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第二单元 食品中的有机化合物
第3课时 糖类、蛋白质、氨基酸
专题8　有机化合物的获得与应用
课程标准 核心素养目标
1.能列举糖类、蛋白质等有机化合物在生产生活中的重要应用，结合糖类、蛋白质的主要性质进行简单说明。
2．能从有机化合物及其性质的角度对有关能源、材料、饮食、健康、环境等实际问题进行分析、讨论和评价。 1.(宏观辨识与微观探析)能从官能团的角度认识糖类、蛋白质、氨基酸的组成、结构和性质。
2．(科学探究与创新意识)掌握蛋白质的组成和主要性质，能设计实验探究蛋白质的性质。
3．(科学态度与社会责任)了解糖类、蛋白质在生产、生活中的应用。
一、糖类
1．糖类的组成与存在
物质 葡萄糖 蔗糖 淀粉 纤维素
组成 (C6H10O5)n (C6H10O5)n
颜色、状态 无色晶体 白色晶体 白色粉末 白色固体
水溶性 能溶于水 极易溶于水 难溶于冷水，可溶于热水 不溶于水
C6H12O6
C12H22O11
物质 葡萄糖 蔗糖 淀粉 纤维素
在自然
界的存在 葡萄汁、蜂蜜、带甜味的水果 甘蔗、甜菜等植物体内 植物种子和块根、大米、小麦 植物的细胞壁、棉花、木材
[微点拨]从糖类的组成和原子数的比例来看，有些糖的组成符合Cn(H2O)m，如葡萄糖C6(H2O)6、蔗糖C12(H2O)11等，人们曾称糖类为碳水化合物；但有些糖不符合Cn(H2O)m，如脱氧核糖(C5H10O4)，有些物质如乙酸(C2H4O2)符合Cn(H2O)m，但不属于糖。
2．葡萄糖的特征反应
(1)与银氨溶液反应
操作
现象 在试管壁上生成
实验结论 葡萄糖具有 ，能被弱氧化剂如 氧化，生成
光亮的“银镜”
还原性
银氨溶液
光亮的“银镜”
(2)与新制的氢氧化铜碱性悬浊液反应
操作
实验现象 有 沉淀生成
实验结论 葡萄糖具有 ，能将新制的Cu(OH)2碱性悬浊液
为 的 沉淀
砖红色
还原性
还原
砖红色
Cu2O
[微点拨]①银氨溶液的配制：向AgNO3溶液中滴加氨水至生成的沉淀恰好完全溶解。②葡萄糖与新制的氢氧化铜碱性悬浊液或银氨溶液反应均在碱性条件下进行。
3．淀粉的水解反应
实验探究
实验一：向淀粉溶液中滴加碘水，溶液 。
应用：可用碘水检验淀粉。
变蓝色
实验二：
①实验操作
②实验现象及结论
情况 现象A 现象B 结论
Ⅰ 溶液呈蓝色 未产生砖红色沉淀
Ⅱ 溶液呈蓝色 出现砖红色沉淀
Ⅲ 溶液不变蓝色 出现砖红色沉淀
淀粉未水解
淀粉部分水解
淀粉完全水解
③淀粉水解反应的化学方程式为 。
4．糖类在生产、生活中的应用
(1)淀粉为人体提供能量
淀粉在淀粉酶的作用下，水解生成 ， 在人体组织中缓慢氧化，放出热量，提供生命活动所需要的能量，反应的热化学方程式： 　ΔH＝－2 803 kJ·mol-1。
(2)含淀粉的物质可以用来酿酒，富含纤维素的植物秸秆可以用来制造工业酒精。
葡萄糖转化为酒精的化学方程式为 。
葡萄糖
葡萄糖
C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)
(3)葡萄糖的银镜反应，或与新制的氢氧化铜碱性悬浊液的反应可用于检验葡萄糖的存在，医学上曾用类似的反应来检验病人尿液中葡萄糖的含量是否偏高。
二、蛋白质和氨基酸
1．蛋白质的存在与组成
(1)存在
蛋白质广泛存在于生命体内，是组成 的基础物质。动物的 、
以及在人体新陈代谢中起催化作用的 、运输氧气的 、引起疾病的 和 、抵抗疾病的 中都含有蛋白质。
细胞
