高中化学人教版 (2019)必修 第二册第四节 基本营养物质授课课件ppt

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知识点一　基本营养物质
如图是人体需要的基本营养物质，它们分别属于哪类化学物质？各自有什么样的性质？请完成下列知识点：
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。
知识点二　糖类1．分类及代表物
(1)特征反应①[实验7－7]
3．糖类在生产、生活中的应用
知识点三　蛋白质1．存在和组成
（1）存在：蛋白质广泛存在于生物体内，是构成　　　　的基本物质。（2）组成：由　　、　　、　　、　　、　　等元素组成，属于　　　　　　　　　化合物。
（2）变性、显色、灼烧①[实验7－9]
②总结：蛋白质的变性：在　　　　　　、　　　　或加入乙醇、甲醛、　　、　　、　　　　 的情况下，蛋白质会发生性质上的改变而聚沉。这种聚沉是　　　　的，使蛋白质失去生理活性不能再恢复成为原来的蛋白质。显色反应：某些蛋白质遇浓硝酸显　　　　色。灼烧：蛋白质被灼烧时，会产生类似　　　　　　的特殊气味，利用此性质可鉴别蛋白质。
（1）动物的　　　　和蚕丝是重要的天然纺织原料。（2）动物的皮经加工后可制成柔软坚韧的　　　　。（3）用驴皮熬制成的　　　　是一种优良的中药材。
知识点四　油脂1．组成和结构
油脂是一类特殊的酯。油脂可看做高级脂肪酸[如硬脂酸（　　　　　　）或软脂酸（　　　　　　）]与甘油[丙三醇（　　　　　　　　）] 经酯化反应生成的酯。其结构简式为　　　　　　　　，其中R1、R2、R3代表的是烃基，可相同，也可不同。
3.化学性质——水解反应
（1）工业生产　　　　　　、　　　　、　　　　、油漆等的原料。（2）提供人体活动所需要的　　　　。
（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（　　）（5）蛋白质水解的最终产物是氨基酸（　　）（6）蛋白质是一种基本营养物质（　　）（7）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（　　）（8）浓硝酸滴到人的皮肤上变黄色是物理变化（　　）
微训练1．葡萄糖的结构简式为CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO，其对应的性质中不正确的是（　　）
A．葡萄糖在一定条件下能水解B．可与乙酸发生取代反应C．能发生银镜反应D．葡萄糖的分子式是C6H12O6
解析　葡萄糖是单糖，故不能水解。葡萄糖含有羟基，可与乙酸发生酯化反应（取代反应的一种）；含有醛基，能发生银镜反应；由葡萄糖的结构简式可知，葡萄糖的分子式是C6H12O6。
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
解析　油脂可以看作是高级脂肪酸与甘油反应生成的酯，A正确；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，B正确；皂化反应是指油脂在碱性条件下的水解反应，C错误；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，D正确。
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、NB．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以水解，生成氨基酸
解析　蛋白质的组成元素除C、H、O、N外可能还含有S、P等元素，A错误；蛋白质在浓硝酸的作用下，显黄色，发生颜色反应，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．将蔗糖放入试管中，加水和稀硫酸振荡，水浴加热5分钟，取水解液3 mL加入新制的Cu（OH）2悬浊液，加热后没有看到砖红色物质出现，这是因为（　　）
A．加热时间不够B．蔗糖纯度不够C．Cu（OH）2的量不足D．水解液未用碱液中和
解析　蔗糖在稀硫酸的催化作用下水解，水解液中有H2SO4，使Cu（OH）2溶解，不能得到Cu2O沉淀，在加入新制Cu（OH）2悬浊液前，应用碱中和作催化剂的稀硫酸，并调至碱性环境。
5．现有四种物质：A.乙烯、B.葡萄糖、C.油脂、D.蛋白质，试按要求填写有关物质的序号：
（1）由C、H、O三种元素组成的物质有　　　　。（2）能发生银镜反应的物质有　　　　。（3）一定条件下能与H2O反应的物质有　　　　。（4）一定条件下能发生水解反应，且水解产物有甘油的物质有　　　　。
