基础课时13　糖类和核酸

必备知识

一、糖类的概念及分类

1．概念：糖类是指分子中有两个或两个以上羟基的醛或酮以及水解后可以生成多羟基醛或多羟基酮的有机化合物。

2．组成元素及官能团：糖类由C、H、O三种元素组成，官能团为—OH、—CHO或。

3．分类

判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)糖类一般是多羟基醛或多羟基酮，以及能水解生成它们的物质。               (√)

(2)由于糖类的通式为Cm(H2O)n，所以在它们的分子中，氢和氧的原子个数比一定等于2∶1。                            (×)

二、单糖

1．葡萄糖中醛基的检验

2.葡萄糖与果糖的比较

判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)葡萄糖属于电解质。  (×)

(2)果糖与葡萄糖互为同系物。  (×)

(3)葡萄糖能发生银镜反应。 (√)

三、双糖

1．蔗糖、麦芽糖的结构和化学性质的实验探究

特别提醒：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Cu(OH)2悬浊液，否则实验会失败。

2．水解反应方程式

C12H22O11(麦芽糖)＋H2O2C6H12O6(葡萄糖)，

C12H22O11(蔗糖)＋H2OC6H12O6(葡萄糖)＋C6H12O6(果糖)。

四、多糖

多糖广泛存在于自然界中，是一类天然有机高分子化合物，常见的多糖有淀粉和纤维素。

1．淀粉的水解

2.纤维素的水解

　在检验淀粉水解产物之前，加入氢氧化钠溶液的目的是什么？

提示：中和作为催化剂的硫酸，以免硫酸破坏银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液，从而导致实验失败。

3．淀粉和纤维素的比较

易错警示

糖类判断的误区

(1)大多数糖类的组成可以用通式Cn(H2O)m表示，其中m和n可以相同也可以不同；通式的使用有一定的限度，少数糖类不符合通式，如脱氧核糖(C5H10O4)、鼠李糖(C6H12O5)；少数符合糖类通式的物质不是糖类，如乙酸(CH3COOH)、甲酸甲酯(HCOOCH3)；通式只表明糖类的元素组成，并不反映糖类的结构。糖类分子中并不存在水分子。

(2)判断某物质是否属于糖类，要根据其结构特点，只有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才属于糖类。

(3)葡萄糖和果糖属于单糖不是因为它们分子中碳原子数最少，而是因为不能水解。葡萄糖和果糖是六碳糖，而核糖、脱氧核糖均为五碳糖，分子中碳原子数比葡萄糖和果糖少一个；碳原子数最少的糖为三碳糖，即丙糖。

五、核酸

1．核酸分子的结构层次

2．DNA与RNA的比较

情境探究

情境素材

糖是一种纯天然的营养品，是人体重要的能量输入性能源。合理食用糖会有益于人体的健康。糖是人体必需的营养物质之一，人体总能量的55%～60%来自糖。

淀粉在人体内水解生成葡萄糖才能被人体吸收。实验室中检验淀粉水解及水解程度的实验步骤如下：

合作探究

[问题1]　根据实验现象，可以得出什么结论？

提示：

[问题2]　在检验淀粉的水解产物时，为什么不能向水解液中直接加入新制Cu(OH)2悬浊液？

提示：淀粉的水解是用硫酸作催化剂，水解液显酸性。Cu(OH)2悬浊液在酸性条件下不能存在。用新制Cu(OH)2悬浊液检验淀粉水解产物葡萄糖时，需在碱性条件下进行，所以需先加入过量的NaOH溶液完全中和催化剂H2SO4后，才能加入新制Cu(OH)2悬浊液进行后续实验。

[问题3]　实验时能否在中和液中直接加入碘水检验是否存在淀粉？

提示：不能。因为I2与NaOH发生反应，故无法检验淀粉的存在。

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，为非还原性糖，如蔗糖。

2．水解产物中葡萄糖的检验

(1)水解条件

①蔗糖：稀硫酸(1∶5)作催化剂，水浴加热。

②纤维素：90%的浓硫酸作催化剂，小火微热。

③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。

方法规律

三个重要实验的条件

(1)银镜反应：①水浴加热；②碱性(因为酸会破坏银氨溶液)。

(2)与新制Cu(OH)2悬浊液的反应：①加热煮沸；②碱性[因为酸与Cu(OH)2反应]。

(3)检验淀粉水解是否完全时，要在水解液中加入碘水，不能在加入氢氧化钠溶液后再加碘水。

能力达成

1．关于淀粉和纤维素的下列说法中，不正确的是(　　)

A．两者都能水解且水解的最终产物相同

B．两者实验式相同，通式相同，互为同分异构体

C．两者都属于糖类，与新制Cu(OH)2悬浊液共热都无砖红色沉淀生成

D．两者均属于高分子化合物，淀粉遇I2变蓝色，而纤维素不能

B　[淀粉和纤维素属于多糖，都能水解，且水解的最终产物都是葡萄糖，A正确；淀粉与纤维素的通式均为(C6H10O5)n，但由于n值不同，分子式不同，所以不是同分异构体，B不正确；淀粉和纤维素均无醛基，与新制Cu(OH)2悬浊液不反应，C正确；纤维素遇I2不变蓝色，D正确。]

