必修二化学第三章-第四节基本营养物质

第四节基本营养物质1.知道糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质。(重点)2．了解与人类生命、营养、健康密切相关的知识。3．认识糖类、油脂、蛋白质在日常生活中的应用。基本营养物质阅读教材P78至P79第2段内容，完成以下问题。1．种类食物中的营养物质主要包括：糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐和水，其中，糖类、油脂、蛋白质为动物性和植物性食物中的基本营养物质。2．组成元素糖类、油脂、蛋白质组成的共同元素为C、H、O，蛋白质除含有上述几种元素外还含有N、S、P等元素。3．糖类的分类及代表物代表物代表物的分子式代表物间的关系单糖葡萄糖、果糖C6H12O6同分异构体双糖蔗糖、麦芽糖C12H22O11同分异构体多糖淀粉、纤维素(C6H10O5)n不属于同分异构体4．油脂和蛋白质的组成与分类元素组成代表物代表物分子油脂油C、H、O植物油不饱和高级脂肪酸甘油酯脂动物脂肪饱和高级脂肪酸甘油酯蛋白质C、H、O、N、S、P等酶、肌肉、毛发等氨基酸连接成的高分子【思考】葡萄糖与果糖，蔗糖与麦芽糖互为同分异构体，淀粉与纤维素也是同分异构体吗？为什么？【提示】淀粉与纤维素虽然均可表示为(C6H10O5)n，但由于n的取值不同，故二者分子式不同，不是同分异构体。糖类、油脂、蛋白质的性质阅读教材P79第3段到P80[二、糖类、油脂、蛋白质在生产、生活中的作用]以上内容，完成下列问题。1．糖类和蛋白质的特征反应2．糖类、油脂、蛋白质的水解反应(1)糖类的水解反应①蔗糖水解：蔗糖水解的化学方程式为：C12H22O11(蔗糖)＋H2O――→催化剂C6H12O6(葡萄糖)＋C6H12O6(果糖)。②多糖水解：淀粉(或纤维素)水解的化学方程式为：(C6H10O5n淀粉＋nH2O――→催化剂△nC6H12O6葡萄糖(2)油脂油脂在碱性条件下的水解，又叫皂化反应。(3)蛋白质的水解反应蛋白质――→酶氨基酸。【判断】1．某溶液中加入少量淀粉后呈蓝色，则该溶液中含有I－。(×)2．可用碘水检验淀粉水解是否完全。(√)3．蛋白质水解的最终产物为氨基酸。(√)4．油脂在酸性条件下水解与在碱性条件下水解产物完全相同。(×)糖类、油脂、蛋白质在生产、生活中的作用阅读教材P80[二、糖类、油脂、蛋白质在生产、生活中的作用]至P82[科学视野]以上内容，完成以下问题。1．糖类物质的主要作用2．油脂的主要作用(1)产生能量最高的营养物质。(2)人体中的脂肪是维持生命活动的一种备用能源。(3)能保持体温和保护内脏器官。(4)增加食物的滋味，增进食欲，保证机体的正常生理功能。3．蛋白质的主要作用(1)蛋白质存在于一切细胞中，组成人体蛋白质的氨基酸有必需和非必需之分，必需氨基酸共8种，非必需氨基酸共12种。(2)蛋白质是人类必需的营养物质。(3)蛋白质在工业上也有广泛的用途。动物的毛和蚕丝的成分都是蛋白质，它们是重要的纺织原料。(4)酶是一种特殊的蛋白质，是生物体内重要的催化剂。【连线】将下列营养物质在人体中的作用用短线连接起来。营养物质人体中的作用①纤维素a．保持体温、保护内脏器官②油脂b．加强胃肠蠕动③蛋白质c．人体内重要催化剂④酶d．必需营养物质【答案】①—b②—a③—d④—c葡萄糖的分子结构与性质1.分子结构2．化学性质(1)醛基()的性质化学反应现象醛基与银氨溶液反应产生光亮银镜与新制Cu(OH)2悬浊液反应产生砖红色沉淀与酸性KMnO4溶液溶液褪色(2)羟基的性质(类似乙醇)①与金属钠反应放出H2。1mol葡萄糖与足量钠反应放出H22.5mol。②酯化反应。1mol葡萄糖能与5mol乙酸发生酯化反应。(3)完全氧化：C6H12O6＋6O2――→一定条件6CO2＋6H2O该反应放出热量，以维持人体生命活动所需能量。【活学活用】1．葡萄糖的结构简式为CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO其对应的性质中不正确的是()A．