解析　（1）乙烯只含C、H两种元素；葡萄糖和油脂只含C、H、O三种元素；蛋白质除含C、H、O三种元素外，还有N、P等元素。（2）葡萄糖分子中含有醛基，能发生银镜反应，其余三种物质均不能。（3）乙烯能与H2O加成，油脂和蛋白质均能水解。（4）乙烯和葡萄糖不能水解；蛋白质能水解，水解产物为氨基酸；油脂能水解，水解产物为高级脂肪酸（或高级脂肪酸盐）和甘油。
答案　（1）BC　（2）B　（3）ACD　（4）C
微思考1．葡萄糖和果糖、蔗糖和麦芽糖、淀粉和纤维素是否互为同分异构体？
提示　葡萄糖和果糖、蔗糖和麦芽糖分别互为同分异构体；淀粉和纤维素不是同分异构体，淀粉和纤维素的通式均为（C6H10O5）n，但n值不同，分子式不同，所以淀粉和纤维素不互为同分异构体。
2．符合Cn（H2O）m的有机物一定是糖类吗？
提示　不一定，符合Cn（H2O）m的物质不一定是糖，如甲醛（HCHO）、乙酸（CH3COOH）、甲酸甲酯（HCOOCH3）等。
3．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%的酒精棉球擦拭皮肤？
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。
4．“酯”和“脂”有什么不同之处？
提示　“酯”是指酸和醇发生酯化反应生成的一类有机物；而“脂”一般是指高级脂肪酸与甘油生成的酯，“脂”属于“酯”类。
学习任务1　糖类的性质及淀粉水解程度的判断
资料：资料一　糖类物质是多羟基醛或多羟基酮，据此可分为醛糖（aldse）和酮糖（ketse）。资料二　糖包括蔗糖（红糖、白糖、砂糖、黄糖）、葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖、淀粉、糊精和糖原棉花糖等。在这些糖中，除了葡萄糖、果糖和半乳糖能被人体直接吸收，其余的糖都要在体内转化为基本的单糖后，才能被吸收利用。除此之外还有纤维素、核糖、脱氧核糖。
请结合这两则资料，完成下列讨论：1．结合葡萄糖的氧化反应的相关实验，思考以下问题：
（1）在葡萄糖的银镜反应实验中应注意哪些事项？（2）做葡萄糖与新制Cu（OH）2悬浊液反应的实验时，应注意哪些事项？
提示　（1）该实验过程中要注意以下四点：①试管洁净；②银氨溶液应现用现配；③采用水浴加热；④不能振荡试管。（2）①Cu（OH）2悬浊液要现用现配；②配制时NaOH要过量，将少量CuSO4滴入到过量的NaOH溶液中，若CuSO4过多易形成黑色的CuO沉淀；③要用酒精灯加热至沸腾。
2．为检验淀粉水解程度的大小，设计实验步骤如下：
结合实验流程探究下列问题：（1）在检验淀粉的水解产物时，为什么不能向水解液中直接加入新制Cu（OH）2?（2）实验时能否在中和液中直接加入碘水检验是否存在淀粉？
提示　（1）淀粉的水解是用硫酸作催化剂，水解液显酸性。Cu（OH）2在酸性条件下不能存在。用新制Cu（OH）2悬浊液检验淀粉水解产物葡萄糖时，需在碱性条件下进行，所以需先加入过量的NaOH溶液中和掉催化剂H2SO4后，才能加入新制Cu（OH）2进行后续实验。（2）不能。因为I2与NaOH发生反应，故无法检验淀粉的存在。
2.糖类水解实验的注意事项
（1）双糖及多糖的水解必须加入稀酸作催化剂，水解产物中都含葡萄糖。（2）葡萄糖与新制Cu（OH）2悬浊液的反应必须在碱性条件下并加热才能进行。（3）在蔗糖水解实验中采用水浴加热，目的是有效控制温度并使之受热均匀。
【例题1】　分别取1 ml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_____________________________________________________________________________________________。
变式训练1　下列有关基本营养物质的说法中，正确的是（　　）
解析　A项，葡萄糖中没有羧基，不与碱反应，故A错误；B项，蔗糖和麦芽糖分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故B正确；C项，人体无纤维素酶，无法使纤维素水解，故C错误；D项，淀粉遇碘变蓝，但碘化钾与淀粉不反应，不能用来检验淀粉，故D错误。
A．葡萄糖能与NaOH溶液反应B．蔗糖和麦芽糖互为同分异构体C．纤维素在人体内最终水解为葡萄糖D．淀粉遇碘化钾溶液变蓝
学习任务2　油脂、蛋白质的性质
我们吃的很多食物中富含油脂和蛋白质，它们有什么样的性质？请完成下列讨论：1．油脂和蛋白质都是天然高分子化合物吗？
提示　蛋白质是天然高分子化合物，油脂虽然相对分子质量较大，但比高分子化合物要小得多，油脂不属于高分子化合物。
2．能否用植物油萃取溴水中的溴？
提示　不能。植物油含有不饱和键，能与溴发生加成反应。
3．已知纯碱溶液呈碱性，并且随温度升高碱性增强。试分析生活中用热的纯碱溶液洗涤炊具上的油污的原理。
