第四节生命中的基础营养物质讲义

第四节生命中的基础营养物质合成有机高分子化合物[考纲展示] 1.了解糖类的组成和性质特点，能举例说明糖类在食品加工和生物能源开发上的应用。

2.了解油脂的组成、主要性质及重要应用。

3.了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质；了解氨基酸与人体健康的关系。

4.了解蛋白质的组成、结构和性质。

5.了解化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。

6.了解合成高分子化合物的反应类型，高分子化合物的特征。

7.了解高分子化合物的应用。

考点1| 基本营养物质固本探源一、糖类1．糖类的概念和分类(1)概念：从分子结构上看，糖类可定义为多羟基醛、多羟基酮以及它们的脱水缩合物。

(2)组成：主要包含碳、氢、氧三种元素。

大多数糖类化合物的通式为C n(H2O)m，所以糖类也叫碳水化合物。

(3)分类2．单糖——葡萄糖与果糖(1)组成和分子结构(2)葡萄糖的化学性质3．蔗糖与麦芽糖蔗糖麦芽糖相同点(1)组成相同，分子式均为C 12H 22O 11，两者互为同分异构体 (2)都属于二糖，能发生水解反应不同点官能团 不含醛基 含有醛基 水解产物葡萄糖和果糖葡萄糖(1)相似点①都属于高分子化合物，属于多糖，分子式都可表示为(C 6H 10O 5)n 。

②都能发生水解反应，反应的化学方程式分别为 (C 6H10O 5)n 淀粉＋n H 2O ――→酸或酶n C 6H12O 6葡萄糖；(C 6H10O 5)n 纤维素＋n H 2O ――→酸或酶n C 6H12O 6葡萄糖。

③都不能发生银镜反应，为非还原性糖。

(2)不同点①通式中n 值不同，淀粉与纤维素不是同分异构体，不是同系物。

②淀粉溶液遇碘变蓝色。

二、油脂1．概念：一分子甘油与三分子高级脂肪酸脱水形成的酯。

2．结构特点3．分类4．物理性质(1)油脂一般难溶于水，密度比水小。

(2)天然油脂都是混合物，没有恒定的沸点、熔点。

含不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯，常温下一般呈液态，含饱和脂肪酸成分较多的甘油酯，常温下一般呈固态。

5．化学性质(1)水解反应①酸性条件下水解。

如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为②碱性条件下水解——皂化反应。

如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为碱性条件其水解程度比酸性条件下水解程度大。

(2)油脂的氢化油酸甘油酯与氢气反应的方程式为油脂的氢化也称为油脂的硬化，为加成反应，同时也是还原反应。

三、氨基酸蛋白质1．氨基酸(1)概念、组成和结构(2)化学性质①两性氨基酸分子中既含有酸性基团—COOH，又含有碱性基团—NH2，因此，氨基酸是两性化合物。

甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为②成肽反应两分子氨基酸缩水形成二肽，如多种氨基酸分子间脱水以肽键相互结合，可形成蛋白质。

2．蛋白质的结构与性质(1)蛋白质的组成与结构①蛋白质含有C、H、O、N、S等元素。

②蛋白质是由氨基酸组成的，通过缩聚反应产生，蛋白质属于天然有机高分子化合物。

(2)蛋白质的性质3．酶(1)酶是一种蛋白质，易变性。

(2)酶是一种生物催化剂，催化作用具有以下特点：①条件温和，不需加热。

②具有高度的专一性。

③具有高效催化作用。

典例引领[典例1](2016·福州二中月考)下列说法不正确的是()A．麦芽糖及其水解产物均能发生银镜反应B．蛋白质及其水解产物均是两性化合物C．用甘氨酸和丙氨酸缩合最多可形成4种二肽D．淀粉和纤维素的分子式均为(C6H10O5)n，二者互为同分异构体【解析】麦芽糖是还原性糖，水解生成的葡萄糖也是还原性糖，A正确；蛋白质、氨基酸中均有—COOH和—NH2，B正确；甘氨酸和丙氨酸缩合可以发生甘氨酸与甘氨酸、丙氨酸与丙氨酸、甘氨酸中—COOH与丙氨酸中—NH2、丙氨酸中—COOH与甘氨酸中—NH2反应，生成4种二肽，C正确；由于n的数值不同，所以淀粉和纤维素的分子式不同，不是同分异构体，D错误。