与钠反应放出氢气B．可与乙酸发生酯化反应C．能发生银镜反应D．可使小苏打溶液冒出气泡【解析】葡萄糖含有羟基，故能与钠反应放出氢气，与乙酸发生酯化反应；含有醛基，能发生银镜反应；无羧基，所以不与NaHCO3反应，D错误。【答案】D油脂、蛋白质的组成与性质1.油脂的结构表示为，其中R1、R2、R3代表饱和烃基和不饱和烃基，它们可以相同，也可以不同。2．油脂是混合物，没有固定的熔、沸点。3．油(植物油脂)的主要成分是不饱和高级脂肪酸甘油酯，通常呈液态；脂肪(动物油脂)的主要成分是饱和高级脂肪酸甘油酯，通常呈固态。4．油脂的密度比水的小，不溶于水，易溶于有机溶剂。5．“油脂”是高级脂肪酸与甘油()形成的酯，不能将“油脂”书写成“油酯”。常见高级脂肪酸如硬脂酸(C17H35COOH)，软脂酸(C15H31COOH)，油酸(C17H33COOH)。6．天然蛋白质水解的最终产物是各种α­氨基酸。7．利用蛋白质的颜色反应可鉴别部分蛋白质，颜色反应属于化学变化。【活学活用】2．下列说法不正确的是()A．蛋白质水解的最终产物是氨基酸B．米饭在咀嚼时产生甜味的原因是淀粉的水解C．油脂是人体必需的营养物质之一D．工业上常利用蛋白质的皂化反应来制取肥皂【解析】A项，蛋白质水解最终的产物为氨基酸；B项，淀粉在唾液中酶的作用下水解生成葡萄糖；C项，油脂是人体必需的营养物质；D项，工业上利用油脂的皂化反应来制取肥皂，而不是蛋白质的皂化反应，D错误。【答案】D预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中：问题1问题2问题3问题4淀粉水解程度的判断[探究背景1]为检验淀粉水解程度的大小，设计实验步骤如下：[探究问题1]1．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溶液中和掉催化剂H2SO4后，才能加入新制Cu(OH)2进行后续实验。2．实验时能否在中和液中直接加入碘检验是否存在淀粉？【提示】不能。因为I2与NaOH发生反应，故无法检验淀粉的存在。3．根据实验，完成下表：情况现象A现象B结论①未水解②部分水解③完全水解【提示】情况现象A现象B结论①溶液呈蓝色无砖红色沉淀未水解②溶液呈蓝色产生砖红色沉淀部分水解③溶液不呈蓝色产生砖红色沉淀完全水解油脂、蛋白质性质的应用[探究背景2][探究问题2]1．油脂和蛋白质都是天然高分子化合物吗？【提示】蛋白质是天然高分子化合物，油脂虽然相对分子质量较大，但比高分子化合物要小得多，油脂不属于高分子化合物。2．能否用植物油萃取溴水中的溴？【提示】不能。植物油含有不饱和键，能与溴发生加成反应。3．怎样用实验法来鉴别植物油和矿物油？【提示】矿物油为各种烃的混合物，不溶于水。植物油属于酯类，在碱性条件下可以完全水解生成水溶性的高级脂肪酸盐和甘油。因此可以各取少量加入滴有酚酞的NaOH溶液中，水浴加热。一段时间后若液体依然分层且不褪色，证明是矿物油，若液体不分层且褪色，证明是植物油。4．如何用简单的方法鉴别纺织品是棉制品还是羊毛制品？【提示】棉制品的主要成分为纤维素，羊毛制品的主要成分为蛋白质。可用灼烧法来鉴别，燃烧后有烧焦羽毛气味的是羊毛制品。糖类、油脂、蛋白质水解的综合应用糖类、油脂和蛋白质都是人体基本营养物质，请回答下列问题：(1)在试管中加入0.5g淀粉和4mL20%的H2SO4溶液，加热3min～4min，然后用碱液中和试管中的H2SO4溶液。①淀粉完全水解生成的有机物分子式为________。②若要检验淀粉已经发生了水解，可取少量上述溶液加入________(填试剂的名称)，加热后再根据实验现象判断；若要检验淀粉没有完全水解，可取少量上述未加碱中和的溶液加入几滴碘溶液，应观察到_____________________________________________。(2)油脂在人体内通过水解生成________和丙三醇，再氧化分解，为人体提供能量。(3)蛋白质在人体内水解的最终产物是氨基酸，氨基酸的通式可表示为，据此可推知氨基酸既可以与________反应，又可以与________反应。