人教版 (2019)必修 第二册第七章 有机化合物第四节 基本营养物质学案
展开第2课时蛋白质油脂
1.了解蛋白质、油脂的组成,掌握蛋白质、油脂的的主要性质。
2.了解蛋白质和油脂的在日常生活、生产中的应用。
一.蛋白质
1.组成特点
蛋白质是构成细胞的基本物质,是一类非常复杂的天然有机高分子,由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。
2.化学性质
(1)蛋白质的水解反应
蛋白质eq \(——→,\s\up7(酶、酸或碱),\s\d5(水解))多肽eq \(——→,\s\up7(酶、酸或碱),\s\d5(逐步水解))氨基酸
(2)蛋白质的变性
①按下列实验操作完成实验:
②实验现象:加入醋酸铅溶液,试管内蛋白质产生沉淀;加入蒸馏水后沉淀不溶解。
③结论:在某些物理因素或化学因素的影响下,蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象,称为蛋白质的变性。
能使蛋白质变性的因素有
物理因素:加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等;化学因素:强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸、乙醇、丙酮、甲醛等有机物。
④蛋白质的变性是一个不可逆过程,变性后的蛋白质在水中不溶解,同时也会失去原有的生理活性。利用蛋白质的变性,可用于杀菌消毒,而疫苗等生物制剂的保存则要防止变性。
(3)蛋白质的特征反应
①颜色反应:向盛有鸡蛋清溶液的试管中滴加3~5滴浓硝酸,在酒精灯上微热,观察到的现象是__溶液遇浓硝酸变黄色__。实验结论:__浓硝酸可使某些蛋白质显黄色__,常用此反应来鉴别蛋白质。
②蘸取少量鸡蛋清或取一根头发,放在酒精灯火焰上灼烧,可闻到__烧焦羽毛的特殊气味__。常用此反应区分毛料纤维与合成纤维。
3.蛋白质的存在和主要应用
(1)蛋白质是细胞结构里复杂多变的 高分子 化合物,存在于一切细胞中。
组成人体蛋白质的氨基酸有 必需 和 非必需 之分,必需氨基酸人体不能合成,只能从食物中补给,共有 8 种,非必需氨基酸,人体可以合成,共有 12 种。
(2)蛋白质是人体必须的营养物质,成年人每天大约要摄取 60--80 g蛋白质,才能保证身体健康。
蛋白质在人体 胃蛋白酶和胰蛋白酶 的作用下,经过水解最终生成 氨基酸 。
人体的各种组织蛋白质也在不断分解,最后主要生成 尿素 ,排出体外。
(3)蛋白质在工业上的应用:
动物的毛皮、蚕丝等可制作服装; 动物胶 可以制造照相用片基;
驴皮制的 阿胶 还是一种药材;从 牛奶 中提取酪素。
(4)酶是一类特殊的 蛋白质 ,是生物体内重要的 催化剂 。
二.油脂
1.油脂的分子结构
(1)油脂是由多种高级脂肪酸跟甘油生成的酯,其结构如图所示:
结构式里,R1、R2、R3为同一种烃基的油脂称为简单甘油酯;R1、R2、R3为不同种烃基的油脂称为混合甘油酯。天然油脂大都是混合甘油酯。
(2)组成油脂的高级脂肪酸种类较多,常见的有:
①饱和脂肪酸:如硬脂酸,结构简式为C17H35COOH;软脂酸,结构简式为C15H31COOH。
②不饱和脂肪酸:如油酸,结构简式为C17H33COOH;亚油酸,结构简式为C17H31COOH。
(3)脂肪酸的饱和程度对油脂熔点的影响
