1、第2课时 油脂 蛋白质 必备知识自主学习 一、油脂和蛋白质的组成和作用 1.油脂和蛋白质的组成 类别 组成元素 代表物 代表物分子组成 油 脂 油 _ 植物油 _高级脂肪酸甘油酯 脂 _ 动物脂肪 _高级脂肪酸甘油酯 蛋白质 _ _等 _、肌肉、毛发等 _连接成的高分子 C、H、O 不饱和 C、H、O 饱和 C、H、O、N、S、P 酶 氨基酸 2.油脂、蛋白质在生产、生活中的作用(1)油脂在生产、生活中的应用 油脂是产生_最高的营养物质,在人体内发生氧化反应释放能量;有保持_和保护内脏器官的作用;能增加食物的滋味,保证机体的正常生理功能。(2)蛋白质在生产、生活中的应用 蛋白质存在于一切细胞中
2、,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_种,非必需氨基酸共12种。蛋白质是人类必需的营养物质。动物的毛和蚕丝的成分都是_,它们是重要的纺织原料。酶是一类特殊的_,是生物体内重要的_。能量 体温 8 蛋白质 蛋白质 催化剂 【自主探索】(1)(知识关联)油脂没有固定的熔、沸点,属于纯净物还是混合物?提示: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。(2)油脂的状态与油脂的分子结构有何关系?提示:当油脂的分子结构中碳链上含有碳碳双键时,主要是低沸点的植物油;当油脂的分子结构中碳链为碳碳单键时,主要是高沸点的动物脂肪。(3)(教材二次开发)教材中描述“蛋白质是细胞
3、结构里复杂多变的高分子化合物”。油脂同为基本营养物质,是否也是高分子化合物?提示:油脂的相对分子质量较小,不属于高分子化合物。二、油脂和蛋白质的化学性质 1.油脂的化学性质 油脂在碱性条件下的水解,又叫_反应。皂化 2.蛋白质的化学性质(1)水解反应。蛋白质 _。(2)特征反应。氨基酸 【自主探索】(1)(知识关联)人们经常用热的纯碱溶液洗涤炊具上的油污,其原理是什么?提示:炊具上的油污一般是油脂,它属于酯类物质,不溶于水,在碱性条件下水解生成易溶于水的高级脂肪酸盐和甘油。纯碱水溶液呈碱性,并且温度越高,碱性越强,因此用热的纯碱溶液洗涤炊具上的油污效果更好。(2)如何用简单的方法鉴别纺织品是棉
4、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。(3)(情境思考)市场上有一种加酶洗衣粉,即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶,这些酶制剂不仅可以有效地清除衣物上的污渍,而且对人体没有毒害作用,并且这些酶制剂及其分解产物能够被微生物分解,不会污染环境。加酶洗衣粉为什么去污能力强?哪些衣物不能用加酶洗衣粉洗涤?提示:加酶洗衣粉的催化活性很强,衣服的汗渍及人体排放的蛋白质油渍遇到它,皆能发生水解反应除去。毛织品、蚕丝织品主要成分是蛋白质,加酶洗衣粉能使蛋白质水解,所以含有蛋白质的衣服不能用加酶洗衣粉洗涤。关键能力合作学习
5、 知识点一 油脂的分子结构和性质 1.常见的高级脂肪酸及甘油的结构特点(1)常见的高级脂肪酸 硬脂酸(C17H35COOH:饱和酸)。软脂酸(C15H31COOH:饱和酸)。油酸(C17H33COOH:不饱和酸)。(2)甘油即丙三醇,结构简式为 ,1 mol油脂水解时消耗3 mol水或 氢氧化钠。2.油脂的分子结构 3.油脂与溴水的反应(1)植物油的分子中含有碳碳双键,能与溴水中的溴发生加成反应而使溴水褪色;(2)固态动物脂肪的分子中不含有不饱和键,不能与溴水中的溴发生加成反应,又因是固态物质,不能萃取溴水中的溴,即不能使溴水褪色。4.油脂的水解反应(1)酸性或酶的作用下水解 油脂在人体中(在
6、酶的作用下)水解,生成高级脂肪酸和甘油,被肠壁吸收,作为人体的营养物质。(2)碱性水解(皂化反应)油脂在碱性(NaOH)条件下的水解反应中生成的高级脂肪酸的钠盐是肥皂的主要成分。所以将油脂在碱性条件下的水解反应称为皂化反应。注意:酸或碱均可催化酯的水解反应,但碱能使水解反应趋于完全。【合作探究】(1)属于油脂吗?为什么?(宏观辨识与微观探析)提示:不属于油脂;原因是该物质是甘油和乙酸形成的酯,而乙酸不属于高级脂肪 酸。(2)油脂水解在酸性和碱性条件下水解的共同产物是什么?(宏观辨识与微观探析)提示:甘油。油脂是高级脂肪酸甘油酯,水解均能生成甘油。(3)(思维升华)如何判断油脂皂化反应进行完全?
