鲁科版 (2019)必修 第二册第3章 简单的有机化合物第3节 饮食中的有机化合物学案

这是一份鲁科版 (2019)必修 第二册第3章 简单的有机化合物第3节 饮食中的有机化合物学案，共13页。学案主要包含了糖类，油脂，蛋白质等内容，欢迎下载使用。

一、糖类
1．组成和分类
(1)组成：由C、H、O三种元素组成，大多数糖类符合通式Cn(H2O)m。
(2)分类
糖类根据其能否水解以及水解产物的不同来分类。
2．葡萄糖
(1)结构
(2)主要化学性质
①与新制Cu(OH)2悬浊液反应
实验现象：试管中有砖红色沉淀生成。
实验结论：葡萄糖具有还原性，能被弱氧化剂如新制Cu(OH)2悬浊液氧化，生成砖红色氧化亚铜沉淀。
应用：这一反应可用于尿糖的检测。
②体内氧化
葡萄糖在人体组织中发生氧化反应，为生命活动提供能量。化学方程式为C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O。
3．淀粉和纤维素
(1)淀粉
①属于天然高分子化合物，主要存在于植物的种子或块根里，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。
②在常温下，淀粉遇碘变蓝，可用于检验食物中是否含有淀粉。
(2)纤维素
①属于多糖是构成植物细胞壁的基本成分。一切植物都含有纤维素。人体不能消化纤维素。
②它在一定条件下水解也能生成葡萄糖。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)分子式符合Cn(H2O)m的物质都属于糖类。( )
(2)利用粮食酿酒经历了淀粉―→葡萄糖―→乙醇的化学变化过程。
( )
(3)纤维素在人体内可水解为葡萄糖，故可作人类的营养物质。
( )
(4)葡萄糖、果糖的分子式为C6H12O6，二者互为同分异构体。
( )
(5)纤维素和淀粉遇碘水均显蓝色。( )
[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)×
二、油脂
1．分类
(1)油：植物油脂通常呈液态，如：豆油、花生油等。
(2)脂肪：动物油脂通常呈固态，如：牛、羊等的脂肪。
2．组成和结构
油脂是一类特殊的酯，可以看作是高级脂肪酸(如硬脂酸C17H35COOH、软脂酸C15H31COOH、油酸C17H33COOH等)与甘油(丙三醇)经酯化反应生成的酯，其结构简式可表示为，其中R1、R2、R3代表烃基，可以相同，也可以不同。
3．物理性质
油脂都难溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，密度一般比水小。
4．化学性质——水解反应
5．用途
(1)为人体提供能量，调节人体生理活动。
(2)工业生产高级脂肪酸和甘油。
(3)生产肥皂、油漆等。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)“地沟油”禁止食用，但可以用来制肥皂。( )
(2)苯、油脂均不能使酸性KMnO4溶液褪色。( )
(3)天然植物油常温下一般呈液态，难溶于水，但有恒定的熔点、沸点。
( )
(4)植物油的主要成分是高级脂肪酸。( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)×
三、蛋白质
1．存在
广泛存在于生物体内，是组成细胞的基础物质。动物的肌肉、皮肤、毛发等的主要成分都是蛋白质。
2．组成
由C、H、O、N、S等元素组成，是一类结构非常复杂、相对分子质量很大(几万到几千万)的有机化合物。
