高中化学 专题2 营养均衡与人体健康 第2单元 提供能量与营养的食物学案 苏教版选修1.docx
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高中化学专题2营养均衡与人体健康第2单元提供能量与营养的食物学案苏教版选修1
第二单元 提供能量与营养的食物
学习目标:
1.知道食物中各种糖的名称及其化学式,了解淀粉、蔗糖、麦芽糖水解的产物,了解糖类在人体内的转化过程,知道各种含糖量丰富的食物。
(重点)2.知道油脂的化学结构和水解产物,了解油脂在人体内的转化过程,了解符合健康要求的油脂的摄入种类和方式。
(重点)3.了解蛋白质的水解产物和α氨基酸的结构,知道8种必需氨基酸和氨基酸形成肽的反应,了解蛋白质的变性。
(重点)4.能查阅资料了解常见维生素的生理功能,了解维生素C的还原性,通过对各类营养素知识的学习,逐步形成平衡膳食的观念,养成良好的饮食习惯。
(重点)
[自主预习·探新知]
一、营养素
1.营养素
食物中能够被人体消化、吸收和利用的各种营养物质。
2.组成
二、糖类
1.糖类概述
(1)组成
糖类是由C、H、O三种元素组成的一类有机化合物,其化学组成大多符合Cn(H2O)m的通式,因此糖类也称为碳水化合物。
(2)分类
根据糖类分子的复杂程度与水解情况,可以将糖类分为单糖、二糖和多糖。
其典型代表物有葡萄糖(分子式为C6H12O6),蔗糖(分子式为C12H22O11),淀粉与纤维素[分子式为(C6H10O5)n]。
(3)富含糖类食物
食物
富含糖类
谷类、豆类、薯类、芋头、莲藕
淀粉
水果
葡萄糖、果糖
甘蔗、甜菜
蔗糖
2.糖类的性质
(1)葡萄糖的检验
葡萄糖
红色沉淀(Cu2O)
(2)糖类水解
在稀硫酸或酶的催化作用下,多糖和二糖都能水解生成葡萄糖,试写出下列化学方程式:
①淀粉水解:
(C6H10O5)n(淀粉)+nH2O
nC6H12O6(葡萄糖);
②蔗糖水解:
C12H22O11(蔗糖)+H2O
C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(果糖);
③麦芽糖水解:
C12H22O11(麦芽糖)+H2O
2C6H12O6(葡萄糖)。
3.葡萄糖在人体中的作用
(1)生理功能
①通过氧化还原反应为人体提供热能,热化学方程式为C6H12O6(s)+6O2(g)
6CO2(g)+6H2O(l)
ΔH=-2803kJ·mol-1
②储备能源:
转化为糖元和脂肪。
(2)对人体的影响
①摄入不足:
容易患低血糖。
②摄入过多:
引起肥胖。
4.糖尿病
(1)成因:
由于生理发生病变,血液中的葡萄糖不能进入细胞内进行代谢,因而血液中的葡萄糖浓度很高,大量的糖只能通过尿液排出。
(2)注意事项:
不宜食用含糖量较高的食物。
三、油脂
1.组成:
高级脂肪酸和甘油反应生成的酯。
它们的结构简式为:
2.分类
3.油脂在人体内的变化
(1)油脂的代谢过程
在人体内,油脂主要在小肠内吸收。
(2)脂肪酸在人体内的功能
①供给能量。
相同质量的脂肪、糖类、蛋白质,脂肪提供的热量最多。
②储存“能量”。
在酶的作用下,重新合成人体所需的脂肪。
③合成人体所需的其他化合物(如磷脂、固醇等)的原料。
④促进发育、维持健康和参与胆固醇的代谢。
(3)人体必需的脂肪酸
名称
结构简式
亚油酸
CH3(CH2)3(CH2CH===CH)2(CH2)7COOH
亚麻酸
CH3(CH2CH===CH)3(CH2)7COOH
花生四烯酸
CH3(CH2)3(CH2CH===CH)4(CH2)3COOH
4.油脂的存在
(1)主要存在于某些植物的种子、果实和动物的脂肪中。
(2)不同食品中油脂的数量和种类(填“较高”或“较低”):
①家畜肉类和油料作物的种子中油脂含量较高。
②家禽和水产品中油脂含量较低。
③某些植物油和鱼油中不饱和酯含量较高。
④动物脂肪中饱和酯含量较高。
微点拨:
油脂属于酯类,分子中含酯基(
)
官能团,能发生水解反应;酯类化合物不一定属于油脂。
四、蛋白质
1.蛋白质
(1)蛋白质的组成与水解产物:
蛋白质主要由C、H、O、N四种元素组成,有的蛋白质还含有S、P等元素。
它主要用来组成人体组织,人体摄入蛋白质后,在酶的作用下发生水解,最终生成氨基酸。
因此它也可以看成氨基酸聚合的产物。
