第三章 有机化合物第四节基本营养物质导学案

第三章有机化合物第四节基本营养物质第1课时糖类、油脂、蛋白质的性质一、学习目标：1.说出糖类和蛋白质的特征反应、糖类和蛋白质的检验方法；2.说出糖类、油脂和蛋白质的水解反应、反应条件对水解反应的影响；3.知道糖类、油脂和蛋白质的简单分类、主要性质和用途；二、学习重、难点：1.糖类和蛋白质的特征反应及其检验方法；2.糖类、油脂和蛋白质的水解反应。三、学习过程（预习教材P71~P74，找出疑惑之处）一、基本营养物质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。动物性和植物性食物中的基本营养物质为：糖类、油脂、蛋白质。二、糖类1．糖类的化学组成糖类是由C、H、O三种元素组成的有机物。2．糖类的分类糖类根据其能否水解以及水解产物的多少，可以分为单糖、双糖和多糖等几类。(1)单糖：不能水解成更简单的糖，如葡萄糖、果糖。(2)双糖：由1mol水解生成2mol单糖分子的糖，如蔗糖、麦芽糖。(3)多糖：由1mol水解生成许多摩尔单糖分子的糖，如淀粉、纤维素。思考题1糖类俗称碳水化合物，分子通式为Cn(H2O)m。那么是否符合通式Cn(H2O)m的有机物都属于糖类？答案符合通式Cn(H2O)m的不一定是糖类，如乙酸(C2H4O2)等。三、几种重要的糖类1．葡萄糖和果糖(1)分子结构葡萄糖的结构简式为或CH2OH(CHOH)4CHO，官能团有—OH和—CHO(醛基)。果糖的结构简式为，官能团有—OH和(羰基)。葡萄糖和果糖的分子式都为C6H12O6，但结构不同，它们互为同分异构体。(2)物理性质：葡萄糖是一种白色晶体，有甜味，能溶于水。(3)葡萄糖的特征反应①与新制的Cu(OH)2反应反应条件：加热至沸腾。反应现象：产生砖红色沉淀。该反应常用于医疗上检验糖尿病患者的尿中葡萄糖的含量。②银镜反应反应条件：碱性条件、水浴加热。反应现象：试管内壁产生光亮的银镜。2．蔗糖和麦芽糖分子式都是C12H22O11，但分子结构不同，它们的水解产物也不同，两者互为同分异构体。水解反应的化学方程式分别为：C12H22O11＋H2O――→催化剂C6H12O6＋C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖C12H22O11＋H2O――→催化剂2C6H12O6麦芽糖葡萄糖[特别提醒]因为相同的分子式或通式可以代表不同物质，所以用分子式或通式书写糖类的化学方程式时，要标明糖类物质的名称，以示区别。3．淀粉和纤维素(1)分子组成：淀粉和纤维素的分子式都为(C6H10O5)n。(2)水解反应的化学方程式为(C6H10O5)n＋nH2O――→催化剂nC6H12O6。淀粉(或纤维素)葡萄糖(3)淀粉的特征反应：淀粉遇碘(I2)变蓝，可用于验证淀粉的存在。思考题2淀粉和纤维素的分子通式相同，结构不同，那么它们是否是同分异构体？答案淀粉、纤维素由于组成分子的n值不同，故它们不是同分异构体。四、糖类在生产、生活中的应用糖类既是人类的基本营养物质，又是重要的工业原料。一、油脂1．结构特点油脂是由多种高级脂肪酸[如硬脂酸(C17H35COOH)、软脂酸(C15H31COOH)、油酸(C17H33COOH)等]跟甘油生成的甘油酯，其结构式可表示为。思考题1油脂是高分子化合物吗？答案不是。2．分类根据油脂在通常情况下的状态不同，把油脂分为油和脂肪。油脂中的碳链含碳碳双键时，主要是沸点低的植物油；油脂中的碳链均为碳碳单键时，主要是高沸点的动物脂肪。3．油脂的物理性质油脂的密度比水小，触摸时有明显的油腻感。油脂不溶于水，易溶于有机溶剂。4．油脂的化学性质(1)油脂的加成反应碳链中含碳碳双键的植物油，可以发生与乙烯类似的加成反应(如植物油能使溴水褪色)。(2)水解反应①酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油。②碱性条件下水解——皂化反应，生成高级脂肪酸盐和甘油。5．