内容正文:
第七章 有机化合物
第四节 基本营养物质
课时2 蛋白质和油脂
素养目标
宏观辨识与微观探析:
从宏观上认识蛋白质的组成、性质及应用,微观上从蛋白质的组成基本单元视角及形成过程,了解蛋白质的特征反应及检验方法。
证据推理与模型认知:
根据油脂的组成、结构及通式,推测油脂的类型和主要化学性质,形成油脂结构与性质的模型认知。
科学探究与创新意识:
通过设计实验认识的水解反应原理及条件,知道蛋白质的水解,油脂在酸性和碱性条件下水解的可逆性和不可逆性,培养实验设计及创新能力。
壹
1. 蛋白质
知识导航
贰
2. 油脂
1.主要存在
动物蛋白
植物蛋白
肌肉、毛发、皮肤、脚蹄、蛋清、酶、激素、抗体、病毒、乳汁、血红蛋白、血液
大豆、花生、谷物、蚕丝
知识点1. 蛋白质
知识点1. 蛋白质
2.组成
由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成,是一类非常复杂的天然有机高分子。
结合我们生活中接触的蛋白质,思考蛋白质能溶于水吗?
3.物理性质
有的蛋白质能溶于水,如鸡蛋清等;有的难溶于水,如丝、毛等。
阅读课本P85与P86第一自然段了解氨基酸的官能团,预测氨基酸化学性质和食物中的蛋白质在人体的转化。
知识点1. 蛋白质
(最终产物)
多肽
氨基酸
蛋白质
酸、碱或酶
水解反应
水解反应
羧基
氨基
知识点1. 蛋白质
1.含有共同的官能团:氨基-NH2 、 羧基 -COOH
2.氨基和羧基连在同一个碳上,属于α—氨基酸。
4.氨基酸
(1)定义:
(2)α-氨基酸结构:
(3)官能团:
氨基(-NH2)
羧基(-COOH)
羧酸分子中的烃基上的氢原子被 -NH2 (氨基)取代的化合物。
思考:根据氨基酸的结构,预测可能有哪些化学性质?
知识点1. 蛋白质
R–CH–COOH
NH2
氨基典型反应
相互影响的特性
官能团分析:
羧基典型反应
(1)两性
含有氨基(显碱性):能与酸反应
含有羧基(显酸性):能与碱反应
(这种盐具有酸性)
(这种盐具有碱性)
5.氨基酸的性质
知识点1. 蛋白质
思考:氨基酸分子之间可否反应?如何断键?蛋白质是怎样生成的?
多肽
氨基酸
蛋白质
肽键
知识点1. 蛋白质
(2)取代反应
5.氨基酸的性质
知识点1. 蛋白质
例1. 下列物质中既能与盐酸反应,又能NaOH溶液反应的是( ) ①NaHCO3 ; ②(NH4)2S ; ③Al(OH)3 ; ④NH4Cl;⑤Al; ⑥Al2O3;
⑦H2N-CH2-COOH ; ⑧CH3-COOH; ⑨蛋白质
A.①②③⑧ B.①②④⑤ C.⑤⑥⑦⑧⑨ D.①②③⑤⑥⑦⑨
D
小结 :既能与强酸又能与强碱反应的物质
(1)两性金属:Al (2)两性氧化物:Al2O3
(3)两性氢氧化物 (4)弱酸的酸式盐
(5)弱酸的铵盐 (6)氨基酸和蛋白质 (7)酯类物质
知识点1. 蛋白质
新型冠状病毒三维结构
显微镜下的蛋白质分子
知识点1. 蛋白质
6.蛋白质的性质
知识点1. 蛋白质
6.蛋白质的性质
【实验7-9】
(1)向盛有鸡蛋清溶液的试管中加入几滴醋酸铅溶液,观察现象。
实验现象:
加入几滴醋酸铅溶液,鸡蛋清沉淀,加入蒸馏水,凝结的鸡蛋清不溶解
知识点1. 蛋白质
6.蛋白质的性质
【实验7-9】
(2)向盛有鸡蛋清溶液的试管中滴入几滴浓硝酸,加热,观察现象。
可用于蛋白质的鉴别
实验现象:蛋白质溶液变为黄色
蛋白质的显色反应
蛋白质与一些试剂发生显色反应,
很多蛋白质与浓硝酸作用时呈黄色。
知识点1. 蛋白质
6.蛋白质的性质
蛋白质的灼烧反应
※利用蛋白质的
显色反应和灼烧反应
可以检验蛋白质。
【实验7-9】
(3)在酒精灯的火焰上分别灼烧一小段头发和丝织品,小心闻气味。
知识点1. 蛋白质
条件 a. 化学试剂——如重金属盐类、强酸、强碱、乙醇、甲醛等;
b. 物理因素——加热、紫外线等
表现 蛋白质失去生理活性,溶解度下降,再加蒸馏水,沉淀
_____(填会或不会)溶解。
不会
【思考】蛋白质的变性是_____(填物理或化学)变化过程,这个过程_________(填可逆或不可逆)。
化学
不可逆
6.蛋白质的性质——变性
知识点1. 蛋白质
某些浓的无机盐[ 如Na2SO4、(NH4)2SO4 ]溶液,可使蛋白质的溶解度降低而析出,再向试管中加入蒸馏水,会出现什么现象?
