高中化學同步講義（必修二）第20講 7.9蛋白質 油脂（教師版）

第2課時蛋白質油脂1．了解蛋白質、油脂的組成，掌握蛋白質、油脂的主要性質。2．了解蛋白質、油脂在日常生活中的應用。一、蛋白質的組成和性質1．蛋白質的存在和組成(1)存在：蛋白質是構成細胞的基本物質，存在于各類生物體內。(2)組成：是一類非常復雜的天然有機高分子，由碳、氫、氧、氮、硫等元素組成。2．物理性質有的蛋白質能溶于水，如雞蛋清等；有的難溶于水，如絲、毛等。3．化學性質(1)蛋白質的水解反應①蛋白質eq\o(,\s\up7(酸、堿或酶等催化劑),\s\do5(水解反應))多肽eq\o(,\s\up7(水解反應),\s\do5(聚合))氨基酸(最終產(chǎn)物)②幾種常見的氨基酸a．甘氨酸：b．苯丙氨酸：氨基酸的官能團：氨基(—NH2)、羧基(—COOH)。(2)蛋白質的特性①實驗探究操作在酒精燈的火焰上分別灼燒一小段頭發(fā)和絲織品現(xiàn)象產(chǎn)生白色沉淀產(chǎn)生黃色沉淀產(chǎn)生燒焦羽毛的特殊氣味結論或解釋蛋白質發(fā)生變性蛋白質發(fā)生顯色反應頭發(fā)、絲織品的主要成分是蛋白質②蛋白質的變性重金屬的鹽類、強酸、強堿、乙醇、甲醛、加熱、紫外線等都能使蛋白質發(fā)生變性，溶解度下降，并失去生理活性，屬于化學變化③顯色反應：很多蛋白質與濃硝酸作用時呈黃色，可用于蛋白質的檢驗。4．蛋白質的應用蠶絲織成絲綢可以制作服裝動物皮、骨提取的明膠可用作食品增稠劑，生產(chǎn)醫(yī)藥用膠囊和攝影用感光材料驢皮制成的阿膠是一種中藥材牛奶、大豆提取的酪素可以用來制作食品和涂料絕大多數(shù)酶是生物體內重要的催化劑，在醫(yī)藥、食品、紡織等領域中有重要的應用價值二、油脂的結構和性質1．油脂的組成及分類室溫下的狀態(tài)代表物元素組成物理性質油脂油液態(tài)植物油脂C、H、O密度比水的小，黏度比較大，觸摸時有明顯的油膩感，難溶于水，易溶于有機溶劑脂肪固態(tài)動物油脂2．油脂的結構油脂可以看作由高級脂肪酸與甘油通過酯化反應生成的酯，屬于酯類化合物。油脂的結構可表示為，其中R、R′、R″代表高級脂肪酸的烴基，可以相同或不同；天然油脂都是混合物；油脂的官能團主要是酯基。3．常見的高級脂肪酸名稱飽和脂肪酸不飽和脂肪酸軟脂酸硬脂酸油酸亞油酸結構簡式C15H31COOHC17H35COOHC17H33COOHC17H31COOH脂肪酸的飽和程度對油脂的熔點影響很大，含較多不飽和脂肪酸的甘油酯，熔點較低；含較多飽和脂肪酸的甘油酯，熔點較高。4．油脂的化學性質(1)加成反應液態(tài)植物油eq\o(→,\s\up7(+H2))固態(tài)的氫化植物油例如：油酸甘油酯硬脂酸甘油酯氫化植物油性質穩(wěn)定，不易變質，便于運輸和儲存。(2)水解反應①油脂在酸性條件或酶的催化作用下，可以發(fā)生水解生成高級脂肪酸和甘油。例如：硬脂酸甘油酯硬脂酸甘油②油脂在堿性條件下水解生成高級脂肪酸鹽和甘油。高級脂肪酸鹽是肥皂的主要成分，所以油脂在堿性條件下的水解反應又稱皂化反應。例如：硬脂酸甘油酯硬脂酸鈉甘油5．油脂的應用(1)油脂是產(chǎn)生能量最高的營養(yǎng)物質。(2)油脂能促進脂溶性維生素的吸收。(3)油脂是加熱介質并賦予食物令人愉悅的風味和口感。(4)攝入過多油脂會影響人體健康，應合理控制油脂的攝入量。?