基本營養(yǎng)物質(zhì)-學案

第四節(jié) 基本營養(yǎng)物質(zhì)教學目標：1.掌握糖類和蛋白質(zhì)的特征反應、糖類和蛋白質(zhì)的檢驗方法；2.掌握糖類、油脂和蛋白質(zhì)的水解反應、反應條件對水解反應的影響；3.了解糖類、油脂和蛋白質(zhì)的簡單分類、主要性質(zhì)和用途；4.培養(yǎng)觀察實驗能力、歸納思維能力及分析思維能力；5.通過糖類和蛋白質(zhì)的特征反應、糖類和蛋白質(zhì)的檢驗方法及糖類、油脂和蛋白質(zhì)的水解反應的教學，培養(yǎng)學生勇于探索、勇于創(chuàng)新的科學精神。重點、難點教學重點：（1）糖類和蛋白質(zhì)的特征反應、糖類和蛋白質(zhì)的檢驗方法；（2）糖類、油脂和蛋白質(zhì)的水解反應。教學難點：（1）糖類和蛋白質(zhì)的特征反應及糖類和蛋白質(zhì)的檢驗方法； （2）糖類、油脂和蛋白質(zhì)的水解反應。學案一、基本營養(yǎng)物質(zhì)食物中的營養(yǎng)物質(zhì)主要包括 動物性和植物性食物中的基本營養(yǎng)物質(zhì)為 二、糖類、油脂和蛋白質(zhì)的化學組成物質(zhì)分類元素組成代表物（相互關(guān)系）代表物分子結(jié)構(gòu)式糖類油脂蛋白質(zhì)三、糖類和蛋白質(zhì)的特征反應（鑒別方法）實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論葡萄糖+新制Cu(OH)2葡萄糖+銀氨溶液淀粉+碘蛋白質(zhì)+濃HNO3四、糖類、油脂、蛋白質(zhì)的水解反應實驗36蔗糖的水解反應現(xiàn)象： 解釋： 原理：說明：單糖是糖類水解的最終產(chǎn)物，單糖不發(fā)生水解反應。糖類在實驗室中水解常用H2SO4作催化劑，在動物體內(nèi)水解則是用酶作催化劑。淀粉和纖維素的最終水解產(chǎn)物相同，都是葡萄糖。寫出雙糖（蔗糖、麥芽糖），多糖(淀粉和纖維素)水解的化學方程式。油脂的水解反應a 油脂+水 b 油脂+氫氧化鈉 皂化反應： 說明：工業(yè)上常用此反應制取肥皂。甘油與水以任意比混溶，吸濕性強，常用作護膚劑。油脂在動物體內(nèi)的水解，是在酶催化下完成的。蛋白質(zhì)的水解：蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物是氨基酸（酶作催化劑，酶也是一種蛋白質(zhì)）。 甘氨酸 丙氨酸苯丙氨酸谷氨酸氨基酸分子中含有堿性基氨基(NH2)和酸性基羧基(COOH)，氨基酸呈兩性。天然蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物都是氨基酸五、糖類、油脂、蛋白質(zhì)在生產(chǎn)、生活中的應用1糖類（光合作用的產(chǎn)物）葡萄糖和果糖的存在和用途葡萄糖和果糖蔗糖的存在和主要用途蔗糖淀粉和纖維素的存在和主要用途淀粉纖維素2.油脂(1)油脂的存在： 油脂中的碳鏈含 碳碳雙鍵時，主要是低沸點的植物油；油脂的碳鏈為碳碳單鍵時，主要是高沸點的動物脂肪。油脂肪(2)油脂的主要用途食用油脂+水高級脂肪酸+甘油；放出熱量油脂是熱值最高的食物。油脂有保持體溫和保護內(nèi)臟器官的功能。油脂能增強食物的滋味，增進食欲，保證機體的正常生理功能。油脂增強人體對脂溶性維生素的吸收。過量地攝入脂肪，可能引發(fā)多種疾病。3.蛋白質(zhì)的主要應用(1)氨基酸的種類氨基酸(2)蛋白質(zhì)的存在(3)蛋白質(zhì)的主要用途(4)酶酶是一類特殊的蛋白質(zhì)。酶是生物體內(nèi)的重要催化劑。作為催化劑，酶已被應用于工業(yè)生產(chǎn)4.科學視野生命的化學起源導致生命起源的化學過程是在有水和無機物存在的條件下發(fā)生的：簡單的無機物和有機物轉(zhuǎn)化為生物聚合物；以第一階段產(chǎn)生的單體合成有序的生物聚合物；對第二階段形成的生物聚合物進行自我復制。