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第四节基本营养物质1．认识糖类、油脂、蛋白质的组成。2．掌握糖类、油脂、蛋白质的主要性质。3．了解淀粉、蛋白质的特征反应。4．了解糖类、油脂、蛋白质与生命活动的关系及在生产、生活中的作用。知识点一营养物质与糖类1．基本营养物质(1)种类：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，_____、、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，蛋白质除含有上述几种元素外还含有等元素。糖类油脂蛋白质C、H、ON、S、P2．糖的分类及代表物代表物代表物的分子式代表物间的关系单糖_______、果糖C6H12O6同分异构体双糖_____、麦芽糖C12H22O11同分异构体多糖淀粉、纤维素(C6H10O5)n不属于同分异构体葡萄糖蔗糖3.糖类的化学性质(1)特征反应——用于检验。②淀粉――→I2变蓝(2)水解反应：①蔗糖水解：实验操作实验现象最终有砖红色沉淀生成蔗糖水解的化学方程式为：②多糖水解：淀粉(或纤维素)水解的化学方程式为：(C6H10O5)n＋nH2O――→催化剂△nC6H12O6葡萄糖。4．糖类在生产、生活中的应用[微练习]辨析下列说法的正误：(1)糖类就是有甜味的物质，有甜味的物质就是糖。()(2)某溶液中加入少量淀粉后呈蓝色，则该溶液中含有I－。()(3)可用氢氧化铜悬浊液检验病人是否患有糖尿病。()(4)糖类都可以发生水解反应。()(5)糖类都可以与新制的氢氧化铜悬浊液和银氨溶液反应。()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×[微知识点]1．糖类、油脂和蛋白质是动物性和植物性食物中的基本营养物质。2．(1)蔗糖不能发生银镜反应，麦芽糖能发生银镜反应。(2)淀粉和纤维素的化学式都是(C6H10O5)n，但是二者不是同分异构体，因为二者的n值不同。[典例剖析][典例1]葡萄糖的结构简式为CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO，其对应的性质中不正确的是()A．与钠反应放出氢气B．可与乙酸发生酯化反应C．能发生银镜反应D．可与小苏打溶液反应，产生气泡[解析]葡萄糖含有羟基，故能与钠反应放出氢气，与乙酸发生酯化反应；含有醛基，能发生银镜反应；无羧基，所以不与NaHCO3反应。[答案]D1．分子结构特点分子式最简式官能团C6H12O6CH2O—OH和—CHO2.化学性质官能团决定物质的主要化学性质，因此葡萄糖兼有醛基和羟基的性质。[题组训练]题组一葡萄糖的结构与性质1．已知葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO，下列关于葡萄糖的性质说法不正确的是()A．完全燃烧的产物是CO2和H2OB．在酸性条件下能用新制的Cu(OH)2检验尿液中是否含有葡萄糖C．葡萄糖分子中含有2种官能团D．分别充分燃烧等质量的葡萄糖和甲醛(HCHO)，消耗氧气的量相同解析：A项，葡萄糖分子中只有C、H、O三种元素，充分燃烧的产物只能是CO2和H2O，正确。B项，用新制的Cu(OH)2检验葡萄糖需在碱性环境下进行，错误。C项，葡萄糖分子中含有羟基和醛基两种官能团，正确。D项，葡萄糖的实验式和甲醛的相同，因此二者等质量燃烧时耗氧量相同，正确。答案：B2．把过量氢氧化钠和硫酸铜溶液加入某病人的尿液中微热时，如果观察到砖红色沉淀，说明该尿液中含有()A．CH3COOHB．C2H5OHC．NaClD．C6H12O6(葡萄糖)解析：加入氢氧化钠和硫酸铜溶液相当于加入氢氧化铜，题给四种物质，只有葡萄糖能与氢氧化铜反应，会出现砖红色沉淀。答案：D题组二糖类的水解3．某同学称取9g淀粉溶于水，测定淀粉的水解百分率。其过程如下：淀粉溶液――→加A△混合物―――→加B溶液混合物―――→加C溶液△砖红色沉淀(1)填写各步所加试剂名称：A.