問題一蛋白質的性質及應用【典例1】2018年諾貝爾化學獎授予成功利用基因變化和選擇研究出可以解決人類化學問題的蛋白質。關于蛋白質的組成與性質的敘述正確的是()A．蛋白質在酶的作用下水解的最終產(chǎn)物為氨基酸B．向蛋白質溶液中加入CuSO4、Na2SO4濃溶液，均會使其變性C．天然蛋白質僅由碳、氫、氧、氮四種元素組成D．蛋白質、纖維素、油脂都是高分子化合物答案：A解析：蛋白質水解的最終產(chǎn)物為氨基酸，故A正確；Na2SO4是輕金屬鹽，向蛋白質溶液中加入Na2SO4濃溶液，會使其發(fā)生鹽析而不是變性，故B錯誤；某些蛋白質還含有S、P等元素，故C錯誤；蛋白質和纖維素是高分子化合物，油脂不屬于高分子化合物，故D錯誤?！練w納小結】1．蛋白質的鹽析與變性比較鹽析變性含義蛋白質溶液因加入無機鹽濃溶液引起蛋白質溶解度下降而變渾濁的現(xiàn)象在某些條件下蛋白質發(fā)生性質上的改變而聚沉條件加入輕金屬鹽(或銨鹽)的濃溶液加入重金屬鹽(如銅鹽、鉛鹽、汞鹽等)、有機物(如甲醛、酒精等)、強酸、強堿，或者加熱、紫外線照射變化類型物理變化化學變化變化過程可逆不可逆用途分離、提純蛋白質殺菌、消毒等2．蛋白質檢驗的兩種方法(1)顯色反應：很多蛋白質與濃硝酸作用時呈黃色。能發(fā)生顯色反應的蛋白質分子內含有苯環(huán)，該反應可以用來檢驗蛋白質。(2)特殊氣味：蛋白質在灼燒時會產(chǎn)生類似燒焦羽毛的特殊氣味。該反應是用來檢驗蛋白質最常用的方法，常用該方法鑒別絲制品與毛織物等?！咀兪骄?-1】下列敘述不正確的是()A．蛋白質屬于天然有機高分子，沒有蛋白質就沒有生命B．所有蛋白質遇濃硝酸都變黃C．人工最早合成的具有生命活力的蛋白質——結晶牛胰島素是我國科學家在1965年合成的D．可以用灼燒法來鑒別蛋白質和其他有機高分子答案：B解析：蛋白質屬于天然有機高分子，一切重要的生命現(xiàn)象都與蛋白質密切相關，沒有蛋白質就沒有生命，A項正確；我國科學家在1965年最早合成了具有生命活力的蛋白質——結晶牛胰島素，C項正確；蛋白質被灼燒時，會產(chǎn)生類似燒焦羽毛的特殊氣味，此性質可用于鑒別蛋白質與其他有機高分子，D項正確?！咀兪骄?-2】蛋白質水解的最終產(chǎn)物為氨基酸，下列氨基酸都是人體必備的氨基酸。亮氨酸()苯丙氨酸()賴氨酸[](1)它們分子中共同的官能團為______________(填結構簡式)。(2)已知氨基有堿性，可以和鹽酸反應，則1mol賴氨酸完全和HCl反應，需要HCl的物質的量為________mol，1mol賴氨酸完全和NaHCO3反應產(chǎn)生氣體的體積為_________L(標準狀況下)，產(chǎn)生鹽的結構簡式為____________。(3)市場上有一種加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的堿性蛋白酶，它的催化活性很強，衣服上的汗?jié)n、血液及人體排放的蛋白質油漬遇到它，皆能水解除去。下列衣料中不能用加酶洗衣粉洗滌的是________(填序號)。①棉織品②毛織品③腈綸織品④蠶絲織品⑤滌綸織品⑥錦綸織品答案：(1)(或—COOH)和—NH2(2)222.4(3)②④解析：由三種氨基酸的結構簡式可知，它們共同的官能團為羧基()和氨基(—NH2)。