7、(科学探究与创新意识)提示:可以从是否分层来辨别,皂化反应未完全,则酯类和溶液分层,若皂化反应进行完全,则不会观察到分层现象。(4)(情境应用)地沟油最大的来源为城市大型饭店下水道的隔油池,长期食用可能会引发癌症。将地沟油和汽油分别加入溴水并振荡、静置液体分层,现象有何不同?(科学探究与创新意识)提示:上下两层均无色的是地沟油,上层有色,下层无色的是汽油。地沟油中含有碳碳双键,会和溴水中的溴发生加成反应,汽油与溴水不反应,但会萃取溴水中的溴。【典例示范】【典例】(原创题)下列有关油和脂肪的叙述中,正确的是()A.植物油和矿物油均不能使溴水褪色 B.油脂属于酯类,没有固定的熔沸点 C.油脂的水解
8、反应叫皂化反应 D.由反应后反应液使石蕊试液变红色可以判断皂化反应基本完成【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)油脂属于酯类,天然油脂是混合物。(2)植物油中含有碳碳双键。【母题追问】(1)植物油和矿物油是否可以用蒸馏水鉴别?提示:植物油和矿物油均不溶于水,密度都小于水,所以不能用水区分。(2)油脂和矿物油都属于混合物,这种说法是否正确?提示:正确。油脂属于多种高级脂肪酸的甘油酯组成的混合物,矿物油属于多种烃组成的混合物。【规律方法】油脂和矿物油的比较 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
9、 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 【素养训练】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:下列叙述错误的是()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】选C。制备生物柴油的动植物油脂及短链醇可以再生,A项正确;生物柴油为不同酯类组成的混合物,B项正确;动植物油脂为高级脂肪酸的甘油酯,不是高分子化合物,C项错误;“地沟油”中含有油脂,可以用于制备生物柴油,D项正
10、确。知识点二 蛋白质的性质 1.蛋白质的性质(1)水解反应。在酶的作用下,蛋白质最终水解生成氨基酸。(2)颜色反应。某些具有苯环结构的蛋白质遇浓硝酸变性,产生黄色不溶物。(3)盐析。少量Na2SO4、(NH4)2SO4可促进蛋白质的溶解,浓的无机盐溶液可降低蛋白质的溶解度,盐析是可逆的。常用此性质净化提纯蛋白质。(4)蛋白质的变性。蛋白质在受热、紫外线、强酸、强碱、重金属盐、某些有机物等条件下发生变性,蛋白质的变性是不可逆的。2.鉴别蛋白质的两种方法 方法一:利用颜色反应 鉴别蛋白质可利用蛋白质的颜色反应,即有些蛋白质遇到浓硝酸变黄。方法二:灼烧 蛋白质灼烧时产生特殊的气味,即烧焦羽毛的气味。
11、【合作探究】(1)使用浓硝酸时不慎溅到皮肤上,皮肤会有什么变化?为什么?(科学探究与创新意识)提示:皮肤变黄色;原因是浓硝酸可以与蛋白质发生颜色反应。(2)(思维升华)所有的蛋白质遇浓硝酸都显黄色吗?(科学探究与创新意识)提示:不是。只有分子中含苯环的蛋白质才有此性质。蛋白质的颜色反应只能用于部分蛋白质的鉴别。(3)蛋白质在酶的作用下能发生水解反应,其水解的最终产物是什么?反应中酶的作用是什么?(科学探究与创新意识)提示:氨基酸;催化剂。(4)(教材二次开发)教材中描述“硝酸可以使蛋白质变黄,称为蛋白质的颜色反应”。此“颜色反应”与钠元素的“焰色反应”有何区别?(科学探究与创新意识)提示:颜色