提示　油污的主要成分为油脂。油脂属于酯，不溶于水，但在碱性条件下水解生成易溶于水的高级脂肪酸盐和甘油。纯碱的水溶液显碱性，并且温度升高碱性增强，因此用热的纯碱溶液洗涤炊具上的油污效果更好。
4．怎样用实验法来鉴别植物油和矿物油？
提示　矿物油为各种烃的混合物，不溶于水。植物油属于酯类，在碱性条件下可以完全水解生成水溶性的高级脂肪酸盐和甘油。因此可以各取少量加入滴有酚酞的NaOH溶液中，水浴加热。一段时间后若液体依然分层且不褪色，证明是矿物油，若液体不分层且褪色，证明是植物油。
1．常见的高级脂肪酸及甘油的结构特点：
2．鉴别蛋白质的两种方法：
方法一：利用颜色反应鉴别蛋白质可利用蛋白质的颜色反应，即蛋白质遇到浓硝酸变黄。方法二：灼烧蛋白质灼烧时产生特殊的气味，即烧焦羽毛的气味。
3．油脂性质的两个易错点
（1）油脂不一定能使溴的CCl4溶液褪色。有些油脂是由不饱和的高级脂肪酸与甘油形成的酯，可使溴的CCl4溶液褪色。有些油脂是由饱和的高级脂肪酸与甘油形成的酯，不能使溴的CCl4溶液褪色。（2）油脂一定能使溴水褪色。由不饱和的高级脂肪酸与甘油形成的油脂，可发生加成反应使溴水褪色。由饱和的高级脂肪酸与甘油形成的油脂，能萃取溴水中的溴而使溴水褪色。
【例题2】　下列说法正确的是（　　）
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，烃基饱和程度较大或不饱和程度较小，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。
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
变式训练2　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年合成的D．可以用灼烧法来鉴别蛋白质
解析　蛋白质是生命的基础，A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错误；C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正确。
学习任务3　（核心素养）有机物的检验与鉴别
有机物的检验与鉴别的常用方法（1）利用有机物的溶解性加水检验，观察其是否能溶于水。例如用此法可以鉴别：乙酸与乙酸乙酯等。（2）利用液态有机物的密度观察不溶于水的有机物在水中沉浮情况。例如用此法可鉴别硝基苯与苯等。（3）利用有机物燃烧情况①观察燃烧的火焰及黑烟情况。如用此法可鉴别甲烷、乙烯等。②闻燃烧时的气味。如用此法鉴别纤维制品和羊毛制品（或丝织品）、人造革制品和皮制品等。
（4）利用有机物的特征性质
【素养解题】[典例示范]　下列实验方案不合理的是（　　）
A．鉴别葡萄糖溶液和淀粉溶液：加入新制的Cu（OH）2悬浊液加热或加碘水溶液B．鉴别织物成分是真丝还是人造丝：用灼烧的方法C．鉴别淀粉溶液和蛋白质溶液：加入稀KI溶液D．鉴别乙烷和乙烯：分别将气体通入溴水中
三、对点训练1．下列有关物质水解的说法不正确的是（双选） （　　）
A．蛋白质水解的最终产物是氨基酸B．淀粉水解的最终产物是葡萄糖C．纤维素不能水解成葡萄糖D．油脂水解产物之一是肥皂
解析　蛋白质先水解成多肽，多肽再水解成最终产物氨基酸，故蛋白质水解的最终产物是各种氨基酸，A项正确；淀粉在酸的催化作用下的最终水解产物是葡萄糖，B项正确；纤维素属于多糖，水解的最终产物是葡萄糖，C项不正确；油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯，在酸性条件下水解生成高级脂肪酸与甘油；在碱性条件下，完全水解生成高级脂肪酸盐（肥皂）与甘油，D项错误。
解析　验证淀粉水解产物的实验主要有以下步骤：（1）在酸性条件下加热使其水解；（2）加碱中和硫酸；（3）检验产物。
2．通过实验来验证淀粉水解可生成葡萄糖，其实验包括下列操作过程，这些操作过程的正确排列顺序是 （　　）
①取少量淀粉和水制成溶液　②加热煮沸　③加入碱液中和酸性　④加入新制Cu（OH）2碱性悬浊液　⑤加入少量稀硫酸　⑥再加热A．①②⑤⑥④③ B．①⑤②④⑥③C．①⑤②③④⑥ D．①⑥④⑤③②
3．下列实验操作正确的是（　　）
A．在蔗糖水解后的溶液中，先加入稍过量的碱再滴加银氨溶液，验证产物中的葡萄糖B．淀粉中加入20%的H2SO4溶液在酒精灯上加热，使其水解C．向蔗糖中加入浓硫酸后加热，一段时间后得到葡萄糖和果糖D．向淀粉水解后的溶液中先加氢氧化钠中和催化剂硫酸，再加入碘水，观察溶液是否变蓝
解析　检验水解后的葡萄糖之前应先加入碱中和H2SO4，A正确；淀粉水解需要水浴加热，B错；蔗糖水解需要的是稀硫酸，如果使用浓硫酸，蔗糖会碳化，C错；碘能与过量的NaOH反应，D错。
