1、第四节基本营养物质目标导航 1.了解糖类、油脂、蛋白质的组成特点、主要性质。2.了解葡萄糖的分子结构和主要的化学性质。3.知道糖类物质的代表物和糖类的特征反应。4.知道蛋白质的特征反应。5.了解糖类、油脂、蛋白质在日常生活中的应用。1.糖类、油脂、蛋白质的组成和主要化学性质。2.糖类、油脂、蛋白质在日常生活中的应用。激趣诱思预习导引1.食物中的营养物质2.糖类物质的组成及分类葡萄糖和果糖的分子式相同,均为 C6H12O6,而结构式不同,分别为:葡萄糖的结构式果糖的结构式蔗糖和麦芽糖具有相同的分子式,均为 C12H22O11,但却具有不同的结构,所以,蔗糖和麦芽糖互为同分异构体。淀粉和纤维素虽然
2、都可用(C6H10O5)n 表示,但淀粉分子中的“n”比纤维素分子中的“n”小得多,它们分子式不相同,不可互称同分异构体。而且淀粉和纤维素都是混合物,即淀粉(或纤维素)众多的分子中,n 值也是有的相同,有的不同。3.糖类和蛋白质的特征反应实验探究 实验步骤 实验现象 实验结论 葡萄糖 观察葡萄糖样品,取约 2 g 葡萄糖固体加入盛有 5 mL 水的试管中,充分溶解;然后加入新制的氢氧化铜约 5 滴,加热至沸腾,观察并记录现象 生成砖红色沉淀 在加热条件下,葡萄糖可将新制的氢氧化铜还原,生成 Cu2O 淀粉 将碘酒滴到一片土豆(或面包)上,观察并记录现象 土豆片(或面包)变为蓝色 土豆片(或面包
3、)中含淀粉,淀粉遇碘变蓝色 蛋白质 取一小块鸡皮,置于蒸发皿中,滴加 35 滴浓硝酸,在酒精灯上微热,观察并记录现象 鸡皮变黄 浓硝酸能使某些蛋白质变黄 (1)糖类的特征反应。淀粉变蓝。温馨提示淀粉遇碘变为蓝色,“碘”专指“碘单质”。(2)蛋白质的特征反应。预习交流 1“颜色反应”与“焰色反应”有何不同?答案:“颜色反应”与“焰色反应”的区别 变化类型 实质 应用 颜色反应 化学变化 是指某些蛋白质(通常分子内含苯环)遇到浓硝酸变黄。这也是蛋白质的特征反应 鉴别部分蛋白质 焰色反应 物理变化 是指钠、钾等多种金属元素被灼烧时,使火焰呈现某种特定颜色。如钠元素的焰色为黄色,钾元素的焰色为紫色(透
4、过蓝色钴玻璃)鉴别钠、钾等金属元素 4.糖类、油脂、蛋白质的水解反应(1)实验探究蔗糖的水解反应。实验步骤 如下图所示,取 1 mL 20%的蔗糖溶液,加入 35 滴稀硫酸。水浴加热 5 min 后取少量溶液,加氢氧化钠溶液调溶液 pH 至碱性,再加入新制的氢氧化铜,加热煮沸 35 min,观察实验现象 实验操作 实验现象 加入新制的 Cu(OH)2 并加热后,溶液中有砖红色沉淀生成 解释 在催化剂和加热的条件下,蔗糖能水解,生成有还原性的葡萄糖 结论 双糖、多糖在稀酸的催化下,最终水解为葡萄糖或果糖:C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6 蔗糖 葡萄糖 果糖(C6H10O5
5、)n+nH2OnC6H12O6淀粉 葡萄糖 温馨提示要检验双糖、多糖水解产物中的葡萄糖,必须先用碱中和作为催化剂的硫酸,且碱要稍过量。(2)油脂的水解反应。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。蛋白质氨基酸预习交流 2糖类(单糖除外)、油脂、蛋白质都能发生水解反应,其发生水解反应的条件一样吗?答案:不一样,糖类一般是在稀酸存在的条件下发生水解反应,蔗糖的水解一般使用稀硫酸;油脂水解反应的条件为酸或碱催化下加热;蛋白质必须在酶等催化剂作用下才能发生水解反应。5.糖类在生产、生活中的应用预习交流 3从各种糖类的存在状态及其功能,你能说出人体能够直接吸收哪些糖吗?答案:人体的
6、血液中只含有葡萄糖,其他的双糖、多糖只存在于植物组织中。人体每天所需的能量约 75%来自糖类。因此,人体每天摄取的大量双糖、多糖只有水解成葡萄糖,才能够被人体吸收。6.油脂在生产、生活中的重要作用(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。(5)可用来制肥皂。预习交流 4你能从分子结构的角度出发,说出“油”和“脂”的区别吗?答案:“油”是指不饱和高级脂肪酸的甘油酯,“脂”是指饱和高级脂肪酸的甘油酯。7.蛋白质在生产、生活中的重要作用(1)蛋白质存在于一切细胞中,组成人体蛋白
7、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。预习交流 5真丝衣物能够用加酶洗衣粉漂洗吗?答案:不能。真丝衣物制作材料的主要成分是蛋白质,在酶的催化作用下会水解成氨基酸。一、葡萄糖的结构和化学性质知识精要1.分子结构特点2.化学性质葡萄糖是单糖,不能发生水解反应。官能团决定物质的主要化学性质,因此葡萄糖兼有醛基和羟基的性质。(1)醛基的性质。(2)羟基的性质。典题例解【例 1】分别取 1