3．性质
(1)水解
蛋白质水解生成各种氨基酸。如
(2)盐析
(3)变性
(4)显色反应
某些蛋白质遇浓硝酸显黄色。
(5)蛋白质的灼烧
蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味，常用此性质来鉴别蛋白质。
医院里常用高温蒸煮、紫外线照射处理医疗器械，采取在伤口处喷洒消毒剂、涂抹医用酒精等方法来消毒、杀菌，防止伤口感染。这样做的根据是什么？
提示：细菌、病毒等都含有蛋白质，高温蒸煮、紫外线照射以及消毒剂都可以使蛋白质变性，丧失生理活性，起到杀菌消毒作用。
糖类的水解
1．是否有甜味的物质就是糖类？是否糖都是有甜味的？
提示：不是所有有甜味的物质都是糖，比如现在流行的木糖醇就是一种有甜味的物质，但它属于醇类。不是所有的糖都是有甜味的，比如多糖——淀粉和纤维素就没有甜味。
2．馒头或米饭在口腔中咀嚼有甜味，是否能够说明淀粉是有甜味的？为什么？
提示：不能。淀粉本身没有甜味，在口腔内被唾液淀粉酶催化水解生成麦芽糖，所以有甜味。
3．是否所有的糖类都能水解？
提示：单糖如葡萄糖和果糖不能发生水解。
4．是否所有的糖类均能与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀？
提示：否，只有含醛基的糖类才可以反应，如葡萄糖。
1．葡萄糖的结构与性质
2．检验淀粉水解及水解程度的实验步骤
实验现象及结论
关键提醒：(1)检验淀粉水解的水解产物时，要先用氢氧化钠溶液中和起催化作用的稀硫酸，再加新制的Cu(OH)2悬浊液。
(2)淀粉的检验，必须直接取水解液加入碘水，不能取中和液，因为碘能与NaOH溶液反应。
【例1】 学生甲在一支试管中放入0.5 g淀粉后，再加入质量分数为20%的硫酸溶液，加热10 min后，再将溶液一分为二，其中一份溶液加入新制Cu(OH)2悬浊液加热，结果没有砖红色沉淀出现，另一份溶液加入碘水，结果无蓝色出现；学生乙在一支试管中放入0.5 g淀粉后，再加入质量分数为20%的硫酸溶液少许，加热45 min后，加入过量的NaOH溶液中和硫酸，再将溶液一分为二，其中一份溶液加入新制Cu(OH)2悬浊液加热，结果产生砖红色沉淀，另一份溶液中加入少量碘水，未出现蓝色。
(1)学生甲的实验操作中不正确的是_________________________________
_______________________________________________________________。
(2)根据甲的实验现象，判断淀粉的水解情况是______。
A．完全水解 B．部分水解
C．没有水解 D．不能准确判断
(3)学生乙的实验操作中不正确的是_________________________________
_______________________________________________________________。
(4)根据乙的实验现象，判断淀粉的水解情况是________。
A．完全水解 B．部分水解
C．没有水解 D．不能准确判断
[解析] (1)学生甲的错误是用新制Cu(OH)2悬浊液检验前未先加碱中和硫酸，因为银镜反应必须在碱性条件下才能进行。
(2)水解液中滴加碘水无蓝色现象，说明淀粉已完全水解，故选A项。
(3)学生乙的错误是向水解液中加入过量的NaOH溶液，加入碘水之后不变色，有可能是碘水与NaOH溶液反应，所以淀粉有可能完全水解也有可能未完全水解。
(4)根据乙的现象只能说明淀粉已经水解，但不能确定是完全水解，还是部分水解，故选D项。
