内容正文:
第三课时 糖类、油脂和蛋白质
新知探究(一)——糖类
1.组成和分类
(1)组成
糖类物质是由C、H、O三种元素组成的一类有机化合物,其组成大多可以用通式Cn(H2O)m表示,因此曾称其为碳水化合物。
(2)分类
糖类根据其能否水解以及水解产物的不同进行分类。
类别
单糖
低聚糖(以双糖为例)
多糖
特点
不能再水解成更小的糖分子
1 mol双糖能水解成2 mol单糖
1 mol多糖能水解成n mol(n>10)单糖
化学式
C6H12O6
C12H22O11
(C6H10O5)n
常见
物质
葡萄糖、果糖
蔗糖、麦芽糖
淀粉、纤维素
相互
关系
互为同分异构体
互为同分异构体
不互为同分异构体
2.淀粉的水解及葡萄糖的检验
(1)实验探究
实验组号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
实验
操作
实验现象
溶液变蓝
溶液不变蓝
无砖红色沉淀生成
生成砖红色沉淀
(2)实验结论
①淀粉遇单质碘变蓝色(用于淀粉检验)。
②淀粉在唾液淀粉酶作用下水解生成了葡萄糖。
淀粉水解方程式:
(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6
淀粉 葡萄糖 。
[微点拨] ①含醛基的有机物均能与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀,且反应条件均为碱性环境和加热。②书写二糖、多糖参与的化学方程式时,须在化学式下面注明其名称。
3.葡萄糖
(1)分子结构
(2)与新制Cu(OH)2反应:加热条件下葡萄糖能和新制Cu(OH)2反应,产生砖红色沉淀,该反应可以检验葡萄糖的存在。
(3)在人体组织中发生氧化反应,为生命活动提供能量。化学方程式为C6H12O6+6O2―→6CO2+6H2O。
(4)葡萄糖分解反应的化学方程式为
C6H12O62C2H5OH+2CO2↑。
4.淀粉和纤维素
物质
淀粉
纤维素
化学式
(C6H10O5)n
化合物类别
天然高分子化合物
化学性质
水解反应,最终产物均是葡萄糖
人体内
提供能量:淀粉(C6H10O5)n糊精[(C6H10O5)x(x<n)]麦芽糖(C12H22O11)葡萄糖(C6H12O6)CO2和H2O
能刺激肠道蠕动并分泌消化液,有助于食物的消化和排泄
工业
富含淀粉的农作物用于酿酒
植物秸秆用于生产酒精
应用化学
为了检验淀粉的水解情况,某同学设计了以下三个实验方案,并根据实验现象,得出了相应的结论:
方案A:淀粉溶液水解液溶液呈蓝色
结论:淀粉完全没有水解
方案B:淀粉溶液水解液无砖红色沉淀析出
结论:淀粉完全没有水解
方案C:淀粉溶液水解液中和液产生银镜
结论:淀粉已经水解完全
1.方案A结论是否正确,请简要说明理由。
提示:结论不正确。如果淀粉只是部分水解,则未水解的淀粉遇碘会显蓝色。
2.方案B结论是否正确,请简要说明理由。
提示:结论不正确。如果淀粉已发生水解生成葡萄糖,但由于水解液没有用NaOH溶液中和,所以加入的Cu(OH)2会溶于H2SO4,从而无法氧化葡萄糖,也就无砖红色沉淀生成。
3.方案C结论是否正确,请简要说明理由。
提示:结论不正确。该实验只能证实淀粉已经水解了,没有证明是否仍有淀粉存在,所以无法证明淀粉是否水解完全。
4.如果三个方案均不合理,请另设计一个方案来证明淀粉已经水解完全了。
提示:合理的方案应是:
[题点多维训练]
1.下列说法不正确的是 ( )
A.葡萄糖不可能由纤维素制取
B.葡萄糖在酒化酶作用下转化为乙醇和二氧化碳
