内容正文:
新知探究课18 蛋白质 油脂
1.了解油脂、蛋白质的组成,掌握油脂、蛋白质的主要性质。
2.结合实例认识油脂、蛋白质等有机化合物在生产、生活中的重要应用。
一、蛋白质的结构与性质
1.蛋白质的组成特点: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.蛋白质的化学性质
(1)水解反应
蛋白质氨基酸(最终产物)。
①观察甘氨酸和苯丙氨酸的结构简式,写出其中的官能团的结构简式及名称:
官能团及名称:—NH2(氨基),_—COOH_(羧基)。结构的共同点:二者均含有两种官能团,且氨基、羧基均连在同一个碳原子上。
②氨基酸分子中都含有氨基(—NH2)和羧基(—COOH)。
氨基酸蛋白质。
(2)蛋白质的变性
①实验:
②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试剂的影响下,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、紫外线、超声波等;
化学试剂:重金属的盐类、强酸、强碱、乙醇、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
3.蛋白质在生产、生活中的作用
(1)蛋白质是人类必需的营养物质。
(2)毛和蚕丝的成分都为蛋白质,可以制作服装。
(3)从动物皮、骨中提取的明胶可用作食品增稠剂,驴皮制的阿胶可作中药材等。
(4)绝大多数酶也是蛋白质,是生物体内重要的催化剂。
(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,蛋白质都易溶于水。 ( )
(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)×
二、油脂的结构与性质
1.油脂的分类和物理性质
(1)油脂的分类
(2)物理性质
油脂的密度比水的小,黏度比较大,触摸时有明显的油腻感。难溶于水,易溶于有机溶剂。
2.油脂的结构
(1)油脂是由高级脂肪酸与甘油(丙三醇)通过酯化反应生成的酯,其结构如图所示:
结构中的R、R′、R″为同一种烃基的油脂称为简单甘油酯;R、R′、R″为不同种烃基的油脂称为混合甘油酯。
(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
植物油含较多不饱和脂肪酸的甘油酯,熔点较低;动物油含较多饱和脂肪酸的甘油酯,熔点较高。
3.油脂的化学性质
(1)水解反应
①在酸性条件下,水解生成高级脂肪酸和甘油。
②油脂在碱性条件下的水解反应称为皂化反应,获得高级脂肪酸盐和甘油,进行肥皂生产。
(2)氢化反应
液态植物油在一定条件下与H2发生加成反应,提高其饱和程度,生成固态的氢化植物油。氢化植物油性质稳定,不易变质,便于运输和储存,可用来生产人造奶油、起酥油、代可可脂等食品工业原料。
4.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,然后再分别进行氧化分解,释放能量。同时油脂能促进脂溶性维生素(如维生素A、D、E、K)的吸收,并为人体提供亚油酸等必需脂肪酸。
(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)油脂属于酯类,一般难溶于水,密度较小。 ( )
(2)油脂和蛋白质都是天然有机高分子。 ( )
(3)油脂的水解反应称为皂化反应。 ( )
(4)植物油可通过氢化反应生产人造奶油。 ( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)√
氨基酸与蛋白质的性质及应用
1.以为例,说明氨基酸有哪几种官能团?表现哪些性质?
提示:氨基酸有氨基(—NH2)和羧基(—COOH),分别表现碱性和酸性。同时氨基酸分子间可聚合为多肽,进而生成蛋白质。
2.农业上可用CuSO4、生石灰和水制成的波尔多液防止病虫害,其原理是什么?
提示:波尔多液呈碱性且含有重金属Cu2+,可使害虫蛋白质变性而死亡。
3.如何检验一种物质是否为蛋白质?
