9_第四節(jié)　基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)

1、高中化學(xué) 必修第二冊(cè) 人教版第四節(jié)基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)1.了解基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其所含官能團(tuán),通過(guò)已經(jīng)學(xué)過(guò)的官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),遷移應(yīng)用學(xué)習(xí)基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的性質(zhì)。2.了解基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的獲取途徑及其在生命活動(dòng)中的作用。3.利用化學(xué)實(shí)驗(yàn),以及“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的思想,認(rèn)識(shí)糖類、油脂和蛋白質(zhì)的性質(zhì)尤其是特征反應(yīng)。 1 |糖類、油脂、蛋白質(zhì)的化學(xué)組成有機(jī)物元素組成代表物代表物分子或組成水溶性糖類單糖C、H、O葡萄糖、果糖C6H12O6可溶二糖麥芽糖、蔗糖C12H22O11可溶多糖淀粉、纖維素(C6H10O5)n油脂油C、H、O植物油不飽和高級(jí)脂肪酸甘油酯難溶脂肪C、H、O動(dòng)物脂肪飽和高級(jí)脂肪酸甘油酯難溶蛋白質(zhì)C

2、、H、O、 N、S等絕大多數(shù)酶、肌肉、毛發(fā)等氨基酸通過(guò)肽鍵等相互連接成的高分子有機(jī)物特征反應(yīng)水解反應(yīng)糖類葡萄糖葡萄糖 有銀鏡產(chǎn)生蔗糖產(chǎn)物為葡萄糖與果糖淀粉遇碘單質(zhì)(I2)變藍(lán)色產(chǎn)物為葡萄糖油脂酸性條件下:產(chǎn)物為甘油、高級(jí)脂肪酸;堿性條件下(發(fā)生皂化反應(yīng)):產(chǎn)物為甘油、高級(jí)脂肪酸鹽蛋白質(zhì)a.有些蛋白質(zhì)遇濃硝酸變黃色b.灼燒有燒焦羽毛的特殊氣味生成氨基酸2 | 兩個(gè)向量的夾角的定義 1.糖類是綠色植物光合作用的產(chǎn)物,是人類重要的能量來(lái)源;葡萄糖是重要的工業(yè)原料,主要用于食品加工、醫(yī)療輸液、合成藥物等;纖維素可用于造紙等。2.油脂是產(chǎn)生能量最高的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),在人體內(nèi)水解后再發(fā)生氧化反應(yīng)釋放熱量;油脂有

3、保持體溫和保護(hù)內(nèi)臟器官的作用;工業(yè)上可用油脂在堿性條件下水解獲得高級(jí)脂肪酸鹽和甘油。3.蛋白質(zhì)是人體必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),在工業(yè)上有很多用途。動(dòng)物的毛、皮,蠶絲可制作服裝。大多數(shù)酶是一類特殊的蛋白質(zhì),是生物體內(nèi)重要的催化劑。3 |糖類、油脂、蛋白質(zhì)的用途易錯(cuò)警示(1)糖分子中的氫、氧原子并不是以水分子的形式存在的。而只是其氫、氧原子個(gè)數(shù)比符合水分子中的氫、氧原子個(gè)數(shù)比。(2)有些糖類中氫、氧原子個(gè)數(shù)比并不是21,如鼠李糖(C6H12O5)。(3)有些符合通式Cn(H2O)m的物質(zhì)并不屬于糖類。如甲醛(HCHO)、乙酸(CH3COOH)、甲酸甲酯(HCOOCH3)等。(4)并不是所有的糖類物質(zhì)都有甜味

4、,如淀粉、纖維素沒(méi)有甜味;而有甜味的物質(zhì)也不一定屬于糖類,如甘油(丙三醇)有甜味,但屬于醇類;糖精很甜,也不屬于糖類。(5)果糖、蔗糖分子中不含醛基,而葡萄糖和麥芽糖分子中含有醛基。(6)糖類不一定能發(fā)生水解。二糖和多糖可以發(fā)生水解,但單糖不能發(fā)生水解。(7)淀粉、纖維素屬于天然高分子化合物,且屬于混合物;葡萄糖、蔗糖、麥芽糖等是小分子化合物。(8)淀粉、纖維素的分子式均可寫(xiě)成(C6H10O5)n,但由于n值不相同,故兩者不能互稱為同分異構(gòu)體。判斷正誤,正確的畫(huà)“”,錯(cuò)誤的畫(huà)“”。1.葡萄糖和果糖是兩種最典型的單糖。前者分子結(jié)構(gòu)中含有多個(gè)羥基和一個(gè)醛基,是一種多羥基醛,具有醇和醛的性質(zhì);后者分