[答案] (1)用新制Cu(OH)2悬浊液检验前未加碱中和硫酸 (2)A (3)水解液用NaOH溶液中和后再加入少量碘水 (4)D
1．葡萄糖的结构简式为
CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO，其对应的性质不正确的是 ( )
A．1 ml葡萄糖可与钠反应放出5 ml氢气
B．1 ml葡萄糖可与5 ml乙酸发生酯化反应
C．与新制的氢氧化铜反应产生砖红色沉淀
D．不能与小苏打溶液反应产生气泡
A [1 ml葡萄糖中含有5 ml羟基生成2.5 ml H2，故A错。]
2．下列方法中能检验尿液中存在葡萄糖的是 ( )
A．加金属钠，看是否有氢气放出
B．与新制的Cu(OH)2悬浊液混合后加热，观察有无砖红色沉淀生成
C．与醋酸和浓硫酸共热，看能否发生酯化反应
D．加入饱和碳酸钠溶液，看是否分层
B [尿液中含有水，无论是否含葡萄糖，加入钠都会有氢气放出，A错误；检验葡萄糖可利用其分子结构中含有醛基，将其与新制的Cu(OH)2悬浊液混合后加热，根据是否有砖红色沉淀来鉴定，B正确；因尿液中葡萄糖含量低，与醋酸反应现象不明显，C错误；葡萄糖与饱和碳酸钠溶液互溶，D错误。]
油脂的性质
1．人们经常用热的纯碱溶液洗涤炊具上的油污，其原理是什么？
提示：油污的主要成分为油脂。油脂属于酯，不溶于水，但在碱性条件下水解生成易溶于水的高级脂肪酸盐和甘油。纯碱的水溶液显碱性，并且温度升高碱性增强，因此用热的纯碱溶液洗涤炊具上的油污效果更好。
2．油脂的水解反应一定是皂化反应吗？
提示：不一定。油脂在碱性条件下的水解是皂化反应，酸性条件下的水解不是皂化反应。
3．“酯”和“脂”有什么不同之处？
提示：“酯”是指酸和醇发生酯化反应生成的一类有机物；而“脂”一般是指高级脂肪酸与甘油生成的酯，“脂”属于“酯”类。
1．油脂的水解反应
2．油脂和矿物油的比较：
【例2】 下列关于酯水解的说法不正确的是( )
A．因为酯在碱性条件下水解较彻底，所以凡是油脂的水解都要在碱性条件下进行
B．与H2O发生水解反应，生成乙酸和乙醇
C．油脂的水解类似于乙酸乙酯的水解
D．油脂不管在哪种条件下水解都生成丙三醇
A [酯的水解条件的选择依据是看要得到何种产物，不能一概而论，A错；与H2O发生水解反应，生成和C2H5OH，B正确；油脂属于酯类，其水解类似于乙酸乙酯的水解，C正确；油脂是高级脂肪酸的甘油酯，无论哪种条件下水解都生成丙三醇，D正确。]
1．下列关于油和脂肪的比较，错误的说法是 ( )
A．油的熔点低，脂肪的熔点高
B．油含不饱和烃基的相对量比脂肪少
C．油和脂肪都不易溶于水，易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂
D．油和脂肪都能发生水解反应
B [油脂是高级脂肪酸的甘油酯，根据常温下的状态分为固态的脂肪和液态的油，其中脂肪中烃基饱和程度高，熔点高，油含不饱和烃基的相对量较多，熔点低，在一定条件下，油和脂肪都能水解。 ]
2．下列关于酯的水解反应与酯化反应的比较中正确的是 ( )
A．两个反应均可采用水浴加热
B．两个反应使用的硫酸作用完全相同
C．两个反应均可看作取代反应
D．两个反应一定都是可逆反应
C [酯化反应所需温度较高，水浴加热不能满足要求，A错误；酯化反应使用的是浓硫酸，作催化剂和吸水剂，酯的水解反应使用的是稀硫酸，作催化剂，B错误；酯化反应和酯的水解反应均属于取代反应，C正确；酯在碱性条件下的水解，不是可逆反应，D错误。]
蛋白质的性质
1．鸡蛋清水溶液中加入食盐水后一定生成沉淀吗？
