高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 饮食中的有机化合物第3课时学案

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第3课时 糖类、油脂和蛋白质





糖 类





1．糖类的组成、分类及用途


(1)组成


糖类是由 C、H、O三种元素组成的一类有机化合物，其组成大多可以用通式 Cn(H2O)m表示，因此曾把它们称为碳水化合物。


(2)分类及用途


2.葡萄糖


(1)物理性质及存在


(2)分子结构与性质





(3)化学性质及应用


①葡萄糖在人体组织中发生氧化反应，为生命活动提供能量。


C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O


②加热条件下，葡萄糖能使新制的Cu(OH)2转化为砖红色沉淀，利用此反应可以检验葡萄糖的存在。


3．淀粉和纤维素


(1)淀粉在酸或酶的催化作用下可以逐步水解，最终生成葡萄糖；淀粉遇I2变蓝，这是淀粉的特征反应，可用于检验是否含有淀粉。


由于淀粉能在一定条件下水解生成葡萄糖，而葡萄糖在酒化酶的作用下能转化为乙醇，因此工业上常以富含淀粉的农作物为原料酿酒。


化学方程式：


(C6H10O5)n＋nH2Oeq \(――→,\s\up7(一定条件))nC6H12O6，


C6H12O6eq \(――→,\s\up7(酒化酶))2C2H5OH＋2CO2↑。


(2)纤维素在一定条件下也能水解生成葡萄糖。不过，人体内不含纤维素水解所需要的酶，因此纤维素不能转化为人体所需要的营养物质。然而，食物中的纤维素在人体消化过程中有着重要的作用，它能刺激肠道蠕动并分泌消化液，有助于食物的消化和排泄。因此，我们每天都应摄入一定量富含纤维素的新鲜蔬菜。





1．葡萄糖


(1)结构特点





(2)化学性质





2．麦芽糖与蔗糖


麦芽糖与蔗糖都是双糖，分子式为C12H22O11，二者互为同分异构体。麦芽糖水解生成葡萄糖，蔗糖水解生成葡萄糖和果糖。


3．淀粉与纤维素





1．判断正误


(1)分子式为CH2O的物质属于糖类物质。( )


(2)糖类物质均能发生水解反应。( )


(3)做衣服的棉和麻均与淀粉互为同分异构体。( )


(4)糖类物质充分燃烧均生成CO2和H2O。( )


(5)纤维素遇I2变蓝。( )


答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×


2．下列物质中，互为同分异构体的是( )


A．淀粉和葡萄糖 B．蔗糖和纤维素


C．淀粉和纤维素 D．果糖和葡萄糖


解析：选D。互为同分异构体须满足两个条件：①分子式相同；②结构不同。选项A、B中两种有机化合物分子式不同，而选项C中淀粉和纤维素的分子式虽然都是(C6H10O5)n，但n值不同，故都不符合要求，只有选项D中葡萄糖和果糖满足条件，互为同分异构体。


3．将下列糖类物质与其相应的性质或用途连线。


(1)葡萄糖 a．遇碘水变蓝


(2)蔗糖 b．与新制Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀


(3)淀粉 c．在人体内不水解


(4)纤维素 d．常做甜味剂的双糖


答案：(1)－b (2)－d (3)－a (4)－c


油 脂





1．组成特点及分类


油脂eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(组成元素——C、H、O,分类\b\lc\{(\a\vs4\al\c1(油——植物油脂：呈液态，通常是不饱和高级脂肪酸甘油酯,脂肪——动物油脂：呈固态，通常是饱和高级脂肪酸甘油酯))))


2．化学性质——水解反应





3．在生产、生活中的应用


(1)油脂在小肠内受酶的催化作用而水解，生成的高级脂肪酸和甘油作为人体的营养成分被肠壁吸收，同时提供人体活动所需要的能量。


(2)高级脂肪酸对人类的生命活动有着重要的作用，其中有些高级脂肪酸如亚油酸(C17H31COOH)是人体所必需的。


(3)用于生产肥皂和油漆等。





油脂的分类、结构与性质





1．判断正误


(1)油脂属于高分子化合物。( )


(2)植物油脂的沸点高于动物油脂的沸点。( )


(3)植物油脂能使溴水褪色。( )


(4)油脂能发生水解反应。( )


答案：(1)× (2)× (3)√ (4)√


2．下列关于油脂的叙述不正确的是( )


A．油脂属于酯类


B．天然油脂没有固定的熔、沸点


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。油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯，属于酯类化合物，但自然界中的油脂是多种物质的混合物，因此没有固定的熔、沸点；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。


