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(共66张PPT)
第四节　基本营养物质
素养 目标定位
目标素养
1.结合实例,了解糖类、油脂、蛋白质的元素组成
2.能基于糖类的水解角度认识糖类的分类,了解葡萄糖的分子结构
3.结合实验,了解糖类、油脂、蛋白质的重要性质,了解淀粉水解产物和水解程度的检验方法
4.能基于生活经验,了解糖类、油脂、蛋白质在生产、生活中的重要应用
知识概览
课前 基础认知
一、基本营养物质
食物中的营养物质主要包括 糖类 、蛋白质 、油脂 、无机盐、水和维生素。其中前三类有机物既是人体必需的基本营养物质,也是食品工业的重要原料。
二、糖类
1.组成和分类。
(1)组成:由　C、H、O　三种元素组成,多数糖类符合通式Cn(H2O)m,因此糖类也被称为　碳水化合物　。
(2)分类:
糖类根据其 能否水解 以及 水解产生单糖的数目 进行分类。
微思考 糖类又称为碳水化合物。符合通式Cn(H2O)m的有机化合物一定是糖类物质吗
提示:不一定。例如分子式为C2H4O2的有机化合物可以是CH3COOH,属于羧酸类物质,也可以是HCOOCH3,属于酯类物质,还可以是其他结构的物质。
2.葡萄糖。
(1)物理性质及结构。
颜色 水溶性 味道
无色 易能溶 有甜味
分子式 结构简式 官能团
C6H12O6 CH2OH(CHOH)4CHO 羟基、醛基
(2)主要化学性质。
3.蔗糖的水解反应。
4.淀粉和纤维素。
(1)淀粉。
①淀粉在酸或酶的催化作用下逐步水解,最终生成 葡萄糖 。
②淀粉遇碘变为　蓝色　,可用于检验淀粉的存在。
③水解反应。
④应用。
淀粉是重要的工业原料,水解生成的葡萄糖在酶的作用下可以转变成乙醇,发生反应的化学方程式为
(2)纤维素。
人体内没有纤维素水解酶,因此无法吸收和利用纤维素。但食物中的纤维素能刺激肠道蠕动,有助于消化和排泄。
微解读1 纤维素是重要的工业原料,在硫酸催化作用下能发生水解反应,最终产物也是葡萄糖,利用葡萄糖进一步反应制取燃料乙醇,可改善能源结构。
微判断1(1)分子组成符合通式Cn(H2O)m的有机物均属于糖类。(　　)
(2)葡萄糖和果糖、蔗糖和麦芽糖、淀粉和纤维素均互为同分异构体。(　　)
(3)糖类物质均有甜味且均可发生水解反应。(　　)
(4)淀粉和纤维素在人体内均可转化为葡萄糖被吸收利用。
(　　)
×
×
×
×
三、蛋白质
1.组成及物理性质。
由 C、H、O、N、S 等元素组成,属于 天然有机高分子 ;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.化学性质。
(1)水解反应。
(2)实验探究蛋白质的变性。
(3)显色反应及灼烧。
微判断2(1)蛋白质溶液遇到盐就会变性。(　　)
(2)可以用灼烧法来区别棉线和羊毛线。(　　)
(3)蛋白质是一种基本营养物质,蛋白质溶于水后变为氨基酸。(　　)
(4)浓硝酸沾到手上变黄色是物理变化。(　　)
×
√
×
×
四、油脂的结构与性质
1.油脂的分类。
(2)常见高级脂肪酸。
微解读2天然油脂的分子中高级脂肪酸烃基存在差异,因而油脂属于混合物,无固定的熔点。常见油脂的相对分子质量一般不超过900,不属于有机高分子。
3.化学性质。
(1)水解反应。
(2)油脂的氢化。
液态植物油中含碳碳双键,在一定条件下与氢气发生 加成反应,生成固态的氢化植物油。
油脂在碱性条件下的水解反应又称 皂化 反应。
微训练 下列关于油脂的叙述不正确的是(　　)。
A.油脂属于酯类,能发生水解反应
B.油脂难溶于水、密度比水的小
C.油脂是多种高级脂肪酸的甘油酯的总称
