,（一）蔗糖（C12H22O11）,取两支洁净的试管，各加入2 mL 10 %的蔗糖溶液，向其中一试管中加入2滴20 %的硫酸溶液并煮沸5 min。然后，向已加入稀硫酸的试管里滴加氢氧化钠溶液，至溶液呈碱性。最后再向两支试管里各加入2 mL 新制的杜伦试剂，在水浴中加热35 min，观察现象。 用新制的斐林试剂代替杜伦试剂做上述实验，观察现象。,实验6-3,第一节 糖类,二、蔗糖 麦芽糖 乳糖,（一）蔗糖（C12H22O11）,通过上述两组实验可以看到，在加入硫酸的试管内壁出现银镜，而另一支试管无变化。说明蔗糖分子结构中不含有醛基，是非还原性二糖；蔗糖在硫酸的催化作用下，发生水解反应，即1分子蔗糖水解生成1分子葡萄糖和1分子果糖，故能与杜伦试剂和斐林试剂发生反应。,蔗糖经水解所得的葡萄糖和果糖的等量混合物称为转化糖。,第一节 糖类,二、蔗糖 麦芽糖 乳糖,（二）麦芽糖（C12H22O11）,麦芽糖是白色晶体，熔点130 165 ，易溶于水，有甜味。 麦芽糖广泛分布在植物的叶及发芽的种子里，尤其是麦芽中含量最多，所以称为麦芽糖，它是甜味食品中的重要糖质原料，是饴糖的主要成分。工业上制麦芽糖是用发芽谷物（主要是大麦）作为淀粉酶的来源，使之作用于淀粉，水解而得。,第一节 糖类,二、蔗糖 麦芽糖 乳糖,（二）麦芽糖（C12H22O11）,麦芽糖与蔗糖在性质上的差别在于，麦芽糖分子结构中含有醛基，是还原性二糖，能直接与杜伦试剂和斐林试剂反应。麦芽糖在硫酸等催化作用下，发生水解反应，即1分子麦芽糖水解生成2分子葡萄糖。,第一节 糖类,二、蔗糖 麦芽糖 乳糖,（三）乳糖（C12H22O11）,哺乳动物的乳汁中都含有乳糖，人乳中含乳糖5 %8 %，牛乳中含乳糖4 %6 %。乳糖是由1分子葡萄糖与1分子半乳糖脱去1分子水所形成的二糖。乳糖为白色粉末，易溶于水，分子中含有醛基，是还原性糖。牛奶变酸是因为其中所含乳糖变成了乳酸之故。,第一节 糖类,二、蔗糖 麦芽糖 乳糖,蔗糖是植物储藏、积累和运输糖分的主要形式。作为食物，蔗糖易于发酵，并可产生溶解牙齿珐琅质和矿物质的物质。它被在牙垢中的某些细菌和酵母作用，在牙齿上形成一层粘着力很强的不溶性葡聚糖，同时产生作用于牙齿的酸，引起龋齿。因此，粘附到牙齿上的食物和粘性甜食等对牙齿甚为有害，必需保持良 好的口腔卫生（少吃含有蔗糖的甜食对防止龋齿有利）。 麦芽糖是一种中国传统怀旧小食，具有金黄光泽、富黏性、软滑可口，古时称为“饴”，也是现在饴糖的主要原料。近年来风靡食品行业的益生元、益生菌，实际上就是低聚异麦芽糖，许多食品中含此营养物质，许多产品都借此概念在市场上获得不小成功。,第一节 糖类,二、蔗糖 麦芽糖 乳糖,实践活动,1. 通过网络或图书馆查询，了解食品添加剂的种类、作用及危害。 2. 到超市中调查饮料、糖果、饼干等几类产品（图6-2），每类小食品中按知名品牌、地方品牌以及是否有绿色食品标志进行再区分。分别列出这些产品标签上配料表中的化学物质，比较不同品牌小食品配料表中化学物质的区别，并根据了解到的食品添加剂知识对小食品特点进行描述？,第一节 糖类,三、淀粉 糖元 纤维素,多糖是由很多个单糖分子通过分子间脱水所形成的糖。自然界存在的多糖组成成分大都是很简单的，如植物贮藏的养分淀粉、动物贮藏的养分糖元、植物的骨架纤维素等都是由葡萄糖组成的，这类由同种单糖组成的多糖，统称为均多糖；也有一些由不同单糖所形成的多糖，统称为杂多糖，例如果胶质、黏多糖和半纤维素等。 多糖虽然由单糖构成，但性质上与单糖或低聚糖有较大差异。多糖没有还原性，没有甜味，不能形成晶体，而且大多数多糖难溶于水，少数能与水形成胶体溶液。,第一节 糖类,三、淀粉 糖元 纤维素,（一）淀粉(C6H10O5)n,淀粉主要存在于植物的种子或块根里，其中谷类含淀粉较多。