C.葡萄糖是人体能量的重要来源
D.葡萄糖能与银氨溶液发生反应
解析:选A 葡萄糖可由淀粉水解生成,在催化剂作用下可分解为乙醇和CO2,在人体中发生缓慢氧化,提供人体活动所需要的能量。纤维素在一定条件下水解可制取葡萄糖。
2.(2024·宁波市北仑区高一检测)下列关于糖类的说法正确的是 ( )
A.所有糖类物质都能溶于水
B.葡萄糖和果糖都是单糖,且分子式相同
C.淀粉和纤维素互为同分异构体
D.乳糖属于多糖
解析:选B 不是所有糖类物质都能溶于水,如纤维素,故A错误;葡萄糖和果糖都是单糖,且分子式相同,均为C6H12O6,结构不同,属于同分异构体,故B正确;淀粉和纤维素分子的聚合度不同,不互为同分异构体,故C错误;乳糖属于二糖,故D错误。
3.摄入人体内的淀粉在酶的催化作用下可发生如下转化过程。
下列说法正确的是( )
A.n>m
B.上述转化过程均为水解反应
C.葡萄糖转化为CO2和H2O的过程中能量转化:热能→化学能
D.纤维素在人体内也可按上述转化过程最终水解成葡萄糖
解析:选A 糊精是淀粉的不完全水解产物,则淀粉聚合度比糊精的高,即n>m,A正确;葡萄糖发生氧化反应生成二氧化碳和水,不是水解反应,B错误;葡萄糖转化为CO2和H2O的过程中能量转化:化学能→热能,C错误;人体内不存在纤维素水解酶,不能将纤维素水解成葡萄糖,D错误。
4.以淀粉为原料在一定条件下制取系列有机物的转化关系如图所示:
(1)A的结构简式为 。
(2)C分子中的官能团名称为 。
(3)乳酸B转化生成D的化学方程式为
。
(4)能说明淀粉完全水解生成葡萄糖的实验现象是 。
(5)设计检验糖尿病人尿液中含有葡萄糖的实验方案:
。
(实验中须使用的试剂有2%CuSO4溶液、10% NaOH溶液)
解析:根据D的结构简式可推测B的结构简式为;淀粉水解后得到葡萄糖,葡萄糖经酒化酶生成A,根据C的结构简式和B的结构简式可知A的结构简式为CH3CH2OH;据此分析解题。(1)据分析可知A的结构简式为CH3CH2OH。(2)根据C的结构简式可知,C分子中的官能团为羟基、酯基。(3)乳酸B与乙酸发生酯化反应转化生成D的化学方程式为CH3COOH+CH3CH(OH)COOHCH3COOCH(CH3)COOH+H2O。(4)由于淀粉遇碘单质变蓝,能说明淀粉完全水解生成葡萄糖的实验现象是水解液中滴加碘水,不出现蓝色。(5)设计检验糖尿病人尿液中含有葡萄糖的实验方案:在试管中加入适量的10%NaOH溶液,滴入几滴2% CuSO4溶液,振荡后加入适量尿液,加热(煮沸),若有砖红色沉淀产生,说明尿液中含有葡萄糖。
答案:(1)CH3CH2OH (2)羟基、酯基
(3)CH3COOH+CH3CH(OH)COOHCH3COOCH(CH3)COOH+H2O (4)水解液中滴加碘水,不出现蓝色 (5)在试管中加入适量的10% NaOH溶液,滴入几滴2% CuSO4溶液,振荡后加入适量尿液,加热(煮沸),若有砖红色沉淀产生,说明尿液中含有葡萄糖
|归纳拓展|葡萄糖的化学性质分析
新知探究(二)——油脂
1.组成和结构
(1)含义:油脂可看作高级脂肪酸与甘油经酯化反应生成的酯,属于酯类化合物。
(2)常见的高级脂肪酸:硬脂酸C17H35COOH、软脂酸C15H31COOH、油酸C17H33COOH、亚油酸C17H31COOH。
(3)油脂的结构
可表示为,其中R1、R2、R3表示烃基,
可能相同,也可能不同,天然油脂属于混合物。
2.分类
3.物理性质
类型
油
脂肪
状态
液态
固态
物理性质
溶解性:难溶于水,易溶于有机溶剂;密度:比水小
4.化学性质
