人教版 (2019)必修 第二册第四节 基本营养物质学案

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一、蛋白质的组成和性质
1．蛋白质的存在和组成
(1)存在：蛋白质是构成_______的基本物质，存在于各类生物体内。
(2)组成：是一类非常复杂的_____________________，由_____________________等元素组成。
2．物理性质
有的蛋白质能溶于水，如_______等；有的难溶于水，如_______等。
3．化学性质
(1)蛋白质的水解反应
①蛋白质eq \(,\s\up7(酸、碱或酶等催化剂),\s\d5(水解反应))______________eq \(,\s\up7(水解反应),\s\d5(聚合))______________ (最终产物)
②几种常见的氨基酸
a．甘氨酸： b．苯丙氨酸：
氨基酸的官能团：______________、______________。
(2)蛋白质的特性
①实验探究
②蛋白质的变性
_______的盐类、_______、_______、_______、甲醛、_______、紫外线等都能使蛋白质发生_______，溶解度下降，并失去生理活性，属于_______变化
③显色反应：很多蛋白质与浓硝酸作用时呈_______色，可用于蛋白质的检验。
4．蛋白质的应用
二、油脂的结构和性质
1．油脂的组成及分类
2．油脂的结构
油脂可以看作由______________与_______通过____________生成的酯，属于_______化合物。
油脂的结构可表示为，其中R、R′、R″代表高级脂肪酸的烃基，可以相同或不同；天然油脂都是_______物；油脂的官能团主要是_______。
3．常见的高级脂肪酸
脂肪酸的饱和程度对油脂的熔点影响很大，含较多_______脂肪酸的甘油酯，熔点较低；含较多_______脂肪酸的甘油酯，熔点较高。
4．油脂的化学性质
(1)加成反应
液态植物油eq \(――→,\s\up7(+H2))固态的______________
例如：
油酸甘油酯 _____________________
氢化植物油性质稳定，不易变质，便于运输和储存。
(2)水解反应
①油脂在酸性条件或酶的催化作用下，可以发生水解生成______________和_______。
例如：
硬脂酸甘油酯 _________ 甘油
②油脂在碱性条件下水解生成______________和_______。
高级脂肪酸盐是_______的主要成分，所以油脂在碱性条件下的水解反应又称_______反应。
例如：
硬脂酸甘油酯 硬脂酸钠 甘油
5．油脂的应用
(1)油脂是产生能量最高的营养物质。
(2)油脂能促进__________维生素的吸收。
(3)油脂是加热介质并赋予食物令人愉悦的风味和口感。
(4)摄入过多油脂会影响人体健康，应合理控制油脂的摄入量。
►问题一 蛋白质的性质及应用
【典例1】2018年诺贝尔化学奖授予成功利用基因变化和选择研究出可以解决人类化学问题的蛋白质。关于蛋白质的组成与性质的叙述正确的是( )
A．蛋白质在酶的作用下水解的最终产物为氨基酸
B．向蛋白质溶液中加入CuSO4、Na2SO4浓溶液，均会使其变性
C．天然蛋白质仅由碳、氢、氧、氮四种元素组成
D．蛋白质、纤维素、油脂都是高分子化合物
【归纳小结】
1．蛋白质的盐析与变性比较
2．蛋白质检验的两种方法
(1)显色反应：很多蛋白质与浓硝酸作用时呈黄色。能发生显色反应的蛋白质分子内含有苯环，该反应可以用来检验蛋白质。
(2)特殊气味：蛋白质在灼烧时会产生类似烧焦羽毛的特殊气味。该反应是用来检验蛋白质最常用的方法，常用该方法鉴别丝制品与毛织物等。
【变式练1-1】下列叙述不正确的是( )