________；B.______；C.________。(2)只加A溶液而不加B溶液是否可以？________，理由是___________________________________________________________________。(3)当析出1.44g砖红色沉淀时，淀粉的水解率是________[已知：1mol葡萄糖能与新制Cu(OH)2反应生成1mol砖红色沉淀Cu2O]。解析：(1)(2)测定淀粉的水解程度，加NaOH中和H2SO4，加银氨溶液或新制Cu(OH)2检验—CHO。若测定淀粉水解率，则加入新制Cu(OH)2悬浊液，通过测定生成Cu2O的量来推算淀粉水解了多少。所以，淀粉水解时加入的A为稀H2SO4做催化剂；加入的B为NaOH中和掉H2SO4，因为氧化反应不能在酸性条件下发生；C为新制Cu(OH)2。(3)(C6H10O5)n＋nH2O――→催化剂nC6H12O6淀粉葡萄糖设水解的淀粉质量为x，则(C6H10O5)n～nC6H12O6～nCu2O162n144nx1.44g解得x＝162n×1.44g144n＝1.62g，淀粉的水解率为：1.62g9g×100%＝18%。答案：(1)稀H2SO4NaOH新制Cu(OH)2(2)不可以醛基与新制Cu(OH)2反应只能在碱性条件下发生，此时的酸性环境破坏了新制Cu(OH)2(3)18%1．糖类的水解规律类型水解规律实例单糖不发生水解葡萄糖、果糖双糖1mol水解生成2mol单糖分子蔗糖、麦芽糖多糖1mol水解生成若干mol单糖分子淀粉、纤维素2.蔗糖和麦芽糖的水解反应蔗糖和麦芽糖均为双糖，水解方程式分别为3．淀粉的水解反应(1)方程式为(2)水解产物及程度检验实验现象及结论：情况现象A现象B结论①溶液呈蓝色未产生银镜未水解②溶液呈蓝色出现银镜部分水解③溶液不呈蓝色出现银镜完全水解[警示]利用银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液检验淀粉水解产物葡萄糖时，必须先加入氢氧化钠溶液中和H2SO4，否则无法检验。知识点二油脂、蛋白质1．组成与分类元素组成代表物代表物分子油脂油C、H、O植物油________高级脂肪酸甘油酯脂动物脂肪_____高级脂肪酸甘油酯蛋白质C、H、O、N、S、P等酶、肌肉、毛发等_______连接成的高分子不饱和饱和氨基酸2.化学性质(1)油脂：(2)蛋白质：①水解反应：蛋白质――→酶②特征反应：氨基酸3．油脂、蛋白质的作用(1)产生能量最高的营养物质是。(2)工业上常用油脂制取。(3)动物的毛和蚕丝的主要成分是。(4)酶是一类特殊的蛋白质，是生物体内重要的催化剂。油脂肥皂蛋白质[微练习]辨析下列说法的正误：(1)油和脂统称油脂，油脂是酯的一种。()(2)组成人体蛋白质的氨基酸都必须从食物中补给。()(3)油脂的水解反应又叫皂化反应。()(4)淀粉、纤维素、油脂和蛋白质都属于天然高分子化合物。()(5)可用灼烧的方法鉴别蚕丝和人造丝。()(6)蛋白质可以被人体直接吸收和利用。()答案：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×[微知识点](1)油脂不是高分子化合物，天然油脂是混合物，无固定的熔、沸点。(2)通常检验蛋白质利用灼烧法。[典例剖析][典例2]大豆中含有大量的蛋白质和脂肪，由大豆配制出来的菜肴很多，它是人们最重要的补品之一。请回答下列问题：(1)豆腐是一种________。a．蛋白质凝胶b．纯蛋白质c．脂肪d．淀粉(2)大豆中的蛋白质水解的最终产物是________。(3)大豆中同时还含有一定量的油脂，油脂在酸性条件下水解生成_____和_____。[解析](1)豆腐是一种营养价值较高的食品。但豆腐不是某种单一的物质，而是由豆浆遇石膏或盐卤后形成的胶体。(2)蛋白质水解的最终产物是氨基酸。(3)油脂可以看作是高级脂肪酸[如硬脂酸(C17H35COOH)、软脂酸(C15H31COOH)、油酸(C17H33COOH)等]与甘油(丙三醇)发生酯化反应生成的酯，它在酸性条件下能发生水解反应，生成相应的高级脂肪酸和甘油。