3．油脂在酸性和碱性条件下水解反应的共同产物是( )


A．饱和高级脂肪酸


B．不饱和高级脂肪酸


C．乙醇


D．甘油


解析：选D。油脂在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油，在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐和甘油。


蛋白质





1．组成特点


2.化学性质


(1)水解反应：蛋白质水解生成氨基酸。


(2)盐析：向蛋白质溶液中加入某些盐[如(NH4)2SO4、NaCl]的浓溶液，会使蛋白质的溶解度降低而使其从溶液中析出，这样析出的蛋白质在继续加水时仍能溶解，并不影响原来蛋白质的生理活性。


(3)变性：在紫外线照射、加热或加入某些有机化合物(如乙醇、甲醛等)以及酸、碱、重金属盐(如铜盐、铅盐、汞盐等)的情况下，蛋白质会发生性质上的改变而失去生理活性。


(4)特征反应





3．在生产、生活中的应用


蛋白质在人类的生产和生活中有着广泛的用途。羊毛、蚕丝、牛皮和鱼鳔的主要成分都是蛋白质。羊毛和蚕丝是重要的天然纺织原料，牛皮经加工后可制成柔软坚韧的皮革，鱼鳔经过熬制提取的蛋白质可制成黏合剂。





1．蛋白质与氨基酸的转化关系


蛋白质eq \(,\s\up7(水解),\s\d5(缩聚))多肽eq \(,\s\up7(水解),\s\d5(缩合))二肽eq \(,\s\up7(水解),\s\d5(缩合))α氨基酸


2．蛋白质的盐析、变性和渗析


3.常见有机化合物的鉴别方法


(1)eq \a\vs4\al()


(2)eq \a\vs4\al()


(3)eq \a\vs4\al()





1．判断正误


(1)蛋白质和氨基酸均属于天然高分子化合物。( )


(2)蛋白质和葡萄糖充分燃烧，二者产物相同。( )


(3)缬氨酸分子中含有氨基和羟基两种官能团。( )


(4)“卤水点豆腐”属于蛋白质的变性过程。( )


(5)蛋白质均能发生水解反应。( )


答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√


2．下列物质可以使蛋白质变性的是( )


①福尔马林 ②酒精


③KMnO4溶液 ④硫酸钠


⑤硫酸铜 ⑥硝酸


A．除④⑥外 B．除③外


C．①②⑤ D．除④外


解析：选D。能够使蛋白质变性的物质有重金属盐、强氧化剂、酸、碱、乙醇、甲醛等物质。


3．请将下列应用或操作与蛋白质的相应性质连线。





答案：(1)－b (2)－e (3)－d (4)－c (5)－a


合格考训练


1．(2019·高考江苏卷)糖类是人体所需的重要营养物质。淀粉分子中不含的元素是( )


A．氢 B．碳


C．氮 D．氧


解析：选C。淀粉的组成通式为(C6H10O5)n，不含N元素，C项符合题意。


2．下列生活用品中主要由合成纤维制造的是( )


A．尼龙绳 B．宣纸


C．羊绒衫 D．棉衬衣


解析：选A。尼龙绳是由尼龙切片制成的纤维丝经一系列加工制成的，属于合成纤维，A项正确；宣纸的主要成分是纤维素，纤维素属于天然纤维，B项错误；羊绒衫的主要原料是羊毛，羊毛属于蛋白质，C项错误；棉衬衣的主要原料是棉花，棉花属于天然纤维，D项错误。


3．下列关于蛋白质的变化属于物理变化的是( )


A．水解 B．盐析


C．变性 D．显色反应


解析：选B。盐析是蛋白质在盐溶液中溶解度减小而从溶液中析出的过程，属于物理变化。


4．(2018·高考全国卷Ⅰ改编)下列说法错误的是( )


A．蔗糖、果糖和麦芽糖均为双糖


B．绝大多数酶是一类具有高选择催化性能的蛋白质


C．植物油含不饱和脂肪酸酯，能使Br2/CCl4褪色


D．淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖


解析：选A。果糖为单糖，A项错误；绝大多数酶是蛋白质，具有较高活性和选择性，B项正确；植物油中含有碳碳双键，能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，从而使之褪色，C项正确；淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖，D项正确。


5．现有四种试剂：①新制氢氧化铜悬浊液；②浓硝酸；③硝酸银溶液；④碘水。为了鉴别葡萄糖、淀粉、食盐、鸡蛋清四瓶溶液，选择合适的试剂一一鉴别出来，对应正确的选用顺序是( )


