高中人教版 (新课标)第四节 基本营养物质教案设计

基本营养物质

1．基本营养物质

(1)种类

食物中的营养物质主要包括糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐和水。

(2)组成元素

2.糖类、油脂、蛋白质的性质

(1)糖类和蛋白质的特征反应

①葡萄糖的特征反应：(填现象)

葡萄糖红色沉淀(Cu2O)，

葡萄糖光亮的银镜，

应用：检验葡萄糖。

②淀粉的特征反应：

常温下，淀粉遇碘变蓝。

③蛋白质特征反应：

a．颜色反应：

蛋白质变黄，

b．灼烧反应：灼烧蛋白质，产生烧焦羽毛的气味，

应用：鉴别蛋白质。

(2)糖类、油脂、蛋白质的水解反应

①双糖、多糖的水解反应

a．蔗糖：C12H22O11＋H2OC6H12O6＋C6H12O6，

　　       蔗糖　　　　　　葡萄糖　  果糖

b．淀粉：(C6H10O5)n＋nH2OnC6H12O6。

 　      淀粉(或纤维素)　　　　葡萄糖

②油脂的水解

a．酸性环境：油脂＋水甘油＋高级脂肪酸，

b．碱性环境：油脂＋水甘油＋高级脂肪酸盐，

油脂在碱性条件下的水解反应称为皂化反应，工业生产中，常用此反应来制取肥皂。

③蛋白质的水解反应

蛋白质＋水氨基酸。

3.糖类、油脂和蛋白质在生产、生活中的应用

(1)糖类在生产、生活中的应用

(2)油脂的应用

①油脂是产生能量最高的营养物质，在人体内发生氧化反应释放能量。

②有保持体温和保护内脏器官的作用。

③能增加食物的滋味，保证机体的正常生理功能。

④工业上常用油脂来制取肥皂。

(3)蛋白质的应用

①蛋白质是人类必需的营养物质，能保证身体健康。

②动物的毛和蚕丝的主要成分是蛋白质，可应用于工业上。

③酶是一类特殊的蛋白质，是生物体内重要的催化剂。

[新知探究]

填写下表：

续表

(1)单糖、双糖、多糖在元素组成和分子式上各有什么特点？

提示：都含有C、H、O三种元素；单糖、双糖具有相同的分子式，多糖由于组成分子的n值不同，故分子式不同。

(2)葡萄糖和果糖、蔗糖和麦芽糖、淀粉和纤维素之间是什么关系？

提示：葡萄糖和果糖互为同分异构体；蔗糖和麦芽糖互为同分异构体；淀粉和纤维素的n值不同，不能互称为同分异构体。

(3)葡萄糖和果糖，蔗糖和麦芽糖的化学性质相同吗，为什么？试推测原因。

提示：不相同，因为结构不同。

(4)糖类物质都有甜味吗？举例说明

提示：不都具有，例如淀粉、纤维素。

[名师点拨]

1．糖类根据其能否水解，以及水解产物的多少，分为单糖、二糖和多糖。单糖是指不能再水解成更小的糖分子；二糖是指能水解得到两分子单糖的糖；多糖是指能水解得到多分子单糖的糖。

2．葡萄糖和果糖是典型的单糖分子；蔗糖和麦芽糖是典型的双糖分子；淀粉和纤维素是多糖分子。

3．油脂是一类特殊的酯，可以看作是高级脂肪酸与甘油(丙三醇)经化合反应生成的。

4．天然蛋白质广泛存在于生物体内，是组成细胞的基础物质，动物的皮、毛、发、指甲，鸟类的羽毛，鸡蛋清，血液等均含大量的蛋白质。

[对点演练]

1．下列说法不正确的是(　　 )

A．葡萄糖是一种单糖的理由是不能再水解成更简单的糖

B．糖类、油脂都是由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：选C　区分某种糖是否是单糖的依据是看该糖能否水解成更简单的糖，如不能水解成更简单的糖就是单糖，A正确。糖类、油脂都是由C、H、O三种元素组成的，B正确；单糖和双糖及油脂都不是高分子化合物，C错误。油脂有油和脂肪之分，但都是甘油和高级脂肪酸形成的酯。