A．蛋白质属于天然有机高分子，没有蛋白质就没有生命
B．所有蛋白质遇浓硝酸都变黄
C．人工最早合成的具有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素是我国科学家在1965年合成的
D．可以用灼烧法来鉴别蛋白质和其他有机高分子
【变式练1-2】蛋白质水解的最终产物为氨基酸，下列氨基酸都是人体必备的氨基酸。
亮氨酸()
苯丙氨酸()
赖氨酸[]
(1)它们分子中共同的官能团为______________(填结构简式)。
(2)已知氨基有碱性，可以和盐酸反应，则1 ml赖氨酸完全和HCl反应，需要HCl的物质的量为________ml，1 ml赖氨酸完全和NaHCO3反应产生气体的体积为 _________L(标准状况下)，产生盐的结构简式为____________。
(3)市场上有一种加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶，它的催化活性很强，衣服上的汗渍、血液及人体排放的蛋白质油渍遇到它，皆能水解除去。下列衣料中不能用加酶洗衣粉洗涤的是________(填序号)。
①棉织品 ②毛织品 ③腈纶织品 ④蚕丝织品 ⑤涤纶织品 ⑥锦纶织品
►问题二 油脂的性质及应用
【典例2】下列有关油脂的叙述不正确的是( )
A．天然油脂是混合物，没有固定的熔、沸点
B．油脂是由高级脂肪酸和甘油通过酯化反应生成的酯
C．油脂是酯的一种
D．油脂都不能使溴水褪色
【归纳小结】油脂和矿物油
【变式练2-1】关于油脂，下列说法不正确的是( )
A．硬脂酸甘油酯可表示为
B．花生油能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．植物油通过催化加氢可转变为氢化油
D．油脂是一种重要的工业原料，可用于制造肥皂、油漆等
【变式练2-2】油脂是重要的营养物质。某天然油脂A可发生下列反应：
已知A的结构简式为，C17H35—和C17H33—都是高级脂肪酸的烃基(呈链状)。
(1)写出A的分子式：____________，A________(填“是”或“不是”)高分子。
(2)A能使溴的四氯化碳溶液褪色，主要原因是__________________________________。
(3)反应①的反应类型：__________________，反应②的反应类型：___________，B的名称：______________，D的名称(或俗名)：____________。
(4)若A中高级脂肪酸的烃基都是C17H35—，由A组成的油脂在通常状况下一定是固体；若A中高级脂肪酸的烃基都是C17H33—，由A组成的油脂在通常状况下一定是液体。从分子组成与结构方面来说，油脂呈液态、固态的规律是______________________________________________________。
【基础强化】
1．诗句“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”中的“丝”和“泪”分别是( )
A．蛋白质和烃 B．油脂和烃
C．蛋白质和淀粉 D．油脂和蛋白质
2．下列有关蛋白质的说法不正确的是( )
A．向鸡蛋清溶液中滴入浓硝酸，加热，溶液变为黄色
B．蛋白质水解最终生成氨基酸
C．稀释后的福尔马林浸泡种子会使蛋白质变性
D．蛋白质是仅由碳、氢、氧三种元素组成的高分子
3．关于蛋白质的组成与性质的叙述正确的是( )
A．蛋白质在酶的作用下水解的最终产物为氨基酸
B．向蛋白质溶液中加入CuSO4、Na2SO4浓溶液，均会使其变性
C．天然蛋白质仅由碳、氢、氧、氮四种元素组成
D．蛋白质、纤维素、油脂都是天然有机高分子
4．下列关于蛋白质的叙述不正确的是( )
A．温度越高，酶对某些生化反应的催化效率就越高