例題講評【例1】下列說法正確的是 ()A.糖類、油脂、蛋白質(zhì)都能發(fā)生水解反應B.糖類、油脂、蛋白質(zhì)都是由C、H、O三種元素組成的C.糖類、油脂、蛋白質(zhì)都是高分子化合物D.油脂有油和脂肪之分，但都屬于酯解析：糖類包括單糖、二糖和多糖，二糖和多糖能水解，單糖不水解。A錯誤。糖類、油脂都是由C、H、O三種元素組成的。蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物中含有氨基酸，氨基酸中含有NH2，則推知蛋白質(zhì)中除含C、H、O三元素外，還含有N元素等。B不正確。糖類中的單糖和二糖及油脂都不是高分子，多糖及蛋白質(zhì)都是高分子。C不正確。D選項正確。答案：D【例2】某物質(zhì)在酸性條件下可以發(fā)生水解反應生成兩種物質(zhì)A、B，且A和B的相對分子質(zhì)量相等，該物質(zhì)可能是 ( )A.甲酸乙酯(HCOOC2H5)B.硬脂酸甘油酯C.葡萄糖(C6H12O6)D.淀粉(C6H10O5)n解析：逐項分析。A可選：HCOOC2H5+H2OHCOOH+C2H5OH46 46B不可選： 3284 92C不可選，因為葡萄糖不水解。D不可選，因為淀粉水解只生成一種物質(zhì)。答案：A【例3】新制Cu(OH)2和銀氨溶液都是弱氧化劑，但卻能將葡萄糖氧化成葡萄糖酸：(1)判斷葡萄糖溶液能否使KMnO4(H+，aq)褪色。答。(2)判斷葡萄糖溶液能否使溴水褪色。若能，寫出反應方程式；若不能，請說明理由。解析：弱氧化劑都能將葡萄糖氧化，溴水和KMnO4(H+aq)都是強氧化劑，自然也能將葡萄糖氧化，而本身被還原為無色離子(MnOMn2+，Br2Br)。溴水將CHO氧化為COOH，多出1個O原子，這個O原子應該是由1個H2O分子提供的，1個H2O分子提供一個O原子必游離出2個H+，所以H2O是一種反應物，HBr是一種生成物。答案：(1)能(2)能補充習題：1.下列食用物質(zhì)中，熱值最高的是 ( )A.酒精B.葡萄糖C.油脂D.蛋白質(zhì)解析：油脂是攝食物質(zhì)中熱值最高的物質(zhì)?！昂染婆怼笔怯捎诰凭芗涌煅貉h(huán)的緣故，與其熱值關(guān)系不大。答案：C2.下列關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述正確的是 ( )A.雞蛋黃的主要成分是蛋白質(zhì)B.雞蛋生食營養(yǎng)價值更高C.雞蛋白遇碘變藍色D.蛋白質(zhì)水解最終產(chǎn)物是氨基酸解析：雞蛋白的主要成分是蛋白質(zhì)，A錯；雞蛋生食，難以消化，營養(yǎng)損失嚴重，且生雞蛋中含有多種細菌、病毒等，B錯；遇碘變藍色是淀粉的特性，不是蛋白質(zhì)的性質(zhì)，C錯。答案：D3.尿素() 是第一種人工合成的有機化合物。下列關(guān)于尿素的敘述不正確的是 ( )A.尿素是一種氮肥B.尿素是人體新陳代謝的一種產(chǎn)物C.長期使用尿素不會引起土壤板結(jié)、肥力下降D.尿素的含氮量為23.3%解析：尿素施入土壤，在微生物的作用下，最終轉(zhuǎn)化為(NH4)2CO3，(NH4)2CO3對土壤無破壞作用。A、B、C都正確。CO(NH2)2的含N量為：w(N)=100%=100%=46.7%。D錯誤。答案：D4.下列關(guān)于某病人尿糖檢驗的做法正確的是 ( )A.取尿樣，加入新制Cu(OH)2，觀察發(fā)生的現(xiàn)象B.取尿樣，加H2SO4中和堿性，再加入新制Cu(OH)2，觀察發(fā)生的現(xiàn)象C.取尿樣，加入新制Cu(OH)2，煮沸，觀察發(fā)生的現(xiàn)象D.取尿樣，加入Cu(OH)2，煮沸，觀察發(fā)生的現(xiàn)象解析：葡萄糖的檢驗可在堿性條件下與新制Cu(OH)2共熱，或與銀氨溶液共熱而完成。