提示：不一定。蛋白质溶液中加入浓食盐水发生盐析，有沉淀生成，但是稀的食盐水不会。
2．只要是盐就能使蛋白质发生盐析吗？
提示：不一定。钠盐、铵盐等能使蛋白质发生盐析，铜盐、银盐等重金属盐可以使蛋白质变性。
3．不小心误服可溶性重金属盐应立即采取什么急救措施呢？
提示：立即服用大量鲜牛奶或豆浆或鸡蛋清等蛋白质含量丰富的食物，可使重金属盐与服用的蛋白质发生变性作用，从而减轻重金属盐对机体的危害。
1．蛋白质的盐析和变性比较：
2．蛋白质的两个特征反应：
(1)显色反应：分子中含有苯环的蛋白质与浓硝酸作用时显黄色。
(2)蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味。
盐析和变性的区别
(1)分清重金属离子和轻金属离子，便于判断盐析与变性。常见的重金属离子有Cu2＋、Ag＋、Pb2＋、Hg2＋等；常见的轻金属离子有Mg2＋、Na＋、K＋、Ca2＋等。
(2)盐的浓度对蛋白质性质的影响。重金属盐溶液无论浓度大小均使蛋白质变性；轻金属盐的稀溶液能促进蛋白质的溶解，而浓溶液能使蛋白质发生盐析。
1．下列各物质能使蛋白质变性的是( )
①硫酸钾 ②甲醛 ③氯化铝 ④硝酸汞 ⑤氯化铵 ⑥氢氧化钠
A．②④⑥ B．①③⑤
C．①②③ D．④⑤⑥
[答案] A
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．若误食重金属盐，可服用大量鲜牛奶或豆浆进行解救
C [蛋白质水解的最终产物是氨基酸。]
3．下列关于蛋白质的叙述正确的是( )
A．向蛋白质溶液中分别加入NaCl溶液、CuSO4溶液，其过程均是不可逆的
B．重金属盐使蛋白质分子变性，但是吞“钡餐”(主要成分是硫酸钡)不会引起中毒
C．温度越高，酶对某些生化反应的催化效率就越高
D．医疗上用体积分数为75%的酒精杀菌消毒，是利用了酒精可以使蛋白质盐析的性质
B [向蛋白质溶液中加入NaCl溶液发生盐析，再加水能恢复原来的生理活性，向蛋白质溶液中加CuSO4溶液，蛋白质变性，其过程是不可逆的；硫酸钡既不溶于水又不溶于盐酸，不能使蛋白质变性，对人无毒；温度太高，酶会变性；酒精可以使蛋白质变性。]
1．下列关于淀粉和纤维素的叙述正确的是( )
A．分子式都是(C6H10O5)n，是同分异构体
B．都能为人体提供能量
C．都可以发生水解，最终产物都是蔗糖
D．都是天然高分子
D [淀粉和纤维素的分子式尽管都是(C6H10O5)n，但n值不同，故不是同分异构体，A错；人体没有纤维素水解所需要的酶，故纤维素不能为人体提供能量，B错；淀粉和纤维素水解的最终产物为葡萄糖，C错。]
2．下列关于蛋白质的叙述正确的是 ( )
A．天然蛋白质的组成元素只有碳、氢、氧、氮
B．加热会使蛋白质变性，因此食生鸡蛋的营养价值更高
C．向鸡蛋中加入(NH4)2SO4溶液，会使蛋白质凝固变性
D．用一束光照射蛋白质溶液，可以产生丁达尔效应
D [A项，蛋白质含C、H、O、N、S等，故错；B项，蛋白质变性不改变其营养价值，故错；C项，向鸡蛋中加入(NH4)2SO4溶液使蛋白质盐析，故错。]
3．下列不属于蛋白质变性的是 ( )
A．往蛋白质溶液里加入食盐使之变浑浊
B．病人注射前用医用消毒酒精进行消毒
C．往蛋白质溶液中加入浓硝酸会出现沉淀
D．用福尔马林浸泡动物标本
A [蛋白质的盐析是指在蛋白质溶液中加入浓铵盐、轻金属盐溶液，降低蛋白质的溶解度而使其析出，如A选项。蛋白质的变性是指在加热、强酸、强碱、强氧化剂、乙醇、甲醛等作用下使蛋白质失去生理活性，如B、C、D选项。]
4．下列有关油脂的叙述中，错误的是 ( )
