2018-2019學年高中化學 第3章 有機化合物 第4節(jié) 基本營養(yǎng)物質學案 新人教版必修2.doc

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第四節(jié)　基本營養(yǎng)物質 學習目標：1.了解糖類、油脂、蛋白質的組成。2.掌握糖類、油脂、蛋白質的主要性質。(重點)3.了解糖類、油脂和蛋白質在生活、生產中的應用。 [自 主 預 習探 新 知] 1．基本營養(yǎng)物質的分類及組成元素 2．基本營養(yǎng)物質的代表物的組成 代表物 代表物分子 代表物間的關系 糖 類 單糖 葡萄糖、果糖 C6H12O6 同分異構體 雙糖 蔗糖、麥芽糖 C12H22O11 同分異構體 多糖 淀粉、纖維素 (C6H10O5)n 不屬于同分異構體 油脂 油 植物油 不飽和高級脂肪酸甘油酯 —— 脂 動物脂肪 飽和高級脂肪酸甘油酯 —— 蛋白質 酶、肌肉、毛發(fā)等 氨基酸連接成的高分子 —— 3．基本營養(yǎng)物質性質 (1)糖類的化學性質 葡萄糖的結構簡式為CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO，分子中含有的官能團有羥基(—OH)和醛基(—CHO)(填名稱和簡式)。 果糖的結構簡式為，含有的官能團有羥基(—OH)和羰基()(填名稱和簡式)。 ①特征反應 b．淀粉遇I2變藍。 ②水解反應 a．蔗糖水解的化學方程式為 。 b．多糖水解的化學方程式為 。 (2)油脂的主要化學性質 ①水解反應 ②油的氫化：油在一定條件下與氫氣發(fā)生加成反應生成脂肪。 (3)蛋白質的化學性質 ①水解反應 蛋白質氨基酸。 ②特征反應 4．基本營養(yǎng)物質的應用 (1)糖類在生產、生活中的應用 (2)油脂在生產、生活中的應用 ①油脂是產生能量最高的營養(yǎng)物質，在人體內水解后再發(fā)生氧化反應釋放能量； ②油脂有保持體溫和保護內臟器官的作用； ③油脂能增加食物的滋味，增進食欲，保證機體的正常生理功能； ④工業(yè)上常用油脂來制取肥皂。 (3)蛋白質的作用 ①蛋白質存在于一切細胞中，組成人體蛋白質的氨基酸有必需和非必需之分，必需氨基酸共8種，非必需氨基酸共12種。 ②蛋白質是人類必需的營養(yǎng)物質。 ③蛋白質在工業(yè)上也有廣泛的用途。動物的毛和蠶絲的成分都是蛋白質，它們是重要的紡織原料。 ④酶是一類特殊的蛋白質，是生物體內重要的催化劑。 [基礎自測] 1．判斷對錯(對的打“√”，錯的打“”)。 (1)糖類、蛋白質的組成元素均只有C、H、O(　　) (2)糖類就是有甜味的物質，有甜味的物質就是糖(　　) (3)葡萄糖和果糖的分子式都是C6H12O6，二者互為同分異構體(　　) (4)可用新制氫氧化銅懸濁液檢驗病人是否患有糖尿病(　　) (5)蛋白質水解的最終產物是氨基酸(　　) (6)為了鑒別某白色紡織品的成分是蠶絲還是純棉制品，可選用灼燒的方法進行鑒別(　　) 【答案】　(1)　(2)　(3)√　(4)√　(5)√　(6)√ 2．人造奶油是以氫化的植物油、液體油和動物油為原料，按一定比例與乳化劑、色素、調味劑、強化劑、抗氧化劑、防腐劑等調和而成。 (1)脂肪和油都屬于酯類物質，它們的主要區(qū)別是脂肪常溫下為________體，油常溫下為________體。 (2)將植物油進行氫化時的反應類型是________。 【答案】　(1)固　液　(2)加成反應 [合 作 探 究攻 重 難] 糖類的水解及水解產物葡萄糖的檢驗實驗 (1)實驗操作 (2)實驗現(xiàn)象：加入新制Cu(OH)2懸濁液加熱后有磚紅色沉淀生成。 (3)實驗結論：蔗糖水解生成了葡萄糖。 [問題思考] (1)實驗過程中加稀硫酸，NaOH溶液的目的是什么？ 【提示】　稀硫酸作催化劑，NaOH中和稀H2SO4，使溶液呈堿性。 (2)熱水浴加熱的優(yōu)點是什么？ 【提示】　使試管均勻受熱，便于控制液體的溫度。 (3)為檢驗淀粉水解程度的大小，設計實驗步驟如下： 結合實驗流程探究下列問題： (a)在檢驗淀粉的水解產物時，為什么懸濁液不能向水解液中直接加入新制Cu(OH)2懸濁液？ (b)實驗時能否在中和液中直接加入碘水檢驗是否存在淀粉？ 【提示】　(a)淀粉的水解是用硫酸作催化劑，水解液顯酸性。Cu(OH)2在酸性條件下不能存在。用新制Cu(OH)2懸濁液檢驗淀粉水解產物葡萄糖時，需在堿性條件下進行，所以需先加入過量的NaOH溶液中和掉催化劑H2SO4后，才能加入新制Cu(OH)2懸濁液進行后續(xù)實驗。 (b)不能。因為I2與NaOH發(fā)生反應，故無法檢驗淀粉的存在。 (1)葡萄糖的結構與多重性 (2)糖類水解及其產物檢驗的一般實驗步驟 糖類水解液得出結論 【注意】　加NaOH溶液的目的是除去作催化劑的H2SO4，使溶液呈弱堿性。 (3)糖的水解反應 [對點訓練] 1．糖尿病患者的糖代謝功能紊亂，以高血糖為主要標志。血糖是指血液中的葡萄糖，下列有關說法不正確的是(　　) A．葡萄糖分子可表示為C6(H2O)6，則每個葡萄糖分子含有6個H2O B．葡萄糖與果糖互為同分異構體 C．糖尿病病人尿糖較高，可用新制的氫氧化銅懸濁液來檢測病人尿液中的葡萄糖 D．淀粉水解的最終產物是葡萄糖 A　[A項，葡萄糖分子中不存在H2O分子；B項，葡萄糖和果糖分子式相同，結構不同，二者互為同分異構體；C項，葡萄糖與新制Cu(OH)2懸濁液反應生成磚紅色沉淀；D項，淀粉水解的最終產物是葡萄糖。] 2．下列說法不正確的是(　　) 【導學號：43722191】 A．蔗糖不是淀粉的水解產物 B．蔗糖與麥芽糖互為同分異構體 C．蔗糖和它的水解產物都能發(fā)生銀鏡反應 D．麥芽糖的水解產物能與新制的Cu(OH)2懸濁液發(fā)生反應 C　[蔗糖是自然界產生的，淀粉水解不能產生蔗糖，A項正確。B項正確。蔗糖的水解產物(葡萄糖和果糖)能發(fā)生銀鏡反應，但蔗糖本身不能發(fā)生銀鏡反應，C項錯誤。麥芽糖的水解產物是葡萄糖，能與新制的Cu(OH)2懸濁液發(fā)生反應，D項正確。] 油脂、蛋白質的主要性質 [問題思考] (1)油脂屬于酯嗎？油脂的結構有什么要求？ 【提示】　油脂屬于酯，油脂是高級脂肪酸的甘油酯。 (2)人們經常用熱的純堿溶液洗滌炊具上的油污，其原理是什么？ 【提示】　炊具上的油污一般是油脂，它屬于酯類物質，不溶于水，在堿性條件下水解生成易溶于水的高級脂肪酸鹽和甘油。純堿水溶液呈堿性，并且溫度越高，堿性越強，因此用熱的純堿溶液洗滌炊具上的油污效果更好。 (3)能否用植物油萃取溴水中的溴？為什么？ 【提示】　否，植物油屬于不飽和油脂，與Br2可發(fā)生加成反應。 (4)如何用簡單的方法鑒別紡織品是棉制品還是羊毛制品？ 【提示】　棉制品的主要成分為纖維素，羊毛制品的主要成分為蛋白質?？捎米茻▉龛b別，燃燒后有燒焦羽毛氣味的是羊毛制品。 (5)使用濃硝酸時不慎濺到皮膚上，皮膚會有什么變化？為什么？ 【提示】　皮膚變黃；原因是濃HNO3可與蛋白質發(fā)生顏色反應。 (6)蛋白質在酶的作用下能發(fā)生水解反應，其水解的最終產物是什么？反應中酶的作用是什么？ 【提示】　氨基酸；催化劑。 (7)高溫消毒，重金屬鹽中的毒體現(xiàn)了蛋白質的什么性質？ 【提示】　變性。 (1)常見的高級脂肪酸 ①硬脂酸(C17H35COOH：飽和酸)。 ②軟脂酸(C15H31COOH：飽和酸)。 ③油酸(C17H33COOH：不飽和酸)。 (2)甘油即丙三醇，結構簡式為,1 mol油脂水解時消耗3 mol水或氫氧化鈉。 (3)油脂的分子結構 (4)油脂與溴水的反應 油脂包括液態(tài)的植物油和固態(tài)的動物脂肪，植物油的分子中含有碳碳雙鍵，能與溴水中的溴發(fā)生加成反應而使溴水褪色，固態(tài)動物脂肪的分子中不含有不飽和鍵，不能與溴水中的溴發(fā)生加成反應，又因是固態(tài)物質，不能萃取溴水中的溴，即不能使溴水褪色。 (5)蛋白質的性質 ①水解反應。 在酶的作用下，蛋白質最終水解生成氨基酸。 ②顏色反應——可用鑒別蛋白質。 某些具有苯環(huán)結構的蛋白質遇濃硝酸變性，產生黃色不溶物。 ③鹽析。 少量Na2SO4、(NH4)2SO4可促進蛋白質的溶解，濃的無機鹽溶液可降低蛋白質的溶解度，鹽析是可逆的。常用此性質凈化提純蛋白質。 ④蛋白質的變性。 蛋白質在受熱、紫外線、強酸、強堿、重金屬鹽、某些有機物等條件下發(fā)生變性，蛋白質的變性是不可逆的。 [對點訓練] 4．油脂是植物油與動物脂肪的總稱。油脂既是重要的食物，又是重要的化工原料。油脂的以下性質和用途與其含有的不飽和碳碳雙鍵有關的是(　　) A．工業(yè)生產中，常利用油脂在堿性條件下的水解反應來制取肥皂 B．油脂屬于酯 C．植物油能使溴的四氯化碳溶液褪色 D．脂肪是有機體組織里儲存能量的重要物質 C　[本題要求選出“與含有的不飽和碳碳雙鍵有關的”性質，A、B、D三項是油脂的共性，與結構中是否含有不飽和碳碳雙鍵無關；C項“與Br2加成”是不飽和碳碳雙鍵的特性。] 5．下列關于油脂的敘述中錯誤的是(　　) A．從溴水中提取溴可用植物油作萃取劑 B．用熱的純堿溶液去油污效果更好 C．油脂與氫氣發(fā)生加成反應，可以得到固態(tài)油脂 D．用熱的純堿溶液可區(qū)分植物油和礦物油 A　[植物油中含不飽和鍵可與溴發(fā)生加成反應；溫度越高，純堿溶液的水解程度越大，堿性越強，油污的水解速率越快，去污效果越好；油脂與H2發(fā)生加成反應生成飽和高級脂肪酸甘油酯，沸點較高，常溫下呈固態(tài)；植物油為油脂，在熱堿性溶液中水解，產物均溶于水，而礦物油主要為烴類，不與純堿反應，液體仍為兩層。] 6．關于蛋白質的敘述中，錯誤的是(　　) 【導學號：43722192】 A．蛋白質是一種高分子化合物 B．蛋白質是一種基本營養(yǎng)物質 C．灼燒某白色紡織品有燒焦羽毛的氣味，則可說明此紡織品不是人造絲 D．人的皮膚上不慎沾染濃硝酸后變黃色是物理變化 D　[蛋白質是由氨基酸連接成的高分子，A項正確；蛋白質、油脂、糖類是食物中的基本營養(yǎng)物質，B項正確；灼燒蛋白質會產生燒焦羽毛的氣味，而人造絲的主要成分是纖維素，C項正確；蛋白質的顏色反應是化學變化，D項錯誤。] 7．農業(yè)上用的殺菌劑波爾多液(由硫酸銅和生石灰制成)，它能防治植物病毒的原因是(　　) A．硫酸銅使菌體蛋白質鹽析 B．石灰乳使菌體蛋白質水解 C．菌體蛋白質溶解于波爾多液 D．銅離子和石灰乳使菌體蛋白質變性 D　[波爾多液中含有CuSO4和Ca(OH)2。A項，CuSO4屬于重金屬鹽，使菌體蛋白質變性，錯誤；B項，石灰乳是堿，能使菌體蛋白質變性，錯誤；C項，波爾多液本身并沒有殺菌作用，當它噴灑在植物表面時，由于其粘著性而被吸附在作物表面，細菌在入侵植物細胞時分泌的酸性物質，使波爾多液中少量的堿式硫酸銅轉化為可溶的硫酸銅，從而產生少量銅離子，Cu2＋進入病菌細胞后，使細胞中的蛋白質凝固，使蛋白質變性是防治植物病毒的原理，錯誤；D項，CuSO4屬于重金屬鹽，蛋白質在重金屬鹽或堿性條件下變性，能防治植物病菌，正確。] [當 堂 達 標固 雙 基] 1．下列關于糖類的說法中不正確的是(　　) A．糖類物質是綠色植物光合作用的產物，是動植物所需能量的來源 B．