油脂的水解:油脂在酸或碱存在的条件下,或者在酶的催化作用下能发生水解反应,生成相应的高级脂肪酸(或高级脂肪酸盐)和甘油。
油脂在
酸性条件
下水解
工业上以油脂为原料制取高级脂肪酸和甘油。例如:
+3H2O
3C17H35COOH+
油脂在
碱性条件
(NaOH
溶液)
下水解
生成的高级脂肪酸钠是肥皂的主要成分,所以油脂在碱性条件下的水解反应又称为皂化反应。例如:
+3NaOH
3C17H35COONa+
5.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(石油及其分馏产物)
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(油兼有烯烃的性质)
具有酯的性质,能水解
鉴别
加入滴有酚酞的NaOH溶液,加热,红色变浅
加入滴有酚酞的NaOH溶液,加热,红色不变浅
6.用途
(1)为人体提供能量,调节人体生理活动。
(2)工业生产高级脂肪酸和甘油。
(3)制肥皂、油漆等。
[题点多维训练]
1.下列有关油脂的叙述错误的是 ( )
A.植物油不能使KMnO4(H+)溶液褪色
B.用热的烧碱溶液可区别植物油和矿物油
C.油脂可以在碱性条件下水解
D.从溴水中提取溴不可用植物油做为萃取剂
解析:选A 植物油中含有碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,A项错误;植物油属于酯,在NaOH作用下可水解不分层,而矿物油属于烃类,不与NaOH溶液反应,B项正确;植物油中不饱和键与Br2发生加成反应,D项正确。
2.区别植物油和矿物油的正确方法是 ( )
A.加酸性高锰酸钾溶液,振荡
B.加NaOH溶液,煮沸
C.加新制Cu(OH)2悬浊液,煮沸
D.加溴水,振荡
解析:选B 植物油中含有碳碳不饱和键,能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色,有些矿物油含有烯烃,也能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色,A、D项无法区别;植物油属于酯类,在NaOH溶液中煮沸时,水解后的生成物能溶于水,矿物油无此性质,故B项可区别植物油和矿物油。
3.下列关于油脂与乙酸乙酯的叙述正确的是 ( )
A.天然油脂和乙酸乙酯都是纯净物
B.油脂和乙酸乙酯都不能使溴水褪色
C.油脂和乙酸乙酯都能水解生成羧酸和醇
D.油脂和乙酸乙酯都是具有香味的液体
解析:选C 天然油脂为混合物,乙酸乙酯为纯净物,A错误;植物油脂中含有不饱和烃基,能使溴水褪色,B错误;油脂属于酯类,与乙酸乙酯性质相似,能水解生成羧酸和醇,C正确;动物油脂通常为固体,D错误。
4.如图为硬脂酸甘油酯在碱性条件下水解的装置图。进行皂化反应的步骤如下:
(1)在圆底烧瓶中装入7~8 g硬脂酸甘油酯,然后加入2~3 g氢氧化钠、5 mL水和10 mL酒精;加入酒精的作用为 。
(2)隔着石棉网给反应混合物加热约10 min,皂化反应基本完成,所得混合物为 (填“悬浊液”“乳浊液”“溶液”或“胶体”)。
(3)向所得混合物中加入 ,静置一段时间,溶液分为上下两层,肥皂在 层,这个操作称为 。
(4)图中长玻璃导管的作用为 。
解析:(1)加入酒精的作用为溶解硬脂酸甘油酯;(2)皂化反应完成后所得混合物为胶体;(3)混合物为胶体,向混合液中加入食盐,静置一段时间,溶液分为上下两层,肥皂在上层,这个操作称为盐析;(4)油脂的沸点较低,加热易挥发,长导管的作用是冷凝回流。