[答案](1)a(2)氨基酸(3)高级脂肪酸甘油1．分子结构(1)种类：油脂是高级脂肪酸和甘油形成的酯，属于酯类化合物，也叫甘油三酯。(2)结构通式：其中R1、R2、R3代表烃基，并且R1、R2、R3可以相同，也可以不同。2．化学性质(1)水解反应(油脂的共性)。①特点：②举例：硬脂酸甘油酯在酸性和碱性条件下发生水解反应的方程式分别为：(2)加成反应。①液态植物油含碳碳双键，能与氢气加成后生成像动物脂肪一样的固态物质，称为人造脂肪，反应方程式为[油酸甘油酯(油)]＋3H2――→Ni△[硬脂酸甘油酯(脂肪)]②液态植物油含碳碳双键，能与溴发生加成反应而使溴水褪色。[题组训练]题组一油脂的性质1．油脂是油与脂肪的总称，它是多种高级脂肪酸的甘油酯。油脂既是重要食物，又是重要的化工原料。油脂的以下性质和用途与其含有碳碳双键有关的是()A．油脂难溶于水B．利用油脂在碱性条件下的水解，可以生产甘油和肥皂C．动物脂肪能使酸性KMnO4溶液褪色D．植物油通过与H2加成可以制成植物奶油(人造奶油)解析：A、B两项是油脂的共性，与结构中是否含有碳碳双键无关。C中动物脂肪是饱和甘油酯，不含碳碳双键，不能使酸性KMnO4溶液褪色。D中的加成反应与分子中的碳碳双键有关，是碳碳双键的特性，故选项D正确。答案：D2．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)。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(aq)b．溴水c．乙醇d．乙酸e．H2解析：该有机物是由高级脂肪酸和甘油所形成的酯，属于油脂，其密度比水的小；分子结构中的烃基上含有不饱和键，常温下呈液态；该有机物分子结构中含有碳碳双键，能与Br2、H2发生加成反应；该油脂在碱性条件下能发生水解反应。答案：(1)b(2)b(3)a(4)abe题组二蛋白质的性质3．下列关于蛋白质的叙述中，错误的是()A．蛋白质是一种高分子化合物B．蛋白质是一种基本营养物质C．灼烧某白色纺织品有烧焦羽毛的气味，则可说明此纺织品不是人造丝D．人的皮肤上不慎沾染浓硝酸后变黄是物理变化解析：A项，蛋白质是由氨基酸脱水缩合而成的高分子化合物，正确。B项，蛋白质、油脂、糖类是食物中的基本营养物质，正确。C项，灼烧蛋白质会产生烧焦羽毛的气味，而人造丝的主要成分是纤维素，所以C正确。D项，蛋白质的颜色反应是化学变化，错误。答案：D4．下列关于糖类、蛋白质、油脂的说法正确的是()A．它们的组成中都含有C、H、O、N等元素B．在一定条件下，它们都能发生水解反应C．人体需要的二十多种氨基酸，都可以通过人体自身合成D．油脂都是高级脂肪酸甘油酯，是一种高热量营养素解析：糖类和油脂中不含N元素，单糖不能水解，必需氨基酸不能通过人体合成。答案：D有机物的检验和鉴别的依据1．利用水溶性(1)特点：大多数有机物难溶于水，如烷烃、烯烃、苯、酯等，而乙酸、乙醇易溶于水。(2)应用：用水鉴别乙酸与乙酸乙酯，乙醇与己烷，乙醇与油脂。2．利用密度大小(1)特点：烃、酯(包括油脂)都比水的密度小，溴苯、硝基苯和四氯化碳等比水的密度大。(2)应用：用水鉴别苯和溴苯。3．利用燃烧现象(1)火焰。①特点：甲烷(产生淡蓝色的火焰)，乙烯(明亮的火焰并伴有黑烟)，苯(明亮的火焰并伴有浓烟)。②应用：可用燃烧法鉴别甲烷和乙烯等。(2)气味。①特点：蛋白质灼烧时具有烧焦羽毛的气味。②应用：可鉴别羊毛制品和纤维制品。4．利用官能团的特点(1)不饱和烃――――――――→加入溴水或酸性KMnO4溶液褪色(2)羧酸――――――――→加入NaHCO3溶液产生无色气体――――→通入澄清石灰水变浑浊(3)(4)淀粉――→加碘水显蓝色[典例]下列实验操作能达到实验目的的是()选项实验操作实验目的A新制Cu(OH)2悬浊液，加热确定尿液中含有葡萄糖B滴加稀溴水确定苯中混有甲苯C加入金属钠确定酒精中混有醋酸D加淀粉确定KCl中含有KI[解析]A项利用葡萄糖与新制Cu(