D.油脂不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
答案:D
解析:油脂分为油和脂肪,其中形成油的高级脂肪酸的烃基中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D项错误。
课堂 重难突破
一 糖类
问题探究
青苹果不如熟苹果甜,某学生在探究实验中发现,青苹果汁遇碘溶液显蓝色,熟苹果汁能还原银氨溶液。
(1)青苹果汁遇碘溶液显蓝色,说明青苹果汁中含有什么物质 为什么熟苹果汁能还原银氨溶液
提示:淀粉;苹果成熟时淀粉水解为葡萄糖。
(2)将淀粉在稀硫酸中加热数分钟,然后在水解液中直接加入少量新制的Cu(OH)2,未能检验出葡萄糖,能否说明淀粉没有水解
提示:不能,因为葡萄糖与新制的Cu(OH)2反应需要在碱性条件下进行,而淀粉的水解液呈酸性,若想检验淀粉水解生成的葡萄糖,应先加碱将溶液调至碱性,再加新制的Cu(OH)2。
(3)葡萄糖能与新制的Cu(OH)2、银氨溶液反应,表现了葡萄糖中哪种官能团的性质 是不是所有的糖类都能与上述两物质反应
提示:醛基;不是,例如蔗糖、淀粉等就不能与新制的Cu(OH)2、银氨溶液反应。
重难归纳
1.葡萄糖的化学性质。
官能团决定物质的主要化学性质,葡萄糖分子中含有醛基和羟基,因此葡萄糖兼有醛和醇的性质。
2.糖类的水解。
(1)①水解规律。
②水解条件。
蔗糖、淀粉的水解均用稀硫酸作催化剂,并且水浴加热。
(2)淀粉水解及水解程度的探究。
①实验操作。
②实验现象及结论。
典型例题
【例1】云南盛产烟草,烤烟烟叶含有相当丰富的单糖,一般含量在10%~25%,单糖含量是烟叶质量的重要标志,通常品质好的烤烟烟叶含有较多的单糖、少量双糖和相当数量的多糖(如淀粉、纤维素等)。下列说法错误的是(　　)。
A.单糖中葡萄糖和果糖互为同分异构体
B.葡萄糖是还原性糖,能与新制Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀
C.蔗糖是二糖,水解得到的单糖只有葡萄糖
D.淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖
答案:C
解析:单糖中葡萄糖和果糖分子式相同,结构不同,互为同分异构体,A项正确。葡萄糖有醛基,是还原性糖,能与新制Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀,B项正确。蔗糖是二糖,水解得到的单糖有葡萄糖和果糖,C项错误。淀粉和纤维素在稀硫酸作用下水解的最终产物均为葡萄糖,D项正确。
【例2】为了探究淀粉的水解程度,某同学设计了如下实验。
请回答下列问题。
(1)步骤①,稀硫酸在淀粉的水解反应中作　　　　　。
(2)步骤②,加入氢氧化钠溶液的原因是　　　　　　 。
(3)步骤③,试剂M为　　　　 　　。
(4)根据实验结果,判断溶液中淀粉　　　　　(填“没有”“部分”或“完全”,下同)水解成葡萄糖。
(5)若加入碘水后溶液不变蓝色,其他现象不变,判断溶液中淀粉　　　　水解成葡萄糖。
催化剂
中和稀硫酸
新制的氢氧化铜
部分
完全
解析:淀粉溶液在稀硫酸的催化作用下加热发生水解反应生成葡萄糖,利用淀粉溶液遇碘显蓝色检验淀粉的存在,利用葡萄糖与新制的氢氧化铜共热生成Cu2O砖红色沉淀检验葡萄糖的存在。为排除催化剂硫酸的干扰,在检验葡萄糖之前要先加入NaOH溶液中和稀硫酸,然后进行实验。
问题探究
某课外活动小组为探究蛋白质的性质,设计了如下四个实验。
二 蛋白质
(1)请你预测上述实验可能观察到的现象。
提示:甲中有沉淀析出,加入蒸馏水后沉淀又溶解;乙中加热后,鸡蛋清沉淀,再加蒸馏水,凝结的鸡蛋清难溶解;丙中加入CuSO4溶液后,鸡蛋清沉淀,再加蒸馏水,凝结的鸡蛋清难溶解;丁中加入乙醇的水溶液后,鸡蛋清沉淀,再加蒸馏水,凝结的鸡蛋清难溶解。 。
