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1、第35讲基本营养物质一、糖类1.糖类的组成、分类、物理性质及用途糖类的组成、分类、物理性质及用途(1)糖类的组成糖类是由C、H、O(或碳、氢、氧或碳、氢、氧)三种元素组成的。大多数糖类化合物可用通式Cn(H2O)m表示,但有些糖的组成并不符合此通式,如鼠李糖(C6H12O5);而符合此通式的物质也不一定是糖,如甲醛、乙酸、甲酸甲酯等。教材研读教材研读(2)糖的分类(3)糖类的物理性质1)葡萄糖是无色晶体,有甜味,易溶于水,存在于葡萄和其他带甜味的水果里。正常人的血液里约含质量分数为0.1%的葡萄糖,叫做血糖。2)蔗糖是白色晶体,易溶于水,存在于大多数植物体内,以甘蔗和甜菜中的含量最高。3)麦芽
2、糖是白色晶体,易溶于水,有甜味。4)淀粉是无气味、无味道的粉末状物质,不溶于冷水。在热水里淀粉颗粒会膨胀破裂,一部分溶于水,另一部分悬浮于水中,形成胶状淀粉糊(糊化作用)。淀粉主要存在于植物的种子或块根里,其中谷类含淀粉较多。5)纤维素是白色、无气味、无味道的具有纤维状结构的物质,一般不溶于水和有机溶剂。纤维素是构成植物细胞壁的基础物质。(4)糖类的用途1)葡萄糖用于制镜业、糖果制造业,还可用于医药工业等。2)麦芽糖可用作甜味食物。3)淀粉除在体内能被酶水解成葡萄糖供机体利用外,还是一种重要的食品工业原料,可用于酿酒、制醋、制葡萄糖等。4)纤维素主要用于制造纤维素硝酸酯、纤维素醋酸酯、黏胶纤维
3、和造纸等。2.葡萄糖的分子结构和化学性质葡萄糖的分子结构和化学性质(1)分子结构葡萄糖的分子式:C6H12O6,最简式:CH2O。符合该最简式的有机物还有甲醛、乙酸、甲酸甲酯、乳酸等。结构简式:CH2OH(CHOH)4CHO。结构特点:1个葡萄糖分子中含有5个醇羟基,1个醛基。(2)化学性质1)葡萄糖分子中含有CHO,能被还原成醇,反应的化学方程式为CH2OH(CHOH)4CHO+H2CH2OH(CHOH)4CH2OH。2)葡萄糖分子中含有CHO,故葡萄糖能发生银镜反应,也能与新制的Cu(OH)2反应。a.银镜反应葡萄糖与银氨溶液反应的化学方程式为CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3
4、)2OHCH2OH(CHOH)4COONH4+3NH3+2Ag+H2O。b.葡萄糖被新制的Cu(OH)2氧化的化学方程式为CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHCu2O+3H2O+CH2OH(CHOH)4COONa。3)葡萄糖分子中含有醇羟基,故葡萄糖在一定条件下能发生酯化反应,1mol葡萄糖最多能与5mol乙酸发生酯化反应。4)葡萄糖是一种重要的营养物质,它在人体组织中进行氧化反应,放出热量,以维持人体生命活动所需要的能量。1mol葡萄糖完全氧化生成液态水时放出约2804kJ的热量,该反应的热化学方程式为C6H12O6( s ) + 6 O2(g)6CO2(g)+6H2O