12、反应是指某些蛋白质的黄蛋白反应,属于化学变化,而焰色反应是指钠、钾等多种金属元素被灼烧时火焰呈现的颜色,属于物理变化。【典例示范】【典例】2018年诺贝尔化学奖获得者为弗朗西斯阿诺德(Frances H.Arnold)、乔治史密斯(George P.Smith)及格雷戈里温特(Gregory P.Winter)爵士。上述三位化学奖得主成功利用基因变化和选择研究出可以解决人类化学问题的蛋白质。关于蛋白质的组成与性质的叙述正确的是()A.蛋白质在酶的作用下水解的最终产物为氨基酸 B.向蛋白质溶液中加入CuSO4、Na2SO4浓溶液,均会使其变性 C.天然蛋白质仅由碳、氢、氧、氮四种元素组成 D.蛋
13、白质、纤维素、油脂都是高分子化合物 【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)蛋白质的变性是化学变化,具有不可逆性。蛋白质的盐析是物理变化,具有可逆性。(2)掌握蛋白质变性和盐析的条件。【解析】选A。蛋白质水解的最终产物为氨基酸,故A正确;向蛋白质溶液中加入Na2SO4浓溶液是轻金属盐,会使其发生盐析而不是变性,故B错误;某些蛋白质还含有S、P等元素,故C错误;蛋白质和纤维素是高分子化合物,油脂不属于高分子化合物,故D错误。【母题追问】(1)鸡蛋白属于蛋白质,用KI溶液能否区分淀粉溶液和鸡蛋白溶液?提示:KI溶液遇淀粉溶液和鸡蛋白溶液均无明显的现象,故不能用来区分两物质。(2)蛋白质溶液中滴加
14、醋酸铅盐溶液,会发生盐析。这种说法是否正确?提示:错误。醋酸铅属于重金属盐,会使蛋白质变性。【规律方法】蛋白质盐析和变性的区别 盐析变性概念蛋白质在某些盐的浓溶液中因溶解度降低而析出蛋白质在加热、酸、碱等条件下性质发生改变而聚沉特征可逆不可逆实质溶解度降低,物理变化结构、性质改变,化学变化条件碱金属、镁、铝等轻金属盐的浓溶液及铵盐溶液加热、强酸、强碱、重金属盐类、紫外线、X射线、甲醛、酒精、苯甲酸等用途提纯蛋白质杀菌消毒 【素养训练】材料一 含绒量是决定羽绒服质量优劣的最重要的指标,按照我国实施的羽绒服新国标,羽绒服的含绒量必须在50%以上,一些不法厂家填充“飞丝”或“人造羊毛”来假冒羽绒,严
15、重损害消费者的利益。“飞丝”是由鸭毛、鹅毛甚至鸡毛经粉碎而成,人造羊毛的主要成分是聚丙烯腈纤维。材料二 三聚氰胺,分子式为C3H6N6,是一种重要的氮杂环有机化工原料,低毒。动物长期摄入三聚氰胺会对生殖、泌尿系统造成损害。食品工业中常常需要检测蛋白质的含量,但是直接测量蛋白质的含量在技术上比较复杂,成本较高,不适合大范围推广,所以业界常常使用一种叫“凯氏定氮法”的方法,即通过测定食品中氮原子的含量来间接推算蛋白质的含量。(1)如何鉴别人造羊毛和鸭绒?提示:灼烧有烧焦羽毛气味的是鸭绒。(2)从化学组成上看,三聚氰胺与蛋白质含有哪些共同元素?三聚氰胺是蛋白质吗?提示:均含有C、H、N元素;三聚氰胺