提示:可以用加入稀硝酸看是否变黄色,或灼烧样品,看是否产生类似烧焦羽毛的气味。
1.氨基酸的酸、碱性及缩合反应(以为例)
(1)与盐酸反应:+HCl。
(2)与NaOH反应:+NaOH+H2O。
(3)缩合为多肽:nH2N—CH2COOH―→+(n-1)H2O。
2.蛋白质盐析与变性的比较
盐析
变性
概念
蛋白质在某些盐的浓溶液中因溶解度降低而析出
蛋白质在加热、酸、碱等条件下性质发生改变而聚沉
特征
可逆
不可逆
条件
碱金属、镁、铝等轻金属盐的溶液及铵盐溶液
加热、强酸、强碱、重金属盐类、紫外线、X射线、甲醛、酒精、苯甲酸等
用途
提纯蛋白质
杀菌消毒
3.鉴别蛋白质的两种方法
方法一:利用显色反应
鉴别蛋白质可利用蛋白质的显色反应,即某些含苯环的蛋白质遇到浓硝酸变黄。
方法二:灼烧
蛋白质灼烧时产生特殊的气味,即烧焦羽毛的气味。
1.下列叙述错误的是( )
A.氨基酸既能与酸也能与碱发生反应
B.氨基酸可形成多肽
C.氨基酸属于有机高分子
D.饱和Na2SO4可用于蛋白质的盐析
C [氨基酸分子中含有氨基(—NH2)和羧基(—COOH),既能与酸反应,又能与碱反应,A正确;氨基酸可以发生缩聚反应形成多肽,B正确;氨基酸不是高分子,C错误;饱和Na2SO4属于轻金属盐,可用于蛋白质的盐析,D正确。]
2.“没有蛋白质,就没有生命”,下面关于蛋白质的叙述不正确的是( )
A.可以通过灼烧时的特殊气味来鉴别蛋白质
B.部分蛋白质溶液遇浓硝酸可发生显色反应
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
C [蛋白质水解生成氨基酸,不是葡萄糖,C错误。]
油脂
1.植物油能使溴的CCl4溶液褪色吗?为什么?
提示:能,植物油中含有碳碳双键。
2.植物油氢化的反应属于哪一类有机化学反应?为什么氢化植物油可以延长食物的保质期?
提示:植物油中含有一定数量的碳碳双键,催化加氢属于加成反应;含有碳碳双键的有机物容易被空气中的氧气氧化,碳碳双键被加成后变成单键,不易被氧化变质。
3.汽油、柴油的主要成分是多种烃类的混合物, 也叫矿物油。矿物油与植物油的化学成分有哪些区别?
提示:植物油属于高级脂肪酸甘油酯,主要含有碳、氢、氧等元素;汽油、柴油的主要成分是多种烃类的混合物,含有碳元素和氢元素。
4.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?
提示:炊具上的油污一般是油脂,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。
1.酯与油脂的区别
2.油脂的化学性质
(1)
+3H2
(2)水解反应
①酸性或酶的作用下水解
油脂在人体中(在酶的作用下)水解,生成高级脂肪酸和甘油,被肠壁吸收,作为人体的营养物质。
+3H2O3C17H35COOH+
②碱性水解(皂化反应)
油脂在碱性(NaOH)条件下的水解反应中生成的高级脂肪酸的钠盐是肥皂的主要成分。所以将油脂在碱性条件下的水解反应称为皂化反应。
+3NaOH3C17H35COONa+
注意:酸或碱均可催化酯的水解反应,但碱能使水解反应趋于完全。
3.油脂和矿物油的比较
物质
油脂
矿物油
脂肪
油
组成
多种高级脂肪酸的甘油酯
多种烃(石油及其分馏产品)
含饱和烃基多
含不饱和烃基多
性质
固态或半固态
液态
具有烃的性质,不能水解
能水解并部分兼有烯烃的性质
鉴别
加含酚酞的NaOH溶液,加热,红色变浅
加含酚酞的NaOH溶液,加热,无变化
3.一定条件下,动、植物油脂与醇反应可制备生物柴油,化学方程式如下:
+3R′OH短链醇+
下列叙述错误的是( )
A.该反应属于取代反应
B.生物柴油和油脂均属于酯类有机物
C.“地沟油”可用于制备生物柴油
D.动、植物油脂是有机高分子
D [对比动、植物油脂和生物柴油的结构简式,可以得出此反应为取代反应,A正确;生物柴油和油脂中均有酯基,属于酯类有机物,B正确;“地沟油”主要成分为油脂,通过这种方式转化为生物柴油,促进废物利用,可行,C正确;高分子化合物的相对分子质量一般高达104~106,而油脂的相对分子质量在1 000左右,故动、植物油脂不是有机高分子,D错误。]
