第四节 基本营养物质.docx

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第四节基本营养物质

第四节　基本营养物质

课程标准

核心素养

1.认识糖类、蛋白质和油脂的组成、结构及其主要性质和应用。

2.利用糖类、蛋白质的特征反应，会设计实验检验淀粉水解的产物和蛋白质的存在。

3.结合实例认识糖类、蛋白质、油脂等有机化合物在生产、生活中的重要应用。

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、油脂的组成、性质和变化，形成“结构决定性质”的观念。

2.证据推理与模型认知：

知道合成新物质是有机化学研究价值的重要体现。

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。

　糖　类

1．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、维生素、无机盐和水。

2．糖类

糖类的化学组成大多符合Cn（H2O）m的通式，因此也被称为碳水化合物。

类别

特点

代表物

代表物的

分子式

是否互为同分

异构体

单糖

不能水解为更简单的糖分子

葡萄糖、

果糖

C6H12O6

是

二糖

水解后能生成两分子单糖

麦芽糖、乳

糖和蔗糖

C12H22O11

是

多糖

水解后能生成多分子单糖

淀粉、

纤维素

（C6H10O5）n

否

3.葡萄糖

（1）物理性质及分子结构

葡萄糖是一种有甜味的无色晶体，能溶于水，其结构简式为CH2OH（CHOH）4CHO。

（2）特征性质

实验操作

实验现象

应用

试管中出现砖红色沉淀

均可检验葡萄糖的存在

试管内壁形成光亮的银镜

4.蔗糖：

在稀酸的催化下能发生水解反应，最终生成单糖，化学方程式为

。

5．淀粉

（1）淀粉的检验

淀粉遇碘单质可显蓝色。

（2）淀粉水解产物的检验

实验操作

实验现象

有砖红色沉淀生成

实验结论

淀粉水解生成了葡萄糖

化学方程式

6.纤维素

（1）在稀酸的催化下能发生水解反应，最终生成单糖，化学方程式为

。

（2）在人体内没有纤维素水解酶，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。

淀粉水解及水解程度的检验

实验现象及结论：

情况

现象A

现象B

结论

Ⅰ

溶液呈蓝色

未产生银镜

淀粉尚未水解

Ⅱ

溶液呈蓝色

出现银镜

淀粉部分水解

Ⅲ

溶液不呈蓝色

出现银镜

淀粉完全水解

1．下列有关葡萄糖的叙述中，错误的是（　　）

A．可称为碳水化合物

B．与果糖互为同分异构体

C．能与醇发生酯化反应

D．能被氧化为CO2和H2O　

解析：

选C。

葡萄糖的结构简式为CH2OH（CHOH）4CHO，不能与醇发生酯化反应。

2．①蔗糖；②淀粉；③纤维素；④乙酸乙酯在稀硫酸存在下分别进行水解，最终产物只有一种的是（　　）

A．①和②　　　　　　　　B．只有③

C．只有④D．②和③

解析：

选D。

蔗糖的水解产物有葡萄糖和果糖两种；乙酸乙酯在酸性条件下的水解产物有乙酸和乙醇两种。

3．将蔗糖放入试管中，加水和稀硫酸振荡，水浴加热5分钟，取水解液3mL加入新制Cu（OH）2悬浊液，加热后没有看到砖红色物质出现，这是因为（　　）

A．加热时间不够

B．蔗糖纯度不够

C．Cu（OH）2的量不足

D．水解液未用碱液中和

解析：

选D。

蔗糖在稀硫酸的催化作用下发生水解反应，水解液中有H2SO4，H2SO4使Cu（OH）2溶解，不能得到Cu2O沉淀，在加入新制Cu（OH）2悬浊液前，应用碱中和做催化剂的稀硫酸，并调至碱性环境。