B．发生重金属中毒后，可口服大量蛋白质溶液如鲜牛奶解毒
C．重金属盐可使蛋白质变性
D．浓硝酸溅到皮肤上，能使皮肤呈黄色，这是由于蛋白质和浓硝酸发生了显色反应
5．下列说法不正确的是( )
A．向鸡蛋清的溶液中加入福尔马林，蛋白质的性质发生改变并凝聚
B．蛋白质为有机高分子，种类较多，其最终水解产物分子中都含有—COOH和—NH2
C．加热能杀死流感病毒是因为蛋白质受热变性
D．加入醋酸铅溶液析出后的蛋白质加水后，可重新溶于水
6．“水过鸭背不留珠”指的是鸭子的羽毛不会被水浸湿，这与鸭子羽毛表面的某种有机物有关，该种有机物可能是( )
A．油脂 B．葡萄糖 C．蔗糖 D．甘油
7．“民以食为天，食以安为先”。近年来屡屡发生的劣质奶粉、苏丹红、多宝鱼等食品安全事件严重威胁消费者的健康和生命安全。下列有关油脂的说法不正确的是( )
A．油脂在碱性条件下可制取肥皂
B．为防止油脂在空气中变质，可在食用油中加一些抗氧化剂
C．油脂易溶于有机溶剂，食品工业中，可用有机溶剂提取植物种子中的油
D．可在酸性条件下，通过油脂的水解反应生产甘油和氨基酸
8．下列关于基本营养物质的叙述中，错误的是( )
A．葡萄糖和果糖的分子式完全相同，它们互为同分异构体
B．油脂在酸性条件下可以水解为甘油和高级脂肪酸，该反应称为皂化反应
C．常温条件下，淀粉遇碘即可变蓝，该反应是淀粉的特征反应
D．蛋白质水解的最终产物既能和强酸反应，又能和强碱反应
9．现有淀粉溶液、蛋清、葡萄糖溶液，区别它们时，下列试剂和对应现象依次是( )
试剂：①新制Cu(OH)2 ②碘水 ③浓硝酸
现象：a.变蓝色 b.砖红色沉淀 c.变黄色
A．②—a、①—c、③—b B．③—a、②—c、①—b
C．②—a、③—c、①—bD．②—c、③—a、①—b
10．(1)按下表左边的实验操作，可观察到表中右边的实验现象。请从“实验现象”栏中选择正确选项的字母代号填入“答案”栏中。
(2)①糖类、油脂、蛋白质都是人体必需的营养物质。油脂被摄入人体后，在酶的作用下水解为高级脂肪酸和____________(写名称)。
②氨基酸是组成蛋白质的基本结构单元，其分子中一定含有的官能团是氨基(—NH2)和__________(写名称)。人体中共有二十多种氨基酸，其中人体自身________(填“能”或“不能”)合成的氨基酸称为人体必需氨基酸。
③淀粉在淀粉酶的作用下最终水解为______(写化学式)，部分该产物在体内被氧化放出能量，供人体活动需要。
【能力提升】
1．某同学用食用油进行实验，以下是实验操作和现象：
下列关于食用油的实验结论不正确的是( )
A．食用油的密度比水的小
B．食用油中含有碳碳不饱和键
C．食用油在碱性条件下会水解生成可溶于水的物质
D．食用油是一种有机酸
2．把①蔗糖、②淀粉、③纤维素、④乙酸乙酯、⑤油脂、⑥蛋白质在稀硫酸存在条件下分别进行水解，最终产物只有一种的是( )
A．①② B．③⑤ C．⑥ D．②③
3．《天工开物》中记载丝织品的处理：“凡帛织就犹是生丝，煮练方熟。练用稻稿灰入水煮。以猪胰脂陈宿一晚，入汤浣之，宝色烨然”。下列有关说法错误的是( )
A．生丝的主要成分为蛋白质
B．稻稿灰的主要成分是碳酸钾，其入水后溶液呈碱性
C．该过程实际就是生丝的除杂过程
D．生丝煮练之后变为熟丝，熟丝的成分是氨基酸
4．大豆和鸡蛋中含有大量的蛋白质，由大豆和鸡蛋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。请回答下列问题：
(1)我们所吃的豆腐是一种______(填字母，下同)。
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)向鸡蛋清溶液中滴加一定量的醋酸铅溶液，现象为___________________________，这种现象在化学上称为______________，滴加一定量的浓硝酸并微热，现象为__________________________。