解析　毛和丝的成分都是蛋白质，遇蛋白酶会发生水解。
4．市场上有一种加酶洗衣粉，它是在洗衣粉中加入少量的碱与蛋白酶制成的。蛋白酶的催化活性很强，衣物的汗渍、血迹遇到它，都能水解而除去。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丝织品A．① B．②③ C．①③ D．②④
5．糖类、油脂和蛋白质都是人体基本营养物质。请回答下列问题：
（1）在试管中加入0.5 g淀粉和4 mL 20%的H2SO4溶液，加热3～4 min，然后用碱液中和试管中的H2SO4溶液。①淀粉完全水解生成的有机物的分子式为_______________________________　　　　　　　　。②若要检验淀粉已经发生了水解，可取少量上述溶液并向其中加入______________________________________________________________（填试剂的名称）。加热后再根据实验现象判断；若要检验淀粉没有完全水解，可取少量上述溶液，向其中加入几滴碘水，可观察到______________________________________。
（2）油脂在人体内通过水解生成　　　　和丙三醇，再氧化分解，为人体提供能量。（3）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）。A．滴加稀盐酸 B．滴加浓硫酸C．滴加酒精 D．在火焰上灼烧
答案　（1）①C6H12O6　②银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液　溶液变蓝（2）高级脂肪酸　（3）D
解析　（1）淀粉水解的最终产物为葡萄糖，分子式为C6H12O6，可用银氨溶液或新制Cu（OH）2悬浊液检验葡萄糖，从而证明淀粉已发生水解，而加入碘水后溶液变蓝，说明淀粉未完全水解。（2）油脂在人体内水解的最终产物为高级脂肪酸和丙三醇。（3）蚕丝的主要成分是蛋白质，“人造丝”的主要成分是纤维素。鉴别蛋白质的依据主要有：①某些蛋白质分子跟浓硝酸作用时呈黄色；②蛋白质被灼烧时，有烧焦羽毛的气味（常以此来区别毛纺织品和其他纺织品）。
6．根据下列转化关系，回答有关问题：
已知CH3CHO在一定条件下可被氧化为CH3COOH。（1）A的结构简式为　　　　　　，C试剂是　　　　　，砖红色沉淀是　　　　　　（填化学式）。（2）B溶液的作用是___________________________________________。
（3）④和⑥反应的化学方程式及反应类型分别为④___________________________________________________________，　　　　　　　　　　　　　　　　。⑥____________________________________________________________，　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）由图示转化关系可知淀粉　　　　（填“部分水解”或“完全水解”）。某同学取图中混合液E，加入碘水，溶液不变蓝色，　　　　（填“能”或“不能”）说明淀粉水解完全，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。若向淀粉中加入少量硫酸，并加热使之发生水解，为检验淀粉水解的情况所需的试剂是　　　　。（填序号）①NaOH溶液 ②新制Cu（OH）2悬浊液③BaCl2溶液 ④碘水
（5）在进行蔗糖的水解实验并检验水解产物中是否含有葡萄糖时，某同学的操作如下：取少量纯蔗糖加水配成溶液，在蔗糖溶液中加入3～5滴稀硫酸，将混合液煮沸几分钟、冷却，在冷却后的溶液中加入新制Cu（OH）2悬浊液，加热，未见砖红色沉淀。其原因是　　　　（填字母）。a．蔗糖尚未水解b．蔗糖水解的产物中没有葡萄糖c．加热时间不够d．煮沸后的溶液中没有加碱液无法中和稀硫酸
解析　淀粉在酸性条件下水解的最终产物是葡萄糖，葡萄糖在碱性条件下与新制Cu（OH）2悬浊液反应，所以水解后先加NaOH溶液中和H2SO4后才可与新制Cu（OH）2悬浊液反应生成砖红色沉淀；葡萄糖在酒化酶作用下可生成乙醇和CO2，D为乙醇，乙醇被氧化为乙醛，乙醛被氧化为乙酸，乙酸与乙醇在一定条件下反应生成乙酸乙酯和水。淀粉水解情况有三种：如果未发生水解，则溶液不能与新制Cu（OH）2悬浊液反应；如果部分水解，则既能与新制Cu（OH）2悬浊液反应又能使碘水变蓝；如果已完全水解，则遇碘水不显蓝色。因此，选择碘水和新制氢氧化铜悬浊液可确定有无葡萄糖生成和有无淀粉存在，特别注意的是：①检验水解产物前必须加碱来中和酸。②淀粉的检验时，必须直接取水解液加入碘水，不能取中和液，因为碘能与NaOH溶液反应。