植物油为含较多不饱和脂肪酸成分的甘油酯,常温下一般呈__液__态;动物油为含较多饱和脂肪酸成分的甘油酯,常温下一般呈固态。
2.油脂的化学性质
(1)油脂的水解反应
①油脂+水eq \(——→,\s\up7(酸),\s\d5(△))高级脂肪酸+甘油
②油脂+氢氧化钠eq \(——→,\s\up7(△))高级脂肪酸钠+甘油
(2)油脂的氢化反应
植物油分子中存在,能与氢气发生加成反应,将液态油脂转化为半固态油脂。
3.油脂在人体内的转化
油脂在人体小肠中通过酶的催化可以发生水解反应,生成高级脂肪酸和甘油,然后再分别氧化分解,释放能量。
4.油脂的存在和主要应用
(1)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,
油脂中的碳链为 碳碳单键 时,主要是高沸点的动物脂肪。
(2)作用:
油脂是食物组成中的重要组成部分,也是产生能量 最高 的营养物质。
1g油脂完全氧化(生成CO2和H2O)时,放出的热量约为39kJ。
油脂还有保持体温和保护 内脏器官 的作用。
油脂能增加食物的滋味,增进食欲,保证机体的正常 生理 功能。但饮食中也要控制油脂的摄入量。
【总结】糖类、油脂、蛋白质的特征反应
葡萄糖、淀粉和蛋白质的特性实验
(1)葡萄糖的特征反应:
= 1 \* GB3 ①葡萄糖 出现砖红色沉淀 (填现象)
= 2 \* GB3 ②葡萄糖 出现光亮银镜 (填现象)
注意: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。
(2)淀粉的特征反应:在常温下,淀粉遇碘变 蓝色
注意:淀粉遇到I2(碘单质)才变蓝色,而遇到化合态的碘如I-、IO3-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。
(3)蛋白质的特征反应:
= 1 \* GB3 ①颜色反应:蛋白质 显黄色 (填现象)
= 2 \* GB3 ②灼烧反应:灼烧蛋白质,产生烧焦羽毛的气味
【典例1】下列说法正确的是( )
A.糖类化合物都具有相同的官能团
B.蛋白质的水解产物都含有羧基和羟基
C.油脂的皂化反应生成脂肪酸和丙醇
D.酯类物质是形成水果香味的主要成分
【答案】D
【解析】解析:糖类,如葡萄糖中除含有羟基外,还含有醛基官能团,A项错误;蛋白质水解的最终产物是氨基酸,均含有羧基和氨基,B项错误;皂化反应是指油脂在碱性条件下的水解反应,故生成的应是脂肪酸盐和丙三醇,C项错误。
【典例2】下列说法中不正确的是
A.“地沟油”禁止食用,但可用来制肥皂
B.糖类、蛋白质、油脂属于天然高分子化合物
C.医疗中常用酒精来消毒,是因为酒精能使细菌蛋白质发生变性
D.蘸有油脂的器皿可用热氢氧化钠溶液洗
【答案】B
【解析】A.“地沟油”中含有对人体健康有害的物质,因此禁止食用,但其主要成分属于酯,能够在碱性条件下水解产生制取肥皂的高级脂肪酸盐,因此可用来制肥皂,A正确;B.糖类中的单糖、二糖及油脂不属于高分子化合物,而蛋白质、及淀粉、纤维素等多糖属于天然高分子化合物,B错误;C.医疗中常用酒精来消毒,是因为酒精有很好的渗透性,能使细菌蛋白质发生变性而失去其生理活性,从而失去对人健康的破坏作用,C正确;D.油脂属于酯,能够与热碱液发生反应产生可溶性物质,因此蘸有油脂的器皿可用热氢氧化钠溶液洗涤,D正确;故合理选项是B。
1.下列说法正确的是( )
A.植物油属于酯,脂肪也属于酯
B.酯是纯净物,油脂是混合物,油脂不属于酯