(2)天然蛋白质水解得到的产物是α氨基酸,其通式是
,最简单的是甘氨酸。
构成蛋白质的常见氨基酸大约有20种,其中有8种人体自身不能合成,必须通过食物摄入,我们称这些氨基酸为必需氨基酸。
(3)蛋白质的性质:
蛋白质溶液遇到某些浓的硫酸钠、硫酸铵等无机盐溶液会析出沉淀,沉淀物还可以重新溶解在水中,这个过程称为盐析。
当蛋白质溶液遇到强酸、强碱、重金属盐、甲醛等化学物质或者受热时会发生变性。
2.氨基酸
(1)结构
(2)化学性质
①显两性:
②缩合反应:
多个氨基酸的羧基和氨基可进行分子间脱水而缩合成多肽,多肽链相互结合形成蛋白质。
(3)必需氨基酸
①定义:
人体自身不能合成,必须由食物获得氨基酸。
②八种必需氨基酸:
缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、丝氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸。
五、维生素
1.分类:
不同的维生素分子结构差异很大,一般按照维生素的溶解性把它分为脂溶性和水溶性两大类。
维生素A属于脂溶性维生素,维生素C属于水溶性维生素。
2.维生素A
(1)维生素A1的结构简式:
(2)维生素A的存在:
存在于胡萝卜等蔬菜和鱼肝油中。
(3)维生素A的生理营养功能:
维生素A是一类重要的维生素,又称视黄醇。
属于脂溶性维生素。
如果人体缺少维生素A,人易患夜盲症、干眼症等眼疾。
3.维生素C
(1)结构:
分子式为C6H8O6;
结构简式:
(2)存在:
维生素C广泛存在于新鲜水果和绿色蔬菜中,如山楂、鲜枣、柠檬、辣椒、西红柿、豆角、白菜等。
人体不能合成维生素C,必须从食物中获得。
(3)特性:
维生素C能防治坏血病,又称抗坏血酸。
它易被氧化,遇热易分解,因此在烹饪含有维生素C的食物时,要注意防止维生素C被破坏。
4.各种维生素的功能及其溶解性
维生素名称
生理、营养功能
溶解性
维生素D
促进Ca2+吸收,防治佝偻病、软骨病
脂溶性
维生素A
防治夜盲症、干眼症、视神经萎缩、促进生长
脂溶性
维生素C
防治坏血症,促进外伤愈合,增加抵抗力,促进胆固醇代谢及铁的吸收
水溶性
维生素B1
抗神经炎,预防脚气病
水溶性
维生素B2
预防舌炎及口角炎,促进生长
水溶性
维生素B3
组成辅酶A,缺乏时容易引起胆固醇含量不足,造成肾上腺机能低下
水溶性
[基础自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)葡萄糖、蔗糖、淀粉均可发生水解反应。
( )
(2)油脂为人体提供热量和必需的脂肪酸。
( )
(3)蛋白质水解的最终产物是多肽。
( )
(4)维生素能为人体提供能量。
( )
【答案】
(1)×
(2)√ (3)× (4)×
2.下列说法错误的是( )
A.在人体内酶的作用下,淀粉可以水解生成葡萄糖
B.人体平均每天摄取的糖类氧化产生的能量占每天所需总能量的60%~70%
C.食用的脂肪在人体内酶的作用下,全部重新合成人体所需的脂肪
D.亚油酸能够降低血脂和胆固醇,防止动脉粥样硬化
C [脂肪在人体内的生理功能表现在多方面,如氧化释放能量,并不是全部转化为人体所需的脂肪。
]
3.下列关于维生素的叙述中,不正确的是( )
A.根据维生素的溶解性可以将维生素分为脂溶性和水溶性两大类
B.人体需要的所有维生素都必须从食物中摄取
C.维生素C具有较强的还原能力,容易被氧化
D.不同的维生素生理功能各不相同
B [人体所需要的维生素中,除维生素D在太阳光照射下能在人体内合成、维生素A能由摄入的β胡萝卜素转化而来以外,人体需要的其他维生素都必须从食物中摄取。
故B项错误。
]
[合作探究·攻重难]
认识淀粉、油脂、蛋白质的水解反应
淀粉、油脂、蛋白质是人体需要的营养素,但人体不能直接吸收淀粉、油脂、蛋白质,它们均要在人体内水解后才能被人体吸收。
[思考交流]
1.淀粉完全水解的方程式怎样书写?
【提示】
。
2.怎样验证植物油在碱性条件下发生水解?
【提示】 实验步骤:
取少量植物油与水在试管中混合,振荡,静置一段时间后可以看到:
分层。
向其中加入少量的NaOH固体或NaOH浓溶液,振荡,加热。
实验现象:
不分层。
实验结论:
油脂在碱性条件下发生水解。
3.某蛋白质的结构片段如下:
它水解后产生几种氨基酸?