A．植物油不能使KMnO4(H＋)溶液褪色
B．用热的烧碱溶液可区别植物油和矿物油
C．油脂可以在碱性条件下水解
D．从溴水中提取溴不可用植物油作为萃取剂
A [植物油中含有不饱和键，能使酸性KMnO4溶液褪色，A项错误；植物油属于酯，在NaOH作用下可水解不分层，而矿物油属于烃类，不与NaOH溶液反应，B项正确；C项正确；植物油中不饱和键与Br2发生加成反应，D项正确。]
5．糖类、油脂、蛋白质为动物性和植物性食物中的基本营养物质。
(1)蛋白质、淀粉、脂肪三种营养物质中水解的最终产物能与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀的是________，制造肥皂的主要原料是________。
(2)蛋白质水解的最终产物是________。
(3)淀粉溶液和蛋白质溶液都是胶体，用一束光通过其溶液，都产生______，若检验它们可选用的试剂是______。
[答案] (1)淀粉 脂肪 (2)氨基酸 (3)丁达尔效应 碘水
学 习 任 务
1.能依据探究目的设计探究实验方案，完成实验操作，认识淀粉的性质和葡萄糖的检验方法；利用“活动·探究”中的实验培养实验能力，通过对实验现象的分析、归纳，认识蛋白质的重要性质，要敢于质疑、勇于创新，培养“科学探究与创新意识”的化学学科核心素养。
2.结合实例认识油脂、糖类等有机化合物在生产、生活中的重要应用；运用“迁移·应用”栏目认识蛋白质在人类生产和生活中的广泛用途，深刻认识化学对人类社会的重大贡献，培养“科学态度与社会责任”的化学学科核心素养。
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_ml(n>10)单糖
化学式
C6H12O6
C12H22O11
(C6H10O5)n
常见物质
葡萄糖、果糖
蔗糖、麦芽糖
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
化学式
结构简式
主要原子团
C6H12O6
CH2OH(CHOH)4CHO
羟基、醛基
概念
浓的盐溶液使蛋白质的溶解度降低而使蛋白质从溶液中析出的过程
条件
浓的轻金属盐溶液或铵盐溶液，能使蛋白质的溶解度降低
特点
是可逆过程，继续加水时能使沉淀溶解，不影响蛋白质的生理活性
实验操作
实验现象
实验结论
加热后，试管中出现沉淀，再加水，沉淀不溶解
加热、紫外线照射或加入某些有机化合物、酸、碱、重金属盐等，能够使蛋白质失去生理活性而聚沉，而且不可逆，这叫做蛋白质的变性
加入CuSO4溶液后，试管中出现沉淀，再加水，沉淀不溶解
加入乙醇溶液后，试管中出现沉淀，再加水，沉淀不溶解
情况
现象A
现象B
结论
①
溶液呈蓝色
未产生砖红色沉淀
未水解
②
溶液呈蓝色
出现砖红色沉淀
部分水解
③
溶液不呈蓝色
出现砖红色沉淀
完全水解
物质
油脂
矿物油
脂肪
油
组成
多种高级脂肪酸的甘油酯
多种烃(石油及其分馏产品)
含饱和烃基多
含不饱和烃基多
性质
固态或半固态
液态
具有烃的性质，不能水解
能水解并部分兼有烯烃的性质
鉴别
加含酚酞的NaOH溶液，加热，红色变浅
加含酚酞的NaOH溶液，加热，无变化
盐析
变性
概念
蛋白质在某些盐的浓溶液中因溶解度降低而析出
蛋白质在加热或加入酸、碱、重金属盐等条件下性质发生改变而失去生理活性
特征
可逆
不可逆
实质
溶解度降低，物理变化
性质改变，化学变化
条件
碱金属、镁、铝等轻金属盐和铵盐的浓溶液
紫外线照射、加热或加入酸、碱、强氧化剂、重金属盐、苯酚、甲醛、乙醇等
用途
提纯蛋白质
杀菌消毒