答案:(1)溶解硬脂酸甘油酯 (2)胶体 (3)食盐 上 盐析 (4)冷凝回流
新知探究(三)——蛋白质
1.蛋白质的组成和结构
存在
广泛存在于生物体内,是组成细胞的基础物质
组成
由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成,是一类结构非常复杂、相对分子质量很大(几万到几千万)的有机化合物
人体
所需
蛋白质
的来源
蛋白质在胃、肠等消化器官中受蛋白酶的作用水解生成各种氨基酸,这些氨基酸被人体吸收后,在一定条件下重新结合成人体所需要的各种蛋白质。
人体中的几种必需氨基酸:
缬氨酸,
苏氨酸,
苯丙氨酸
2.蛋白质的性质
(1)实验探究蛋白质的性质
[实验目的]
以鸡蛋清为蛋白质的代表物,通过实验探究蛋白质的性质。
[实验用品]
鸡蛋清溶液,乙醇溶液,浓硝酸,饱和(NH4)2SO4溶液,CuSO4溶液,蒸馏水;酒精灯,试管,胶头滴管,镊子,玻璃棒等。
[实验方案]
实验1:向盛有1 mL饱和(NH4)2SO4溶液的试管中缓慢加入几滴鸡蛋清溶液,观察发生的现象;然后向试管中加入蒸馏水,继续观察发生的现象。
实验2:向三支试管中分别加入等量的鸡蛋清溶液,加热第一支试管,向第二支试管中加入CuSO4溶液,向第三支试管中加入乙醇溶液,观察发生的现象;然后向三支试管中分别加入蒸馏水,与实验1进行对比。
实验3:向盛有少量鸡蛋清溶液的试管中滴入几滴浓硝酸,观察发生的现象。
实验4:用玻璃棒蘸取少量鸡蛋清或用镊子夹取一根头发,放在酒精灯上灼烧,闻一下气味。
[实验记录]
实验序号
实验现象
实验结论
1
向(NH4)2SO4饱和溶液中加入鸡蛋清溶液后,沉淀析出,加入蒸馏水中时,沉淀溶解
(NH4)2SO4饱和溶液能降低鸡蛋清在水中的溶解度,但不改变鸡蛋清的性质
2
鸡蛋清均沉淀,凝结的鸡蛋清放入蒸馏水中不溶解
加热、CuSO4溶液、乙醇的水溶液都能使蛋白质的性质发生改变
3
鸡蛋清溶液变黄
部分蛋白质遇浓硝酸变黄
4
有烧焦羽毛的特殊气味
蛋白质灼烧有特殊气味
(2)总结归纳蛋白质的性质
水解反应
最终产物为氨基酸
盐析
加入某些盐的浓溶液,会使蛋白质的溶解度降低而使其从溶液中析出,析出的蛋白质在继续加水时仍能溶解,并不影响原来蛋白质的生理活性
变性
在紫外线照射、加热或加入某些有机化合物以及酸、碱、重金属盐的情况下,蛋白质会发生性质上的改变而失去生理活性
显色反应
部分蛋白质遇浓硝酸变黄
灼烧
灼烧有烧焦羽毛的特殊气味
3.蛋白质的盐析和变性的区别
盐析
变性
含义
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
条件
轻金属盐和铵盐
紫外线照射、加热或加入某些有机化合物(甲醛、苯酚、酒精)、强酸、强碱、重金属盐(如铅盐、铜盐、汞盐)等
特征
可逆过程,不改变蛋白质的性质和生理活性
不可逆过程,蛋白质失去生理活性
实质
溶解度降低,物理变化
结构性质改变,化学变化
用途
分离、提纯蛋白质
杀菌消毒
4.蛋白质的特征反应
(1)含有苯环的蛋白质遇浓硝酸显黄色,用于蛋白质的鉴别。
(2)灼烧蛋白质时产生烧焦羽毛的气味,用于蛋白质的鉴别。
[题点多维训练]
1.下列实例利用了蛋白质变性原理的是 ( )
①利用过氧乙酸对环境、物品进行消毒 ②利用高温、紫外线对医疗器械进行消毒 ③蒸煮鸡蛋食用
④松花蛋的腌制 ⑤用牛奶灌服重金属中毒的病人
A.①②③④⑤ B.①②③④
C.①②③ D.①②
