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1、第四节 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 C6H12O6，结构简式分别为 CH2OH(CHOH)4CHO
2、、CH2OHCO(CHOH)3CH2OH，二者互为同分异构体。(2)双糖：蔗糖、麦芽糖的分子式均为 C12H22O11，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(C6H10O5)n。警示 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(Cu2O)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：C12H22O11H2O稀硫酸水浴加热C6H12O6C6H12O6(蔗糖)(葡萄糖)(
3、果糖)麦芽糖的水解反应：C12H22O11H2O稀H2SO4水浴加热2C6H12O6 (麦芽糖)(葡萄糖)(2)淀粉(或纤维素)的水解反应：(C6H10O5)nnH2O硫酸 nC6H12O6 淀粉(或纤维素)(葡萄糖)警示 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：(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 C6H12O6，二者互为同分异构体。()(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
4、(1)(2)(3)(4)2淀粉和纤维素的化学式都是(C6H10O5)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(C6H10O5)组成相同，但数值不同，即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 R1、R2、R3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 警示 甘油不是油，甘油化学名称丙三醇，属于多元醇。【议一议】3(1)能否用植物油萃取溴水中的溴？(2)人们经常用热的纯
5、碱溶液洗涤炊具上的油污，其原理是什么？答案(1)不能，植物油含有不饱和键，能与溴发生反应。(2)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】4判断下列说法是否正确(1)蛋白质水解的最
6、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 _ _。答案(1)56(2)30
7、0(3)134.4 C6H12O66O2点燃6CO26H2O(4)生成砖红色沉淀 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 mol60 gmol1300 g。(3)葡萄糖燃烧的化学方程式为 C6H12O66O2点燃6CO26H2O，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 Cu2O 沉淀。知识归纳
8、 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石蕊试液 C新制的氢氧化铜悬浊液 DNaHCO3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 答案 D 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
9、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。对比归纳 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
10、 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
11、成的 D可以用灼烧法来鉴别蛋白质 答案 B 解析 蛋白质是生命的基础，A 项正确。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 项错误。C 项为常识性知识，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 项正确。知识归纳 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)、美国华裔化学家钱永健(Roge
12、r 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()AGFP 在酶等催化剂作用下可以水解 B天然蛋白质属于纯净物 CGFP 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 项正确；蛋白质属于高分子化合物，是混合物，B 项错；蛋白质的颜色反应是指某些蛋白质遇浓硝酸显黄色，C 项错；通常用灼烧的方法和颜色反应检验蛋白质，D 项错。1下列有关糖类的