C.所有的脂都属于酯,因而化学上“脂”与“酯”经常混用
D.脂肪是高级脂肪酸的甘油酯,而油不是
【答案】A
【解析】植物油和动物脂肪都是高级脂肪酸的甘油酯,区别在于前者为液态,烃基不饱和程度大,后者为固态,烃基饱和或不饱和程度较小,因而A对,D错;油脂属于酯,酯可以是混合物,也可以是纯净物,B错;脂不一定是酯,如树脂不是酯,酯也不一定是脂,如乙酸乙酯不是脂,C错。
2.能区别地沟油(加工过的餐饮废弃油)与矿物油(汽油、煤油、柴油等)的方法是( )
A.点燃,能燃烧的是矿物油
B.测定沸点,有固定沸点的是矿物油
C.加入水中,浮在水面上的是地沟油
D.加入足量氢氧化钠溶液共热,不分层的是地沟油
【答案】D
【解析】地沟油和矿物油均可燃烧,A错误;地沟油和矿物油均为混合物,均没有固定的沸点,B错误;地沟油和矿物油密度均小于水,均不溶于水,C错误;地沟油主要成分为油脂,可在碱性条件下水解,因此地沟油与NaOH溶液共热后不再分层,矿物油为烃的混合物,不能与NaOH溶液反应,因此液体分层,D正确。
3.下列各组物质中,均能发生水解反应的是( )
A.蛋白质和氨基酸 B.油脂和蛋白质
C.纤维素和葡萄糖D.淀粉和果糖
【答案】B
【解析】A.蛋白质水解最终产物是氨基酸,而氨基酸不能水解,错误;B.油脂水解产生高级脂肪酸和甘油;蛋白质水解最终产物是氨基酸,二者都能够水解,正确;C.纤维素是多糖,水解最终产物是葡萄糖,而葡萄糖是单糖,不能够水解,错误;D.淀粉是多糖,水解最终产物是葡萄糖,而果糖是单糖,不能够水解,错误。
4.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.淀粉eq \(――→,\s\up7(水解))葡萄糖eq \(――→,\s\up7(氧化))CO2和H2O(释放能量维持生命活动)
B.纤维素eq \(――→,\s\up7(水解))葡萄糖eq \(――→,\s\up7(氧化))CO2和H2O(释放能量维持生命活动)
C.油脂eq \(――→,\s\up7(水解))甘油和高级脂肪酸eq \(――→,\s\up7(氧化))CO2和H2O(释放能量维持生命活动)
D.蛋白质eq \(――→,\s\up7(水解))氨基酸eq \(――→,\s\up7(合成))人体所需的蛋白质(人体生长发育)
【答案】B
【解析】A.淀粉是多糖,在一定条件下完全发生水解反应形成葡萄糖,葡萄糖氧化产生CO2、H2O,同时产生能量,用以维持生命活动需要,正确;B.纤维素是多糖,但是人体内没有水解纤维素的酶,因此不能水解产生人体需要的能量,但是可以促进胃肠蠕动,帮助消化,错误;C.油脂是酯,在人体内水解产生高级脂肪酸和甘油,然后这些物质氧化产生CO2和H2O,同时释放能量维持生命活动需要,正确;D.蛋白质是人体的重要组成部分,在人体内水解最终产生氨基酸,氨基酸再重新结合成人体所需的蛋白质,促进人体生长发育,正确。
5.下列叙述正确的是
A.油脂在酸的催化作用下可发生水解,工业上利用该反应生产肥皂
B.乙醇能发生氧化反应,苯不能发生氧化反应
C.一定条件下,氨基酸之间能发生反应,合成更复杂的化合物(多肽)
D.所有的糖类、油脂和蛋白质都能发生水解反应
【答案】C
【解析】A.油脂在碱性条件下的反应称为皂化反应,工业上利用该反应生产肥皂,A错误;B.乙醇能发生氧化反应,如催化氧化、燃烧等,苯可以燃烧,也能发生氧化反应,B错误;C.氨基酸含有氨基和羧基,一定条件下,氨基酸之间能发生反应,合成更复杂的化合物(多肽),C正确;D.单糖不能发生水解反应,D错误;答案选C。