5、(l)H=-2804kJmol-1。类别蔗糖麦芽糖分子式C12H22O11C12H22O11物理性质白色晶体,易溶于水,甜味仅次于果糖白色晶体,易溶于水,有甜味结构特点分子中无醛基分子中有醛基1.不与银氨溶液、新制的Cu(OH)2反应2.在酸性条件下水解,反应方程式为:1.能与银氨溶液、新制的Cu(OH)2反应2.在硫酸等催化剂作用下水解,反应方程式为:用途重要的甜味食物可用作甜味食物3.蔗糖和麦芽糖的结构和性质蔗糖和麦芽糖的结构和性质4.淀粉和纤维素的结构和性质类别淀粉纤维素分子组成(C6H10O5)n(C6H10O5)n(n与淀粉分子式中的n是不同的值,故二者不是同分异构体)结构特点几百个
6、到几千个单糖单元构成的高分子化合物。有直链及支链结构几千个葡萄糖单元构成的高分子化合物化学性质1.不与银氨溶液发生银镜反应,不显还原性2.在酸或酶的作用下发生水解,最终产物是葡萄糖;在人体内也水解为葡萄糖。反应方程式为:3.淀粉遇碘显蓝色1.不与银氨溶液发生银镜反应,不显还原性2.可以发生水解,但比淀粉水解困难,水解的最终产物是葡萄糖。反应方程式为:自测自测1食品工业上用淀粉为原料酿酒的反应原理是什么?答案答案食品工业上用淀粉酿酒发生反应的化学方程式为+nH2O,C6H12O62CH3CH2OH+2CO2。自测自测2(1)判断正误,正确的划“”,错误的划“”。淀粉和纤维素在酸催化下完全水解后的
7、产物都是葡萄糖()由油脂得到甘油和由淀粉得到葡萄糖均发生了水解反应()糖类属于高分子化合物()做衣服用的棉和麻均与淀粉互为同分异构体()(2)在物质和用途之间连线:二、油脂二、油脂1.油脂的概念油脂的概念油脂是油和脂肪的统称。从化学成分上讲油脂都是高级脂肪酸高级脂肪酸与甘油甘油形成的酯,属于酯类化合物。通常将常温下呈液态的油脂称为油油,如豆油等植物油;呈固态的油脂称为脂肪脂肪,如牛脂等动物油脂。2.油脂的性质油脂的性质(1)水解反应在酸、碱或酶等催化剂的作用下,油脂均可发生水解反应。1mol油脂完全水解的产物是1mol甘油和3mol高级脂肪酸(或盐)。油脂在碱性溶液中的水解反应又称皂化反应皂化
8、反应。(2)油脂的氢化由液态的油转变为半固态的脂肪的过程,称为油脂的氢化油脂的氢化,也称油脂的硬化。油酸甘油酯通过氢化反应转变为硬脂酸甘油酯的化学方程式为:+3H2油酸甘油酯硬脂酸甘油酯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含较多饱和脂肪酸成分含较多不饱和脂肪酸成分性质固态液态具有烃的性质,不能水解具有酯的性质,能水解;许多油脂兼有烯烃的性质鉴别可用NaOH溶液溶液鉴别油脂与矿物油自测自测3(1)日常生活中为什么可以用热的纯碱溶液洗涤炊具上的油污?(2)如何区分植物油和矿物油?答案答案(1)热的纯碱溶液因水解显较强的碱性,可促使炊具上的油污水解变为可以溶于水
9、的高级脂肪酸的钠盐和甘油。(2)取少量试样加入含有酚酞的NaOH溶液并加热,红色变浅的是植物油,无变化的是矿物油。(合理即可)自测自测42013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)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D答案答案DA项,地沟油属于油脂,含有C、H、O三种元素,矿物油中含有C、H元素,均可燃烧;B项,矿物油为混合物,没有固定的熔沸点;C项,地沟油与矿物油的密度均小于水,都