如大米约含淀粉80 %，小麦约含淀粉70 %，玉米约含淀粉65 %，马铃薯约含淀粉20 %。淀粉是绿色植物光合作用的产品，将太阳能变为化学能，储藏在分子内，在体内再通过淀粉酶及其它一系列酶的作用，经过复杂的过程，最后氧化为二氧化碳及水，释放出能量，供给生命活动所需要的能量。,第一节 糖类,三、淀粉 糖元 纤维素,（一）淀粉(C6H10O5)n,淀粉根据其分子结构，一般可分为直链淀粉和支链淀粉。,直链淀粉 支链淀粉,第一节 糖类,三、淀粉 糖元 纤维素,（一）淀粉(C6H10O5)n,一些粮食中直链和支链淀粉的含量,第一节 糖类,三、淀粉 糖元 纤维素,（一）淀粉(C6H10O5)n,直链淀粉分子中约含有几百个葡萄糖单元，它的相对分子质量从几万到十几万；支链淀粉分子中约含有几千个葡萄糖单元，它的相对分子质量约为几十万。淀粉是一类相对分子质量很大的天然化合物，属于高分子化合物。,第一节 糖类,三、淀粉 糖元 纤维素,（一）淀粉(C6H10O5)n,淀粉是白色、无气味、无味道的无定形粉末状物质。直链淀粉能溶于沸水，支链淀粉不溶于水，在热水里会膨胀，形成胶状淀粉糊。 淀粉不显还原性，不能与斐林试剂等发生反应。但它在催化剂（如酸）存在和加热条件下，可以逐步水解，最后生成还原性单糖葡萄糖。,第一节 糖类,三、淀粉 糖元 纤维素,（一）淀粉(C6H10O5)n,淀粉与碘可以发生非常灵敏的颜色反应，直链淀粉遇碘呈蓝色，支链淀粉遇碘则呈紫红色，实验室中常用于检测淀粉的存在。,第一节 糖类,三、淀粉 糖元 纤维素,（一）淀粉(C6H10O5)n,想一想：生活中，你一定有过这样的体会：在长时间咀嚼馒头和米饭等富含淀粉的食物时，会感到甜味。你知道这是什么原因吗？,第一节 糖类,三、淀粉 糖元 纤维素,（一）淀粉(C6H10O5)n,实践活动 上网或去图书馆查询蜂王浆的主要成分和功能，了解这种天然营养滋补品的功效。蜂王浆组分中的糖类物质，以各种单糖和低聚糖为主，但某些假冒伪劣的蜂王浆中掺杂淀粉，损害消费者的利益。根据淀粉、低聚糖和单糖的性质，如何检验蜂王浆中是否掺杂了淀粉？家中有碘酒的同学，可以亲手试一下？,第一节 糖类,三、淀粉 糖元 纤维素,（二）糖元(C6H10O5)n,糖原广泛存在于人及动物体中，是贮藏物质，又称动物淀粉。在肝及肌肉中含量尤多，又有肝糖原和肌糖原之分。 糖原结构与支链淀粉相似，不同的是组成糖原的葡萄糖单位更多（约6 00012 000个），糖原的分支更多、更短，每一个支链平均含12个葡萄糖单位。 糖原是无色粉末，溶于沸水，遇碘显红色，无还原性。 糖原是动物体能的主要来源，葡萄糖在动物血液中的含量较高时，它就结合成糖原而储存于肝脏中，当血液中含糖量降低时，糖原就分解为葡萄糖供机体以能量。,第一节 糖类,三、淀粉 糖元 纤维素,（三）纤维素(C6H10O5)n,纤维素分子中大约含有几千个葡萄糖单元，它的相对分子质量约为几十万。但结构与淀粉不同，也没有支链型。 纤维素是白色、无气味、无味道的物质，不溶于水，也不溶于一般的有机溶剂。 纤维素与淀粉一样，不具有还原性，可以水解，但比淀粉困难，在浓硫酸或用稀酸在加压下才能进行水解。水解最终产物是葡萄糖。,第一节 糖类,三、淀粉 糖元 纤维素,（三）纤维素(C6H10O5)n,纤维素是植物细胞壁的主要成分。木材中约含纤维素50%，棉花、麻类中纤维素含量高达97%99%，稻草、玉米秸中含纤维素约30%36%，脱脂棉和定量滤纸差不多是纯粹的纤维素。 一些食草动物如牛、马、羊等可以消化纤维素，这是因为它们的消化道中含有一些微生物，能分泌纤维素分解酶而可以将纤维素分解为低聚糖和葡萄糖。由于人体中无足够的可消化