油脂的用途(1)给人体提供所需要的能量。(2)工业上用于制肥皂等。思考题2质量相等的营养物质中，完全氧化产生能量最高的是什么？答案油脂。二、蛋白质1．组成及结构特点蛋白质的元素组成有C、H、O、N、S、P等，其分子是由多个氨基酸缩水连接而成的高分子。2．化学性质(1)特征反应①蛋白质遇浓HNO3变黄——颜色反应。②灼烧蛋白质有烧焦羽毛的特殊气味。(2)水解：蛋白质在酶等催化剂的作用下可以水解，生成氨基酸。(3)胶体的性质：用一束光照射蛋白质溶液，会产生丁达尔效应。3．用途(1)蛋白质是人类必需的营养物质，成年人每天大约要摄取60～80g蛋白质。(2)动物胶可用于制造照相胶卷和感光纸等。(3)酶——一类特殊的蛋白质，是生物体内重要的催化剂。思考题3一般温度越高，化学反应速率越快。在酶作催化剂的反应中，是不是温度越高，酶的催化作用效果越好？答案不是，酶是一种蛋白质，温度过高会发生变性而失去活性。知识点一、基本营养物质人体必需六大营养物质为______、________、__________、____、__________、________，而______、______、________被称为动物性和植物性食物中的基本营养物质。葡萄糖与果糖、蔗糖与麦芽糖有相同的________，但它们的__________不同，是不同的物质，它们互为____________。淀粉与纤维素分子式中的n值______，二者__________同分异构体。知识点二、糖类、油脂、蛋白质的性质1．糖类和蛋白质的特征反应实验操作实验现象特征反应试管中有__________生成葡萄糖在____、____条件下，能与________反应析出银；在加热条件下，也可与______氢氧化铜悬浊液反应产生__________。应用上述反应可检验葡萄糖马铃薯切片变____色常温下，淀粉遇碘变____色试管中鸡蛋白变____硝酸可使蛋白质变____，称为蛋白质的________，常用此鉴别部分蛋白质。蛋白质也可通过其烧焦时的特殊气味进行鉴别2.糖类、油脂、蛋白质的水解反应加热3～5min后实验现象：________________________________________________________________________。解释：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(1)双糖、多糖的水解反应C12H22O11＋H2O――→催化剂________＋________蔗糖葡萄糖果糖(C6H10O5)n＋nH2O――→催化剂n________淀粉(或纤维素)________(2)油脂的水解反应①酸性条件油脂＋水――→硫酸____________＋____________②碱性条件——皂化反应油脂＋水――→NaOH____________＋____________，此反应又称为皂化反应，工业上常用此反应制肥皂。(3)蛋白质的水解反应蛋白质＋水――→酶________迁移应用知识点一葡萄糖的检验1．医院里检查糖尿病患者的方法是在病人尿液中加入CuSO4和NaOH的混合溶液，加热后产生了砖红色沉淀，说明病人的尿液中含有()A．脂肪B．葡萄糖C．乙酸D．蛋白质2．鉴别蔗糖和葡萄糖溶液，最好的试剂是()A．金属钠B．新制Cu(OH)2悬浊液C．单质碘D．稀硫酸3．某学生做蔗糖的还原性实验，取4mL0.5mol·L－1的CuSO4溶液和4mL0.5mol·L－1的NaOH溶液，将它们混合后滴入1.0mL10%的蔗糖溶液，加热煮沸，结果没有看到砖红色沉淀生成，这是因为()A．蔗糖浓度太浓B．加热时间不够C．CuSO4溶液不够量D．NaOH溶液不够量知识点二淀粉和纤维素的性质4．对于淀粉和纤维素两种物质，下列说法正确的是()A．二者都能水解，且水解的最终产物相同B．二者含C、H、O三种元素的质量分数相同，且互为同分异构体C．它们都是糖类，化学性质相同D．都可用(C6H10O5)n表示，但淀粉能发生银镜反应，而纤维素不能5．