6.下列区别纯棉制品和羊毛制品的方法中,合理的是
A.灼烧B.滴加碘水C.滴加酒精D.滴加氯化钠溶液
【答案】A
【解析】纯棉制品的成分为纤维素,羊毛的主要成分为蛋白质,最简单的检验方法是在火中灼烧,能产生烧焦羽毛气味的是蛋白质,故A正确,B、C、D错误,答案选A。
7.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.颜色反应
【答案】B
【解析】A.蛋白质发生水解可以生成多种氨基酸,属于化学变化,故A不选;B.盐析是指蛋白质在盐溶液作用凝聚为固体,活性不变,为物理变化,故B可选;C.变性是指蛋白质在强酸、强碱、射线、重金属离子等条件下失去活性的反应,属于化学变化,故C不选;D.含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸,显黄色,属于化学变化,故D不选;故选B。
8.下列不属于蛋白质变性的是
A.打针前用酒精消毒
B.用稀福尔马林浸泡种子
C.一些蛋白质与浓硝酸作用时呈黄色
D.用波尔多液(含硫酸铜)防治作物虫害
【答案】C
【解析】A.病毒的成分是蛋白质,酒精能使蛋白质变性,所以能消毒,A不符合题意;B.福尔马林的主要成分是甲醛,甲醛能使蛋白质变性,B不符合题意;C.一些蛋白质与浓硝酸作用时呈黄色,属于蛋白质的显色反应,C符合题意;D.波尔多液(含硫酸铜)属于重金属盐溶液,能使蛋白质变性,D不符合题意;故选C。
9.2020年初新冠肺炎在全球爆发.新冠病毒结构如图,下列有关说法不正确的是
A.冠状病毒蛋白质中所含元素只有碳、氢、氧三种
B.冠状病毒通过飞沫传播,飞沫分散在空气中易形成气溶胶
C.含氯消毒剂、酒精都能有效杀灭病毒
D.肥皂水呈碱性,可以破坏病毒结构
【答案】A
【解析】A.冠状病毒蛋白质中含有碳、氢、氧、氮等元素,故A错误;B.冠状病毒通过飞沫传播,飞沫直径在1-100nm之间,分散在空气中易形成气溶胶,故B正确;C.含氯消毒剂、酒精都能使蛋白质发生变性,有效杀灭病毒,故C正确;D.肥皂水呈碱性,可以破坏病毒表面的双分子膜结构,故D正确;故选A。
10.借助于超高分辨率荧光显微镜可以观察到单个的蛋白质分子,下列有关叙述不正确的是
A.蛋白质中含有碳、氢、氧、氮等元素
B.蛋白质属于高分子化合物
C.蛋白质可以完全水解生成氨基酸
D.向鸡蛋清溶液中分别加入饱和(NH4)2SO4和CuSO4溶液,都出现沉淀,原理相同
【答案】D
【解析】向鸡蛋清中加入饱和(NH4)2SO4溶液有沉淀析出,是因为蛋白质的溶解度降低析出,是物理变化,而加入CuSO4溶液,是因为蛋白质性质发生改变而析出,是化学变化,两者原理不同,故答案为:D。
11.糖类、油脂和蛋白质是维持人体生命活动所必需的三大营养物质。以下叙述正确的是
A.油脂的水解产物为纯净物B.蔗糖水解的最终产物是葡萄糖
C.常温下,淀粉遇碘变蓝色D.常温下,浓硫酸可以使蛋白质变黄
【答案】C
【解析】A.油脂的水解产物为高级脂肪酸(或高级脂肪酸盐)和甘油,是混合物,故A错;B.蔗糖的水解产物为葡萄糖和果糖,故B错;C.常温下,淀粉遇碘单质变蓝色,故选C;D.浓硝酸能使蛋白质变黄,故D错;答案选C。
12.下面关于蛋白质的叙述不正确的是
A.在豆浆中加入少量石膏,能使豆浆中的蛋白质凝结,从而制成豆腐