1mol賴氨酸含2mol氨基，可以和2molHCl反應，含1mol羧基，可以和NaHCO3反應生成1molCO2，在標準狀況下，體積為22.4L，產(chǎn)物為。(3)根據(jù)題意知加酶洗衣粉能使蛋白質水解，所以含有蛋白質的衣服不能用加酶洗衣粉清洗。毛織品和蠶絲織品的主要成分是蛋白質。?問題二油脂的性質及應用【典例2】下列有關油脂的敘述不正確的是()A．天然油脂是混合物，沒有固定的熔、沸點B．油脂是由高級脂肪酸和甘油通過酯化反應生成的酯C．油脂是酯的一種D．油脂都不能使溴水褪色答案：D解析：天然油脂是多種高級脂肪酸甘油酯的混合物，沒有固定的熔、沸點，A項正確；油脂屬于酯，是由高級脂肪酸和甘油通過酯化反應得到的，B、C項正確；食用油的分子結構中含有較多的不飽和碳碳雙鍵，能使溴水褪色，D項錯誤?！練w納小結】油脂和礦物油物質油脂礦物油脂肪油組成高級脂肪酸與甘油形成的甘油酯多種烴的混合物性質固態(tài)或半固態(tài)液態(tài)具有烴的性質，不能水解具有酯的性質，能水解；油還具有烯烴的性質，能加成鑒別加入含酚酞的NaOH溶液，加熱，紅色變淺加入含酚酞的NaOH溶液，加熱，無變化舉例牛油、羊油菜籽油、花生油煤油、潤滑油、石蠟油【變式練2-1】關于油脂，下列說法不正確的是()A．硬脂酸甘油酯可表示為B．花生油能使酸性高錳酸鉀溶液褪色C．植物油通過催化加氫可轉變?yōu)闅浠虳．油脂是一種重要的工業(yè)原料，可用于制造肥皂、油漆等答案：A解析：A.硬脂酸為飽和高級脂肪酸，其結構可以表示為C17H35—COOH，硬脂酸甘油酯可表示為，A錯誤；B.花生油含有較多的不飽和高級脂肪酸甘油酯，含有碳碳雙鍵可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色，B正確；C.植物油含有較多的不飽和高級脂肪酸甘油酯，可以和氫氣發(fā)生加成反應生成氫化油，C正確；D.油脂是一種重要的工業(yè)原料，在堿性條件下水解發(fā)生皂化反應制造肥皂，也可用于油漆制造，D正確?！咀兪骄?-2】油脂是重要的營養(yǎng)物質。某天然油脂A可發(fā)生下列反應：已知A的結構簡式為，C17H35—和C17H33—都是高級脂肪酸的烴基(呈鏈狀)。(1)寫出A的分子式：____________，A________(填“是”或“不是”)高分子。(2)A能使溴的四氯化碳溶液褪色，主要原因是__________________________________。(3)反應①的反應類型：__________________，反應②的反應類型：___________，B的名稱：______________，D的名稱(或俗名)：____________。(4)若A中高級脂肪酸的烴基都是C17H35—，由A組成的油脂在通常狀況下一定是固體；若A中高級脂肪酸的烴基都是C17H33—，由A組成的油脂在通常狀況下一定是液體。從分子組成與結構方面來說，油脂呈液態(tài)、固態(tài)的規(guī)律是______________________________________________________。答案：(1)C57H106O6不是(2)A分子中C17H33—為不飽和烴基，含有碳碳雙鍵，可以和溴發(fā)生加成反應(3)加成反應水解反應(或取代反應)油酸丙三醇(或甘油)(4)脂肪酸的飽和程度對油脂的熔點影響很大，含較多不飽和脂肪酸的甘油酯，熔點較低，含較多飽和脂肪酸的甘油酯，熔點較高解析：(1)由A的結構簡式可推知，該油脂的分子式為C57H106O6；油脂都不是高分子。