(2)上述四个实验,蛋白质都发生了哪些变化
提示:甲中蛋白质发生盐析,属于物理变化;乙、丙、丁中蛋白质发生变性,属于化学变化。
(3)为什么生物实验室用甲醛溶液(福尔马林)保存动物标本 如果有人误服可溶性重金属盐,应立即采取什么急救措施
提示:甲醛溶液能使动物标本蛋白质及细菌病毒蛋白质变性而失去生理活性。误服可溶性重金属盐,应立即服用大量鲜牛奶或豆浆或鸡蛋清等蛋白质含量丰富的食物,使重金属离子与服用的蛋白质发生变性作用,从而减轻重金属离子对机体的危害。
重难归纳
1.蛋白质的变性:在某些物理因素或化学因素的影响下,蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象,称为蛋白质的变性。蛋白质的变性是一个不可逆过程,变性后的蛋白质在水中不能再溶解,并且失去原有的生理活性。
使蛋白质变性的因素。
物理因素 加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等
化学因素 强酸、强碱、重金属盐、乙醇、甲醛等
2.鉴别蛋白质的两种方法。
显色反应 常用于检验溶液中的蛋白质。方法:取少量待测溶液,滴加浓硝酸并加热,析出黄色沉淀,证明含有蛋白质
灼烧 常用于检验织物中的蛋白质。方法:取一小段织物样品,灼烧,产生类似烧焦羽毛的特殊气味,证明是蛋白质
3.蛋白质盐析与变性的比较。
典型例题
【例3】下列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.蛋白质、纤维素、油脂都是天然有机高分子
答案:A
解析:蛋白质水解的最终产物为氨基酸,A项正确。向蛋白质溶液中加入Na2SO4浓溶液,会使其发生盐析而不是变性,B项错误。某些蛋白质还含有S、P等元素,C项错误。蛋白质和纤维素是天然有机高分子,油脂不属于天然有机高分子,D项错误。
三 油脂
问题探究
某课外活动小组设计如图装置探究硬脂酸甘油酯在碱性条件下的水解,并制取肥皂。步骤如下。
①在圆底烧瓶中装入70~80 g新鲜动物脂肪,然后加入20~30 g氢氧化钠、50 mL水和100 mL酒精。
②隔着陶土网给反应混合物加热约10 min后,皂化反应基本完成。此时如用一束光通过液体,会产生丁达尔效应。
③适当降温后,将其倒入200 mL热的饱和食盐水中,在液面上方有悬浮固体出现,过滤,挤压所得固体,制得一小块肥皂。
(1)加入酒精的作用是什么 步骤②所得的混合物属于哪类分散系
提示:作溶剂,溶解硬脂酸甘油酯,使硬脂酸甘油酯与NaOH溶液充分接触;属于胶体。
(2)如何判断油脂的皂化反应已进行完全
提示:振荡反应液,若无油滴浮在液面上,即反应液中液体不再分层,表明油脂的皂化反应已进行完全。
(3)酯的水解反应和酯化反应是否属于同一反应类型 酯在水解反应中哪些化学键会断裂
重难归纳
1.油脂的化学性质。
(2)水解反应。
①酸性或酶的作用下水解。
油脂在人体中(在酶的作用下)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)条件下水解生成的高级脂肪酸钠盐是肥皂的主要成分。所以油脂在碱性条件下的水解反应又称为皂化反应。
2.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(石油及其分馏产品)
含饱和烃基 含不饱和烃基
性质 固态或半固态 液态 具有烃的性
质,不能水解
能水解并部分兼有烯烃的性质
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,无变化
