第4節(jié)　基本營養(yǎng)物質(zhì)

1、化 學(xué)第四節(jié)基本營養(yǎng)物質(zhì)目 標(biāo) 素 養(yǎng)1.了解糖類、蛋白質(zhì)和油脂的元素組成。2.了解糖類的分類及葡萄糖和果糖的結(jié)構(gòu)。3.了解糖類、蛋白質(zhì)、油脂的性質(zhì)。4.了解糖類、蛋白質(zhì)、油脂在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。5.了解淀粉水解產(chǎn)物的檢驗方法。知 識 概 覽 一、基本營養(yǎng)物質(zhì)1.食物中的基本營養(yǎng)物質(zhì)。基本營養(yǎng)物質(zhì)中, 糖類 、 蛋白質(zhì) 、 油脂和維生素都屬于有機物,前三者是生命活動所需能量的提供者。2.組成元素。糖類、蛋白質(zhì)、油脂組成的共同元素為C、H、O,蛋白質(zhì)除含有上述幾種元素外還含有N、S等元素。二、糖類1.組成和分類。(1)組成:由C、H、O三種元素組成,多數(shù)糖類符合通式Cn(H2O)m,因此糖類也

2、被稱為碳水化合物。(2)分類。糖類根據(jù)其 能否水解 以及 水解產(chǎn)物的不同 進行分類。有甜味的物質(zhì)一定是糖類嗎?糖類物質(zhì)一定是甜的嗎?糖類物質(zhì)在分子組成上都符合Cn(H2O)m通式嗎?符合Cn(H2O)m通式的物質(zhì)一定是糖嗎?提示:木糖醇和糖精都是甜的,但不屬于糖;淀粉和纖維素屬于糖,但是都不甜;有些糖類物質(zhì)在分子組成上不符合Cn(H2O)m通式;還有些分子式符合Cn(H2O)m的物質(zhì)不是糖,如乙酸的分子式為C2H4O2。2.葡萄糖。(1)物理性質(zhì)及結(jié)構(gòu)。(2)主要化學(xué)性質(zhì)。 3.蔗糖的水解反應(yīng)。 4.淀粉和纖維素。(1)淀粉。淀粉在酸或酶的催化作用下逐步水解,最終生成 葡萄糖 。淀粉在人體內(nèi)的

3、變化:食物中的淀粉(C6H10O5)n糊精(C6H10O5)m(mn)麥芽糖C12H22O11 葡萄糖C6H12O6緩慢氧化C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O。淀粉遇碘變?yōu)樗{色,可用于檢驗淀粉的存在。(2)纖維素。人體內(nèi)沒有纖維素水解酶,因此無法吸收和利用纖維素。但食物中的纖維素能刺激腸道蠕動,有助于消化和排泄。利用糧食釀酒經(jīng)歷哪些變化過程?提示:淀粉葡萄糖乙醇的化學(xué)變化過程:三、蛋白質(zhì)1.組成及物理性質(zhì)。由C、H、O、N、S等元素組成,屬于高分子化合物 ;有的蛋白質(zhì)能溶于水,如雞蛋清等;有的則難溶于水,如絲、毛等。實驗結(jié)論加熱、紫外線照射,或加入某些有機物、酸、堿、重金屬鹽,能夠使蛋

4、白質(zhì)失去生理活性(2)實驗探究蛋白質(zhì)的水解反應(yīng)。 3.顯色反應(yīng)及灼燒。 四、油脂的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.油脂的分類。2.油脂的結(jié)構(gòu)。油脂可以看作是高級脂肪酸(如硬脂酸C17H35COOH、軟脂酸C15H31COOH、亞油酸C17H31COOH等)與甘油(丙三醇)通過酯化反應(yīng)生成的酯,其結(jié)構(gòu)可表示為_,其中R、R、R可能相同,也可能不同。3.化學(xué)性質(zhì)。(1)水解反應(yīng)。(2)油脂的氫化。液態(tài)植物油在一定條件下與氫氣發(fā)生加成反應(yīng),生成固態(tài)的氫化植物油。淀粉水解產(chǎn)物的探究重難歸納1.實驗操作。2.實驗現(xiàn)象及結(jié)論。 在檢驗淀粉水解產(chǎn)物葡萄糖前為什么需要轉(zhuǎn)換酸堿性環(huán)境?實驗時能否在中和液中直接加入碘水檢驗淀粉的存