8、mol 葡萄糖进行下列实验:(1)与足量的金属钠反应,产生的氢气标准状况下的体积是 L。(2)与乙酸反应生成酯,从理论上讲完全酯化需 g 醋酸。(3)若使之全部转化为 CO2 和 H2O,所需氧气的体积在标准状况下为 L,反应的化学方程式为 。(4)与新制的 Cu(OH)2 反应的现象是 。答案:(1)56(2)300(3)134.4 C6H12O6+6O26CO2+6H2O(4)生成砖红色沉淀迁移应用1.葡萄糖的结构简式为CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO,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.可与小苏打溶液反应,产生气泡
9、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项错误。答案:D2.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,二者互为同分异构体;C 项,葡萄糖与新制的Cu(OH)2 反
10、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:A3.(1)在蔗糖中加入浓硫酸,用玻璃棒搅拌,产生的现象是 ,原因是 。浓硫酸的作用是。(2)在蔗糖溶液中加入稀硫酸并加热,反应的化学方程式为 ,稀硫酸的作用是 。(3)向(2)溶液中加入新制的 Cu(OH)2,加热未见砖红色沉淀,其原因是 。解析:蔗糖在浓硫酸中脱水炭化,放出大量的热,使蔗糖变黑蓬松,同时产生 CO2 和 SO2;蔗糖在稀硫酸中水解生成葡萄糖和果糖;用新制的 Cu(OH)2 检验生成的葡萄糖,需先用氢氧化钠中和掉硫酸,使溶液呈碱性。答案:(1)蔗糖蓬松变黑,有刺激性气体放出 蔗糖在浓硫酸中脱水炭化,放出大量热,使蔗糖
11、变黑蓬松,同时产生 CO2 和刺激性气味气体 SO2 脱水剂(2)C12H22O11蔗糖+H2OC6H12O6葡萄糖+C6H12O6果糖 催化剂(3)水解后溶液中 H2SO4 未被中和,H2SO4 与 Cu(OH)2 反应二、油脂的分子结构和性质知识精要1.分子结构2.化学性质(1)(2)特别提醒 1.油脂的碱性水解才称为皂化反应。2.甘油不属于油脂,属于醇。典题例解【例 2】油脂能够发生的反应有()皂化反应 使酸性 KMnO4 溶液褪色 使溴水褪色 氧化反应 还原反应 加成反应A.B.C.D.解析:由该油脂的结构简式看出,存在不饱和键,故能被酸性高锰酸钾溶液氧化,能与溴、氢气发生加成反应;油
12、脂都能发生碱性条件下的水解反应,即皂化反应。答案:D迁移应用1.下列关于油脂的叙述不正确的是()A.油脂属于酯类,是高级脂肪酸的甘油酯B.天然油脂没有固定的熔、沸点C.油脂在不同条件下水解都能生成甘油D.油脂都不能使溴水褪色解析:油脂是高级脂肪酸的甘油酯,A 项正确。天然油脂为混合物,没有固定的熔、沸点,B 项正确。油脂是高级脂肪酸的甘油酯,在酸性条件下生成高级脂肪酸和甘油,在碱性条件下生成高级脂肪酸盐和甘油,C 项正确。液态的油分子中含有不饱和烃基,与溴发生加成反应,能使溴水褪色,D 项不正确。答案:D2.在一定条件下,动植物油脂与醇反应可制备生物柴油,化学方程式如下:+3ROH短链醇+下列
13、叙述错误的是()A.生物柴油由可再生资源制得B.生物柴油是不同酯组成的混合物C.动植物油脂是高分子化合物D.“地沟油”可用于制备生物柴油解析:油脂不属于高分子化合物,C 选项错误。答案:C淀粉水解程度的实验探究探究思路(1)若淀粉没有水解,没产生葡萄糖,不会发生银镜反应;(2)若淀粉完全水解,已经不存在淀粉,加碘水不会变蓝;(3)若淀粉部分水解,既能发生银镜反应,又遇碘变蓝。探究流程案例体验某同学设计了如下三个实验方案,用以检验淀粉的水解程度,请评价这三个实验方案。方案甲:淀粉溶液水解液溶液变蓝。结论:淀粉未水解。方案乙:淀粉溶液水解液无砖红色沉淀。结论:淀粉未水解。方案丙:淀粉溶液水解液中和液砖红色沉淀结论:淀粉完全水解。答案:(1)甲不正确。原因是未检测是否有葡萄糖。(2)乙不正确。原因是未中和水解液的酸,不能检测出葡萄糖是否存在。(3)丙不正确。原因是证明淀粉发生了水解,是否完全水解还需加 I2 检验淀粉是否存在,如不变蓝,则水解完全。