答案：C5.飽和高級脂肪酸的分子通式可以用CnH2n+1COOH表示。營養(yǎng)學研究發(fā)現(xiàn)，大腦的生長發(fā)育與不飽和高級脂肪酸密切相關(guān)。深海魚油中提取的DHA就是一種不飽和程度很高的高級脂肪酸。它的分子中含有六個碳碳雙鍵，學名為二十六碳六烯酸，則其分子式應是( )A.C26H41COOHB.C25H39COOHC.C26H47COOHD.C25H45COOH解析：由“學名為二十六碳六烯酸”中的“二十六碳”可推其分子中應含有26個C原子，排除A、C它們的分子中都有27個C原子。C25H39COOH的烴基(C25H39)的不飽和度為：=6C25H45COOH的烴基(C25H45)的不飽和度為：=3C25H39COOH分子中有6個烯鍵，即6個碳碳雙鍵，B對，D錯。答案：B6.某課外活動小組設計了如下3個實驗方案，用以檢驗淀粉的水解程度：(1)甲方案：淀粉液水解液中和液溶液變藍結(jié)論：淀粉尚未水解。(2)乙方案：淀粉液水解液無銀鏡現(xiàn)象結(jié)論：淀粉尚未水解。(3)丙方案：淀粉液水解液中和液結(jié)論：淀粉水解完全。上述3個方案操作是否正確？說明理由。上述3個方案結(jié)論是否正確？說明理由。答案：甲方案操作正確，但結(jié)論錯誤。這是因為當用稀堿中和水解液中的H2SO4后，加碘水溶液變藍色有兩種情況：淀粉完全沒有水解；淀粉部分水解。故不能得出淀粉尚未水解之結(jié)論。乙方案操作錯誤，結(jié)論亦錯誤。淀粉水解后應用稀堿中和淀粉溶液中的H2SO4，然后再做銀鏡反應實驗。本方案中無銀鏡現(xiàn)象出現(xiàn)是因為溶液pH7，故該溶液中淀粉可能尚未水解，也可能水解完全或部分水解。丙方案操作正確，結(jié)論正確。二 乙 酸一、 物理性質(zhì)二、1.色、態(tài)、味：無色、有強烈刺激性氣味的液體。2.熔點：16.6當溫度低于16.6 時會結(jié)凝成像冰一樣的晶體。無水乙酸又稱冰醋酸。沸點：117.9 (易揮發(fā))3.溶解性：易溶于水，易溶于酒精等有機溶劑。二、分子組成與結(jié)構(gòu)分子式：C2H4O2結(jié)構(gòu)式：結(jié)構(gòu)簡式：CH3COOH官能團：COOH羧基三、 化學性質(zhì)1、酸性：CH3COOH CH3COO+H+酸性： CH3COOHH2CO3思考：怎樣通過實驗驗證乙酸有酸性，而且是弱酸性？有幾種方法可以證明？需要些什么藥品？怎么操作？實驗設計：根據(jù)下列藥品設計實驗方案證明乙酸的確有酸性藥品：鎂粉、NaOH溶液、Na2CO3粉未、Na2SO3粉未、乙酸溶液、酚酞、石蕊、CuSO4 溶液。可行方案有：方案一:往乙酸溶液中加石蕊方案二：往鎂粉(鈉)中加入乙酸溶液方案三：往Na2CO3粉未中加入乙酸溶液四、方案四：NaOH溶液與乙酸溶液混和方案五：往CuSO4溶液中滴入少量NaOH溶液，再加入乙酸溶液。有關(guān)反應方程式為：（1）、與Na2CO3溶液反應化學方程式：2CH3COOH + Na2CO3 2CH3COONa + CO2 H2O離子方程式：2CH3COOH + CO32 2CH3COO + CO2 H2O結(jié)論：此反應說明了乙酸酸性比碳酸酸性強。（2）、與Mg反應Mg + 2CH3COOH (CH3COO)2Mg + H2 判斷酸性強弱順序：酸性：H2SO3CH3COOHH2CO3具有酸的通性能跟酸堿指示劑反應。如能使紫色石蕊試液變紅。能跟多種活潑金屬反應，生成鹽和H2。 Mg +2CH3COOH (CH3COO)2Mg+H2 能跟堿性氧化物反應，生成鹽和水。