【思路点拨】①酯类――→水解酸＋醇②油脂――→水解高级脂肪酸＋甘油③蔗糖――→水解葡萄糖＋果糖④淀粉(纤维素)――→水解葡萄糖⑤蛋白质――→水解氨基酸【解析】(1)淀粉水解的最终产物为葡萄糖，分子式为C6H12O6，因此可用银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液检验葡萄糖，从而证明淀粉已发生水解，而加入碘后溶液变蓝，说明淀粉未完全水解。(2)油脂水解的最终产物为高级脂肪酸和丙三醇。(3)蛋白质水解的最终产物为氨基酸，可简写为。既具有碱性基团(—NH2)，又具有酸性基团(—COOH)，据此可推知具有两性，既可以与酸反应，又可以与碱反应。【答案】(1)①C6H12O6②银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液溶液变蓝(2)高级脂肪酸(3)酸碱1．糖尿病患者的糖代谢功能紊乱，以高血糖为主要标志。血糖是指血液中的葡萄糖，下列有关说法中不正确的是()A．葡萄糖分子可表示为C6(H2O)6，则每个葡萄糖分子含有6个H2OB．葡萄糖与果糖互为同分异构体C．糖尿病人尿糖较高，可用新制的氢氧化铜来检测病人尿液中的葡萄糖D．淀粉水解的最终产物是葡萄糖【解析】A项，葡萄糖分子中不存在H2O分子；B项，葡萄糖和果糖分子式相同，结构不同，两者互为同分异构体；C项，葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀；D项，淀粉水解的最终产物是葡萄糖。【答案】A2．下列有关油脂的叙述中，不正确的是()A．油脂没有固定的熔点和沸点，所以油脂是混合物B．油脂是由高级脂肪酸和甘油所生成的酯C．油脂是酯的一种D．油脂都不能使溴水褪色【解析】纯净物有固定的熔、沸点，油脂没有固定的熔、沸点，所以是混合物。油脂是酸与醇作用的产物，属于酯类。油脂结构中的烃基有些是不饱和的，具有双键，可使溴水褪色。【答案】D3．关于蛋白质的叙述中，错误的是()A．蛋白质是一种高分子化合物B．蛋白质是一种基本营养物质C．灼烧某白色纺织品有烧焦羽毛的气味，则可说明此纺织品不是人造丝D．人的皮肤上不慎沾染浓硝酸后变黄色是物理变化【解析】蛋白质是由氨基酸连接成的高分子，A项正确；蛋白质、油脂、糖类是食物中的基本营养物质，B项正确；灼烧蛋白质会产生烧焦羽毛的气味，而人造丝的主要成分是纤维素，所以可以说明，C项正确；蛋白质的颜色反应是化学变化，D项错误。【答案】D4．下列营养物质在人体内发生的变化及其对人生命活动所起的作用叙述不正确的是()A．淀粉――→水解葡萄糖――→氧化CO2和H2O(释放能量，维持生命活动)B．纤维素――→水解葡萄糖――→氧化CO2和H2O(释放能量，维持生命活动)C．油脂――→水解甘油和高级脂肪酸――→氧化CO2和H2O(释放能量，维持生命活动)D．蛋白质――→水解氨基酸――→合成人体所需的蛋白质(人体生长发育)【解析】淀粉在人体中酶的作用下水解，最终生成葡萄糖，葡萄糖在细胞中被氧化生成CO2和H2O的同时释放能量，维持生命活动；人体中没有水解纤维素的酶，纤维素在人体中不能水解，纤维素的作用是加强肠胃蠕动，有通便功能；油脂在脂肪酶的作用下水解生成甘油和高级脂肪酸，然后分别氧化生成CO2和H2O的同时释放能量，维持生命活动；蛋白质在人体蛋白酶的作用下水解生成各种氨基酸，氨基酸被人体吸收后，重新合成人体需要的蛋白质。【答案】B5．大豆含有大量的蛋白质和脂肪，由大豆配制出来的菜肴很多，它是人体所需营养中的重要补品，我们几乎每天都要食用豆制品。请回答下列问题：(1)我们所吃的豆腐是一种________(填序号)。A．蛋白质凝胶B．纯蛋白质C．脂肪D．淀粉(2)我们食用的大豆，最终补充给人体的主要成分是________(填序号)。A．氨基酸B．蛋白质C．油脂D．糖类(3)天然蛋白质水解的最终产物是________________。请以甘氨酸()为例，'写出其与NaOH溶液反应的化学方程式____