　蛋白质

1．组成

蛋白质是一类非常复杂的天然有机高分子，由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。

2．性质

（1）水解反应：

蛋白质在酸、碱或酶的作用下能发生水解，生成多肽，多肽进一步水解，最终生成氨基酸。

①甘氨酸的结构简式：

H2N—CH2—COOH、苯丙氨酸的结构简式：

，两分子中都含有氨基和羧基。

②在一定条件下，氨基酸之间能发生聚合反应，生成更为复杂的多肽，进而构成蛋白质。

（2）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。

（3）变性

化学因素

重金属的盐类、强酸、强碱、乙醇、甲醛等

都能使蛋白质溶解度下降，并失去生理活性

物理因素

加热、紫外线等作用

（4）显色反应：

很多蛋白质与浓硝酸作用时呈黄色，可用于蛋白质的检验。

（5）蛋白质被灼烧时，会产生类似烧焦羽毛的特殊气味。

3．重要应用

蚕丝

织成丝绸可以制作服装

动物皮、骨

提取的明胶可用作食品增稠剂，生产医药用胶囊和摄影用感光材料

驴皮

制成的阿胶是一种中药材

牛奶、大豆

提取的酪素可以用来制作食品和涂料

绝大多数酶

是生物体内重要的催化剂

1．“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”，这一句诗中的“丝”属于（　　）

A．烃类　　　　　　　　　B．蛋白质

C．淀粉D．纤维素

解析：

选B。

蚕丝为动物蛋白，即主要成分为蛋白质。

2．“没有蛋白质，就没有生命。

”下面关于蛋白质的叙述不正确的是（　　）

A．可以通过灼烧时的特殊气味来鉴别蛋白质

B．部分蛋白质遇浓硝酸变黄

C．蛋白质在酶的作用下水解的最终产物是葡萄糖

D．蛋白质属于高分子化合物

解析：

选C。

蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味，含有苯环的蛋白质遇浓硝酸变黄为蛋白质的显色反应，蛋白质是由氨基酸缩合生成的高分子化合物，故A、B、D均正确；蛋白质水解的最终产物是氨基酸，故C错误。

3．下列有关蛋白质和氨基酸的叙述不正确的是（　　）

A．浓硝酸溅到皮肤上可使皮肤变黄

B．腌制松花蛋时可利用强碱环境使蛋白质发生变性

C．甘氨酸在酸存在下加热，能缩合形成二肽、三肽等

D．蛋白质在酸、碱或酶的作用下，最终水解产物中含肽键

解析：

选D。

A.蛋白质溶液加入浓硝酸后会发生显色反应，变成黄色，所以皮肤不慎沾上浓硝酸会变黄色，故A正确；B.腌制松花蛋时可利用强碱环境使蛋白质发生变性，故B正确；C.甘氨酸可以在酸性条件下加热，缩合成二肽、三肽等，故C正确；D.蛋白质最终水解产物为氨基酸，不会存在肽键，故D错误；故选D。

　油　脂

1．物理性质

油脂的密度比水的小，黏度比较大，触摸时有明显的油腻感。

油脂难溶于水，易溶于有机溶剂。

2．结构特点

（1）油脂可以看作是高级脂肪酸与甘油（丙三醇）通过酯化反应生成的酯，其结构可表示为

，其中R、R′、R″代表高级脂肪酸的烃基，可以相同也可以不同。

（2）常见高级脂肪酸

分类

饱和脂肪酸

不饱和脂肪酸

名称

软脂酸

硬脂酸

油酸

亚油酸

结构简式

C15H31COOH

C17H35COOH

C17H33COOH

C17H31COOH

3.分类

物理性质

代表物

代表物分子组成

油

室温下通常呈液态，熔点较低

植物油（花生油、大豆油等）

含较多不饱和脂肪酸的甘油酯

脂肪

室温下通常呈固态，熔点较高

动物脂肪（羊油、牛油等）

含较多饱和脂肪酸的甘油酯

4.化学性质

（1）加成反应：

液态植物油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。

（2）水解反应

①油脂在人体小肠中通过酶的催化可以发生水解反应，生成高级脂肪酸和甘油；

②工业上可利用油脂在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐和甘油，进行肥皂生产，又称皂化反应。