沉淀重新溶解
【思考】蛋白质的盐析是_____(填物理或化学)变化过程,这个过程_____(填可逆或不可逆)。
物理
可逆
蛋白质的盐析的用途:
提纯蛋白质
6.蛋白质的性质——盐析
知识点1. 蛋白质
7.蛋白质的用途
(1)蛋白质是人类必须的营养物质。
(2)用蚕丝织成的丝绸可以制作服装;从动物皮、骨中提取的明胶可用作食品增稠剂,生产胶囊和感光材料。
(3)绝大多数酶是蛋白质,是生物体内重要的催化剂。
知识点1. 蛋白质
1.为什么医院里对一些医疗器械进行高温蒸煮,对患者住过的床铺进行紫外线照射?注射前用蘸有乙醇体积分数为75%酒精棉球擦拭皮肤?
提示:细菌和病毒的主要成分是蛋白质,高温、紫外线照射和酒精能使蛋白质变性,而起到杀菌消毒作用。
2.不小心误服可溶性重金属盐应立即采取什么急救措施呢?
提示:立即服用大量鲜牛奶或豆浆或鸡蛋清等蛋白质含量丰富的食物,可使重金属与服用的蛋白质发生变性作用,从而减轻重金属对机体的危害。
知识点1. 蛋白质
3.钡盐也属于重金属盐,医院在做胃透视时要服用“钡餐”BaSO4为何不会中毒?能否改服BaCO3?
提示:BaSO4是一种不溶于水和酸的重金属盐,BaCO3在胃酸的作用下会溶解,重金属离子Ba2+会使人体蛋白质变性而中毒,所以不能服用BaCO3。
4.在生物实验室里,常用甲醛溶液(俗称福尔马林)保存动物标本。在农业上,可以用硫酸铜、生石灰和水制成波尔多液来防止农作物病害。为什么?
提示:甲醛溶液和硫酸铜溶液、氢氧化钙都能使蛋白质变性,甲醛溶液用来防腐,硫酸铜、氢氧化钙能杀菌。
肥胖已经成为了公共健康问题,肥胖情况在我国也不容乐观,根据国务院新闻办发布的调查数据显示,我国成年人肥胖人群已经超出总人数50%,儿童以及青少年也接近了20%。
造成肥胖的原因之一,就是人们食用富含油脂类的食物。那么 油脂具有怎样的结构和性质呢?是不是减肥就可以不吃油脂呢?
知识点2. 油脂
1. 什么叫油脂?脂与酯有何区别?
2. 什么叫高级脂肪酸?
3. 油脂的物理性质
4. 油脂的化学性质有哪些?
阅读课本87-88,思考下列问题
5. 奶油的成分、来源和用途?
知识点2. 油脂
1. 分类
油(植物油、液态)
脂肪(动物油、固态)
2. 物理性质
密度比水小,粘度较大,有油腻感,难溶水,易溶于有机溶剂。
脂肪酸的饱和程度对油脂的熔点影响很大
知识点2. 油脂
3. 组成与结构
油脂是高级脂肪酸与甘油通过酯化反应所生成的酯,由C、H、O三种元素组成,其结构可表示为
酯基
高级脂肪酸
丙三醇(甘油)
+
知识点2. 油脂
高级脂肪酸
饱和脂肪酸
硬脂酸:
软脂酸:
C17H35COOH
C15H31COOH
不饱和脂肪酸
油酸:
亚油酸:
C17H33COOH
C17H31COOH
不饱和的高级脂肪酸甘油酯,含有C=C键,熔点较低,呈液态
饱和的高级脂肪酸甘油酯,不含有C=C键,熔点较高,呈固态
油:
脂:
相对分子质量小,不足1万,
因此油脂不属于高分子化合物
不含C=C键
含C=C键
硬脂酸甘油酯
思考与讨论:根据结构预测油脂具有哪些化学性质?