10、会浮在水面上;D项,地沟油的主要成分为油脂,与NaOH发生反应生成可溶于水的物质,矿物油不能与氢氧化钠溶液反应,会浮在液面上方。三、蛋白质三、蛋白质1.蛋白质的组成和结构蛋白质的组成和结构(1)蛋白质含有C、H、O、N等元素。(2)蛋白质是由氨基酸组成的,蛋白质水解的最终产物是氨基酸氨基酸。所以说氨基酸是组成蛋白质的基石,蛋白质属于有机高分子高分子化合物。(3)常见的几种氨基酸甘氨酸:H2NCH2COOH。丙氨酸:。谷氨酸:。2.蛋白质的性质蛋白质的性质(1)盐析:向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液后,可以使蛋白质凝聚而从溶液中析出,这种作用叫做盐析,盐析是一个可逆可逆过程。盐析可用于分离、
11、提纯蛋白质。(2)变性:蛋白质在受热,紫外线、X射线,强酸、强碱,重金属盐(如铅、铜、汞盐)以及一些有机物(如甲醛、酒精、苯甲酸等)的作用下会凝固,这种凝固是不可逆的,即凝固后不能在水中重新溶解,这种变化叫做变性。蛋白质变性后,不仅丧失了原有的可溶性,同时也失去了生理活性。变性原理可用于消毒,但使用不当也会引起中毒。(3)颜色反应:含苯环的蛋白质跟浓HNO3作用会呈黄色。(4)灼烧:蛋白质在灼烧时有烧焦羽毛烧焦羽毛的特殊气味。(5)水解:蛋白质在酸、碱或酶的作用下水解,最终生成氨基酸。盐析变性变化条件某些浓的无机盐受热,紫外线、X射线,强酸、强碱,重金属盐,某些有机化合物变化实质物理变化物理变
12、化(溶解度降低)化学变化化学变化(蛋白质性质改变)变化过程可逆不可逆用途分离、提纯蛋白质杀菌、消毒3.蛋白质盐析和变性的比较蛋白质盐析和变性的比较四、营养与健康四、营养与健康1.关注营养平衡关注营养平衡(1)营养物质的种类维持人类生命活动的六大营养物质是:糖类糖类、油脂油脂、蛋白质蛋白质、维生素维生素、水水、无机盐无机盐。(2)均衡营养a.糖类:人们每天摄取的热量中大约有75%来自糖类,正常人的血液里约含质量分数为0.1%的葡萄糖。b.蛋白质:蛋白质是人类必需的营养物质,高中生每天要摄入8090g蛋白质。c.油脂:正常情况下,每人每天需进食5060g脂肪,提供日需总热量的20%25%。d.维生
13、素和微量元素:维生素是参与生物生长发育和新陈代谢所必需的一类小分子有机物,主要包括维生素A、B、C、D、E、K等。微量元素指含量在0.01%以下的元素。2.促进身心健康促进身心健康(1)合理选择饮食1)正确补充水分水是人体中含量最多的一种物质,约占人体体重的,每人每天需要补充2.54L水。2)合理选择食物首先,人体正常的生理过程对所涉及的体液都有较严格的酸碱性要求,但人体自身调控能力有限,还需要通过选择酸性食物或碱性食物来加以控制。其次,人体细胞中存在的酸碱平衡需要通过选择不同的食物来保持。3)安全使用食品添加剂食品添加剂主要包括着色剂着色剂、调味剂调味剂 、防腐剂防腐剂、营养强化剂营养强化剂
14、。(2)正确使用药物药物按来源可分为人工合成药物和天然药物。自测自测5判断正误,正确的划“”,错误的划“”。(1)葡萄糖、油脂、蛋白质都属于高分子化合物()(2)蛋白质的水解产物都含有羧基和羟基()(3)将(NH4)2SO4、CuSO4溶液分别加入蛋白质溶液中,都出现沉淀,表明二 者 均 可 使 蛋 白 质 变 性()(4)通过盐析可提纯蛋白质,并保护其生理活性()自测自测6下列说法正确的是()A.硫酸钠溶液和醋酸铅溶液均能使蛋白质变性B.油脂是高级脂肪酸的甘油酯,均不能发生氢化反应C.H2NCH2COOH既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应D.在蛋白质的渗析、盐析、变性过程中都发生了化学变