肌肉
毛皮
酶
血红蛋白
细菌
病毒
抗体
(2)组成
主要由 、 、 、 、硫等元素组成，是结构非常复杂的高分子化合物。
2．蛋白质的性质
(1)蛋白质的盐析
①概念：某些浓的无机盐溶液可使蛋白质的溶解度 而使其从溶液中 的过程叫盐析。
②条件：浓的轻金属盐溶液或铵盐溶液，如(NH4)2SO4溶液、Na2SO4溶液等。
碳
氢
氧
氮
降低
析出
③特点：盐析是可逆过程，盐析的过程中，蛋白质的 和
没有发生改变。可用来分离、提纯蛋白质。
(2)蛋白质的变性
①概念：在加热、强酸、强碱、重金属盐、紫外线、福尔马林(36%～40%甲醛溶液)的作用下，蛋白质原有的 或 会发生改变，其 也会随之改变，我们把这种变化称为蛋白质的变性。
②蛋白质的变性是 过程，可以利用这一性质进行杀菌消毒。
化学组成
空间结构
化学组成
空间结构
生理功能
不可逆
[微点拨]误食含重金属离子的溶液时，可喝生牛奶或蛋清救治。
氨基酸
②几种常见的氨基酸
甘氨酸(氨基乙酸)： ；
丙氨酸(α-基丙酸)： ；
谷氨酸(α-基戊二酸)： 。
氨基酸分子中均含有 和 两种官能团，氨基连接在离 的氨基酸为α- 氨基酸。
羧基(—COOH)
氨基(—NH2)
羧基最近的碳原子上
③氨基酸的化学性质
3．酶
(1)酶是一种具有 的物质。
(2)绝大多数酶是 。
(3)酶催化作用的特征
①专一性；②高效性；③条件温和。
催化作用
蛋白质
微诊断（判断正误)
(1)糖类是有甜味的物质，有甜味的物质就是糖 (　　　　)
(2) 淀粉与纤维素的分子式相同，它们互为同分异构体(　　　　)
(3) 葡萄糖分子式可表示为C6(H2O)6，则1个葡萄糖分子中含有6个H2O
(　　　　)
(4) 蛋白质在酶的作用下，可直接水解生成各种氨基酸(　　　　)
(5) 可以通过灼烧的方法鉴别真蚕丝和人造丝(　　　　)
×
×
×
×
√
探究一　糖类的结构与性质
[问题探究]
(1)实验室如何配制银氨浴液？
提示：在洁净的试管中先加入硝酸银溶液，再边振荡试管边滴加稀氨水，直到析出的沉淀恰好溶解为止。
(2)葡萄糖与银氨溶液、新制的氢氧化铜悬浊液的反应是在酸性环境还是碱性环境中进行？
提示：反应均在碱性环境中进行。
(3)在盛有4 mL水的试管中加入0.5 g淀粉，水浴加热，再加入银氨溶液，水浴加热，有无银镜出现？
提示：无银镜出现。
(4)在盛有4 mL 20%的H2SO4溶液的试管中加入0.5 g淀粉，水浴加热；再用氢氧化钠溶液中和硫酸。
①取少量水解液加入碘水，溶液是否变为蓝色？
②另取少量加NaOH中和后的溶液，加入银氨溶液，水浴加热，观察到的实验现象是什么？
提示：①加碘水后溶液不变蓝色。②有银镜出现。
(5)由上述实验，你能得出的结论是什么？
提示：在稀硫酸催化作用和加热条件下，淀粉发生水解，生成具有还原性的葡萄糖。
1．葡萄糖所含官能团的性质
(1)葡萄糖的分子结构与性质
(2)醛基的性质(还原性)
化学反应 现象
在碱性、加热条件下与银氨溶液反应 产生光亮的银镜
在碱性、加热条件下与新制的氢氧化铜碱性悬浊液反应 产生砖红色沉淀
加入酸性KMnO4溶液 溶液褪色
(3)羟基的性质(类比乙醇)
①与金属钠反应放出H2
1 mol葡萄糖与足量钠反应放出2.5 mol H2。
②酯化反应
1 mol葡萄糖最多可与5 mol乙酸发生酯化反应。
2．葡萄糖的特征反应的注意事项和应用
(1)银镜反应
①注意事项：做银镜反应时，为了保证能够在试管内壁生成光亮的银镜，需要注意下面几点：
a．选用洁净的试管；