【答案】 D题组强化●题组1—糖类的结构与性质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．酯类物质是形成水果香味的主要成分C．油脂的皂化反应生成脂肪酸和丙醇D．蛋白质的水解产物都含有羧基和羟基【解析】A项，糖类是多羟基醛或多羟基酮以及水解能生成它们的物质，错误。

B项，水果有香味主要是酯类物质造成的，正确。

C项，油脂的皂化反应生成高级脂肪酸钠和丙三醇，错误。

D项，蛋白质的水解产物都含有氨基和羧基，错误。

【答案】 B2．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悬浊液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—bC．②—a、③—c、①—b D．②—c、③—a、①—b【解析】淀粉溶液遇碘水变蓝色；蛋清是蛋白质，遇浓硝酸变黄色；葡萄糖溶液具有还原性，能够将新制Cu(OH)2悬浊液还原生成砖红色沉淀Cu2O。

【答案】 C3．以下反应：①葡萄糖与银氨溶液反应；②淀粉在稀硫酸作用下在水中加热；③葡萄糖与钠反应；④葡萄糖在一定条件下与乙酸反应，不包括的反应类型是()A．氧化反应B．加成反应C．酯化反应D．水解反应【解析】①氧化反应；②水解反应；③置换反应；④酯化或取代反应，所以没有发生加成反应。

【答案】 B●题组2—油脂的性质与应用4．下列关于油脂的叙述中，正确的是()A．各种油脂水解后的产物中都有甘油B．不含其他杂质的天然油脂属于纯净物C．油脂都不能使溴水褪色D．油脂的烃基饱和程度越大，熔点越低【解析】油脂是高级脂肪酸的甘油酯，水解产物一定有甘油，A正确；天然油脂是混合物，B错误；油中含有不饱和键，能使溴水褪色，C错误；油脂的烃基饱和程度越大，熔点越高，D错误。

【答案】 A5．某油脂的结构为R1、R2、R3均不相同，关于该物质的叙述不正确的是()A．油脂在人体内最终转化为水和二氧化碳B．该甘油酯称为混合甘油酯C．与氢氧化钠溶液混合加热能得到肥皂的主要成分D．与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂有四种【解析】D项，烃基排列方式有三种，即符合条件的油脂有两种。

【答案】 D6．油脂既是重要的食物，又是重要的化工原料。

油脂的以下性质和用途与其含有的不饱和碳碳双键有关的是()A．适量摄入油脂，有助于人体吸收多种脂溶性维生素和胡萝卜素B．利用油脂在碱性条件下水解，可以生产甘油和肥皂C．植物油通过氢化，即与氢气发生加成反应，可以制造植物奶油(人造奶油) D．油脂没有固定的熔、沸点【解析】油脂是一种有机物，可以增大一些脂溶性维生素和胡萝卜素的溶解度，帮助人体吸收，A项叙述正确，但跟油脂分子中含有的碳碳双键无关。

油脂是高级脂肪酸的甘油酯，在碱性条件下水解得到高级脂肪酸盐和甘油，高级脂肪酸钠就是肥皂的主要成分，B项叙述正确，但也与油脂分子中含有的碳碳双键无关。

油脂分子中含有的碳碳双键，通过与氢气发生加成反应，使油脂硬化，C 项正确。

天然油脂一般是混甘油酯，没有固定的熔、沸点，D项说法正确，但与油脂含有不饱和碳碳双键无关。

【答案】 C●题组3—氨基酸和蛋白质的性质及应用7．下列关于蛋白质的叙述中，不．正确的是()①蛋白质溶液里加入饱和硫酸铵溶液，有沉淀析出，虽再加入蒸馏水，也不溶解②人工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年首次合成的③重金属盐能使蛋白质变性，所以误食重金属盐会中毒④浓硝酸溅在皮肤上，使皮肤呈黄色是由于浓硝酸与蛋白质发生了显色反应⑤蛋白质溶液里的蛋白质能透过半透膜A．①②④B．①④⑤C．①③⑤D．②④⑤【解析】①属于蛋白质的盐析，再加蒸馏水沉淀溶解；④蛋白质遇浓硝酸变黄色属于颜色反应；⑤蛋白质溶液属于胶体，蛋白质分子不能透过半透膜。