[新知探究]

1．糖类和蛋白质的特征反应

(1)葡萄糖与新制的Cu(OH)2的反应：在洁净的试管里加入2 mL 10%的氢氧化钠溶液，滴加4～5滴5%的硫酸铜溶液，然后再加入2 mL 10%的葡萄糖溶液，加热，观察并记录实验现象。

实验现象： 产生砖红色沉淀。

该反应的用途： 检验葡萄糖。

该反应进行的条件： 与新制的Cu(OH)2悬浊液加热至沸腾。

(2)淀粉的特征反应：将碘酒滴到一片土豆和面包上，观察并记录实验现象。

现象： 变蓝。结论： 淀粉遇碘变蓝。

(3)蛋白质特征反应：

①取一小块鸡皮，置于蒸发皿中，滴加3～5滴浓硝酸，在酒精灯上微热，现象为鸡皮变黄，此特征反应称为蛋白质的颜色反应。

②点燃毛线(或头发、鸡毛等)闻气味，现象为有烧焦羽毛的气味。

上述两个特征反应均具有明显现象，应用： 鉴别蛋白质。

2．糖类、油脂、蛋白质的水解反应

(1)双糖、多糖的水解反应

①蔗糖的水解反应

现象：最终有砖红色沉淀生成；

解释：蔗糖水解生成的葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液共热生成砖红色沉淀；

水解方程式为：

C12H22O11＋H2OC6H12O6＋C6H12O6

__蔗糖__________________葡萄糖_____果糖__

②淀粉或纤维素的水解方程式为

(C6H10O5)n＋nH2OnC6H12O6

淀粉或纤维素_______________葡萄糖

(2)油脂的水解

在酸性条件下水解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，此反应又称为皂化反应。

(3)蛋白质在酶的作用下水解生成氨基酸。

[问题讨论]

(1)医疗上用什么方法检验是否患有糖尿病？

提示：把NaOH和CuSO4溶液加入某病人的尿液中加热，若观察到有砖红色沉淀生成，说明该病人患有糖尿病。

(2)淀粉遇到I2单质变蓝色，遇到化合态的碘如I－、IO呢？

提示：不能，淀粉遇到I2单质变蓝色是碘单质的特性。

(3)在使用浓硝酸时不慎溅到皮肤上会有什么变化？为什么？

提示：变黄，皮肤上的蛋白质与浓硝酸发生了颜色反应。

(4)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？

提示：淀粉在唾液淀粉酶的催化作用下，水解为麦芽糖，麦芽糖有甜味。

(5)蔗糖的水解反应在加新制Cu(OH)2悬浊液之前为什么要加NaOH溶液？

提示：因为蔗糖水解要用稀硫酸，水解后溶液显酸性，而氢氧化铜与酸反应，从而达不到鉴定葡萄糖的效果，故要用氢氧化钠中和酸。

[名师点拨]

1．单糖是糖类水解的最终产物，单糖不发生水解反应。淀粉和纤维素的最终水解产物相同，都是葡萄糖。

2．二糖、多糖在稀酸的催化下，最终水解为葡萄糖或果糖，若要检验产物中是否含有葡萄糖，必须先加碱中和酸至溶液显碱性，才能用银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液检验醛基的存在。

3．油脂在酸性或碱性条件下，加热时均能水解。

(1)油脂在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油：油脂＋水高级脂肪酸＋甘油

(2)皂化反应：在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐和甘油：油脂＋水高级脂肪酸钠＋甘油

4．鉴别蛋白质通常用颜色反应和灼烧的方法。

[对点演练]