b．银氨溶液现配现用。配制银氨溶液时，要逐滴将稀氨水加入硝酸银溶液中，直到生成的沉淀刚好完全溶解为止，氨水不要过量；
c．水浴加热。
②应用：工业上制镜或热水瓶胆镀银。
(2)与新制的氢氧化铜碱性悬浊液的反应
①注意事项：
a．氢氧化铜碱性悬浊液久置容易分解为氧化铜，并且氢氧化铜沉降下来也不利于与葡萄糖接触反应，所以本实验需用新制的氢氧化铜碱性悬浊液；
b.在配制时要保证溶液显碱性，一般操作是将硫酸铜溶液往氢氧化钠溶液中滴加，出现蓝色絮状沉淀即可；
c．本实验加热煮沸，效果更好。
②应用：此反应原理曾被用来检验病人的尿液中葡萄糖的含量是否偏高。
D
[例1] 某学生设计了如下实验方案用以检验淀粉水解的情况：
下列结论正确的是 (　　)
A．淀粉尚有部分未水解
B．淀粉已完全水解
C．淀粉没有水解
D．淀粉已发生水解，但不知是否完全水解
解析：
由于在水解液中加入了过量NaOH溶液，I2会与碱发生反应生成碘盐而导致无法判断中和液中是否还有淀粉存在，因此也就无法判断淀粉是否水解完全。若改为向水解液中直接加入碘水则可证明淀粉是否水解完全。
B
1．根据转化关系，下列说法正确的是 (　　)
A．(C6H10O5)n可以是淀粉或纤维素，二者互为同分异构体
B．可以利用银镜反应证明反应①的最终产物为葡萄糖
C．1 mol葡萄糖能水解生成2 mol CH3CH2OH和2 mol CO2
D．淀粉在碱性条件下能发生水解生成葡萄糖
解析：
淀粉和纤维素不互为同分异构体，A错误；葡萄糖可以用银镜反应鉴别，B正确；1 mol葡萄糖分解生成2 mol CH3CH2OH和2 mol CO2，不是水解，C错误；淀粉在碱性条件下不能水解，D错误。
探究二　氨基酸、蛋白质的结构与性质
[问题探究]
(1)请你预测上述实验可能观察到的现象。
提示：a中有沉淀析出，加入蒸馏水后沉淀又溶解；b中加热后，鸡蛋清沉淀，再加蒸馏水，凝结的鸡蛋清不溶解；c中加入CuSO4溶液后，鸡蛋清沉淀，再加蒸馏水，凝结的鸡蛋清不溶解；d中加入乙醇的水溶液后，鸡蛋清沉淀，再加蒸馏水，凝结的鸡蛋清不溶解。
(2)上述四个实验，蛋白质都发生了哪些变化？
提示：a中蛋白质发生盐析，属于物理变化；b、c、d中蛋白质发生变性，属于化学变化。
(3)蛋白质与氨基酸的结构关系是什么？
提示：氨基酸是组成蛋白质的基本单位；蛋白质是由氨基酸以脱水缩合的方式组成的具有一定空间结构的物质。
1．蛋白质的性质
(1)溶解性
有的蛋白质能溶于水，如鸡蛋清等；有的则难溶于水，如丝、毛等。
(2)两性
蛋白质分子中存在羧基和氨基，因而蛋白质既能跟酸反应，又能跟碱反应，具有两性。
(4)灼烧
操作 在酒精灯的火焰上分别灼烧一小段头发和丝织品，小心地闻气味
现象 头发和丝织品灼烧时，味道相似，有烧焦羽毛的气味
结论 蛋白质被灼烧时，有烧焦羽毛的气味
2.蛋白质的盐析与变性的区别
盐析 变性
含义 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、强酸、强碱等条件下原有的化学组成或空间结构发生改变而聚沉
条件 轻金属盐和铵盐 紫外线照射、加热或加入某些有机化合物(甲醛、酒精)、强酸、强碱、重金属盐(如铅盐、铜盐、汞盐)等
盐析 变性
特征 可逆过程，不改变蛋白质的性质和生理活性 不可逆过程，蛋白质失去生理活性
实质 溶解度降低，物理变化 结构、性质改变，化学变化
用途 分离、提纯蛋白质 杀菌消毒
3.氨基酸的性质
②与碱反应：
③氨基与羧基间的脱水反应
D
[例2] 下列实验操作不能实现实验目的的是 (　　)
A．向鸡蛋清溶液中加入浓的(NH4)2SO4溶液有沉淀析出，加入水后沉淀溶解