(2)A分子中的烴基C17H33—中含有碳碳雙鍵，能與溴發(fā)生加成反應，因此能使Br2的CCl4溶液褪色。(3)油脂A在催化劑作用下和H2反應生成氫化油，為加成反應，1molA在一定條件下水解生成1mol直鏈飽和脂肪酸C(硬脂酸)和2mol油酸(C17H33COOH)B及甘油()D。(4)油脂中的烴基，其不飽和程度越大，熔點越低，飽和程度越大，熔點越高?！净A強化】1．詩句“春蠶到死絲方盡，蠟炬成灰淚始干”中的“絲”和“淚”分別是()A．蛋白質和烴 B．油脂和烴C．蛋白質和淀粉 D．油脂和蛋白質答案：A解析：“絲”中含有的物質是蛋白質，“淚”指的是液態(tài)石蠟，液態(tài)石蠟屬于烴。2．下列有關蛋白質的說法不正確的是()A．向雞蛋清溶液中滴入濃硝酸，加熱，溶液變?yōu)辄S色B．蛋白質水解最終生成氨基酸C．稀釋后的福爾馬林浸泡種子會使蛋白質變性D．蛋白質是僅由碳、氫、氧三種元素組成的高分子答案：D解析：雞蛋清溶液遇濃硝酸發(fā)生顯色反應，溶液變?yōu)辄S色，A項正確；蛋白質在酸、堿或酶的作用下能發(fā)生水解，生成多肽，多肽進一步水解，最終生成各種氨基酸，B項正確；福爾馬林為甲醛的水溶液，甲醛能使蛋白質變性，C項正確；蛋白質是天然有機高分子，屬于混合物，由碳、氫、氧、氮、硫等元素組成，D項錯誤。3．關于蛋白質的組成與性質的敘述正確的是()A．蛋白質在酶的作用下水解的最終產(chǎn)物為氨基酸B．向蛋白質溶液中加入CuSO4、Na2SO4濃溶液，均會使其變性C．天然蛋白質僅由碳、氫、氧、氮四種元素組成D．蛋白質、纖維素、油脂都是天然有機高分子答案：A解析：蛋白質水解的最終產(chǎn)物為氨基酸，A正確；CuSO4為重金屬鹽，能使蛋白質發(fā)生變性，Na2SO4濃溶液不能使蛋白質發(fā)生變性，B錯誤；天然蛋白質除含C、H、O、N四種元素外還含有S等元素，C錯誤；油脂不是有機高分子，D錯誤。4．下列關于蛋白質的敘述不正確的是()A．溫度越高，酶對某些生化反應的催化效率就越高B．發(fā)生重金屬中毒后，可口服大量蛋白質溶液如鮮牛奶解毒C．重金屬鹽可使蛋白質變性D．濃硝酸濺到皮膚上，能使皮膚呈黃色，這是由于蛋白質和濃硝酸發(fā)生了顯色反應答案：A解析：絕大多數(shù)酶是蛋白質，溫度過高，會使蛋白質變性，A項錯誤；發(fā)生重金屬中毒后，服用大量鮮牛奶，重金屬離子可使其中的蛋白質變性，形成沉淀，減少重金屬離子與人體的接觸，起到解毒作用，B、C項正確；很多蛋白質遇濃硝酸會變黃，發(fā)生顯色反應，D項正確。5．下列說法不正確的是()A．向雞蛋清的溶液中加入福爾馬林，蛋白質的性質發(fā)生改變并凝聚B．蛋白質為有機高分子，種類較多，其最終水解產(chǎn)物分子中都含有—COOH和—NH2C．加熱能殺死流感病毒是因為蛋白質受熱變性D．加入醋酸鉛溶液析出后的蛋白質加水后，可重新溶于水答案：D解析：蛋白質中加入醋酸鉛，蛋白質性質改變，發(fā)生了變性而析出，加入水后蛋白質不能重新溶于水。6．“水過鴨背不留珠”指的是鴨子的羽毛不會被水浸濕，這與鴨子羽毛表面的某種有機物有關，該種有機物可能是()A．油脂B．葡萄糖C．蔗糖D．甘油答案：A解析：油脂不溶于水也不與水反應，A正確；葡萄糖、蔗糖、甘油均易溶于水，B、C、D錯誤。