2．某同学为了检验淀粉的水解情况，设计了如下三种实验方案：

方案甲：淀粉溶液水解液溶液变蓝

结论：淀粉未水解。

方案乙：淀粉溶液水解液无银镜生成

结论：淀粉未水解。

方案丙：淀粉溶液水解液中和液砖红色沉淀

结论：淀粉已完全水解。

根据以上操作、现象判断结论是否正确，不正确的请说明原因。

解析：淀粉水解程度的判断，应注意检验产物中是否生成葡萄糖，同时还要确定淀粉是否还存在，另外应特别注意，检验葡萄糖前要中和水解液中的酸。

答案：(1)甲不正确，原因是未检测是否有葡萄糖。

(2)乙不正确，原因是未中和水解液中的酸，不能检测出葡萄糖是否存在。

(3)丙不正确，原因是证明淀粉发生了水解，是否完全水解还需加I2检验淀粉是否还存在，如不变蓝，则水解完全。

1．下列物质中属于天然高分子化合物的是(　　 )

A．蛋白质　　　　B．蔗糖

C．油脂          D．麦芽糖

解析：选A　高分子化合物，是指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。

2．下列物质中，最简式相同，但不互为同分异构体的是(　　)

A．乙烯和苯　　　　　　　B．蔗糖和纤维素

C．乙酸和葡萄糖          D．果糖和葡萄糖

解析：选C　A、B项最简式不同；C项，最简式相同，但分子式不同，不属于同分异构体；D项，分子式相同，结构不同，属于同分异构体。

3．下列实验中，没有颜色变化的是(　　 )

A．葡萄糖溶液与新制的Cu(OH)2悬浊液混合加热

B．淀粉溶液中加入碘酒

C．鸡蛋清中加入浓硝酸

D．淀粉溶液中加入稀硫酸并加热

解析：选D　 淀粉在稀硫酸的催化作用下，最终水解成葡萄糖，但这一过程中没有颜色变化。A选项会有砖红色沉淀产生；B选项淀粉遇碘变蓝色；C选项鸡蛋清遇浓硝酸会变黄，这是蛋白质的颜色反应。

4．向淀粉中加入少量硫酸，并加热使之发生水解，为测定水解的程度所需的试剂是(　　 )

①NaOH溶液　②银氨溶液　③新制氢氧化铜悬浊液　④碘水　⑤BaCl2溶液

A．①⑤    B．②④

C．①②④  D．②③④

解析：选C　淀粉在稀硫酸催化下水解，最终产物是葡萄糖。如果未发生水解，则溶液不能发生银镜反应；如果部分水解，则既能发生银镜反应又能遇碘水变蓝；如果已完全水解，则遇碘水不显蓝色。因此，选择碘水和银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液可确定有无淀粉存在和有无葡萄糖生成，但检验水解产物前必须加碱来中和酸。

5. 下列营养物质在人体内发生的变化及其对人的生命活动所起的作用叙述不正确的是(　　 )

A．人体中的糖类、油脂和蛋白质都能为人的生命活动提供能量

B．淀粉和纤维素葡萄糖CO2和H2O(释放能量维持生命活动)

C．油脂甘油和高级脂肪酸CO2和H2O(释放能量维持生命活动)

D．蛋白质氨基酸人体所需的蛋白质(人体生长发育、新陈代谢)

解析：选B　 纤维素在人体内不能水解。

6．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)下列有关说法中正确的是____________。

a．蛋白质中只含C、H、O三种元素

b．油脂在人体中发生水解的产物是氨基酸

c．糖类并不都有甜味

d．糖类、油脂、蛋白质都能发生水解反应

(4)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__________。

解析：(1)淀粉的水解产物是葡萄糖，可与Cu(OH)2悬浊液反应；蛋白质的水解产物是氨基酸；脂肪是油脂，在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸钠是肥皂的主要成分。

(2)蛋白质的水解产物是氨基酸。

(4)胶体能产生丁达尔效应，淀粉溶液遇碘变蓝。

答案：(1)淀粉　脂肪　(2)氨基酸　(3)c　(4)丁达尔效应　碘水