3. 组成与结构
知识点2. 油脂
R1
C
O
O
CH2
R2
C
O
O
CH
R3
C
O
O
CH2
酯类的性质
烯烃性质
4. 油脂的化学性质
(1)氢化反应
C17H33COOCH2
C17H33COOCH2
C17H33COOCH
+
3 H2
催化剂
加热、加压
C17H35COOCH2
C17H35COOCH
C17H35COOCH2
(加成反应、硬化反应)
硬脂酸甘油脂
油酸甘油脂
知识点2. 油脂
油+H2 脂肪(固态),人造脂肪(硬化油)
一定条件下
氢化
氢化油性质稳定,不易变质,便于运输和储存,可用于生产人造奶油、起酥油、代可可脂等食品工业原料。
资料卡片
知识点2. 油脂
阅读必修二教材P88页,了解黄油的有关知识。你是如何理解“有机食品”与“垃圾食品”的?如何成为一名优秀的营养师?
知识点2. 油脂
某些食品的包装袋中往往有一包黑色的粉末状物质,你知道其中的作用吗?为什么花生、瓜子、山核桃时间久了会产物“哈刺”味?
原因解析:许多食品中含有较多的油脂,这些油脂的结构中含有碳碳双键,在空气中放置久了会被氧化,产生过氧化物和醛类等物质,这些变质后产物的物质带有“哈刺”味,加入的黑色粉末是还原性铁粉,可除去食品包装袋中的空气,进而延长食品的保质期。
P87
知识点2. 油脂
属于可逆反应,水解不完全。
①酸性条件下
请写出硬脂酸甘油酯在酸性条件下水解方程式?
应用:
工业上用于生产高级脂肪酸和甘油。
请写出硬脂酸甘油酯在碱性条件下水解方程式?
②碱性条件下
水解完全
硬脂酸钠(肥皂)
丙三醇(俗称甘油)
油脂在碱性条件下的水解反应叫 。
工业上用此反应来制肥皂。
皂化反应
酯基
知识点2. 油脂
注意讲清油脂水解时的断键机理.
皂化反应
知识点2. 油脂
NaOH溶液
用蒸汽加热
油脂
肥皂(高级脂肪酸钠) 、甘油、水等的混和液
加入细食盐
加热、搅拌
分层
皂化
盐析
加填充剂(松香、硅酸钠等)
压滤、干燥成型
下层:甘油、食盐水等
上层:肥皂
成品肥皂
盐析:加入无机盐使某些有机物降低溶解度,从而析出的过程,属于物理变化。这里的盐析是指加入食盐使肥皂析出的过程。
皂化反应
知识点2. 油脂
1.思考下列问题
(1)为什么可以用热的碱性溶液洗涤沾有油脂的器皿?
答:油脂在碱性溶液中发生皂化反应,水解生成高级脂肪酸盐和醇。高级脂肪酸盐是易溶于水的电解质,可以随着水流走而洗去,之所以用热的溶液是不仅加快油脂的水解反应的速率,还能使油脂水解更完全
(2)肥皂“去油污”的原理是什么?
油脂的皂化反应
知识点2. 油脂
肥皂去油污原理
肥皂是高级脂肪酸的钠盐(表面活性剂),其结构可分为两部分:
(1)极性的羧基,易溶于水,是亲水的,叫做亲水基;
(2)非极性的烃基,不溶于水而溶于油,是亲油的,叫做憎水基
憎水部分
亲水部分
知识点2. 油脂
5. 生活食品中的油脂
①是产生能量最高的营养物质
②可提供身体所需的必需脂肪酸,保证机体的正常生理功能
③能增加食物的口感,润滑肠道,帮助排便
④具有保持体温和保护内脏器官的作用
知识点2. 油脂
(2)植物油和矿物油的区别是什么?
混合物,因为组成不同的油脂分子的高级脂肪酸可能不同
油脂中的油是指常温下呈液态的高级脂肪酸甘油酯,如花生油、豆油、菜籽油等植物油;而汽油、柴油的主要成分是多种烃类的混合物,也叫矿物油,是石油炼制的产物。
矿物油的组成是含C、H的多种烃(石油及其分馏产品)
(1)天然油脂属于纯净物,还是混合物? 为什么?
知识点2. 油脂
(含C=C,不饱和高级脂肪酸甘油酯)
植物油
动物脂肪
(不含C=C,饱和高级脂肪酸甘油酯)
课堂小结
蛋白质
组成:C、H、O、N、S、P
结构单元:氨基酸
化学性质
水解反应
变性反应
特征反应
显色反应
灼烧
油脂
结构:酯基
分类
油
脂
化学性质
水解反应
氢化反应(加成反应)
谢谢观看
THANKS
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