典型例题
【例4】下列关于油和脂肪的叙述中正确的是(　　)。
A.植物油和矿物油均能使溴水褪色
B.油脂属于酯类,没有固定的熔、沸点
C.油脂的水解反应叫皂化反应
D.由反应后反应液使石蕊溶液变红色可以判断皂化反应基本完成
答案:B
解析:植物油是不饱和脂肪酸和甘油形成的酯,结构中含碳碳双键,能使溴水褪色,但矿物油中的烷烃不能使溴水褪色,A项错误。油脂中含有多种高级脂肪酸甘油酯,属于混合物,没有固定的熔、沸点,B项正确。油脂只有在碱性条件下的水解是皂化反应,C项错误。皂化反应在碱性条件下进行,不会使石蕊溶液变为红色,D项错误。
成果验收站
1.《黄帝内经》载:“五谷为养,五果为助,五畜为益,五菜为充。”以上食物中富含糖类、蛋白质、油脂等营养物质。下列说法正确的是(　　)。
A.蔗糖、果糖和麦芽糖均为二糖
B.油脂在酸性条件下水解制肥皂
C.某些蛋白质遇浓硝酸后变黄色
D.糖类、油脂和蛋白质都能发生水解反应
答案:C
2.在一定条件下,动植物油脂与醇反应可制备生物柴油,化学方程式如图所示:
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
D.“地沟油”可用于制备生物柴油
答案:C
3.蔬菜、水果中富含纤维素,纤维素被食入人体后的作用是(　　)。
A.为人体内的化学反应提供原料
B.为维持人体生命活动提供能量
C.加强肠胃蠕动,促进食物消化
D.人体中没有水解纤维素的酶,所以纤维素在人体中没有任何作用
答案:C
4.下列关于油脂的叙述错误的是(　　)。
A.油脂是混合物
B.油脂和矿物油不属于同一类有机物
C.油脂是由高级脂肪酸和甘油所生成的酯
D.油脂都不能使溴水褪色
答案:D
解析:脂肪和油统称为油脂,是多种高级脂肪酸甘油酯的混合物。油脂属于酯类,矿物油属于烃类。油脂结构中的烃基有些是不饱和的[如亚油酸甘油酯中的烃基(—C17H31)],含有碳碳双键,可与溴水发生加成反应,使溴水褪色。
5.下列实验没有颜色变化的是(　　)。
A.葡萄糖溶液与新制的Cu(OH)2混合加热
B.淀粉溶液中加入碘酒
C.鸡蛋清中加入浓硝酸,并加热
D.淀粉溶液中加入稀硫酸
答案:D
解析:D项,淀粉在稀硫酸的催化作用下,最终水解成葡萄糖,但这一过程中没有颜色变化;A项会有砖红色沉淀产生;B项淀粉遇碘单质变蓝色;C项鸡蛋清遇浓硝酸加热后会产生黄色沉淀,这是蛋白质的显色反应。
6.分别取0.1 mol葡萄糖进行下列实验。
(1)若与足量金属钠反应,产生的氢气在标准状况下的体积是
　　　　 L。
(2)与乙酸发生酯化反应,若葡萄糖分子中的—OH全部反应且葡萄糖的转化率为60%,则参加反应的乙酸的质量为　　　。
(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)5.6 (2) 18 g
(4)生成砖红色沉淀
解析:(1)0.1 mol葡萄糖中含有0.5 mol羟基,与足量的金属钠反应,产生0.25 mol氢气,标准状况下的体积是5.6 L。
(2)0.1 mol葡萄糖中含有0.5 mol羟基,可以与0.5 mol乙酸发生酯化反应,若葡萄糖的转化率为60%,则参加反应的乙酸的质量为0.5 mol×60%×60 g·mol-1=18 g。
(3)葡萄糖燃烧的化学方程式为C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O, 0.1 mol葡萄糖完全燃烧所需氧气为0.6 mol,标准状况下体积为13.44 L。
(4)葡萄糖与新制的Cu(OH)2加热煮沸生成砖红色的Cu2O沉淀。

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