B.蛋白质都是高分子化合物
C.蛋白质在酶的作用下水解的最终产物是葡萄糖
D.若误食重金属盐而引起中毒,可服用大量牛奶或豆浆进行解救
【答案】C
【解析】A.豆浆属于胶体,加入电解质使胶体微粒沉降,制成豆腐,故A正确;B.蛋白质属于高分子化合物,故B正确;C.蛋白质在酶的作用下水解的最终产物为氨基酸,故C错误;D.重金属盐能使蛋白质变性,引起中毒反应,饮用大量牛奶或者豆浆与重金属盐作用起到解毒效果,故D正确;故选C。
13.下列有关蛋白质的性质描述说法错误的是
A.棉被和蚕丝被的主要材质均为高分子
B.从牛奶中可以提取酪素,用来制作塑料
C.消毒过程中细菌蛋白质发生了盐析
D.在鸡蛋清溶液中分别加入饱和Na2SO4、CuSO4溶液,都会产生沉淀,但原理不同
【答案】C
【解析】A.棉被和蚕丝被的主要材质分别是纤维素、蛋白质,二者均为高分子,故A正确;B.酪素由酪蛋白水解得到,故从牛奶中可以提取酪素,用来制作塑料,故B正确;C.消毒过程是蛋白质发生了变性,故C错误;D.鸡蛋白中加入饱和Na2SO4使蛋白质的溶解性降低而析出,加入CuSO4溶液,是蛋白质发生了变性而析出,原理不同,故D正确;故选C。
14.请解答下列与蛋白质有关的题目:
I.(1)从鸡蛋清溶液中提取蛋白质的方法是_______。
(2)鸡蛋腐烂时,常闻到有臭鸡蛋气味的气体,该气体中主要含有_______(填化学式),说明蛋白质中含有_______(填元素名称)元素。
(3)误食重金属盐会中毒,这是因为_______。
(4)浓硝酸溅在皮肤上,使皮肤呈现_______色,这是由于浓硝酸和蛋白质发生了_______反应。
II.(1)下列物质对蛋白质的化学性质具有明显影响的是_______(填字母,下同)。
A.重晶石(BaSO4) B.蓝矾 C.碘酒 D.高锰酸钾 E.酒精 F.生牛奶 G.熟鸡蛋
(2)如果你发现有人误服重金属盐而出现了轻微中毒症状,需要你马上对病人进行抢救,你认为上述物质中可以应用的是_______(写代号)。
(3)当你选择物质对病人进行抢救以后,下一步的打算或做法是_______。
A.建议病人快去医院继续治疗
B.将病人安置于通风处呼吸新鲜的空气
C.建议病人卧床休息
【答案】盐析 H2S 硫重金属盐使蛋白质发生变性 黄 颜色 B、C、D、E F A
【解析】I(1)从鸡蛋清溶液中提取蛋白质可用盐析的方法,故答案为:盐析;(3)具有臭鸡蛋气味的气体为H2S,蛋白质中含有硫元素,故答案为:H2S;硫;(3)重金属盐会使蛋白质发生变性,使蛋白质失去生理活性,进而造成人体中毒,故答案为:重金属盐使蛋白质发生变性;(4)浓硝酸溅到皮肤上,使皮肤显黄色,发生了颜色反应,故答案为:颜色;II(1)蓝矾、碘酒、高锰酸钾、酒精等物质都能使蛋白质变性,蛋白质的变性属于化学变化。重晶石的主要成分是硫酸钡,它既不溶于水又不溶于酸,不能使蛋白质变性,对人体无毒,故答案为:B、C、D、E;(2)生牛奶中含有较多的未变性的蛋白质,熟鸡蛋中蛋白质已经变性了,综上所述F符合题意,故选F;(3)重金属盐中毒者服用生牛奶能降低重金属盐对人体的伤害,但这种作用是有限的,所以病人去医院做更有效的治疗是最佳选择,故选A 。实验内容
实验现象
葡萄糖+新制Cu(OH)2加热至沸腾
出现砖红色沉淀
淀粉+碘酒
变蓝色
蛋白质+浓HNO3
显黄色
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