(4)鸡蛋清溶液的水解最终产物是________。请以甘氨酸()为例，写出其与NaOH溶液反应的化学方程式：__________________________________________________。
5．Ⅰ.甘油三酯是指高级脂肪酸甘油酯，甘油三酯增高与中老年人动脉粥样硬化性心血管疾病密切相关，因此甘油三酯的检测和控制尤为重要。油酸甘油酯是甘油三酯的一种，其结构简式如图所示。
(1)油酸甘油酯中含有官能团的名称为____________。
(2)油脂氢化可以大大延长其保质期，并且使食物更松软可口，然而油脂氢化过程产生的反式脂肪酸又会危害人类健康。在加热、Ni催化条件下1 ml油酸甘油酯最多与________ ml H2发生加成反应。
(3)下列物质属于油酸的同系物的是____(填字母，下同)。
a．硬脂酸(C17H35COOH)b．软脂酸(C15H31COOH)
c．亚油酸(C17H31COOH)d．丙烯酸(CH2==CHCOOH)
Ⅱ.蛋白质是构成细胞的基本物质，没有蛋白质就没有生命。
(4)蛋白质水解的最终产物为氨基酸，其中谷氨酸的结构简式如下所示。
(已知和—NH2可反应生成)
①关于谷氨酸的下列说法正确的是________。
a．分子式为C5H5NO4 b．能发生水解反应
c．能与盐酸反应 d．能与NaOH溶液反应
②谷氨酸在一定条件下能发生分子内脱水，生成五元环化合物，该五元环化合物的结构简式为________________。
1．了解蛋白质、油脂的组成，掌握蛋白质、油脂的主要性质。
2．了解蛋白质、油脂在日常生活中的应用。
操作
在酒精灯的火焰上分别灼烧一小段头发和丝织品
现象
结论或解释
蚕丝
织成_______可以制作服装
动物皮、骨
提取的_______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_______是一种中药材
牛奶、大豆
提取的_______可以用来制作食品和涂料
绝大多数酶
是生物体内重要的_________，在医药、食品、纺织等领域中有重要的应用价值
室温下的状态
代表物
元素组成
物理性质
油脂
油
植物油脂
密度比水的_____，黏度比较大，触摸时有明显的_______，_____溶于水，______溶于有机溶剂
脂肪
动物油脂
名称
饱和脂肪酸
不饱和脂肪酸
软脂酸
硬脂酸
油酸
亚油酸
结构简式
盐析
变性
含义
蛋白质溶液因加入无机盐浓溶液引起蛋白质溶解度下降而变浑浊的现象
在某些条件下蛋白质发生性质上的改变而聚沉
条件
加入轻金属盐(或铵盐)的浓溶液
加入重金属盐(如铜盐、铅盐、汞盐等)、有机物(如甲醛、酒精等)、强酸、强碱，或者加热、紫外线照射
变化类型
物理变化
化学变化
变化过程
可逆
不可逆
用途
分离、提纯蛋白质
杀菌、消毒等
物质
油脂
矿物油
脂肪
油
组成
高级脂肪酸与甘油形成的甘油酯
多种烃的混合物
性质
固态或半固态
液态
具有烃的性质，不能水解
具有酯的性质，能水解；油还具有烯烃的性质，能加成
鉴别
加入含酚酞的NaOH溶液，加热，红色变浅
加入含酚酞的NaOH溶液，加热，无变化
举例
牛油、羊油
菜籽油、花生油
煤油、润滑油、石蜡油
实验操作
答案
实验现象
①向鸡蛋清溶液中滴加少许浓硝酸，微热
A.橙红色褪去
B.变为黄色
C.出现白色沉淀
D.液体不再分层，形成均一溶液
②将植物油滴入少量溴的四氯化碳溶液中
③向鸡蛋清溶液中滴入少量醋酸铅溶液
④向花生油中加入足量浓NaOH溶液，加热，搅拌，静止
实验操作
将食用油滴入水中
向食用油中滴加溴水
将少量食用油与纯碱(主要成分是Na2CO3)溶液混合加热
实验现象
食用油浮在水面上
溴水褪色
分层现象消失