淀粉和纖維素屬于糖類，所以具有甜味 C．蔗糖主要存在于甘蔗和甜菜中 D．葡萄糖可用于醫(yī)療輸液 B　[淀粉和纖維素均屬于糖類，但糖類物質不一定具有甜味。如纖維素沒有甜味。] 2．為證明無還原性的蔗糖水解后的生成物有還原性，可能有如下實驗步驟：①加入稀硫酸；②加入幾滴CuSO4溶液；③加熱；④加入蒸餾水；⑤加入燒堿溶液至堿性；⑥加入新制的Cu(OH)2懸濁液。最佳順序是(　　) A．④①③⑥③　　　　 B．④③①⑥⑤③ C．①③②⑥③ D．④①③⑤⑥③ D　[蔗糖水解生成的葡萄糖具有還原性，可用新制的Cu(OH)2懸濁液檢驗，但蔗糖水解需在酸性條件下，而Cu(OH)2檢驗葡萄糖時需堿性條件，故水解液先加堿至堿性。] 3．下列有關油和脂肪的敘述中，正確的是(　　) A．由不飽和脂肪酸甘油酯組成的油脂稱為油，由飽和脂肪酸甘油酯組成的油脂稱為脂肪 B．油脂屬于酯類，沒有固定的熔沸點 C．油脂的水解反應叫皂化反應 D．由反應后反應液使石蕊試液變紅色可以判斷皂化反應基本完成 B　[A中油是含有較多的不飽和高級脂肪酸甘油酯；脂肪是含有較多的飽和高級脂肪酸甘油酯；C中油脂只有在堿性條件下的水解是皂化反應；D中皂化反應是在堿性條件下進行，不會使石蕊試液變?yōu)榧t色。] 4．區(qū)別棉花和羊毛最簡單的方法是 (　　) A．加稀硫酸后加熱使之水解，檢驗水解產物能否與新制Cu(OH)2懸濁液發(fā)生反應 B．浸入濃硝酸中，觀察其顏色是否變?yōu)辄S色 C．在火中灼燒，聞其是否有燒焦羽毛的氣味 D．通過化學方法測其組成中是否含有硫、氮等元素 C　[棉制品成分為纖維素，屬于糖類；而毛制品的成分主要是蛋白質，區(qū)別它們的最簡單的方法是灼燒，不需要任何藥品。毛制品灼燒時有燒焦羽毛的氣味，而棉制品沒有此氣味。] 5．為了檢驗淀粉水解產物，某學生設計了如下實驗方案： 淀粉液水解液混合液磚紅色沉淀 回答下列問題： 【導學號：43722193】 (1)試劑1是________，作用是 ____________________________________________________________。 (2)試劑2是________，作用是 ____________________________________________________________， 發(fā)生的離子反應為 ____________________________________________________________； 如果實驗過程中沒有加入試劑2而直接加入試劑3，________(填“能”或“不能”)實現(xiàn)實驗目的，若不能，其原因是 ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (3)如何檢驗第①步實驗已基本完成 ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 【解析】　(1)因淀粉水解需用硫酸作催化劑，所以試劑1是稀H2SO4溶液，作催化劑。 (2)因淀粉水解用稀硫酸作催化劑，檢驗葡萄糖時溶液要呈堿性，所以試劑2是NaOH溶液，中和作催化劑的硫酸，反應的離子反應為H＋＋OH－===H2O，使檢驗水解產物的實驗得以順利進行，如果實驗過程中沒有加入試劑2而直接加入試劑3，因為硫酸能溶解Cu(OH)2而使實驗失敗。 (3)因淀粉未完全水解時還有少量的淀粉，而碘能使淀粉變藍，故用碘水檢驗。 【答案】　(1)稀硫酸　起催化作用 (2)NaOH溶液　中和作催化劑的硫酸，使檢驗水解產物的實驗得以順利進行　H＋＋OH－===H2O　不能　硫酸能溶解Cu(OH)2而使實驗失敗 (3)用試管取出少量水解液，加入碘水，若不顯藍色，說明水解反應已基本完成