16、不属于蛋白质。蛋白质是高分子化合物,水解生成氨基酸。三聚氰胺分子式为C3H6N6。(3)不法商家在食品、饲料中添加三聚氰胺的目的是什么?提示:三聚氰胺中含氮量比蛋白质高,在检测中造成蛋白质含量达标的假象。【课堂小结】三言两语话重点 （1）油脂是高级脂肪酸的甘油酯,其结构简式如图。(2)油和脂肪分别是不饱和高级脂肪酸的甘油酯、饱和高级脂肪酸的甘油酯,天然油脂都是混合物,没有固定的熔沸点,油脂不是高分子化合物。(3)油脂的化学性质:油脂在酸或碱的催化作用下可以水解,在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油;在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐和甘油。(4)蛋白质的性质:蛋白质在酶的催化作用下水解生成氨基酸
17、,蛋白质能发生颜色反应,而浓硝酸可以使蛋白质变黄,蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味。课堂检测素养达标 1.2020年全球暴发了大规模的新型冠状病毒肺炎疫情,全世界200多个国家都发现了确诊病例。病毒的组成成分中含有蛋白质。下列对蛋白质的理解中正确的是()A.蛋白质中只含C、H、O三种元素 B.用福尔马林来浸泡生物标本主要是利用蛋白质变性的性质 C.羊毛、头发、血液、细菌、病毒、抗体、棉花的主要成分都是蛋白质 D.若误服重金属盐引起中毒,可喝大量的水进行解毒【解析】选B。蛋白质中含C、H、O、N等元素,故A错误;福尔马林的主要成分是甲醛,可使蛋白质变性,浸泡后久置不腐烂,故B正确;棉花的主要成分是纤
18、维素,故C错误;水中不含有蛋白质,无解毒作用,D错误。2.下列关于油脂的说法不正确的是()A.油脂不溶于水,易溶于有机溶剂 B.油脂在酸性条件下的水解反应称为皂化反应 C.油脂中的碳链含有碳碳双键时,主要是低沸点的植物油 D.植物油通过氢化可以变为脂肪【解析】选B。油脂在碱性条件下的水解反应称为皂化反应,B的说法错误;A、C、D三个选项的说法都正确。3.下列说法正确的是()A.植物油属于酯,脂肪也属于酯 B.酯是纯净物,油脂是混合物,油脂不属于酯 C.所有的脂都属于酯,因而化学上“脂”与“酯”经常混用 D.脂肪是高级脂肪酸的甘油酯,而油不是【解析】选A。植物油和脂肪都是高级脂肪酸的甘油酯,区别
19、在于前者为液态,烃基不饱和程度大,后者为固态,烃基不饱和程度较小,因而A对,D错;油脂属于酯,酯可以是混合物,也可以是纯净物,B错;脂不一定是酯,如树脂不是酯,酯也不一定是脂,如乙酸乙酯不是脂,C错。【加固训练】1.下列说法正确的是()A.油和脂是同系物 B.油和脂是同一类物质 C.油脂兼有酯和烯烃的一些化学性质 D.同碳原子数的油和脂是同分异构体【解析】选B。油脂是油和脂肪的统称。油脂是由多种饱和的或不饱和的高级脂肪酸的甘油酯组成的混合物,其成分属于酯类物质,具有酯的化学性质。只有由不饱和高级脂肪酸跟甘油生成的酯组成的液态油,才兼有酯和烯烃的一些性质。2.美国科学家罗伯特莱夫科维茨和布莱恩克
20、比尔卡因“G 蛋白偶联受体研 究”而获得2012年诺贝尔化学奖,他们将碘的同位素附着到各种激素上,借助放 射学找到一些受体,进一步研究出“G 蛋白偶联受体”发挥的作用和机理,下列 有关说法正确的是()A.放射性同位素 原子核内中子数与质子数的差为78 B.蛋白质是生物体维持生命活动所需能量的主要来源 C.动物蛋白质和植物蛋白质混合摄入,更能增强蛋白质的营养作用 D.“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”其中的“丝”和“泪”化学成分都是 蛋白质 13153 I3.一些不法分子受利益驱动,非法从下水道和泔水中提取“地沟油”,并作为食用油低价销售给一些小餐馆。“地沟油”是一种质量极差、极不卫生的非食用油