4.油脂是植物油与动物脂肪的总称。油脂既是重要的食物,又是重要的化工原料。下列油脂的性质和用途与其含有碳碳双键有关的是( )
A.工业生产中,常利用油脂在碱性条件下的水解反应来制取肥皂
B.油脂在人体内发生水解反应,可以生成甘油和高级脂肪酸
C.植物油能使溴的四氯化碳溶液褪色
D.脂肪是有机体组织里储存能量的重要物质
C [油脂在碱性条件下水解生成甘油和高级脂肪酸盐,与酯基有关,与碳碳双键无关,A错误;油脂在人体内发生水解反应,可以生成甘油和高级脂肪酸,与酯基有关,与碳碳双键无关,B错误;植物油含有碳碳双键,能与溴发生加成反应,使溴的四氯化碳溶液褪色,与碳碳双键有关,C正确;脂肪是有机体组织里储存能量的重要物质,与碳碳双键无关,D错误。]
1.知道油脂和蛋白质的组成元素
油脂只含有C、H、O三种元素;蛋白质不仅含有C、H、O,还含有N、S等元素。
2.了解蛋白质的性质
(1)一个水解反应:在酶的催化作用下水解生成氨基酸。
(2)两个特征反应:①遇浓硝酸显黄色;②灼烧时有烧焦羽毛的气味。
3.记住油脂的两个性质
(1)水解反应;(2)氢化反应。
1.下列关于蛋白质的说法中,不正确的是( )
A.向蛋白质溶液里加入饱和(NH4)2SO4溶液,蛋白质析出,再加水也不溶解
B.向豆浆中加入少量石膏,能使豆浆凝结为豆腐
C.鸡蛋清溶液加热时能发生变性
D.蛋白质水解能得到氨基酸
A [蛋白质盐析后加水会再次溶解。]
2.下列物质中属于油脂的是( )
① ②
③ ④润滑油 ⑤花生油 ⑥石蜡
A.①② B.④⑤
C.①⑤ D.①③
C [由油脂的含义及前三种物质的结构简式知①是油脂而②、③不是,常用的润滑油的主要成分是烃类物质,石蜡的主要成分也是烃,花生油是油脂类物质。]
3.下列有关蛋白质的性质描述正确的是( )
A.蛋白质均不溶于水
B.蛋白质完全燃烧的产物只有二氧化碳和水
C.消毒过程中细菌蛋白质发生了水解
D.农业上用波尔多液(由硫酸铜、生石灰和水制成)杀菌是应用了蛋白质变性原理
D [有的蛋白质能溶于水,如鸡蛋清等,A错误;蛋白质由碳、氢、氧、氮等元素组成,完全燃烧的产物除二氧化碳和水外,还有含氮的物质等,B错误;消毒过程是蛋白质发生了变性,而不是水解,C错误;CuSO4为重金属盐,石灰乳呈强碱性,均能使菌体蛋白质变性,D正确。]
4.某同学用食用油进行实验,以下是实验操作和现象:
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
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
D [食用油浮在水面上,说明食用油的密度比水的小,A正确;滴加溴水,溴水褪色,说明食用油中含有碳碳不饱和键,B正确;食用油与纯碱溶液混合加热,分层现象消失,说明食用油在碱性条件下水解生成可溶于水的物质,C正确;食用油是一种油脂,属于酯类,不属于有机酸,D错误。]
5.有一种有机物的结构简式为
试回答下列问题:
(1)该化合物是________(填字母,下同)。
A.烯烃 B.油脂
C.蛋白质 D.糖类
(2)该化合物的密度________。
A.比水大 B.比水小 C.与水相同
(3)常温下该化合物呈________。
A.液态 B.固态 C.气态
(4)下列物质中,能与该物质反应的有________。
A.NaOH溶液 B.溴水 C.乙醇
D.乙酸 E.H2
[解析] 该有机物是高级脂肪酸的甘油酯,属于油脂;其密度比水小;因油脂的烃基中含碳碳双键,故该油脂常温下呈液态。该油脂分子结构中含有碳碳双键和酯基,因此它能在NaOH溶液的作用下发生水解反应,能与H2或Br2发生加成反应。
[答案] (1)B (2)B (3)A (4)ABE
新知探究课固基练(十八) 蛋白质 油脂
1.洗涤盛放过植物油的试管,宜选用的试剂是( )
A.稀硫酸 B.热水
