高中化学3.4基本营养物质教师用书新人教版必修2(优选.)

基本营养物质[目标导航] 1.了解糖类、油脂和蛋白质的元素组成。

2.了解糖类的分类及葡萄糖和果糖的结构。

3.了解糖类、油脂、蛋白质的性质。

4.了解糖类、油脂、蛋白质在生产、生活中的应用。

5.了解淀粉水解产物的检验方法。

一、糖类1．基本营养物质(1)类别：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。

其中糖类、油脂、蛋白质为动物性和植物性食物中的基本营养物质。

(2)组成元素：糖类、油脂、蛋白质组成的共同元素为C 、H 、O ，蛋白质还含有N 、P 、S 等元素。

2．糖的分类及结构(1)单糖：葡萄糖、果糖的分子式均为C 6H 12O 6，结构简式分别为CH 2OH(CHOH)4CHO 、CH 2OHCO(CHOH)3CH 2OH ，二者互为同分异构体。

(2)双糖：蔗糖、麦芽糖的分子式均为C 12H 22O 11，结构不同，互为同分异构体。

(3)多糖：淀粉、纤维素的分子式均为(C 6H 10O 5)n 。

提醒 淀粉、纤维素分子中的n 值是不同的，是混合物，不能称为同分异构体。

3．糖类的特征反应(1)葡萄糖的特征反应葡萄糖――――――→新制Cu(OH)2△砖红色沉淀(Cu 2O) 葡萄糖―――――→银氨溶液水浴加热光亮的银镜(Ag) 以上反应，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。

4．糖类的水解反应(1)蔗糖的水解反应：C 12H 22O 11(蔗糖)＋H 2O ――――→稀硫酸水浴加热C 6H 12O 6(葡萄糖)＋C 6H 12O 6(果糖)；麦芽糖的水解反应：C 12H 22O 11(麦芽糖)＋H 2O ――→稀H 2SO 4水浴加热2C 6H 12O 6(葡萄糖)。

(2)淀粉(或纤维素)的水解反应：(C 6H 10O 5)n [淀粉(或纤维素)]＋n H 2O ――→催化剂△n C 6H 12O 6(葡萄糖)。

提醒 在用银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液检验糖类水解产物时，必须先中和水解液中的稀硫酸，调节溶液的pH 至碱性。

议一议1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)糖类就是有甜味的物质，有甜味的物质就是糖( )(2)葡萄糖和果糖的分子式都是C 6H 12O 6，二者互为同分异构体( )(3)某溶液中加入少量淀粉后呈蓝色，则该溶液中含有I －( )(4)可用氢氧化铜悬浊液检验病人是否患有糖尿病( )答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√2．淀粉和纤维素的化学式都是(C 6H 10O 5)n ，二者是同分异构体吗？为什么？答案 淀粉和纤维素不是同分异构体，因为二者的结构单元(C 6H 10O 5)组成相同，但n 值不同。

二、油脂1．分类(1)油：碳链中含有碳碳双键，沸点较低，如豆油、香油。

(2)脂：碳链中多为碳碳单键，沸点较高，如动物脂肪、奶油、人造牛油。

2．分子结构 其中R 1、R 2、R 3代表烃基，可以相同，也可以不同。

3．水解反应(1)油脂＋水酸△高级脂肪酸＋甘油。

(2)油脂＋氢氧化钠――→△高级脂肪酸钠＋甘油。

点拔 甘油不是油，甘油化学名称为丙三醇，属于多元醇。

议一议1．能否用植物油萃取溴水中的溴？答案 不能，植物油含有不饱和键，能与溴发生反应。

2．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？答案 炊具上的油污一般是油脂，它属于酯类物质，不溶于水。

在碱性条件下水解生成易溶于水的高级脂肪酸盐和甘油。

纯碱水溶液呈碱性，并且温度越高，碱性越强，因此用热的纯碱溶液洗涤炊具上的油污效果很好。

三、蛋白质1．组成特点2．化学性质点拨利用灼烧可以鉴别棉织物和毛织物或丝织物。

3．在生产、生活中的应用(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、皮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。

议一议判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)蛋白质水解的最终产物是氨基酸( )(2)蛋白质是一种基本营养物质( )(3)为了鉴别某白色纺织品的成分是蚕丝还是纯棉制品，可选用灼烧的方法进行鉴别( )(4)浓硝酸滴到人的皮肤上变黄色是物理变化( )答案(1)√(2)√(3)√(4)×一、糖类的组成、结构和性质例1分别取1 mol葡萄糖进行下列实验：(1)与足量的金属钠反应，产生的氢气在标准状况下的体积是________L。

(2)与醋酸反应生成酯，从理论上讲完全酯化需______g醋酸。

(3)若使之全部转化为CO2和H2O，所需氧气的体积在标准状况下为________L，反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)与新制的Cu(OH)2反应的现象是________________________________________________________________________________________________________________。

解析(1)1 mol葡萄糖中含有5 mol羟基，与足量的金属钠反应，产生2.5 mol氢气，标准状况下的体积是56 L。

(2)1 mol 葡萄糖中含有5 mol 羟基，可以与5 mol 乙酸发生酯化反应，故所需醋酸的质量为5 mol ×60 g·mol －1＝300 g 。

(3)葡萄糖燃烧的化学方程式为C 6H 12O 6＋6O 2――→点燃6CO 2＋6H 2O,1 mol 葡萄糖完全燃烧所需氧气为6 mol ，标准状况下体积为134.4 L 。