1．下列关于油脂的叙述不正确的是（　　）

A．油脂属于酯类

B．油脂是不溶于水、比水轻的酯类物质

C．油脂是高级脂肪酸的甘油酯

D．油脂不能使酸性高锰酸钾溶液褪色

解析：

选D。

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。

2．下列说法不正确的是（　　）

A．油脂是产生能量最高的营养物质

B．油脂与氢气发生加成反应，可以得到固态油脂

C．油脂在酸性或碱性条件下，可以发生皂化反应

D．脂肪和油水解都可生成甘油

解析：

选C。

A项，油脂是产生能量最高的营养物质；B项，油脂与H2发生加成反应生成的饱和高级脂肪酸甘油酯沸点较高，常温下呈固态；C项，皂化反应指油脂在碱性条件下的水解反应；D项，脂肪和油都是高级脂肪酸的甘油酯，故水解都可生成甘油。

3．油脂是植物油与动物脂肪的总称。

油脂既是重要的食物，又是重要的化工原料。

油脂的以下性质和用途与其含有的不饱和键有关的是（　　）

A．工业生产中，常利用油脂在碱性条件下的水解反应来制取肥皂

B．油脂在人体内发生水解反应，可以产生甘油和高级脂肪酸

C．植物油能使溴的四氯化碳溶液褪色

D．脂肪是有机体组织里储存能量的重要物质

解析：

选C。

本题要求选出“与其含有的不饱和键有关的”性质，A、B、D三项是油脂的共性，与结构中是否含不饱和键无关；C项与Br2加成是不饱和键的特性。

课堂小结

合格考训练

1．葡萄糖的结构简式为

CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO，其对应的性质中不正确的是（　　）

A．与钠反应放出氢气

B．与乙酸发生酯化反应

C．加热条件下可与新制氢氧化铜悬浊液反应

D．可使小苏打溶液冒出气泡

解析：

选D。

葡萄糖含有羟基，故能与钠反应放出氢气，与乙酸发生酯化反应；含有醛基，故加热条件下能与新制氢氧化铜悬浊液发生反应；无羧基，故不与NaHCO3反应。

2．下列说法不正确的是（　　）

A．蛋白质、淀粉、纤维素都是天然有机高分子化合物

B．蔗糖属于多糖，能发生水解

C．碘酒滴到土豆片上，可观察到土豆片变蓝

D．蛋白质、油脂、糖类是三大基本营养物质

解析：

选B。

蛋白质、淀粉、纤维素都是天然有机高分子化合物，A正确；蔗糖属于二糖，不属于多糖，B不正确；土豆片中含有淀粉，碘酒中含有碘单质，故碘酒滴到土豆片上，土豆片变蓝，C正确；蛋白质、油脂、糖类都是基本营养物质，D正确。

3．下列说法正确的是（　　）

A．纤维素和淀粉遇碘水均显蓝色

B．蛋白质、乙酸和葡萄糖均属于电解质

C．制镜业可使用葡萄糖做还原剂

D．乙酸乙酯和食用植物油均可水解生成乙醇

解析：

选C。

纤维素遇碘水不显蓝色，A项错误；蛋白质是混合物，既不是电解质，也不是非电解质，葡萄糖是非电解质，B项错误；葡萄糖属于还原型糖，能发生银镜反应，C项正确；植物油水解得到的产物之一是丙三醇，D项错误。