【答案】 B8．下列关于蛋白质和氨基酸的说法正确的是()A．棉花和蛋白质都是高分子化合物，水解产物相同B．棉花、麻、羊毛及蚕丝都含有纤维素，所以它们都是天然纤维C．氨基酸和蛋白质既能与酸反应又能与碱反应D．向蛋白质溶液中加入浓的Na2SO4或CuSO4溶液均可使蛋白质盐析而分离提纯【解析】棉花的水解产物是葡萄糖，蛋白质的水解产物是氨基酸，A错误；棉花、麻、羊毛及蚕丝都是天然纤维，但是棉花和麻中含有纤维素，而羊毛和蚕丝主要是蛋白质，B错误；氨基酸和蛋白质中既含氨基又含羧基，既能与酸反应又能与碱反应，C正确；向蛋白质溶液中加入CuSO4溶液可使蛋白质变性，D错误。

【答案】 C9．(2016·湖州模拟)下列有关说法正确的是()①氨基酸、淀粉均属于高分子化合物②蛋白质是结构复杂的高分子化合物，分子中都含有C、H、O、N③若两种二肽互为同分异构体，则二者的水解产物不一致④用甘氨酸(NH2—CH2COOH)和丙氨酸(CH3CHCOOHNH2)缩合最多可形成四种二肽A．②B．②③C．①②D．②④【解析】氨基酸不是高分子化合物，①错误；两种二肽互为同分异构体，水解产物可能相同，③错误；④要注意氨基酸分子本身形成的二肽，正确。

【答案】 D考点2| 有机高分子材料固本探源1．有关高分子化合物的几个概念(1)单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。

(2)链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位。

(3)聚合度：高分子链中含有链节的数目。

如2．合成高分子化合物的两个基本反应(1)加聚反应：小分子物质以加成反应形式生成高分子化合物的反应，如氯乙烯合成聚氯乙烯的化学方程式为。

(2)缩合聚合反应：有机小分子单体间反应生成高分子化合物，同时产生小分子的反应，简称缩聚反应。

如催化剂n HOOC—COOH＋n HOCH2CH2OH。

3．高分子材料简介根据来源(1)高分子化合物――→⎩⎪⎨⎪⎧ 天然高分子化合物，如淀粉、纤维素、蛋白质合成高分子化合物――→按用途和性能⎩⎪⎨⎪⎧ 合成高分子材料(塑料、 合成纤维、合成橡胶、 黏合剂、涂料等)功能高分子材料复合材料 其中，塑料、合成纤维、合成橡胶又被称为三大合成材料。

(2)高分子材料⎩⎪⎨⎪⎧ 传统高分子材料——三大合成材料新型高分子材料⎩⎨⎧ 功能高分子材料复合材料典例引领 [典例2] (2016·临沂高三质检)某高分子化合物R 的结构简式为下列有关R 的说法正确的是( ) A ．R 的一种单体的分子式可能为C 9H 10O 2B ．R 完全水解后生成物均为小分子有机物C ．可以通过加聚反应和缩聚反应合成RD ．碱性条件下，1 mol R 完全水解消耗NaOH 的物质的量为2 mol 【解析】 R 的单体为HOCH 2CH 2OH 、CH 2CHCOOHOH 和CH 2CCH 3COOH ，其中一种分子式为C 9H 10O 3，则A 、B 错误；可由CH 2CCH 3COOH 通过加聚反应合成CH 2CCH 3COOH ，再通过缩聚反应合成R ，C 正确；R 是高分子化合物，碱性条件下，1 mol R 完全水解消耗NaOH 的物质的量远大于2 mol ，D 错误。