13、说法正确的是 ()A糖类都符合通式 Cn(H2O)m B符合通式 Cn(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 Cn(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HCOOCH3C2(H2O)2等；而不符合 Cn(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
14、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 A 项，油脂可以看作是高级脂肪酸与甘油反应生成的酯；B 项，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；C 项，皂化反应是指油脂在碱性条件下的水解反应；D 项，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。3下列说法正确的是 ()A蛋白质属于天然高分子化合物，组成元素只有 C、H、O、N B蛋白质在浓硝酸的作用下可发生水解反应 C蛋白酶是蛋白质，它不仅可以催化蛋白质的水解反应，还可以催化淀粉的 水解反应 D蛋白质在酶等催化剂作用下可
15、以水解，生成氨基酸 答案 D 解析 蛋白质的组成元素除 C、H、O、N 外还含有 S、P 等元素，A 错误；蛋白质在浓硝酸的作用下，显黄色，B 错误；酶具有专一性，蛋白酶只可以催化蛋白质的水解反应，C 错误。4下列物质中属于天然高分子化合物的是 ()A蛋白质 B蔗糖 C油脂 D麦芽糖 答案 A 5(1)蛋白质分子中除含有_、_、_、_四种元素外，常含有_元素。(2)豆油常温下呈液态的原因是_。豆油与 NaOH 溶液共热发生_反应(也叫_反应)，生成_和_。答案(1)C H O N S、P(2)碳链中含较多的键 水解 皂化 高级脂肪酸钠 甘油 经典基础题 题组 1 糖类的性质 1广告称某种品牌的
16、八宝粥(含桂圆、红豆、糯米等)，不加糖，比加糖还甜，最适合糖尿病人食用。你认为下列判断不正确的是 ()A糖尿病人应少吃含糖的食品，该八宝粥未加糖，可以放心食用 B这个广告有误导喜爱甜食消费者的嫌疑 C不加糖不等于没有糖，糖尿病人食用需慎重 D不能听从厂商或广告商的宣传，应询问医生 答案 A 解析 由于糖尿病人应少吃含糖的食品，而该八宝粥虽未加糖，但它含有的桂圆、红豆、糯米等的主要成分是淀粉，而淀粉属于糖类，所以糖尿病人应慎用该八宝粥，故 A 项错误，B、C、D 项均正确。2向淀粉中加入少量硫酸，并加热使之发生水解，为测定水解的程度所需的试剂是 ()NaOH 溶液 银氨溶液 新制氢氧化铜悬浊液
17、碘水 BaCl2溶液 A B C D 答案 C 解析 淀粉在稀硫酸催化下水解，最终产物是葡萄糖。如果未发生水解，则溶液不能发生银镜反应；如果部分水解，则既能发生银镜反应又能遇碘水变蓝；如果已完全水解，则遇碘水不显蓝色。因此，选择碘水和银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液可确定有无淀粉存在和有无葡萄糖生成，但检验水解产物前必须加碱来中和酸。3下列营养物质在人体内发生的变化及其对人的生命活动所起的作用叙述不正确的是 ()A淀粉水解葡萄糖氧化CO2和 H2O(释放能量维持生命活动)B纤维素水解葡萄糖氧化CO2和 H2O(释放能量维持生命活动)C油脂水解甘油和高级脂肪酸氧化CO2和 H2O(释放能量维持生命活
18、动)D蛋白质水解氨基酸合成人体所需的蛋白质(人体生长发育)答案 B 解析 人体内无催化纤维素水解的酶，纤维素在人体内不能发生水解反应。题组 2 蛋白质及三大营养物质的性质比较 4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 ()棉织品 毛织品 腈纶织品 蚕丝织品 涤纶织品 锦纶织品 A B C D 答案 B 解析 根据题意知加酶洗衣粉能使蛋白质水解，所以含有蛋白质的衣服不能用加酶洗衣粉洗。毛织品和蚕丝织品的主要成分是蛋白质。5下列说法正确的是 ()A糖类、油脂、蛋白质都
19、能发生水解反应 B糖类、油脂、蛋白质都是由 C、H、O 三种元素组成的 C糖类、油脂、蛋白质都是高分子化合物 D油脂有油和脂肪之分，但都属于酯 答案 D 解析 糖类中的单糖不能水解，A 错误。糖类、油脂都是由 C、H、O 三种元素组成的；而蛋白质中除含 C、H、O 三元素外，还含有 N 元素等，B 不正确；单糖和双糖及油脂都不是高分子化合物，C 不正确。6下列实验中，没有颜色变化的是 ()A葡萄糖溶液与新制的 Cu(OH)2悬浊液混合加热 B淀粉溶液中加入碘酒 C鸡蛋清中加入浓硝酸 D淀粉溶液中加入稀硫酸并加热 答案 D 解析 淀粉在稀硫酸的催化作用下，最终水解成葡萄糖，但这一过程中没有颜色变