4．棉花和羊毛都具有的特点是（　　）

A．遇浓硝酸显黄色

B．灼烧后有烧焦羽毛的特殊气味

C．燃烧产物只有二氧化碳和水

D．在一定条件下能发生水解反应

解析：

选D。

棉花的主要成分为纤维素，羊毛的主要成分为蛋白质，二者共同的性质是都能发生水解反应。

“遇浓硝酸显黄色”“灼烧后有烧焦羽毛的特殊气味”是蛋白质的特征反应；蛋白质燃烧不仅生成二氧化碳和水，还生成含氮的物质、硫的氧化物等。

5．大豆含有大量的蛋白质和脂肪，由大豆配制出来的菜肴很多，它是人体营养物质中最重要的补品之一，我们几乎每天都要食用豆制品。

请回答下列问题：

（1）我们所吃的豆腐是一种________。

A．蛋白质凝胶　　　　　　B．纯蛋白质

C．脂肪D．淀粉

（2）我们食用的大豆，最终补充给人体的主要成分是________。

A．氨基酸B．蛋白质

C．油脂D．糖类

（3）蛋白质水解的最终产物是________。

（4）豆油不能保存较长时间，因此须将豆油进行硬化，油脂的硬化就是对不饱和脂肪酸甘油酯进行________；油脂在酸性条件下水解生成________和________。

解析：

（1）豆腐是一种蛋白质凝胶。

（3）蛋白质水解的最终产物是氨基酸。

（4）油脂在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油或丙三醇。

答案：

（1）A　

（2）A　（3）氨基酸　（4）催化加氢　高级脂肪酸　甘油（或丙三醇）

等级性测试

1．中国酒文化源远流长，很多地方至今仍用传统工艺来制作米酒。

家酿米酒的转化过程为（　　）

A．淀粉→蔗糖→葡萄糖→酒

B．淀粉→麦芽糖→葡萄糖→酒

C．淀粉→麦芽糖→果糖→酒

D．淀粉→蔗糖→果糖→酒

解析：

选B。

家酿米酒是以淀粉类物质为原料在酶的作用下逐步转化而成，即淀粉→麦芽糖→葡萄糖→酒（乙醇）。

2．下列有关物质水解的说法正确的是（　　）

A．蛋白质水解的最终产物是多肽

B．淀粉水解的最终产物是麦芽糖

C．纤维素不能水解成葡萄糖

D．油脂水解产物之一是甘油

解析：

选D。

蛋白质水解的最终产物为氨基酸，A错误；淀粉水解的最终产物为葡萄糖，B错误；纤维素水解的最终产物为葡萄糖，C错误；油脂不论在碱性条件下水解还是在酸性条件下水解都得到甘油，D正确。

3．下列说法正确的是（　　）

A．糖类都属于高分子化合物

B．酯类物质是形成水果香味的主要成分

C．油脂的皂化反应生成高级脂肪酸和丙醇

D．蛋白质的水解产物都含有羧基和羟基

解析：

选B。

单糖和二糖不属于高分子化合物，如葡萄糖、蔗糖，A错误；低级酯一般易挥发且具有芳香气味，B正确；油脂在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐和甘油，又称为皂化反应，C错误；蛋白质的水解产物是氨基酸，氨基酸的官能团是羧基和氨基，D错误。

4．生活中的一些问题常涉及化学知识，下列叙述正确的是（　　）

A．棉花的主要成分是纤维素

B．过多食用糖类物质如淀粉等不会导致人发胖

C．淀粉在人体内直接水解生成葡萄糖，供人体组织的营养需要

D．纤维素在人体消化过程中起着重要作用，纤维素可以作为人类的营养物质

解析：

选A。

过多食用糖类物质会导致人发胖；淀粉在人体内在淀粉酶的催化作用下先水解成麦芽糖，再水解成葡萄糖，葡萄糖是人体组织的营养物质；纤维素能刺激肠道蠕动，有助于消化和排泄，但人体内没有能使纤维素发生水解的酶，故纤维素不能作为人类的营养物质。