B．用银氨溶液可以鉴别葡萄糖和乙酸溶液
C．乙醇、乙酸和乙酸乙酯能用饱和Na2CO3溶液鉴别
D．取少量淀粉溶液，加入一定量稀硫酸，水浴加热几分钟后，再加入新制的氢氧化铜碱性悬浊液并加热，观察现象，判断淀粉水解的产物是否含有葡萄糖
解析：
淀粉在酸性条件下水解后，先加入碱液中和过量的硫酸再加入新制的氢氧化铜碱性悬浊液检验醛基。
B
2．75%医用酒精可有效灭活病毒。下列关于酒精的说法错误的是 (　　)
A．酒精可以任意比例溶于水
B．酒精的浓度越高，杀菌消毒效果越好
C．医用酒精可以使病毒中的蛋白质失去生理活性
D．医用酒精严禁口服
解析：
酒精可以任意比例溶于水，A正确；95%的酒精能将细菌表面包膜的蛋白质迅速凝固，并形成一层保护膜，阻止酒精进入细菌体内，因而不能将细菌彻底杀死，而70%～75%的酒精既能顺利地进入到细菌体内，又能有效地将细菌体内的蛋白质凝固，因而可彻底杀死细菌，所以医用酒精浓度为75%，B错误；医用酒精可以使病毒中的蛋白质变性，失去生理活性，C正确；医用酒精浓度高，能灼伤人体器官内黏膜，严禁口服，D正确。
B
1．我们的一切生命活动过程都与蛋白质有关，没有蛋白质就没有生命。下列说法正确的是 (　　)
A．生鸡蛋煮熟后，蛋白质发生变性，人食用后酶不能发挥作用将蛋白质消化，因此吃生鸡蛋比吃熟鸡蛋好
B．登高山时防晒护目是为了防止紫外线引起皮肤和眼睛蛋白质被烧伤变性
C．温度越高，酶对某些化学反应的催化效率越高
D．毛巾、口罩经常用开水蒸煮，被褥放在太阳光下直射，其目的是使油脂水解
解析：
加热可杀死细菌和寄生虫，并使蛋白质变得疏松，以利于人体吸收，A错误；紫外线能使蛋白质变性，B正确；大多数酶属于蛋白质，在高温下变性，属于不可逆过程，而不再具有催化活性，C错误；毛巾、口罩用开水蒸煮，晒被褥的目的是使病毒、细菌蛋白质变性，D错误。
D
2．已知某氨基酸的结构如图所示，下列有关该氨基酸说法不正确的是 (　　)
A．该氨基酸既具有酸性，又具有碱性
B．它可以发生取代反应、中和反应、加成反应
C．能与碳酸钠反应生成CO2
D．它的分子式是C11H10N2O2
解析：
该氨基酸既具有酸性，又具有碱性，A正确；该氨基酸含有碳碳双键，可以发生加成反应，含有氨基、羧基，可以发生取代反应、中和反应，B正确；该分子中含有—COOH，能与碳酸钠反应生成CO2，C正确；它的分子式是C11H12N2O2，D错误。
B
3．人们在端午节有吃粽子的习俗，下列说法正确的是 (　　)
A．糯米中的淀粉能与银氨溶液反应产生银镜
B．糯米中的淀粉是否水解完全可以用碘水来检验
C．糯米中的淀粉在碱性条件下能发生水解生成葡萄糖
D．糖尿病患者不能吃粽子，因为糯米中含大量的葡萄糖会使患者血糖升高
解析：
淀粉不能与银氨溶液反应，A错误；淀粉是否水解完全可以用碘水来检验，B正确；淀粉在碱性条件下不能水解，C错误；糯米中含有淀粉，不含葡萄糖，D错误。
B
4．蛋白质种类繁多，结构复杂，性质多样。下列关于蛋白质的叙述正确的是 (　　)
A．蛋白质溶液中加入CuSO4溶液产生盐析现象
B．大豆是植物性蛋白质的来源之一
C．天然蛋白质都可以水解，水解的最终产物都是多肽化合物
D．绝大多数酶属于蛋白质，常用作催化剂。一般来说，酸性越强，酶的催化效果越好
解析：
CuSO4为重金属盐，可使蛋白质变性，A错误；水解的最终产物为氨基酸，C错误；蛋白质在强酸作用下会发生变性，失去催化作用，D错误。

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