5、在?提示:葡萄糖檢驗需要堿性環(huán)境,淀粉水解需要酸性環(huán)境,所以需要轉(zhuǎn)換酸堿性環(huán)境;不能,因為I2能與NaOH發(fā)生反應(yīng),故無法檢驗淀粉的存在。典例剖析某學(xué)生設(shè)計了如下3個實驗方案,以檢驗淀粉的水解程度。結(jié)論:淀粉水解完全根據(jù)上述三個實驗方案操作及現(xiàn)象首先回答結(jié)論是否正確,然后簡要說明理由。如果三個方案均不合理,請另設(shè)計一個方案來證明淀粉已經(jīng)水解完全了。(1)方案甲:(2)方案乙:(3)方案丙:(4)你的方案:答案:(1)甲方案結(jié)論不正確。這是因為當(dāng)用稀堿中和水解液中的H2SO4后,加碘水溶液變藍色有兩種情況:淀粉完全沒有水解;淀粉部分水解。故不能得出淀粉尚未水解的結(jié)論。(2)乙方案結(jié)論不正確。淀粉

6、水解完全后應(yīng)用稀堿中和淀粉溶液中的H2SO4,然后再進行銀鏡反應(yīng)實驗。本方案中無銀鏡現(xiàn)象出現(xiàn)是因為溶液pH7,故該溶液中淀粉可能尚未水解,也可能水解完全或部分水解。(3)丙方案結(jié)論不正確。實驗只能證明淀粉已經(jīng)水解或正在水解,沒有證明是否仍有淀粉存在,所以無法證明淀粉水解完全。(4)合理的方案應(yīng)該是:解析:(1)中和液使碘水變藍,只能說明淀粉存在,但是是否已經(jīng)開始水解,沒有現(xiàn)象證明;(2)因稀硫酸是該反應(yīng)的催化劑,在反應(yīng)中并未被消耗,溶液為酸性,而銀鏡反應(yīng)需在堿性溶液中進行;(3)該實驗只能說明淀粉已經(jīng)水解,但是淀粉是否還存在,缺乏相關(guān)的現(xiàn)象和驗證,故該結(jié)論的證據(jù)不足;(4)為證明淀粉已經(jīng)完全水

7、解,可在丙方案的基礎(chǔ)上添加:取水解液,加入碘水,無明顯現(xiàn)象,證明淀粉不存在,即證明淀粉水解完全。學(xué)以致用在稀硫酸催化下淀粉發(fā)生水解反應(yīng),欲證明淀粉的水解情況。分別取少量待測液放入兩支試管中,第一支試管加碘水,第二支試管先加適量氫氧化鈉溶液后,再滴加新制的氫氧化銅,加熱至沸騰。(1)若觀察到第一支試管,第二支試管,則證明淀粉已完全水解。(2)若觀察到第一支試管,第二支試管,則證明淀粉部分水解。(3)若觀察到第一支試管,第二支試管,則證明淀粉未發(fā)生水解。(4)第二支試管先加適量氫氧化鈉溶液的目的是。答案:(1)溶液不變藍有磚紅色沉淀產(chǎn)生(2)溶液變藍有磚紅色沉淀產(chǎn)生(3)溶液變藍無磚紅色沉淀產(chǎn)生(

8、4)中和淀粉水解時加入的稀硫酸,使溶液呈堿性解析:本實驗涉及兩個實驗現(xiàn)象:淀粉遇I2變藍色;葡萄糖與新制的Cu(OH)2反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀。若只具備實驗現(xiàn)象,則說明淀粉已完全水解;若只具備實驗現(xiàn)象,則說明淀粉未發(fā)生水解;若兩個現(xiàn)象均具備,則說明淀粉部分水解。葡萄糖與新制的Cu(OH)2反應(yīng)生成磚紅色沉淀需在堿性條件下進行,因此在加新制的Cu(OH)2之前,必須先使溶液呈堿性。1.下列關(guān)于油脂的敘述中,正確的是()。A.油脂均為固體B.沾有油脂的試管可使用硫酸溶液洗滌C.多吃動物脂肪比多吃植物油有利D.油脂水解后的共同產(chǎn)物是甘油答案:D解析:油脂可能為固體,也可能為液體;沾有油脂的試管應(yīng)使用堿性