解析:选A 过氧乙酸有强氧化性,能使蛋白质变性,故①正确;高温、紫外线能使蛋白质变性,故②正确;加热能使蛋白质变性,故③正确;碱能使蛋白质变性,用石灰腌制松花蛋便于保存和食用,故④正确;重金属盐中毒的原理即破坏人体的蛋白质结构,牛奶的主要成分是蛋白质,服用鸡蛋清、豆浆、牛奶,可防止人体本身的蛋白质被破坏,能用于解毒,故⑤正确。
2.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水解
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
解析:选C 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,A正确;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,B正确;消毒过程中病毒蛋白质发生了变性,C错误;鸡蛋清中加入饱和Na2SO4溶液使蛋白质的溶解性降低而析出,加入CuSO4溶液使蛋白质发生变性而析出,原理不同,D正确。
3.味精是一种常用的增味剂,其结构简式为。下列有关味精的描述错误的是 ( )
A.味精既可以和盐酸反应,又可以和NaOH溶液反应
B.味精可以以淀粉为原料通过发酵法生产获得
C.炒菜时加入味精越多,菜味道越鲜美,吃了更健康
D.使用时碱性食物中忌加味精
解析:选C 味精结构简式中含有氨基,可以和盐酸反应;含有羧基,可以和NaOH溶液反应,A正确。味精的化学名称为谷氨酸钠,主要以淀粉为原料通过发酵法生产,B正确。过多食用味精会头昏、心慌、四肢无力,因此,味精不宜过量,C错误。味精可以和碱性物质反应,从而失去鲜味,故使用时碱性食物中忌加味精,D正确。
4.下列关于蛋白质的说法错误的是 ( )
A.蛋白质是多种α⁃氨基酸缩聚而生成的天然高分子化合物
B.通常用酒精消毒,其原理是酒精使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性
C.浓Na2SO4溶液能使溶液中的蛋白质析出,加水后析出的蛋白质又溶解,但已失去生理活性
D.鉴别织物成分是蚕丝还是“人造丝”可采用灼烧闻气味的方法
解析: 选C 氨基酸生成蛋白质发生的是脱去水分子的缩聚反应,A项正确。无论何种形式的消毒,其原理都是使细菌中的蛋白质变性而失去原有生理活性(死亡),B项正确。盐析不能使蛋白质变性,C项错误。“人造丝”的成分是纤维素,灼烧时没有烧焦羽毛的气味,D项正确。
5.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 。
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 ,为了鉴别某白色纺织品的成分是蚕丝还是“人造丝”,通常选用的方法是 (填序号)。
①滴加稀硝酸 ②滴加浓硫酸 ③滴加酒精 ④火焰上灼烧
(4)鸡蛋蛋白的水解最终产物是 。请以甘氨酸()为例,写出其与NaOH溶液反应的化学方程式:
。
(5)市场上有一种加酶洗衣粉,即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶,它的催化活性很强,衣服的汗渍、血液及人体排放的蛋白质油渍遇到它,皆能水解除去。下列衣料中不能用加酶洗衣粉洗涤的是 。
①棉织品 ②毛织品 ③腈纶织品 ④蚕丝织品
⑤涤纶织品 ⑥绵纶织品
答案:(1)A (2)A (3)生成白色沉淀 蛋白质的变性 鸡蛋清变黄色 ④ (4)氨基酸 NH2CH2COOH+NaOHNH2CH2COONa+H2O (5)②④
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