2．下列实验能获得成功的是(　　)

A．蔗糖溶液中加入稀硫酸，加热，然后加入银氨溶液，水浴加热，有银镜生成

B．在硫酸铜溶液中加入几滴稀NaOH溶液后，加入葡萄糖溶液，煮沸后，有砖红色沉淀析出

C．在淀粉溶液中加入唾液(含淀粉酶)，水浴加热(36 ℃左右)，冷却后加入银氨溶液，再水浴加热，有银镜生成

D．在淀粉溶液中加入稀硫酸，微热后，再加入新制Cu(OH)2悬浊液，无明显现象，说明淀粉没有水解

C　[银镜反应须在碱性环境下进行，应该先加碱中和稀硫酸，再做银镜实验；葡萄糖能与含氢氧化钠的氢氧化铜溶液反应，产生砖红色沉淀，B项NaOH用量太少；C项可成功；D项在加新制Cu(OH)2悬浊液之前应先加NaOH溶液，中和催化剂稀硫酸。]

[借题发挥]

(1)淀粉发生水解时的产物中会有蔗糖吗？

提示：不会。根据淀粉水解的程度，其水解产物可能为麦芽糖或葡萄糖，不会生成蔗糖。

(2)选项D中微热后加入碘水后变蓝，能否说明淀粉没有水解？

提示：不能。加入碘水变蓝，说明还有淀粉，可能没有水解，也可能是部分水解。

知识脉络

随堂测评

1．下列叙述正确的是(　　)

A．糖类物质都是有甜味的

B．凡是由C、H、O三种元素组成的有机化合物都是糖类

C．糖类物质又叫碳水化合物，其分子式可用通式Cm(H2O)n表示

D．糖类一般是指分子中有两个或两个以上羟基的醛或酮以及水解后可以生成多羟基醛或多羟基酮的有机化合物

D　[单糖、低聚糖一般有甜味，多糖(如淀粉、纤维素)没有甜味，故A错误；由C、H、O组成的有机化合物常见的有醇、酚、醛、酸及酯和糖类，故B错误；大多数糖类物质符合碳水化合物的通式，少数糖类物质不符合碳水化合物的通式，如鼠李糖(C6H12O5)，符合碳水化合物通式的也不一定是糖类物质，如乙酸(C2H4O2)，故C错误；D项是糖类概念的正确表述，故D正确。]

2．下列关于蔗糖和麦芽糖的说法中，不正确的是(　　)

A．麦芽糖的相对分子质量是葡萄糖的两倍

B．在纯净的蔗糖溶液中加入银氨溶液，微热，不产生银镜

C．在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

A　[麦芽糖是由两分子葡萄糖脱水形成的，故其相对分子质量不是葡萄糖的两倍。]

3．进行淀粉水解实验，同时检验水解是否完全和水解产物，除加入淀粉和水之外，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．稀硫酸→碘水→NaOH溶液→新制Cu(OH)2悬浊液

C．稀硫酸→NaOH溶液→碘水→新制Cu(OH)2悬浊液

D．稀硫酸→碘水→新制Cu(OH)2悬浊液

B　[要进行淀粉水解实验，首先要加入催化剂稀硫酸；要检验水解是否完全，可在水解后的溶液中加碘水来检验是否还有淀粉；要检验水解产物葡萄糖，可先加NaOH溶液中和H2SO4使溶液呈碱性，再加入新制Cu(OH)2悬浊液来检验葡萄糖，所以B项符合题意。]

4．下列有关核酸的叙述中，正确的是(　　)

A．除病毒外，一切生物都有核酸存在

B．核酸是由C、H、O、N、P等元素组成的小分子有机物

C．核酸是生物的遗传物质

D．组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸

C　[一般地说，病毒由核酸和蛋白质组成，A项不正确；核酸是由C、H、O、N、P等元素组成的有机高分子物质，B项不正确；核酸分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类，其中脱氧核苷酸是DNA的基本单位，D项不正确。]

5．如图为人体在某项生理进程中所发生的化学反应示意图。

(1)图中标有字母的物质中，________代表酶。

(2)如果B代表蔗糖，则C和D各代表_____________________。

(3)下列关于葡萄糖与蔗糖的说法中错误的是________(填字母)。

a．它们的分子式不同，但化学元素组成相同

b．蔗糖能水解，葡萄糖却不能

c．它们是同分异构体

d．葡萄糖是单糖，蔗糖是双糖

[解析]　(1)可以看出，A在反应前后分子结构并未发生改变，而在反应过程中起了促进B转化成C和D的作用，故A代表酶。(2)蔗糖属于双糖，可水解生成葡萄糖和果糖，故C、D代表葡萄糖、果糖。(3)根据所学的化学知识，可判断错误的是c。

[答案]　(1)A　(2)葡萄糖、果糖　(3)c