青苹果汁遇碘溶液显蓝色，熟苹果能还原银氨溶液，这说明()A．青苹果中只含有淀粉不含糖类B．熟苹果中只含有糖类不含淀粉C．苹果成熟时淀粉水解为单糖D．苹果成熟时单糖聚合成淀粉6．用来证明棉花和淀粉都是多糖的实验方法是()A．放入氧气中燃烧，检验燃烧产物都是CO2和H2OB．放入银氨溶液中微热，都不发生银镜反应C．加入浓硫酸后微热，都脱水而变黑D．分别放入稀酸中煮沸几分钟，用NaOH溶液中和反应后的溶液，再加入新制的Cu(OH)2悬浊液共热，都生成砖红色沉淀知识点三油脂和蛋白质7．下列关于油脂的叙述不正确的是()A．油脂属于酯类B．油脂没有固定的熔、沸点C．油脂是高级脂肪酸的甘油酯D．油脂都不能使溴水褪色8．国际著名血液学杂志《BLOOD》刊载了一条令人振奋的科研成果：中国科学家找到白血病致病元凶——蛋白质Shp­2。下列关于蛋白质Shp­2的说法中正确的是()A．它是高分子化合物B．它在一定条件下能水解，最终生成葡萄糖C．是天然蛋白质，仅由C、H、O、N四种元素组成D．是一种特殊的蛋白质，滴加浓HNO3不发生颜色反应，灼烧时没有任何气味重难点一几种糖的相互关系重难点二淀粉的水解1．原理淀粉在20%H2SO4的作用下，加热发生水解反应，其水解过程是分步进行的，最终水解产物为葡萄糖。其水解过程为(C6H10O5n淀粉――→水解C12H22O11麦芽糖――→水解2C2H5OH＋2CO2↑葡萄糖。2．检验淀粉水解及水解程度的实验步骤实验现象及结论情况现象A现象B结论①溶液呈蓝色未产生银镜未水解②溶液呈蓝色出现银镜部分水解③溶液不呈蓝色出现银镜完全水解特别提醒(1)淀粉的检验，必须直接取水解液加入碘水，不能取中和液，因为碘能与NaOH溶液反应。(2)因反应是用硫酸作催化剂，而银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液的反应的溶液必须呈碱性，所以应先中和再检验。重难点三油脂与矿物油的区别物质油脂矿物油脂肪油组成多种高级脂肪酸的甘油酯多种烃(石油及其分馏产物)含饱和烃基多含不饱和烃基多性质固态或半固态液态具有烃的性质，不能水解具有酯的性质、能水解(油兼有烯烃的性质)鉴别加含酚酞的NaOH溶液，加热，红色变浅加含酚酞的NaOH溶液，加热，红色不变浅特别提醒在进行植物油和矿物油的鉴别时，不要使用溴水或酸性高锰酸钾溶液，因为植物油和矿物油中都可能含有不饱和键，使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色。重难点四酯和油脂的区别和联系酯油脂结构特点由酸与醇反应生成的一类有机物由高级脂肪酸与甘油反应生成的酯化学反应水解水解、氢化联系油脂是一类特殊的酯注意事项(1)酯的范围广，它是由有机酸和醇或无机含氧酸和醇酯化的产物，而油脂只能是高级脂肪酸和甘油酯化的产物。(2)“酯”和“脂”的意义不同，不能混用，酯是烃的一类含氧衍生物；脂是脂肪，是饱和高级脂肪酸与甘油生成的酯；脂是酯中的一部分。重难点五“颜色反应”与“焰色反应”的比较名称颜色反应焰色反应原理蛋白质的特征反应某些金属的性质变化类型化学变化物理变化应用鉴别部分蛋白质鉴别某些金属元素重难点六有机物的检验与鉴别的常用方法1．检验有机物的溶解性通常是加水检验，观察其是否能溶于水。例如，用此法可以鉴别乙酸与乙酸乙酯、乙醇与氯乙烷、甘油与油脂等。2．检验液态有机物的密度观察不溶于水的有机物在水中沉浮情况可知其密度比水的密度小还是大。例如，用此法可鉴别硝酸苯与苯等。3．检验有机物燃烧情况如观察是否可燃(大部分有机物可燃，四氯化碳和多数无机物不可燃)；燃烧时黑烟的多少(可鉴别乙烷和苯)；燃烧时的气味(如鉴别聚氯乙烯、蛋白质)。4．检验有机物的官能团思路为：官能团→性质→方法的选择。常用的试剂与方法见表：物质试剂与方法现象与结论鉴别饱和烃与不饱和烃加入溴水或酸性KMnO4溶液使酸性KMnO4溶液褪色的是不饱和烃鉴别苯与苯的同系物加入酸性KMnO4溶液使酸性KMnO4溶液褪色的是苯的同系物醇加入活泼金属钠(或加入乙酸、浓硫酸