C.热NaOH溶液 D.浓硝酸
C [油脂不溶于水,在稀硫酸和NaOH溶液的催化作用下均能水解,但只有在足量的NaOH存在下才可以水解完全,故选C。]
2.下列有关油脂的说法不正确的是 ( )
A.油脂无论在酸性还是碱性条件下水解都可以得到甘油
B.油脂在小肠内受酶的催化作用而水解,生成的高级脂肪酸和甘油作为人体营养被肠壁吸收,同时提供人体活动所需要的能量
C.油脂中的碳链为碳碳单键时,主要是高沸点的动物脂肪
D.油脂是人体所需的基本营养物质之一,应尽量地多食用油脂物质
D [油脂是人体所需的基本营养物质之一,但要注意膳食平衡,既要避免过多食用油脂导致脂肪堆积,也要避免单纯追求减肥,导致营养不良情况的发生。]
3.下列有关酶的叙述错误的是( )
A.绝大多数酶是具有催化作用的蛋白质
B.酶的催化作用具有选择性和专一性
C.高温会使酶失去活性
D.酶只有在强酸性或强碱性条件下才能发挥作用
D [酶是一种特殊的蛋白质,对发生在体内和体外的某些化学反应能起到催化的作用;一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应,故酶的催化作用具有选择性和专一性;大多数酶为蛋白质,蛋白质在高温条件下,发生蛋白质变性,所以活性降低;大多数酶为蛋白质,在高温、强酸、强碱等条件下失活,即蛋白质变性,故酶在强酸或强碱条件下不能发挥作用。]
4.有机化合物与人类生活密不可分,生活中的一些问题常涉及化学知识。下列做法错误的是( )
A.用燃烧法鉴别毛织品和棉织品
B.用碱性洗涤剂洗涤锅盖上的油渍
C.用闻气味的方法鉴别白酒和米醋
D.仅用淀粉溶液鉴别加碘食盐和不加碘食盐
D [毛织品的主要成分为蛋白质,灼烧时会产生类似烧焦羽毛的特殊气味,A项正确;油渍属于油脂,在碱性条件下可水解,B项正确;通过闻气味可鉴别白酒(主要成分是乙醇)和米醋(主要成分是乙酸),C项正确;食盐中加入的是KIO3,不是I2,淀粉遇KIO3无现象,D项错误。]
5.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.蛋白质和氨基酸都是有机高分子
A [蛋白质水解的最终产物为氨基酸,故A正确;Na2SO4是轻金属盐,向蛋白质溶液中加入Na2SO4浓溶液,不会使其发生变性,故B错误;某些蛋白质还含有S、P等元素,故C错误;蛋白质是有机高分子而氨基酸不是,故D错误。]
6.“地沟油”中含有大量的油脂,油脂是多种高级脂肪酸的甘油酯。下列说法不正确的是( )
A.通过适当方法,可将“地沟油”用于生产燃料
B.“地沟油”有毒,不能回收利用,只能排入下水道
C.“地沟油”在碱性条件下可水解为甘油和高级脂肪酸盐
D.“地沟油”可用作化工原料,如生产肥皂等产品
B [“地沟油”水解生成甘油和高级脂肪酸,甘油等可以作为燃料使用,A项正确;“地沟油”中含有多种酯类,可以被回收利用,不可随意排入下水道,B项错误;“地沟油”主要成分是酯类,在碱性条件下水解生成甘油和高级脂肪酸盐,C项正确;“地沟油”在碱性条件下水解可以制取肥皂,D项正确。]
7.据说古埃及国王胡夫的一位厨师不小心把刚熬好的羊油碰翻在灶坑旁,与草木灰混在了一起。当他将羊油和草木灰的混合物用手捧出去后,洗手时发现洗得特别干净。下列解释正确的是( )
A.羊油是一种有机溶剂,溶解了厨师手上的油污
B.草木灰呈碱性,与羊油发生了中和反应
C.羊油与草木灰中的物质发生了加成反应
D.羊油在碱性草木灰(主要成分为K2CO3)的作用下发生了皂化反应
D [羊油是一种有机溶剂,溶解了厨师手上的油污,但羊油难溶于水,用水洗不干净,故不选A;草木灰的成分是K2CO3,羊油的主要成分是高级脂肪酸甘油酯,不能发生中和反应,故不选B;羊油的主要成分是高级脂肪酸甘油酯,不含碳碳双键,不能发生加成反应,故不选C;草木灰(K2CO3)溶液呈碱性,羊油在草木灰(K2CO3)作用下发生了皂化反应,生成了高级脂肪酸钾,跟肥皂的主要成分——高级脂肪酸钠一样,具有较强的去油污能力,故选D。]