5、子構(gòu)成中也含有多個(gè)羥基,但不含有醛基,而是一個(gè)酮羰基,是一種多羥基酮,具有醇和酮的性質(zhì)()提示:單糖為多羥基酮或多羥基醛,由于含有羥基所以具有醇的性質(zhì)。2.氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位,天然蛋白質(zhì)是由-氨基酸經(jīng)過(guò)分子間脫水而形成的高分子化合物,自然存在的蛋白質(zhì)均為混合物。蛋白質(zhì)的生理功能與其化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)有關(guān),當(dāng)其化學(xué)組成或空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí),其生理功能也隨之發(fā)生變化()提示:天然蛋白質(zhì)完全水解得到的是-氨基酸,而蛋白質(zhì)的生理功能與其化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)有關(guān)。3.淀粉、花生油和雞蛋清都是能發(fā)生水解反應(yīng)的高分子化合物()提示:花生油不屬于高分子化合物。4.羊毛和絲織品為天然蛋白質(zhì),所以使用含酶

6、洗滌劑洗滌羊毛和絲織品時(shí),可能導(dǎo)致衣服變形或者破損()提示:蛋白質(zhì)遇酶可能發(fā)生水解,使用含酶洗滌劑洗滌羊毛和絲織品可能會(huì)使其發(fā)生水解導(dǎo)致衣服變形或者破損。5.淀粉遇到碘單質(zhì)才變成藍(lán)色,而遇到化合態(tài)的碘(如I-、I等)不變色()提示:淀粉遇到碘單質(zhì)才變成藍(lán)色,而遇到化合態(tài)的碘不變色。6.油脂在酸性或堿性條件下,均可發(fā)生水解反應(yīng),其水解程度不同,但水解產(chǎn)物相同()提示:油脂在酸性條件下水解生成高級(jí)脂肪酸和甘油,在堿性條件下水解生成高級(jí)脂肪酸鹽和甘油。7.疫苗一般應(yīng)冷藏,以避免蛋白質(zhì)變性()8.纖維素在人體內(nèi)可水解為葡萄糖,故可用作人體的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)()提示:人體內(nèi)沒(méi)有水解纖維素的酶,因此纖維素在人體內(nèi)

7、不能水解。9.淀粉、纖維素的分子式均可用(C6H10O5)n表示,即分子式相同,所以兩者互為同分異構(gòu)體()提示:淀粉、纖維素是高分子化合物,兩者的n值不相同,均為混合物,所以其分子式并不相同,不互為同分異構(gòu)體。10.棉、麻、羊毛及合成纖維完全燃燒都只生成CO2、H2O及N2()提示:羊毛是天然蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)中除含有C、H、O、N外還可能含有S、P等,燃燒產(chǎn)物不僅僅有CO2、H2O及N2。葡萄糖是人體必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),它產(chǎn)熱快,供能及時(shí),在人體內(nèi)分解完全且不殘留任何有害物質(zhì)。葡萄糖與蛋白質(zhì)形成糖蛋白,與脂肪形成糖脂,是構(gòu)成人體細(xì)胞和神經(jīng)組織的重要物質(zhì)。特別值得一提的是,葡萄糖在人體內(nèi)代謝后,產(chǎn)生的

8、葡萄糖醛酸有重要的解毒作用。淀粉也是一種重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),在人體內(nèi)通過(guò)水解能得到葡萄糖。纖維素是一種大分子多糖,由于人體消化道內(nèi)不存在分解纖維素的酶,所以纖維素不能在人體內(nèi)水解成葡萄糖,但纖維素是一種重要的膳食纖維。1|糖類性質(zhì)及淀粉水解程度的判斷問(wèn)題1.人生病時(shí)一般不能正常飲食,醫(yī)生會(huì)給病人注射葡萄糖溶液,這是為什么?提示:葡萄糖是重要的供能物質(zhì),注射葡萄糖溶液可迅速補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng),有利于恢復(fù)體能。2.淀粉在人體內(nèi)水解生成葡萄糖才能被人體吸收。實(shí)驗(yàn)室中檢驗(yàn)淀粉水解及水解程度的實(shí)驗(yàn)步驟如下,完成實(shí)驗(yàn),并思考相關(guān)問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論:情況現(xiàn)象A現(xiàn)象B結(jié)論溶液呈藍(lán)色未產(chǎn)生磚紅色沉淀未水解溶液呈藍(lán)色出現(xiàn)磚紅

9、色沉淀部分水解溶液不呈藍(lán)色出現(xiàn)磚紅色沉淀完全水解(1)在檢驗(yàn)淀粉的水解產(chǎn)物時(shí),為什么不能向水解液中直接加入新制Cu(OH)2?(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)能否在中和液中加入碘水檢驗(yàn)是否存在淀粉?提示:(1)淀粉的水解是用稀硫酸作催化劑,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檢驗(yàn)淀粉水解產(chǎn)物時(shí),需在堿性條件下進(jìn)行,所以需先加入過(guò)量的NaOH溶液中和掉稀硫酸,才能加入新制Cu(OH)2進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。(2)不能。因?yàn)镮2與NaOH發(fā)生反應(yīng),所以無(wú)法檢驗(yàn)淀粉的存在。3.如何以纖維素為原料合成乙酸乙酯?提示:若以纖維素為原料合成乙酸乙酯,其基本思路為在催化劑(稀硫酸)存在條件下,讓纖維素