(4)葡萄糖与新制的Cu(OH)2加热煮沸生成砖红色的Cu 2O 沉淀。

答案 (1)56 (2)300 (3)134.4 C 6H 12O 6＋6O 2――→点燃6CO 2＋6H 2O (4)生成砖红色沉淀 归纳总结 葡萄糖的化学性质变式训练1 酒精、乙酸和葡萄糖三种溶液，只用一种试剂就能将它们区别开来，该试剂是( )A ．金属钠B ．石蕊溶液C ．新制的氢氧化铜悬浊液D ．NaHCO 3溶液答案 C解析 新制的Cu(OH)2悬浊液不与乙醇反应，与乙酸中和形成蓝色溶液，与葡萄糖在加热条件下反应产生砖红色沉淀。

二、油脂分子的结构与性质例2 下列有关油脂的叙述中不正确的是( )A ．油脂没有固定的熔点和沸点，故油脂是混合物B ．油脂是由高级脂肪酸和甘油所生成的酯C ．油脂是酯的一种D ．油脂都不能使溴水褪色解析 纯净物有固定的熔、沸点，油脂没有固定的熔、沸点，故是混合物；从结构上分析，B 项正确；油脂是酸与醇作用的产物，具有酯基(—COO —)，属于酯类；油脂结构中的烃基有些是不饱和的，含有碳碳双键，可使溴水褪色。

答案 D 归纳总结 酯与油脂的区别(1)酯是无机含氧酸或有机羧酸与醇通过酯化反应生成的一类有机物，而“油脂”是高级脂肪酸与丙三醇形成的酯，故“酯”中包含“脂”，注意两字的书写，“油脂”不能写为“油酯”。

(2)“油”和“脂”都是高级脂肪酸甘油酯。

“油”一般不饱和程度较高，熔点较低，室温下为液态；“脂”一般饱和程度较高，熔点较高，室温下为固态，又称为“脂肪”。

油通过氢化可以转化为脂肪。

另外，油脂是混合物。

变式训练2 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。

三、蛋白质的性质与应用例3下列叙述不正确的是( )A．蛋白质属于天然有机高分子化合物，没有蛋白质就没有生命B．所有蛋白质遇浓硝酸都变黄，称为颜色反应C．人工最早合成的具有生命活性的蛋白质——结晶牛胰岛素是中国科学家在1965年合成的D．可以用灼烧法来鉴别蛋白质解析蛋白质是生命的基础，A正确；蛋白质与浓硝酸的颜色反应，只有含苯环的蛋白质才能显黄色，不含苯环的蛋白质没有这一性质，B错误；C为常识性知识，正确；蛋白质灼烧时有烧焦羽毛气味，这一性质常用来检验物质中是否含有蛋白质，生活中应用尤其广泛，这也是最简单的一种鉴别方法，D正确。

答案 B归纳总结性质应用——蛋白质的检验(1)有些蛋白质能与浓硝酸发生颜色反应。

此类蛋白质通常含有苯环。

(2)灼烧蛋白质固体时产生烧焦羽毛的气味，原因是分子中含有N、S等元素。

变式训练3 美国科学家马丁·查非(Martin Chalfie)、美籍华裔化学家钱永健(Roger Tsien)以及日本科学家下村修(Osamu Shimomura)因发现和研究绿色荧光蛋白(green fluorercent protein，GFP)而获2008年度诺贝尔化学奖。

GFP在紫外线照射下会发出鲜艳绿光。

下列有关说法正确的是( )A．GFP在酶等催化剂作用下可以水解B．天然蛋白质属于纯净物C．GFP发出荧光是蛋白质的颜色反应D．蛋白质通常用新制氢氧化铜悬浊液检验答案 A解析GFP为蛋白质，A正确；蛋白质属于高分子化合物，是混合物，B错；蛋白质的颜色反应是指某些蛋白质遇浓硝酸显黄色，C错；通常用灼烧的方法和颜色反应检验蛋白质，D错。

1．下列有关糖类的说法正确的是( )A．糖类都符合通式C n(H2O)mB．符合通式C n(H2O)m的都是糖类C．糖类物质都有甜味D．糖类是人类维持生命的六大类营养素之一答案 D解析糖类俗称碳水化合物，但它不是水与碳直接化合的产物。

糖类大都可用C n(H2O)m来表示，但符合这一通式的不一定都是糖，如乙酸CH3COOH、甲酸甲酯HCOOCH3[C2(H2O)2]等；而不符合C n(H2O)m这一通式的物质也可能是属于糖类的，如脱氧核糖C5H10O4、鼠李糖C6H12O5。

糖不一定有甜味，如淀粉、纤维素等。

2．下列说法不正确的是( )A．油脂是高级脂肪酸的甘油酯B．油脂与氢气发生加成反应，可以得到固态油脂C．油脂在酸性或碱性条件下，可以发生皂化反应D．油脂没有固定的熔、沸点答案 C解析油脂可以看作是高级脂肪酸与甘油反应生成的酯，A正确；油脂与H2发生加成反应生成饱和高级脂肪酸甘油酯，沸点较高，常温下呈固态，B正确；皂化反应是指油脂在碱性条件下的水解反应，C错误；自然界中的油脂是多种物质的混合物，因此没有固定的熔、沸点，D正确。