8.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,可用于制造肥皂等
A [硬脂酸为饱和高级脂肪酸,其结构简式可以表示为C17H35COOH,硬脂酸甘油酯可表示为,A错误;花生油含有碳碳双键,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;植物油含有较多的不饱和高级脂肪酸甘油酯,可以和氢气发生加成反应生成氢化油,C正确;油脂是一种重要的工业原料,在碱性条件下水解发生皂化反应制造肥皂,D正确。]
9.下列关于有机化合物的说法错误的是( )
A.食用花生油和鸡蛋清都可以发生水解反应
B.以淀粉为原料可制取乙酸乙酯
C.具有碱性和酸性
D.油脂的皂化反应属于加成反应
D [食用花生油属于油脂,可以发生水解,鸡蛋清是蛋白质,也可以发生水解,A项正确;淀粉水解生成葡萄糖,然后在酶的作用下生成乙醇,进而制备乙酸,最后再制备乙酸乙酯,B项正确;氨基酸含有—COOH,具有酸性,含—NH2,具有碱性,C项正确;油脂的皂化反应为油脂的碱性水解,属于取代反应,D项错误。]
10.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:_____________________________。
[解析] (2)食用的大豆,在人体内最终转化为各种氨基酸。(3)向鸡蛋清溶液中滴加重金属盐醋酸铅溶液,蛋白质发生了变性,溶解度降低而析出白色沉淀,化学上称为蛋白质的变性;蛋白质中滴加浓硝酸,蛋白质变黄,发生显色反应。(4)蛋白质水解的最终产物是氨基酸。
[答案] (1)A (2)A (3)生成白色沉淀 蛋白质的变性 鸡蛋清溶液变黄色 (4)氨基酸 +NaOH+H2O
11.(素养题)EPA(二十碳五烯酸)、DPA(二十二碳五烯酸)、DHA(二十二碳六烯酸,常称脑黄金)是不饱和程度大的长链脂肪酸(即高级脂肪酸),属于ω-3不饱和脂肪酸,是人体大脑发育、成长的重要物质,结构简式如图。它们与甘油形成的酯是油脂的成分之一:
回答下列问题:
(1)关于EPA、DPA、DHA的下列说法中,错误的是________(填选项)。
A.EPA与DPA互为同系物
B.DPA与DHA互为同分异构体
C.EPA的分子式为C20H30O2
D.DHA的甘油酯常温下为液态
(2)油脂在人体新陈代谢中发挥着重要的作用。有关油脂的说法错误的是______(填选项)。
A.油脂的水解叫皂化反应
B.天然油脂大多数为混合物
C.硬脂酸(C17H35COOH)甘油酯沸点可能比DPA甘油酯高
D.油脂的主要成分是高级脂肪酸的甘油酯,属于酯类
(3)“深海鱼油”含较丰富的DHA甘油酯,请结合结构解释“深海鱼油”一般做成胶囊状的原因是____________________________________________________
____________________________________________________________________。
[解析] (1)同系物是指结构相似、分子组成相差1个或若干个“CH2”原子团的有机化合物;EPA与DPA互为同系物,A正确;同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物;DPA与DHA两者的分子式不同,不互为同分异构体,B错误;由题图可知,EPA的分子式为,C正确;DHA的甘油酯是油脂的成分之一,常温下为液态,D正确。(2)油脂在碱性条件下的水解为皂化反应,A错误;天然油脂大多为混合物,B正确;硬脂酸(C17H35COOH)甘油酯为饱和脂肪酸甘油酯,通常沸点较高,C正确;油脂的主要成分是高级脂肪酸的甘油酯,含有酯基,属于酯类,D正确。(3)DHA甘油酯中含有碳碳不饱和键,容易被空气中氧气氧化,故一般做成胶囊状。
[答案] (1)B (2)A (3)含有碳碳不饱和键,容易被空气中氧气氧化
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