15、化C答案答案C硫酸钠是轻金属盐,不能使蛋白质变性;油脂中若含有不饱和烃基,则可以发生氢化反应;蛋白质的渗析、盐析过程中没有发生化学变化。考点突破考点突破考点淀粉水解程度的判断及水解产物的检验考点淀粉水解程度的判断及水解产物的检验1.方法方法:用银氨溶液和碘水来检验淀粉在水溶液中是否发生了水解及水解是否已进行完全。2.步骤步骤淀粉溶液水解液中和液现象A现象B考点淀粉水解程度的判断及水解产物的检验考点淀粉水解程度的判断及水解产物的检验现象A现象B结论(1)未出现银镜溶液变蓝淀粉尚未水解(2)出现银镜溶液变蓝淀粉部分水解(3)出现银镜溶液不变蓝淀粉完全水解3.实验现象及结论实验现象及结论4.注意事项
16、注意事项(1)验证水解产物时,首先要加入NaOH溶液,中和后再进行实验。(2)要验证混合液中是否还有淀粉,应直接取水解后的混合液加碘水,而不能加入NaOH溶液中和后再加碘水,因为碘水可与NaOH溶液反应。(3)银氨溶液可用新制Cu(OH)2代替。典例典例1某学生设计了四种实验方案并得出了自己的结论,其中实验方案 设 计 及 结 论 均 正 确 的 是()A.淀粉溶液水解液溶液变蓝。结论:淀粉没有水解B.淀粉溶液水解液无红色沉淀。结论:淀粉没有水解C.淀粉溶液水解液中和液有红色沉淀。结论:淀粉已水解D.淀粉溶液水解液无现象。结论:淀粉没有水解C答案答案CA项,方案正确,结论错误,因为当淀粉部分水
17、解时,残留的淀粉也会使碘水变蓝色;B、D项,方案设计及结论均不正确,因为当水解液呈酸性时,加入的Cu(OH)2(或银氨溶液)不与葡萄糖反应。1-1向淀粉中加入少量硫酸,并加热使之水解,为测定水解程度需要下列 试 剂 中 的()NaOH溶液银氨溶液新制的Cu(OH)2碘水BaCl2溶液A.B.C.D.C答案答案C用碘水检验淀粉水解液中是否还有未水解的淀粉,用银氨溶液或新制的Cu(OH)2检验淀粉是否水解生成了葡萄糖,但是,检验葡萄糖必须在碱性条件下进行,所以必须用NaOH溶液调节水解液至碱性,因此使用的试剂为或。1-2为了证明酶的催化作用具有专一性,现设计实验如下:在试管A、B中分别加入2mL1
18、%的淀粉溶液,试管C、D中分别加入2mL2%的蔗糖溶液。在试管A、C中再分别加入2mL稀释唾液,试管B、D中分别加入2mL蒸馏水。将A、B、C、D四支试管放在37温水中保温1015min。然后在四支试管中加入碱性的新制Cu(OH)2悬浊液,加热。试回答下列问题:(1)水浴加热的优点是。(2)写出淀粉在唾液作用下发生反应生成二糖的化学方程式:。(3)如何证明淀粉已经完全水解?。(4)第步实验后,A、B、C、D四支试管中能生成红色沉淀的是,此实验能证明酶的催化作用具有专一性的现象是。答案答案(1)受热均匀,易控制温度(2)2(C6H10O5)n+nH2OnC12H22O11淀粉麦芽糖(3)加入碘水不变蓝色(4)AA中出现红色沉淀而C中不出现红色沉淀解析解析(1)水浴加热的优点是受热均匀,易于控制温度;(2)淀粉在唾液作用下水解生成的二糖为麦芽糖,即+nH2O;(3)证明淀粉已完全水解可向试管中加入碘水,若不变蓝则证明已水解完全;(4)淀粉在唾液的作用下水解为麦芽糖,麦芽糖为还原性糖,故试管A中会出现红色沉淀。