分别写出它们的结构简式。
【提示】 三种。
(1)淀粉的水解
①淀粉水解程度检验的操作流程
②实验现象及结论
序号
现象A
现象B
结论
1
溶液变蓝色
未出现银镜
淀粉尚未水解
2
溶液变蓝色
出现银镜
淀粉部分水解
3
溶液不变蓝色
出现银镜
淀粉完全水解
(2)油脂的水解
水解条件
反应原因
水解程度
目的
酸性水解
可逆、水解不完全
获得高级脂肪酸和甘油
碱性水解
完全水解
制取肥皂获得甘油
(3)蛋白质的水解
蛋白质在酶的催化下发生水解生成氨基酸,断键部位是肽键
中的C—N键。
蛋白质
氨基酸
人体所需蛋白质
[当堂达标·固双基]
1.下列有关葡萄糖的说法错误的是( )
A.葡萄糖的分子式是C6H12O6
B.葡萄糖能发生银镜反应
C.葡萄糖是人体重要的能量来源
D.葡萄糖属于高分子化合物
D [葡萄糖的相对分子质量为180,远小于10000,所以葡萄糖不是高分子化合物。
]
2.下列说法中,不正确的是( )
A.葡萄糖是一种重要的营养物质,在人体组织里进行氧化,方程式为C6H12O6+6O2
6CO2+6H2O,同时放出热量,供人体所需
B.病人尿常规葡萄糖检测用菲林试剂
C.如果摄入淀粉过多,多余的淀粉就会转化为脂肪储存在皮下
D.淀粉在口腔内,在唾液淀粉酶的作用下全部水解为葡萄糖
D [淀粉进入口腔后,在唾液淀粉酶的作用下,一小部分先水解为麦芽糖。
进入消化道后,在胰淀粉酶的作用下,在口腔里没有水解的淀粉继续水解为麦芽糖。
麦芽糖在麦芽糖酶的催化作用下,进一步水解为葡萄糖。
]
3.下列关于油脂的说法正确的是( )
①是纯净物;②是高级脂肪酸;③在碱性条件下水解更彻底;④可以使酸性KMnO4溶液褪色;⑤摄入过量的油脂易引起多种疾病,所以最好不吃油脂
A.①②③④⑤ B.③④⑤
C.①②③④D.③④
D [油脂是多种高级脂肪酸甘油酯的混合物,属于酯类物质,在酸性和碱性条件下都能水解,有些油脂中含有不饱和烃基,能和溴水反应。
油脂是一种重要的营养物质,不能过量食用,但人体不能缺少,故选D。
]
4.关于油脂的说法不正确的是( )
A.油脂水解后的产物经氧化为人体提供热能
B.油脂能溶解维生素A、D、E、K
C.油脂能储备热能
D.多吃动物脂肪比多吃植物油好
D [一般认为,不饱和高级脂肪酸甘油酯比例高的油脂的质量较好,植物油中不饱和高级脂肪酸甘油酯含量较高。
]
油脂中含有
(酯基),因此具有酯类物质的性质,能在酸性、碱性或酶的作用下发生水解反应;部分油脂中含有
(双键),因此会有烯烃的性质,如与H2、Br2加成,易被氧化等。
5.氨基酸分子中含有的官能团是( )
A.羟基和氨基 B.氨基和羧基
C.羟基和酯基D.羰基和硝基
B [氨基酸分子中含有羧基(—COOH)和氨基(—NH2)。
]
6.要使蛋白质从溶液中析出而又不改变蛋白质的性质,应加入的试剂是( )
A.乙醇B.福尔马林
C.乙酸铅浓溶液D.(NH4)2SO4浓溶液
D [A.乙醇的杀菌消毒原理是使细菌病毒蛋白质变性,丧失生理活性,故A错误;B.福尔马林具有防腐、消毒作用是使细菌病毒蛋白质变性,丧失生理活性,故B错误;C.乙酸铅是重金属盐,能使蛋白质发生变性,故C错误;D.蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4浓溶液,蛋白质从溶液中析出,继续加水时,仍能溶解,并不影响原来蛋白质的性质,故D正确。
]
1盐析属于物理变化,属于可逆过程。
2变性属于化学变化,属于不可逆过程。
7.小明因体内缺乏维生素A患了夜盲症,同学们七嘴八舌地给他提供补充维生素A的食谱。
下列食品对补充维生素A没有明显作用的是( )
A.鱼肝油B.蛋黄
C.绿叶蔬菜D.豆制品
D [豆类所含的维生素主要是维生素B类。
]
8.维生素C的结构简式是
,它的分子式是________。
由于它能防治坏血病,又称为________。
在维生素C溶液中滴入紫色石蕊试液,溶液颜色变红,说明维生素C溶液具有________性;在维生素C溶液中滴入少量蓝色的含有淀粉的碘水,可观察到的现象是________,说明维生素C具有________________________________性。
【导学号:
13072014】
【解析】 由结构简式可以看出其分子式为C6H8O6,加入石蕊后显红色,说明其水溶液呈酸性,维生素C具有还原性,可被I2氧化,因此含有淀粉的碘水蓝色褪去。
【答案】 C6H8O6 抗坏血酸 酸 溶液蓝色褪去 还原
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