7．“民以食為天，食以安為先”。近年來屢屢發(fā)生的劣質奶粉、蘇丹紅、多寶魚等食品安全事件嚴重威脅消費者的健康和生命安全。下列有關油脂的說法不正確的是()A．油脂在堿性條件下可制取肥皂B．為防止油脂在空氣中變質，可在食用油中加一些抗氧化劑C．油脂易溶于有機溶劑，食品工業(yè)中，可用有機溶劑提取植物種子中的油D．可在酸性條件下，通過油脂的水解反應生產(chǎn)甘油和氨基酸答案：D解析：油脂酸性條件下水解產(chǎn)物為高級脂肪酸和甘油。8．下列關于基本營養(yǎng)物質的敘述中，錯誤的是()A．葡萄糖和果糖的分子式完全相同，它們互為同分異構體B．油脂在酸性條件下可以水解為甘油和高級脂肪酸，該反應稱為皂化反應C．常溫條件下，淀粉遇碘即可變藍，該反應是淀粉的特征反應D．蛋白質水解的最終產(chǎn)物既能和強酸反應，又能和強堿反應答案：B解析：A項，葡萄糖和果糖的分子式完全相同，但結構不同，它們互為同分異構體，正確；B項，油脂在堿性條件下可以水解為甘油和高級脂肪酸鹽，該反應稱為皂化反應，錯誤；C項，常溫條件下，淀粉遇碘變藍，該反應是淀粉的特征反應，正確；D項，蛋白質水解的最終產(chǎn)物為氨基酸，氨基酸具有兩性，既能與強酸反應，又能和強堿反應，正確。9．現(xiàn)有淀粉溶液、蛋清、葡萄糖溶液，區(qū)別它們時，下列試劑和對應現(xiàn)象依次是()試劑：①新制Cu(OH)2②碘水③濃硝酸現(xiàn)象：a.變藍色b.磚紅色沉淀c.變黃色A．②—a、①—c、③—b B．③—a、②—c、①—bC．②—a、③—c、①—b D．②—c、③—a、①—b答案：C解析：檢驗淀粉用碘水,現(xiàn)象是溶液變藍;檢驗蛋清(蛋白質)用濃HNO3,現(xiàn)象是變黃色(顯色反應);檢驗葡萄糖用新制Cu(OH)2,現(xiàn)象是生成磚紅色沉淀。10．(1)按下表左邊的實驗操作，可觀察到表中右邊的實驗現(xiàn)象。請從“實驗現(xiàn)象”欄中選擇正確選項的字母代號填入“答案”欄中。實驗操作答案實驗現(xiàn)象①向雞蛋清溶液中滴加少許濃硝酸，微熱A.橙紅色褪去B.變?yōu)辄S色C.出現(xiàn)白色沉淀D.液體不再分層，形成均一溶液②將植物油滴入少量溴的四氯化碳溶液中③向雞蛋清溶液中滴入少量醋酸鉛溶液④向花生油中加入足量濃NaOH溶液，加熱，攪拌，靜止(2)①糖類、油脂、蛋白質都是人體必需的營養(yǎng)物質。油脂被攝入人體后，在酶的作用下水解為高級脂肪酸和____________(寫名稱)。②氨基酸是組成蛋白質的基本結構單元，其分子中一定含有的官能團是氨基(—NH2)和__________(寫名稱)。人體中共有二十多種氨基酸，其中人體自身________(填“能”或“不能”)合成的氨基酸稱為人體必需氨基酸。③淀粉在淀粉酶的作用下最終水解為______(寫化學式)，部分該產(chǎn)物在體內被氧化放出能量，供人體活動需要。答案：(1)①B②A③C④D(2)①甘油②羧基不能③C6H12O6解析：(1)①向雞蛋清中滴加少許濃硝酸，微熱，顯黃色；②植物油分子中含有碳碳雙鍵，可以和Br2發(fā)生加成反應，從而使溴的四氯化碳溶液褪色；③向雞蛋清中加入重金屬鹽醋酸鉛，蛋白質發(fā)生變性而析出沉淀；④花生油在堿性條件下發(fā)生皂化反應，最終生成高級脂肪酸鹽和甘油，溶液不再分層。(2)油脂在酶的作用下水解成高級脂肪酸和甘油。