20、化。A 选项会有砖红色沉淀产生；B 选项淀粉遇碘变蓝色；C 选项鸡蛋清遇浓硝酸会变黄，这是蛋白质的颜色反应。7现有四种试剂：新制氢氧化铜悬浊液；浓硝酸；硝酸银溶液；碘水。为了鉴别葡萄糖、淀粉、食盐、鸡蛋清四瓶无色溶液，分别选择合适的试剂，正确的顺序是 ()A B C D 答案 D 解析 葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液共热生成砖红色沉淀；淀粉遇到碘显蓝色；食盐溶液中氯离子与银离子反应生成白色沉淀，鸡蛋清溶液中含有蛋白质，遇到浓硝酸显黄色，故试剂顺序为。题组 3 油脂的性质及应用 82013 年 4 月 24 日，东航首次成功进行了由地沟油生产的生物航空燃油的验证飞行。能区别地沟油(加工过的餐饮废弃油
21、)与矿物油(汽油、煤油、柴油等)的方法是 ()A点燃，能燃烧的是矿物油 B测定沸点，有固定沸点的是矿物油 C加入水中，浮在水面上的是地沟油 D加入足量氢氧化钠溶液共热，不分层的是地沟油 答案 D 解析 地沟油主要成分为油脂，可在碱性条件下水解，因此地沟油与 NaOH 溶液共热后不再分层；矿物油为烃的混合物，不能与 NaOH 溶液反应，因此液体分层，D 正确；地沟油和矿物油均可燃烧，A 错误；地沟油和矿物油均为混合物，均没有固定的沸点，B错误；地沟油和矿物油密度均小于水，均不溶于水，C 错误。9人造奶油是以氢化的植物油、液体油和动物油为原料，按一定比例与乳化剂、色素、调味剂、强化剂、抗氧化剂、防
22、腐剂等调和而成。(1)脂肪和油都属于酯类物质，它们的主要区别是脂肪常温下为_体，油常温下为_体；(2)将植物油进行氢化时的反应类型是_(填序号)；A加成反应 B取代反应 C氧化反应 D水解反应(3)人造奶油在人体内经消化后的产物是甘油和脂肪酸，消化的实质从化学上看属于_反应。答案(1)固 液(2)A(3)水解(取代)解析 由于植物油的不饱和度高，熔点低，流动性强，不容易保存，所以可以使植物油和氢气发生加成反应，以减少不饱和度，使植物油硬化；油脂水解可以生成甘油和脂肪酸，所以人造奶油在人体内经消化的实质从化学上看属于水解(取代)反应。能力提升题 10某学生做淀粉水解实验，步骤如下：(1)写出淀粉
23、水解的化学反应方程式_。(2)单质沉淀是_(写化学式)。(3)填写所加试剂名称及其作用：A_，作用_；B_，作用_。答案(1)(C6H10O5)nnH2O 稀硫酸nC6H12O6 淀粉 葡萄糖(2)Ag(3)稀硫酸 作淀粉水解的催化剂 氢氧化钠溶液 中和稀硫酸，提供碱性环境 解析 淀粉水解条件：稀硫酸作催化剂，为检验水解产物葡萄糖，应先加 NaOH 溶液中和稀硫酸，葡萄糖与银氨溶液反应生成银单质。水解反应方程式为(C6H10O5)nnH2O 稀硫酸nC6H12O6 淀粉 葡萄糖 11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。(1)有下列几种食品：花生油中所含人体所需的主要营
24、养物质为_(填“糖类”“油脂”或“蛋白质”)。吃饭时，咀嚼米饭一会儿后感觉有甜味，是因为淀粉发生了_反应(选填下列选项号)。A分解 B水解 C裂解(2)在日常生活中，下列做法错误的是_。A用燃烧法鉴别毛织品和棉织品 B用纯碱洗涤锅盖上的油渍 C用闻气味的方法鉴别白酒和米醋 D用淀粉溶液鉴别加碘食盐和不含碘的食盐 答案(1)油脂 B(2)D 解析(1)花生油属于油脂。米饭里的主要营养物质是淀粉，淀粉在酶作用下发生水解得到有甜味的糖。(2)毛织品主要成分为蛋白质，灼烧有烧焦羽毛的气味，A 项正确；油渍属于油脂，在碱性条件下可水解，B 项正确；闻气味可鉴别白酒和米醋，C 项正确；食盐中加入的是 KI
25、O3，不是 I2，故不能用淀粉溶液鉴别加碘食盐和不含碘的食盐，D 项错误。122008 年，三鹿等多家乳制品企业为使蛋白质含量检测合格而加入三聚氰胺，使多名儿童患肾结石，实验室可用下列实验装置测定三聚氰胺的分子式。已知三聚氰胺的相对分子质量为 126。取 1.26 g 三聚氰胺样品，放在纯氧中充分燃烧，生成 CO2、H2O、N2，实验测得装置 B 增重 0.54 g，C 增重 1.32 g，排入 F 中水的体积为 672 mL(可按标准状况计算)。(1)E 装置的作用是_。(2)需要加热的装置是_(填字母代号)。(3)装置 D 的作用是_。(4)F 处读数时应该注意：_、_。(5)三聚氰胺的分
26、子式为_。答案(1)用来排水，以测定氮气的体积(2)AD(3)吸收未反应的氧气(4)量筒内的液面与广口瓶内的液面相平 视线与凹液面最低处相切(5)C3N6H6 解析 本实验的原理是通过测量三聚氰胺样品燃烧产生的 CO2和 H2O 的质量以及生成的氮气的体积，从而确定各原子的物质的量之比，进而确定分子式。浓硫酸的作用是吸收产生的水蒸气，碱石灰的作用是吸收产生的 CO2，因为 O2也不溶于水，所以在用排水法收集 N2之前应该用热的铜网将 O2除净。测量 N2的体积时，必须要保证集气瓶中的 N2的压强和外界大气压相等。(5)三聚氰胺的物质的量为1.26 g126 gmol10.01 mol n(H2O)0.54 g18 gmol10.03 mol，n(H)0.06 mol n(CO2)1.32 g44 gmol10.03 mol，n(C)0.03 mol n(N2)0.672 L22.4 Lmol10.03 mol，n(N)0.06 mol 分子式为：C3N6H6。