化学必修2第四节 基本营养物质教案

第四节  基本营养物质

教学目标：

1.掌握糖类和蛋白质的特征反应、糖类和蛋白质的检验方法；

2.掌握糖类、油脂和蛋白质的水解反应、反应条件对水解反应的影响；

3.了解糖类、油脂和蛋白质的简单分类、主要性质和用途；

4.培养观察实验能力、归纳思维能力及分析思维能力；

5.通过糖类和蛋白质的特征反应、糖类和蛋白质的检验方法及糖类、油脂和蛋白质的水解反应的教学，培养学生勇于探索、勇于创新的科学精神。

重点、难点

教学重点：（1）糖类和蛋白质的特征反应、糖类和蛋白质的检验方法；

（2）糖类、油脂和蛋白质的水解反应。

教学难点：（1）糖类和蛋白质的特征反应及糖类和蛋白质的检验方法；

          （2）糖类、油脂和蛋白质的水解反应。

教学过程：

一、合作讨论

1.我们已经知道蔗糖、冰糖、葡萄糖、果糖也是糖，但你知道淀粉、纤维素也是糖吗？糖类物质都有甜味吗？有甜味的物质都是糖吗？

我的思路：要明确糖类的概念及分类，注意区分生活中的“糖”和化学中的“糖”。

2.淀粉没有甜味，但为什么在吃米饭或馒头时多加咀嚼就能觉得有甜味呢？淀粉在人体内发生了哪些化学变化？

我的思路：淀粉属于多糖，其重要性质之一就是在一定条件下发生水解反应，最终生成葡萄糖。注意这里“一定条件”的涵义。

3.酯和脂是一回事吗？甘油是油吗？油都是油脂吗？

我的思路：注意准确把握概念的内涵和外延，不能望文生义，要结合生活中具体实例进行记忆和理解。

4.为什么说氨基酸是蛋白质的基础？我们从食物中摄取的蛋白质在人体内发生了哪些变化，最终排出体外？

我的思路：蛋白质是一类有机高分子化合物，种类繁多，结构复杂，但其最终的水解产物都是氨基酸，而自然界中的氨基酸的种类是有限的。这一方面说明了氨基酸是蛋白质的基础物质.

