1、第四节第四节 基本营养物质基本营养物质 学业要求 核心素养建构 1.认识糖类、蛋白质和油脂的组成、结构及 其主要性质和应用。 2.利用糖类、蛋白质的特征反应，会设计实 验检验淀粉水解的产物和蛋白质的存在。 3.结合实例认识糖类、蛋白质、油脂等有机 化合物在生产、生活中的重要应用。 知识梳理 一、基本营养物质 1.种类 2.组成元素 糖类、油脂、蛋白质组成的共同元素为 C、H、O，蛋白质除含有上述几种元素 外还含有 N、S、P 等元素。 二、糖类 1.常见的糖类物质 分类依据 能否水解以及水解产物的多少不同 类别 单糖 二糖 多糖 代 表 物 名称 葡萄糖、果糖 蔗糖、 麦芽糖、 乳糖 淀粉、纤
2、维素 分子式 C6H12O6 C12H22O11 (C6H10O5)n 水解特点 不能水解 1 mol 二糖能水解成 2 mol 单糖 1 mol 多糖能水解成 n mol 单糖 关系 属于同分异构体 属于同分异构体 不属于同分异构体 2.糖类的化学性质 (1)物理性质及分子结构 葡萄糖是一种有甜味的无色晶体， 能溶于水， 其结构简式为 CH2OH(CHOH)4CHO。 (2)特征性质 葡萄糖： 实验操作 实验现象 应用 试管中出现砖红色沉淀 均可检验葡萄糖的存 在 试管内壁形成光亮的银 镜 淀粉：遇碘单质可显蓝色。 (3)水解反应 蔗糖水解：蔗糖水解的化学方程式为 C12H22O11(蔗糖)
3、H2O 催化剂C 6H12O6(葡 萄糖)C6H12O6(果糖)。 多糖水解：淀粉(或纤维素)水解的化学方程式为：(C6H10O5)n(淀粉) nH2O 催化剂nC 6H12O6(葡萄糖)。 3.糖类在生产、生活中的应用 微自测 1.正误判断(正确的打“”，错误的打“”) (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 (1) (2) (3) (4) 三、蛋白质 1.组成 蛋白质是一类非常复杂
4、的天然有机高分子，由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。 2.性质 (1)水解反应：蛋白质在酸、碱或酶的作用下能发生水解，生成多肽，多肽进一 步水解，最终生成氨基酸。 甘 氨 酸 的 结 构 简 式 ： H2NCH2COOH 、 苯 丙 氨 酸 的 结 构 简 式 ： ，两分子中都含有氨基和羧基。 在一定条件下，氨基酸之间能发生聚合反应，生成更为复杂的多肽，进而构成 蛋白质。 (2)溶解性：有的蛋白质能溶于水，如鸡蛋清等；有的则难溶于水，如丝、毛等。 (3)变性 化学因素 重金属的盐类、强酸、 强碱、乙醇、甲醛等 都能使蛋白质溶解度 下降，并失去生理活性 物理因素 加热、紫外线等作用 (4)显色反应
5、：很多蛋白质与浓硝酸作用时呈黄色，可用于蛋白质的检验。 (5)蛋白质被灼烧时，会产生类似烧焦羽毛的特殊气味。 3.重要应用 蚕丝 织成丝绸可以制作服装 动物皮、骨 提取的明胶可用作食品增稠剂，生产医药用胶囊和摄影用感 光材料 驴皮 制成的阿胶是一种中药材 牛奶、大豆 提取的酪素可以用来制作食品和涂料 绝大多数酶 是生物体内重要的催化剂 微自测 2.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以水解，生成
6、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。 答案 D 四、油脂 1.油脂分类 2.组成结构 油脂是一类特殊的酯，可看作是高级脂肪酸与甘油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，官 能团是酯基()。 3.物理性质 油脂的密度小于水，粘度比较大，触摸时有明显的油腻感，油脂难溶于水，易溶 于有机溶剂。 4.化学性质 (1)水解反应 (2)油脂氢化 其中氢化植物油性质稳定，不易变质，便于运
7、输和储存，可用来生产人造奶油、 起酥油、代可可脂等食品工业原料。 5.主要用途 (1)是人体的基本营养物质，为人体活动提供所需要的能量。 (2)油脂能促进脂溶性维生素的吸收，并为人体提供亚油酸等必需脂肪酸。 (3)工业利用碱性条件下的皂化反应生产肥皂、甘油等。 微自测 3.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
8、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。 答案 C 探究一 糖类的性质及淀粉水解程度的判断 从宏微结合认知糖类性质 探究素材 1.常见糖类性质比较 分类 代表物 能否与银氨溶液或新制 氢氧化铜反应 能否水解 单糖 葡萄糖(C6H12O6) 能 不能 二糖 蔗糖(C12H22O11) 不能 能 麦芽糖(C12H22O11) 能 能 多糖 淀粉(C6H10O5)n 不能 能 纤维素(C6H10O5)n 不能 能 2.糖类水解实验的注意事项 (1)二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