氨基酸含有氨基和羧基；人體自身不能合成的氨基酸為人體必需氨基酸，必須從食物中攝取。淀粉水解的最終產(chǎn)物為葡萄糖，化學式為C6H12O6?！灸芰μ嵘?．某同學用食用油進行實驗，以下是實驗操作和現(xiàn)象：實驗操作將食用油滴入水中向食用油中滴加溴水將少量食用油與純堿(主要成分是Na2CO3)溶液混合加熱實驗現(xiàn)象食用油浮在水面上溴水褪色分層現(xiàn)象消失下列關于食用油的實驗結論不正確的是()A．食用油的密度比水的小B．食用油中含有碳碳不飽和鍵C．食用油在堿性條件下會水解生成可溶于水的物質D．食用油是一種有機酸答案：D解析：食用油浮在水面上，說明食用油的密度比水的小，A項正確；滴加溴水，溴水褪色，說明食用油中含有碳碳不飽和鍵，B項正確；食用油與純堿溶液混合加熱，分層現(xiàn)象消失，說明食用油在堿性條件下水解生成可溶于水的物質，C項正確；食用油是一種油脂，屬于酯類，不屬于有機酸，D項錯誤。2．把①蔗糖、②淀粉、③纖維素、④乙酸乙酯、⑤油脂、⑥蛋白質在稀硫酸存在條件下分別進行水解，最終產(chǎn)物只有一種的是()A．①②B．③⑤C．⑥D．②③答案：D解析：蔗糖在酸性條件下水解得到葡萄糖和果糖，淀粉和纖維素在酸性條件下水解最后均得到葡萄糖，乙酸乙酯在酸性條件下水解得到乙酸和乙醇，油脂在酸性條件下水解得到甘油和高級脂肪酸，蛋白質在酸性條件下水解得到多種氨基酸，D項正確。3．《天工開物》中記載絲織品的處理：“凡帛織就猶是生絲，煮練方熟。練用稻稿灰入水煮。以豬胰脂陳宿一晚，入湯浣之，寶色燁然”。下列有關說法錯誤的是()A．生絲的主要成分為蛋白質B．稻稿灰的主要成分是碳酸鉀，其入水后溶液呈堿性C．該過程實際就是生絲的除雜過程D．生絲煮練之后變?yōu)槭旖z，熟絲的成分是氨基酸答案：D解析：生絲的主要成分是蛋白質，A項正確；稻稿灰的主要成分是碳酸鉀，溶于水后溶液顯堿性，B項正確；該過程講述了由生絲到熟絲的過程，實際是生絲的除雜過程，從而使得生絲變熟絲后光澤度變好，C項正確；生絲煮練的目的是除去雜質，所得熟絲的主要成分仍為蛋白質，D項錯誤。4．大豆和雞蛋中含有大量的蛋白質，由大豆和雞蛋配制出來的菜肴很多，它是人體營養(yǎng)物質中最重要的補品之一。請回答下列問題：(1)我們所吃的豆腐是一種______(填字母，下同)。A．蛋白質凝膠B．純蛋白質C．脂肪D．淀粉(2)我們食用的大豆，最終補充給人體的主要成分是____________。A．氨基酸B．蛋白質C．油脂D．糖類(3)向雞蛋清溶液中滴加一定量的醋酸鉛溶液，現(xiàn)象為___________________________，這種現(xiàn)象在化學上稱為______________，滴加一定量的濃硝酸并微熱，現(xiàn)象為__________________________。(4)雞蛋清溶液的水解最終產(chǎn)物是________。請以甘氨酸()為例，寫出其與NaOH溶液反應的化學方程式：__________________________________________________。答案：(1)A(2)A(3)生成白色沉淀蛋白質的變性雞蛋清溶液變黃色(4)氨基酸＋NaOH→＋H2O解析：(2)食用的大豆，在人體內最終轉化為各種氨基酸。(3)向雞蛋清溶液中滴加重金屬鹽醋酸鉛溶液，蛋白質發(fā)生了變性，溶解度降低而析出白色沉淀