二、.糖类和蛋白质的特征反应

1．［实验3—5］——葡萄糖、淀粉和蛋白质的特性实验

2．葡萄糖的特征反应

（1）葡萄糖砖红色沉淀

（2）葡萄糖光亮的银镜

新制Cu(OH)2和银氨溶液都是碱性的。

上列两反应，常用于鉴别葡萄糖。

3淀粉的特征反应：

在常温下，淀粉遇碘变蓝色。

严格地说，淀粉遇到I2单质才变蓝色，而遇到化合态的碘如I－、IO等不变色。

可用碘检验淀粉的存在，也可用淀粉检验碘的存在。

4蛋白质的特征反应

（1）颜色反应：

蛋白质变黄色

（2）灼烧反应：灼烧蛋白质，产生烧焦羽毛的气味

严格地说，浓HNO3只能使含有苯环的蛋白质变黄色。

以上两条，常用于鉴别蛋白质

三、糖类、油脂、蛋白质的水解反应

1．［实验3—6］蔗糖的水解反应

现象：有砖红色沉淀生成。

解释：蔗糖水解产生了葡萄糖。

2．糖类的水解反应

C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6

蔗糖　　　　　　　　　　葡萄糖　　果糖

(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6

淀粉(或纤维素)　　　　　　葡萄糖

单糖是糖类水解的最终产物，单糖不发生水解反应。

糖类在实验室中水解常用H2SO4作催化剂，在动物体内水解则是用酶作催化剂。

淀粉和纤维素的最终水解产物相同，都是葡萄糖。

3．油脂的水解反应

（1）油脂+水高级脂肪酸+甘油

（2）油脂+氢氧化钠高级脂肪酸钠+甘油

油脂在碱性条件下的水解反应，叫做皂化反应。工业上常用此反应制取肥皂。

甘油与水以任意比混溶，吸湿性强，常用作护肤剂。

油脂在动物体内的水解，是在酶催化下完成的。

4．蛋白质的水解：蛋白质的水解产物是氨基酸。

甘氨酸　　　　　　                 丙氨酸

苯丙氨酸

谷氨酸

氨基酸分子中含有碱性基氨基(—NH2)和酸性基羧基(—COOH)，氨基酸呈两性。

天然蛋白质水解的最终产物都是α—氨基酸

(1)葡萄糖和果糖的存在和用途

葡萄糖和果糖

(2)蔗糖的存在和主要用途

蔗糖

(3)淀粉和纤维素的存在和主要用途

淀粉

纤维素

2.油脂的主要应用

(1)油脂的存在：油脂存在于植物的种子、动物的组织和器官中

油脂中的碳链含 碳碳双键时，主要是低沸点的植物油；油脂的碳链为碳碳单键时，主要是高沸点的动物脂肪。

油脂肪

(2)油脂的主要用途——食用

油脂+水高级脂肪酸+甘油；放出热量

油脂是热值最高的食物。

油脂有保持体温和保护内脏器官的功能。

油脂能增强食物的滋味，增进食欲，保证机体的正常生理功能。

油脂增强人体对脂溶性维生素的吸收。

过量地摄入脂肪，可能引发多种疾病。

3.蛋白质的主要应用

(1)氨基酸的种类

氨基酸

(2)蛋白质的存在

(3)蛋白质的主要用途

(4)酶

酶是一类特殊的蛋白质。

酶是生物体内的重要催化剂。

作为催化剂，酶已被应用于工业生产

4.科学视野——生命的化学起源

导致生命起源的化学过程是在有水和无机物存在的条件下发生的：①简单的无机物和有机物转化为生物聚合物；②以第一阶段产生的单体合成有序的生物聚合物；③对第二阶段形成的生物聚合物进行自我复制。

五、例题讲评

【例1】下列说法正确的是                                          (　　)

A.糖类、油脂、蛋白质都能发生水解反应

B.糖类、油脂、蛋白质都是由C、H、O三种元素组成的

C.糖类、油脂、蛋白质都是高分子化合物

D.油脂有油和脂肪之分，但都属于酯

解析：糖类包括单糖、二糖和多糖，二糖和多糖能水解，单糖不水解。A错误。

糖类、油脂都是由C、H、O三种元素组成的。蛋白质的水解产物中含有氨基酸，氨基酸中含有—NH2，则推知蛋白质中除含C、H、O三元素外，还含有N元素等。B不正确。

糖类中的单糖和二糖及油脂都不是高分子，多糖及蛋白质都是高分子。C不正确。

D选项正确。

答案：D

【例2】某物质在酸性条件下可以发生水解反应生成两种物质A、B，且A和B的相对分子质量相等，该物质可能是                                           (    )

A.甲酸乙酯(HCOOC2H5)

B.硬脂酸甘油酯

C.葡萄糖(C6H12O6)

D.淀粉〔(C6H10O5)n〕

解析：逐项分析。

A可选：

HCOOC2H5+H2OHCOOH+C2H5OH

46   46

B不可选：

　　　　　　　　　            3×284　     　92

C不可选，因为葡萄糖不水解。

D不可选，因为淀粉水解只生成一种物质。

答案：A

【例3】新制Cu(OH)2和银氨溶液都是弱氧化剂，但却能将葡萄糖氧化成葡萄糖酸：

(1)判断葡萄糖溶液能否使KMnO4(H+，aq)褪色。答　　　　　　　。

(2)判断葡萄糖溶液能否使溴水褪色。若能，写出反应方程式；若不能，请说明理由。

解析：弱氧化剂都能将葡萄糖氧化，溴水和KMnO4(H+aq)都是强氧化剂，自然也能将葡萄糖氧化，而本身被还原为无色离子(MnOMn2+，Br2Br－)。

溴水将—CHO氧化为—COOH，多出1个O原子，这个O原子应该是由1个H2O分子提供的，1个H2O分子提供一个O原子必游离出2个H+，所以H2O是一种反应物，HBr是一种生成物。

答案：(1)能　(2)能

补充习题：

1.下列食用物质中，热值最高的是                                 (    )

A.酒精　　　　　　    B.葡萄糖

C.油脂       D.蛋白质

解析：油脂是摄食物质中热值最高的物质。“喝酒暖身”是由于酒精能加快血液循环的缘故，与其热值关系不大。

答案：C

2.下列关于蛋白质的叙述正确的是                                  (    )