CaO+2CH3COOH (CH3COO)2Ca+H2O跟堿起中和反應，生成鹽和水NaOH + CH3COOH CH3COOONa + H2O跟某些鹽反應，生成另一種酸和另一種鹽濃H2SO4Na2CO3 + 2CH3COOH 2CH3COONa + H2O + CO22、酯化反應CH3COOH+HOC2H5 CH3COOC2H5+H2O 注意： （1）該反應為可逆反應 （2）藥品的用量及加入順序（乙醇、濃 硫酸、乙酸）（3）整個裝置的協(xié)調(diào)性及穩(wěn)定性（4）要往反應液中加入2塊碎瓷片（5）右邊導管口不要插入飽和碳酸鈉溶液中，且右邊導管較長（導氣兼冷凝）左邊導管不宜太長，否則不利于酯的逸出(1)酯化反應：酸跟醇作用，生成酯和水的反應。(2)濃H2SO4的作用：催化劑和吸水劑。 (3)酯化反應的過程：(機理)濃H2SO4a、 O O CH3COH+HOC2H5 CH3COC2H5 + H2O 濃H2SO4b、 O OCH3COH+HOC2H5 CH3COC2H5 + H2O酯化反應中生成物水分子里的氧原子是由醇提供，還是由羧酸提供？在科學上怎樣給予確定？采用同位素示蹤法確定產(chǎn)物H2O中的氧原子的來源對象。根據(jù)：CH3COOH+H18OC2H5 CH3CO18OC2H5+H2O，確定出酯化反應一般是羧酸分子里的羥基與醇分子中羥基上的氫原了結(jié)合成水，其余部分互相結(jié)合成酯（4）酯化反應實質(zhì)：酸脫羥基，醇脫羥基上的氫原子。有機羧酸(若為無機含氧酸如如 H2SO4、HNO3等則相反，酸脫H醇脫-OH)（5）思考：1.濃H2SO4起什么作用？濃H2SO4起催化劑和吸水劑的作用。作催化劑，可提高反應速率；作吸水劑，可提高乙醇、乙酸的轉(zhuǎn)化率。2. 加熱的目的是什么？加熱的主要目的是提高反應速率，其次是使生成的乙酸乙酯揮發(fā)而收集，提高乙醇、乙酸的轉(zhuǎn)化率。3.碎瓷片起到什么作用？防止暴沸4.為什么用飽和Na2CO3溶液吸收乙酸乙酯？因為：乙酸乙酯在無機鹽溶液中溶解度減小，容易分層析出；除去揮發(fā)出的乙酸，生成無氣味的乙酸鈉，便于聞到乙酸乙酯的氣味；溶解揮發(fā)出的乙醇。 5.酯化反應中生成物水分子里的氧原子是由醇提供，還是由羧酸提供？在科學上怎樣給予確定？采用同位素示蹤法確定產(chǎn)物H2O中的氧原子的來源對象。根據(jù)：CH3COOH+H18OC2H5 CH3CO18OC2H5+H2O，確定出酯化反應一般是羧酸分子里的羥基與醇分子中羥基上的氫原了結(jié)合成水，其余部分互相結(jié)合成酯6.酯化反應還屬于哪一類有機反應類型？ 酯化反應又屬于取代反應。三.羧酸：1、定義：分子里烴基跟羧基直接連接的有機化合物。官能團： COOH一元有機酸的通式：RCOOH2、分類按-COOH多少分 一元羧酸 如：醋酸二元羧酸 如：乙二酸 多元羧酸飽和酸 如：硬脂酸羧酸的分類 脂肪酸不飽和酸 如：油酸按烴基種類分 芳香酸 如：苯甲酸說明：硬脂酸（C17H35COOH）、軟脂酸（C15H31COOH）、油酸（C17H33COOH）等一元脂肪酸，由于烴基含有較多的碳原子，又叫高級脂肪酸。硬脂酸、軟脂酸為飽和酸，常為固體，不溶于水。油酸是不飽和酸，常為液體，不溶于水。3、飽和一元有機羧酸結(jié)構(gòu)簡式的通式：CnH2n+1COOH (n0)分子式通式：CnH2nO2 (n1)4、化學性質(zhì)（跟乙酸相似）都有酸性，都能發(fā)生酯化反應。五、 酯1、概念醇跟含氧酸起反應生成的有機化合物叫做酯。COO根據(jù)生成酯的酸不同，酯可分為有機酸酯和無機酸酯，通常所說的是有機酸酯。官能團：RCORO通式：CO O當R和R均為飽和烷基時，且只有一個 的酯叫飽和一元酯。通式為：CnH2nO2（n2）思考：飽和一元酯和飽和一元羧酸的通式相同，說明了什么？2、酯的物理性質(zhì)、存在及用途物理性質(zhì)：密度一般比水小，難溶于水，易溶于乙醇和乙醚等有機溶劑。存在：酯類廣泛存在于自然界。低級酯是有芳香氣味的液體，存在于各種水果和花草中。用途：作溶劑，作制備飲料和糖果的香料。CH3COOC2H5 +