A．①②③④ B．④①②③


C．①④②③ D．①④③②


解析：选D。葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液共热生成砖红色沉淀；淀粉遇碘水变蓝；食盐溶液中的氯离子与硝酸银溶液中的银离子反应生成AgCl白色沉淀；鸡蛋清溶液中含有蛋白质，遇到浓硝酸显黄色，故对应选用顺序为①④③②。


6．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)课程标准
核心素养
1.认识糖类、油脂和蛋白质的组成、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、油脂和蛋白质等有机化合物在生产、生活中的重要应用。
科学态度与社会责任


通过对糖类、油脂和蛋白质等有机化合物的性质与用途的分析，体验有机化合物在能源、材料领域中的应用价值及有机化学对人类社会发展作出的巨大贡献。
类别
单糖
低聚糖


(以双糖为例)
多糖
特点
不能再水解成更小的糖分子
1 ml双糖能水解成 2 ml单糖
1 ml多糖能水解成n(n>10) ml单糖
化学式
C6H12O6
C12H22O11
(C6H10O5)n
常见


物质
葡萄糖、果糖
麦芽糖、蔗糖
淀粉、纤维素
用途
可用于制造药品、糖果等
可用作甜味剂
淀粉可用于制造葡萄糖和酒精；纤维素可用于制造无烟火药、电影胶片的片基、纸张等
颜色
状态
水溶性
存在
白色
固体
易溶于水
葡萄和其他有甜味的水果中
物质
淀粉
纤维素
相同点
都是多糖，都是天然高分子化合物，水解产物都是葡萄糖
不同点
虽然化学式都是(C6H10O5)n，但n值不同，所以二者不互为同分异构体，淀粉遇I2变蓝
主要


用途
为人体提供能量：


淀粉eq \(――→,\s\up7(酶),\s\d5(水解))葡萄糖eq \(――→,\s\up7(氧化))CO2＋H2O＋能量
刺激人体肠道蠕动并分泌消化液，有助于食物的消化和排泄
物质
油
脂肪
区


别
状态
常温下呈液态
常温下呈固态
结构
不饱和高级脂肪酸甘油酯
饱和高级脂肪酸甘油酯
稳定性
不太稳定
较稳定
来源
由植物种子所得的油脂
由动物体所得的油脂
联系
都属于酯类，都是混合物(无固定的熔、沸点)，都能发生水解反应，油经加氢后可转化为脂肪
组成元素
代表物质
分子组成
C、H、O、N、S等
动物的肌肉、


皮肤、毛发等
氨基酸连接


成的高分子
盐析
变性
渗析
含义
向蛋白质溶液中加入某些盐的浓溶液，会使蛋白质溶解度降低而使其从溶液中析出
蛋白质在紫外线照射、强酸、强碱、加热、重金属盐等条件下变性，失去原有的生理活性
利用半透膜分离蛋白质胶体和溶液
条件
碱金属、镁、铝等轻金属盐及铵盐的浓溶液
加热、紫外线、X射线、强酸、强碱、强氧化剂、重金属盐、甲醛、酒精等
水和半透膜
特点
可逆，蛋白质仍然保持原有的性质
不可逆，蛋白质失去原有的生理活性
可逆，须多次换水或采用流动的水
实质
物理变化(溶解度降低)
化学变化(结构、性质改变)
胶体微粒直径大于离子直径
用途
分离、提纯蛋白质
杀菌、消毒，缓解重金属盐中毒等
精制蛋白质
课堂小结
1.葡萄糖的结构记忆口诀：单糖六碳葡萄糖，一个醛基五个羟。


2.葡萄糖和果糖均为单糖，分子式均为C6H12O6，二者互为同分异构体；蔗糖和麦芽糖均为双糖，分子式均为C12H22O11，二者互为同分异构体；淀粉和纤维素均为多糖，其分子组成均为(C6H10O5)n，但由于n值不同，二者不互为同分异构体；淀粉的特征反应是遇碘变蓝色。


3.蔗糖、淀粉、纤维素均能发生水解反应，其水解反应的化学方程式如下：





4.油脂是高级脂肪酸的甘油酯，其在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油；在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐和甘油。


5.蛋白质在酶的催化作用下水解生成氨基酸；蛋白质能发生显色反应，即浓硝酸可以使分子中含有苯环的蛋白质变黄；蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味。