A.鸡蛋黄的主要成分是蛋白质

B.鸡蛋生食营养价值更高

C.鸡蛋白遇碘变蓝色

D.蛋白质水解最终产物是氨基酸

解析：鸡蛋白的主要成分是蛋白质，A错；鸡蛋生食，难以消化，营养损失严重，且生鸡蛋中含有多种细菌、病毒等，B错；遇碘变蓝色是淀粉的特性，不是蛋白质的性质，C错。

答案：D

3.尿素() 是第一种人工合成的有机化合物。下列关于尿素的叙述不正确的是                                                             (    )

A.尿素是一种氮肥

B.尿素是人体新陈代谢的一种产物

C.长期使用尿素不会引起土壤板结、肥力下降

D.尿素的含氮量为23.3%

解析：尿素施入土壤，在微生物的作用下，最终转化为(NH4)2CO3，(NH4)2CO3对土壤无破坏作用。A、B、C都正确。

CO(NH2)2的含N量为：

w(N)=×100%=×100%=46.7%。

D错误。

答案：D

4.下列关于某病人尿糖检验的做法正确的是                               (    )

A.取尿样，加入新制Cu(OH)2，观察发生的现象

B.取尿样，加H2SO4中和碱性，再加入新制Cu(OH)2，观察发生的现象

C.取尿样，加入新制Cu(OH)2，煮沸，观察发生的现象

D.取尿样，加入Cu(OH)2，煮沸，观察发生的现象

解析：葡萄糖的检验可在碱性条件下与新制Cu(OH)2共热，或与银氨溶液共热而完成。

答案：C

5.饱和高级脂肪酸的分子通式可以用CnH2n+1COOH表示。营养学研究发现，大脑的生长发育与不饱和高级脂肪酸密切相关。深海鱼油中提取的DHA就是一种不饱和程度很高的高级脂肪酸。它的分子中含有六个碳碳双键，学名为二十六碳六烯酸，则其分子式应是

(    )

A.C26H41COOH     B.C25H39COOH

C.C26H47COOH     D.C25H45COOH

解析：由“学名为二十六碳六烯酸”中的“二十六碳”可推其分子中应含有26个C原子，排除A、C——它们的分子中都有27个C原子。

C25H39COOH的烃基(－C25H39)的不饱和度为：

Ω==6

C25H45COOH的烃基(－C25H45)的不饱和度为：

Ω==3

C25H39COOH分子中有6个烯键，即6个碳碳双键，B对，D错。

答案：B

6.某课外活动小组设计了如下3个实验方案，用以检验淀粉的水解程度：

(1)甲方案：淀粉液水解液中和液溶液变蓝

结论：淀粉尚未水解。

答案：甲方案操作正确，但结论错误。这是因为当用稀碱中和水解液中的H2SO4后，加碘水溶液变蓝色有两种情况：①淀粉完全没有水解；②淀粉部分水解。故不能得出淀粉尚未水解之结论。

(2)乙方案：淀粉液水解液无银镜现象

结论：淀粉尚未水解。

答案：乙方案操作错误，结论亦错误。淀粉水解后应用稀碱中和淀粉溶液中的H2SO4，然后再做银镜反应实验。本方案中无银镜现象出现是因为溶液pH＜7，故该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：淀粉液水解液中和液

结论：淀粉水解完全。

答案：丙方案操作正确，结论正确。

上述3个方案操作是否正确？说明理由。上述3个方案结论是否正确？说明理由。

7.20世纪80年代，我国改革开放初期，从日本进口了数亿吨大豆，用传统的压榨法怎么也提取不出油来。后来发现大豆上都留有一个小孔。请走访1家现代化的植物油厂或上网查询有关资料，然后解释其原因，并用概括性语言回答工厂里现代化的提油技术是用什么方法。

答案：20世纪80年代，我国提取植物油采用的还是传统的榨油方法

——压榨法。当时，国际上先进的方法是萃取法：在大豆上打1个小孔，将大豆放入CCl4中萃取。我国从日本进口的数亿吨大豆，就是被萃取了豆油的大豆，所以压榨是不会出油的。现在，我国大型企业提取植物油采用的先进技术也是萃取法。

8.血红蛋白是一种含铁元素的蛋白质，经测定其含铁的质量分数为0.34%。若其分子中至少有1个铁原子，则血红蛋白分子的最低相对分子质量是多少？

解析：由于Ar(Fe)/Mr(血红蛋白)=0.34%

所以；Mr(血红蛋白)===16471。

答案：16471