5．下列各组有机物的鉴别中所用试剂及现象与结论均正确的是（　　）

选项

有机物

所用试剂

现象与结论

A

葡萄糖与果糖

钠

有气体放出的是葡萄糖

B

蔗糖与蛋白质

溴水

褪色的是蔗糖

C

油脂与蛋白质

浓硝酸

变蓝的是蛋白质

D

淀粉与蛋白质

碘水

变蓝的是淀粉

解析：

选D。

葡萄糖和果糖均含有羟基，都能与钠反应生成氢气，A项错误；蔗糖和蛋白质均不与溴水反应，无法鉴别，B项错误；某些蛋白质与浓硝酸作用时呈黄色，C项错误；淀粉遇碘水变蓝，D项正确。

6．下列营养物质在人体内发生的变化及其对人的生命活动所起的作用叙述不正确的是（　　）

A．淀粉

葡萄糖

CO2和H2O（释放能量维持生命活动）

B．纤维素

葡萄糖

CO2和H2O（释放能量维持生命活动）

C．油脂

甘油和高级脂肪酸

CO2和H2O（释放能量维持生命活动）

D．蛋白质

氨基酸

人体所需的蛋白质（人体生长发育）

解析：

选B。

人体内没有水解纤维素的酶，纤维素在人体内不消化。

7．某学生设计了如下实验方案用以检验淀粉水解的情况：

下列结论中正确的是（　　）

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：

选D。

I2能与NaOH反应，故向混合液中加碘水，溶液不变蓝，不能说明淀粉已完全水解；加入新制Cu（OH）2悬浊液生成砖红色沉淀，说明混合液中含有葡萄糖。

故该实验的结论应为淀粉已发生水解，但不知是否完全水解。

8．利用含多糖（淀粉）的物质可以生产醋酸。

下面是生产醋酸的流程，根据流程回答下列问题：

―→

―→

―→

B是日常生活中常见的有特殊香味的有机物，在有些饮料中含有B。

（1）C中官能团的名称是__________。

（2）B→C的反应类型是________（填字母）。

A．取代反应　　　　　　　B．加成反应

C．氧化反应D．还原反应

（3）写出由醋酸制备醋酸甲酯的化学方程式：

________________________________

________________________________________________________________________。

（4）实验室由B可制备乙烯气体，写出将乙烯气体通入溴水中产生的现象：

________________________________________________________________________。

解析：

淀粉在酸性条件下水解为葡萄糖，葡萄糖在酒化酶的作用下生成乙醇、乙醇氧化为乙醛、乙醛氧化为乙酸。

所以A是葡萄糖，B是乙醇，C是乙醛。

（1）乙醛中官能团的名称是醛基。

（2）乙醇→乙醛的反应类型是氧化反应。

（3）由醋酸制备醋酸甲酯的化学方程式为CH3COOH＋CH3OH

CH3COOCH3＋H2O。

（4）将乙烯气体通入溴水中生成1，2二溴乙烷，现象是溴水褪色，且溶液分层。

答案：

（1）醛基　

（2）C

（3）CH3COOH＋CH3OH

CH3COOCH3＋H2O

（4）溶液红棕色褪去且分层

9．人造奶油是以氢化的植物油、液体油和动物油为原料，按一定比例与乳化剂、色素、调味剂、强化剂、抗氧化剂、防腐剂等调和而成。

（1）脂肪和油都属于酯类物质，它们的主要区别是常温下，脂肪为________体，油为________体。

（2）将植物油进行氢化时发生反应的反应类型是________（填字母）。

A．加成反应B．取代反应

C．氧化反应D．水解反应

（3）人造奶油在人体内经消化后的产物是甘油和高级脂肪酸，消化的实质从化学上看属于________反应。

解析：

（2）由于植物油的不饱和度高，熔点低，流动性强，不容易保存，所以可以使植物油和氢气发生加成反应，以减少不饱和度，使植物油硬化；（3）油脂水解可以生成甘油和高级脂肪酸，所以人造奶油在人体内消化的实质从化学上看属于水解（或取代）反应。

答案：

（1）固　液　

（2）A　（3）水解（或取代）