10、發(fā)生水解,獲得葡萄糖;葡萄糖在酶的作用下,轉(zhuǎn)化為乙醇和CO2;將乙醇氧化成乙酸;由乙醇和乙酸合成乙酸乙酯。糖類的水解(1)水解規(guī)律(2)水解條件:蔗糖、淀粉或纖維素的水解均用稀硫酸作催化劑,并且水浴加熱,除蔗糖水解產(chǎn)物為葡萄糖和果糖外,其余糖類水解產(chǎn)物一般為葡萄糖。(3)書(shū)寫(xiě)二糖、多糖水解反應(yīng)的化學(xué)方程式時(shí),一般要在分子式下面注明名稱。如:C12H22O11+H2O C6H12O6+C6H12O6蔗糖 葡萄糖 果糖(C6H10O5)n+nH2O nC6H12O6淀粉(或纖維素)葡萄糖 蛋白質(zhì)是人和動(dòng)物不可缺少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。人們從食物攝取的蛋白質(zhì),在胃液中的胃蛋白酶和胰液中的胰蛋白酶的作用下,經(jīng)過(guò)

11、水解反應(yīng),生成氨基酸。氨基酸被人體吸收后,再重新結(jié)合成人體所需要的各種蛋白質(zhì)。生命現(xiàn)象跟蛋白質(zhì)有密切關(guān)系,沒(méi)有蛋白質(zhì)就沒(méi)有生命。1965年我國(guó)科學(xué)家在世界上第一次用人工方法合成了具有生命活力的蛋白質(zhì)結(jié)晶牛胰島素,對(duì)蛋白質(zhì)和生命的研究作出了重要貢獻(xiàn)。肥皂的發(fā)現(xiàn)與古埃及皇宮的一個(gè)傳說(shuō)有關(guān)。公元前7世紀(jì)古埃及皇宮中的一名腓尼基廚師不小心將一罐食用油打翻,為避免被他人發(fā)現(xiàn),便用灶爐里的草木灰覆蓋地上的油脂,并將這些浸有油脂的草木灰捧到室外扔掉。之后他將手放到水中,發(fā)現(xiàn)只輕搓幾下,便將手上的油膩洗掉了,甚至還洗掉了以前的老污垢。2|蛋白質(zhì)、油脂的性質(zhì)與應(yīng)用問(wèn)題1.蛋白質(zhì)在酶的作用下能發(fā)生水解反應(yīng),其水解

12、的最終產(chǎn)物是什么?反應(yīng)中酶的作用是什么?提示:氨基酸;催化劑。2.你能用哪些簡(jiǎn)單的方法鑒別淀粉溶液和雞蛋清溶液?提示:滴加碘水,變藍(lán)的是淀粉溶液;滴加濃硝酸,變黃的是雞蛋清溶液;蘸取溶液在酒精燈火焰上灼燒,有燒焦羽毛氣味的是雞蛋清溶液等。3.人們經(jīng)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,不溶于水,在堿性條件下水解生成易溶于水的高級(jí)脂肪酸鹽和甘油。純堿溶液呈堿性,并且溫度越高,堿性越強(qiáng),因此用熱的純堿溶液洗滌炊具上的油污效果很好。油脂、蛋白質(zhì)的性質(zhì)(1)油脂的水解油脂在酸、堿或酶等催化劑的作用下,均可以水解,1 mol油脂完全水解的產(chǎn)物是 1 mol甘油和3

13、 mol高級(jí)脂肪酸(或高級(jí)脂肪酸鹽)。酸性條件下水解油脂在酸性條件下水解,生成高級(jí)脂肪酸和甘油。如:+3H2O +堿性條件下水解(皂化反應(yīng))油脂在堿性溶液中發(fā)生水解反應(yīng)生成的高級(jí)脂肪酸鹽是肥皂的主要成分。所以將油脂在堿性條件下的水解反應(yīng)稱為皂化反應(yīng)。如:+3NaOH +(2)有些油脂分子中含有碳碳雙鍵,能與氫氣等發(fā)生加成反應(yīng)。(3)蛋白質(zhì)鹽析與變性的比較 鹽析變性概念蛋白質(zhì)在某些鹽的濃溶液中因溶解度降低而析出蛋白質(zhì)在某些物理或化學(xué)因素的影響下,性質(zhì)和生理功能發(fā)生改變的現(xiàn)象特征可逆不可逆實(shí)質(zhì)溶解度降低,物理變化結(jié)構(gòu)、性質(zhì)改變,化學(xué)變化條件堿金屬、鎂、鋁等輕金屬鹽的濃溶液及銨鹽溶液等加熱、紫外線、X射線等;強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬的鹽類、甲醛、酒精、苯甲酸等用途提純蛋白質(zhì)殺菌消毒鏈接拓展油脂與健康攝