9、溶液洗滌;多吃動物脂肪易引起血脂偏高。2.(雙選)下列關(guān)于葡萄糖的性質(zhì)的敘述中不正確的是()。A.葡萄糖不能發(fā)生酯化反應(yīng)B.葡萄糖與新制的Cu(OH)2加熱時生成磚紅色沉淀C.葡萄糖充分燃燒的產(chǎn)物為CO2和H2OD.充分燃燒等質(zhì)量的葡萄糖和甲醛(HCHO),所需氧氣的物質(zhì)的量不相同答案:AD解析:葡萄糖分子中含有羥基,可以發(fā)生酯化反應(yīng)。葡萄糖可寫為(CH2O)6,分子中各元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)與甲醛相同,等質(zhì)量的兩種物質(zhì)各元素質(zhì)量相同,充分燃燒時消耗氧氣的量相同。3.下列實驗操作和結(jié)論錯誤的是()。A.用新制的Cu(OH)2可鑒別葡萄糖和淀粉B.用銀鏡反應(yīng)可證明淀粉是否轉(zhuǎn)化為葡萄糖,但不能證明是否完全轉(zhuǎn)

10、化C.濃硫酸可使蔗糖變黑,證明濃硫酸具有脫水性D.向蔗糖溶液中滴加幾滴稀硫酸后,水浴加熱幾分鐘,再加入銀氨溶液中,不能發(fā)生銀鏡反應(yīng),則證明蔗糖沒有發(fā)生水解答案:D解析:葡萄糖能與新制的氫氧化銅反應(yīng),淀粉不與新制的氫氧化銅反應(yīng),故A正確;發(fā)生銀鏡反應(yīng)只能證明淀粉發(fā)生水解不能證明水解是否完全,故B正確;濃硫酸具有脫水性,可使蔗糖脫水生成炭黑,故C正確;銀鏡反應(yīng)應(yīng)在堿性條件下進行,應(yīng)先調(diào)溶液呈堿性,故D錯誤。4.下列關(guān)于油脂的敘述中,錯誤的是()。A.油脂是混合物,沒有固定的熔點和沸點B.油脂和礦物油不屬于同一類有機物C.油脂是由高級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

11、油統(tǒng)稱為油脂,是多種高級脂肪酸甘油酯的混合物,沒有固定的熔點和沸點。油脂結(jié)構(gòu)中的烴基有些是不飽和的如亞油酸甘油酯中的烴基(C17H31),含有碳碳雙鍵,可與溴水發(fā)生加成反應(yīng),使溴水褪色。5.下列實驗中,沒有顏色變化的是()。A.葡萄糖溶液與新制的Cu(OH)2混合加熱B.淀粉溶液中加入碘酒C.雞蛋清中加入濃硝酸D.淀粉溶液中加入稀硫酸答案:D解析:D項,淀粉在稀硫酸的催化作用下,最終水解成葡萄糖,但這一過程中沒有顏色變化;A項會有磚紅色沉淀產(chǎn)生;B項淀粉遇碘變藍色;C項雞蛋清遇濃硝酸會變黃,這是蛋白質(zhì)的顯色反應(yīng)。6.人造奶油是以氫化的植物油、液體油和動物油為原料,按一定比例與乳化劑、色素、調(diào)味

12、劑、強化劑、抗氧化劑、防腐劑等調(diào)和而成。(1)脂肪和油都屬于酯類物質(zhì),它們的主要區(qū)別是脂肪常溫下為體,油常溫下為體。(2)將植物油進行氫化時的反應(yīng)類型是(填字母)。A.加成反應(yīng)B.取代反應(yīng)C.氧化反應(yīng)D.水解反應(yīng)(3)人造奶油在人體內(nèi)經(jīng)消化后的產(chǎn)物是甘油和脂肪酸,消化的實質(zhì)從化學(xué)上看屬于反應(yīng)。答案:(1)固液(2)A(3)水解(取代)解析:由于植物油的不飽和度高,熔點低,流動性強,不容易保存,所以可以使植物油和氫氣發(fā)生加成反應(yīng),以減少不飽和度,使植物油硬化;油脂水解可以生成甘油和脂肪酸,所以人造奶油在人體內(nèi)消化的實質(zhì)從化學(xué)上看屬于水解(取代)反應(yīng)。7.分別取1 mol葡萄糖進行下列實驗:(1)與足量的金屬鈉反應(yīng),產(chǎn)生的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是 L。(2)與醋酸反應(yīng)生成酯,從理論上講完全酯化需 g醋酸。(3)若使之全部轉(zhuǎn)化為CO2和H2O,所需氧氣的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為 L,反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(4)與新制的Cu(OH)2反應(yīng)的現(xiàn)象是。答案:(1)56(2)300 (4)生成磚紅色沉淀 解析:(1)1 mol葡萄糖中含有5 mol羥基,與足量的金屬鈉反應(yīng),產(chǎn)生2.5 m