21、,它含有毒素,流入江河会造成水体富营养化,一旦食用,会破坏白血球和消化道黏膜,引起食物中毒,甚至致癌。下列说法不正确的是()A.油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯类化合物 B.通过油脂的碱性水解来制肥皂 C.牛油可以使溴的四氯化碳溶液褪色,也可以与氢气发生加成反应 D.地沟油经过一系列加工后,可以转化为生物柴油用作发动机燃料【解析】选C。牛油中不含有碳碳双键,故不能使溴的四氯化碳溶液褪色,也不能与氢气发生加成反应。4.(教材二次开发教材习题改编)将淀粉浆和淀粉酶的混合物放入半透膜袋中,扎好后浸入流动的温水中,经过足够的时间后,取出袋内的液体,分别与碘水、新制Cu(OH)2悬浊液(加热)、浓硝酸(微
22、热)作用,其现象依次是()A.显蓝色;无砖红色沉淀;显黄色 B.不显蓝色;无砖红色沉淀;显黄色 C.显蓝色;有砖红色沉淀;不显黄色 D.不显蓝色;有砖红色沉淀;不显黄色【解析】选B。淀粉浆在淀粉酶作用下经足够长时间后,完全水解为葡萄糖渗透到袋外水中,而淀粉酶是蛋白质,属于高分子化合物,留在袋内,遇浓硝酸显黄色。4.有关物质水解的叙述不正确的是()A.可用碘水检验淀粉水解是否完全 B.油脂在酸性条件下水解与在碱性条件下水解程度不同,但产物完全相同 C.蛋白质水解的最终产物为氨基酸 D.纤维素水解与淀粉水解得到的最终产物相同【解析】选B。A项,因为若淀粉水解不完全,遇到碘水会变蓝,正确;B项,油脂
23、在酸性条件下水解得到高级脂肪酸和甘油,在碱性条件下水解得到高级脂肪酸盐和甘油,产物不完全相同,错误;C项,蛋白质水解的最终产物是氨基酸,正确;D项,纤维素和淀粉水解的最终产物都是葡萄糖,正确。【加固训练】化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法正确的是()A.纤维素、油脂、蛋白质均是天然高分子化合物 B.“地沟油”禁止食用,但可以用来制肥皂 C.聚乙烯能使高锰酸钾溶液褪色 D.棉花、羊毛、蚕丝等天然纤维的成分都是纤维素【解析】选B。油脂不是高分子化合物,A错误;聚乙烯分子中无碳碳双键,不能使高锰酸钾溶液褪色,C错误;羊毛、蚕丝的成分是蛋白质,D错误。【素养新思维】5.有机化合物与人类生活密不可
24、分,生活中的一些问题常涉及化学知识。(1)有下列几种食品:花生油中所含人体所需的主要营养物质为_(填“糖类”“油脂”或“蛋白质”)。吃饭时,咀嚼米饭一会儿后感觉有甜味,是因为淀粉发生了_(填字母)反应。a.分解 b.水解 c.氧化(2)在日常生活中,下列做法错误的是_。a.用燃烧法鉴别毛织品和棉织品 b.用纯碱洗涤锅盖上的油渍 c.用闻气味的方法鉴别白酒和米醋 d.用淀粉溶液鉴别加碘食盐和不含碘的食盐【解析】(1)花生油属于油脂。米饭里的主要营养物质是淀粉,淀粉在酶作用下发生水解得到有甜味的糖。(2)毛织品主要成分为蛋白质,灼烧有烧焦羽毛的气味,a项正确;油渍属于油脂,在碱性条件下可水解,b项正确;闻气味可鉴别白酒和米醋,c项正确;食盐中加入的是KIO3,不是I2,故不能用淀粉溶液鉴别加碘食盐和不含碘的食盐,d项错误。答案:(1)油脂 b(2)d