9、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。 探究题目 1.下列关于葡萄糖的叙述中错误的是( ) A.易溶于水，有甜味，能与钠反应放出 H2 B.可与乙酸发生酯化(取代)反应 C.能与银氨溶液反应 D.能与小苏打溶液反应放出 CO2 解析 葡萄糖含有羟基，故能与钠反应放出氢气，与乙酸发生酯化反应(取代反 应的一种)；含有醛基，能与银氨溶液反应；无羧基，所以不能与 NaHCO3溶液 反应。 答案 D 实验探究淀粉水解程度 探究素材 淀粉溶液水解程度的检验方法 情况 现象 A 现象 B 结论 溶液呈蓝色 未
10、产生砖红色沉淀 未水解 溶液呈蓝色 出现砖红色沉淀 部分水解 溶液不呈蓝色 出现砖红色沉淀 完全水解 特别提醒 (1)检验未水解的淀粉时，必须直接取水解液加入碘水，不能取中和 后的碱性溶液，因为碘能与 NaOH 溶液反应。 (2)检验水解生成的葡萄糖时，应取中和后的碱性溶液，因为与新制 Cu(OH)2悬 浊液反应必须在碱性环境中。 探究题目 2.某学生设计了如下实验方案用以检验淀粉水解的情况： 下列结论中正确的是( ) A.淀粉尚有部分未水解 B.淀粉已完全水解 C.淀粉没有水解 D.淀粉已发生水解，但不知是否完全水解 解析 I2能与 NaOH 反应，故向混合液中加碘水，溶液不变蓝，不能说明淀
11、粉已 完全水解；加入新制 Cu(OH)2悬浊液生成砖红色沉淀，说明混合液中含有葡萄 糖。故该实验的结论应为淀粉已发生水解，但不知是否完全水解。 答案 D 探究二 蛋白质、油脂的性质 从宏微结合认知蛋白质的性质 探究素材 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。 探究题目 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 19
12、65 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。 答案 B 从宏微结合认知油脂性质 探究素材 1.常见的高级脂肪酸及甘油的结构特点： (1)常见的高级脂肪酸： 硬脂酸(C17H35COOH：饱和酸)。 软脂酸(C15H31COOH：饱和酸)。 油酸(C17H33COOH：不饱和酸)。 (2)甘油即丙三醇，结构简式
13、为，故 1 mol 油脂含 3 mol 酯基，水解时 消耗 3 mol 水或氢氧化钠。 2.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。 探究题目 4.下列关于油脂的叙述中，错误的是( ) A.油脂和矿物油不属于同一类有机物 B.油脂是由高级脂肪酸和甘油所生成的
14、酯 C.油脂与氢气发生加成反应，可以得到固态油脂 D.油脂都不能使溴水褪色 答案 D 多角度辨析油脂性质 探究素材 油脂和矿物油的比较 物质 油脂 矿物油 组成 高级脂肪酸甘油酯 多种烃的混合物 性质 水解， 具有酯的性质 不水解， 具有烃的性质 探究题目 5.区别植物油和矿物油的正确方法是( ) A.加水并振荡，观察是否有分层现象 B.加溴水并振荡，观察溴水是否褪色 C.加入 NaOH 溶液并煮沸，观察有机物是否溶解 D.加酸性 KMnO4溶液并振荡，观察是否褪色 解析 植物油的成分是不饱和高级脂肪酸甘油酯，矿物油指汽油、煤油等，其成 分为液态烷烃、烯烃等。植物油分子中含有不饱和键，可使酸性
15、高锰酸钾溶液褪 色，若矿物油是裂化汽油，同样也能使酸性高锰酸钾溶液褪色；向两者中分别加 入 NaOH 溶液煮沸，分层现象消失的是植物油，无变化的是矿物油。 答案 C 探究三 有机物的检验与鉴别 利用物理性质和特征反应检验和鉴别 有机物 探究素材 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
16、皮制品等。 探究题目 6.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 解析 葡萄糖溶液中加入新制的 Cu(OH)2悬浊液， 加热生成砖红色沉淀， 淀粉溶 液没有此性质，可以鉴别。葡萄糖溶液中加入碘水，溶液不变蓝色，淀粉溶液中 加碘水，溶液变蓝色，加碘水也可以鉴别，A 合理；真丝灼烧有特殊气味，B 合 理；淀粉溶液和蛋白质溶液中分别加入 KI 溶液，均没有明显现象变化，C 不合 理；乙烯能使溴
17、水褪色，D 可以鉴别。 答案 C 利用有机物的特征性质检验和鉴别有 机物 探究素材 利用有机物的特征性质 物质 试剂与方法 现象 碳碳双键或 碳碳三键 加溴水或酸性 KMnO4溶液 褪色 醇 加钠 有气体放出 葡萄糖 (醛基) 加新制 Cu(OH)2 悬浊液 煮沸后有砖红 色沉淀生成 羧酸 加紫色石蕊溶液 显红色 加 NaHCO3溶液 有无色气体放出 加新制 Cu(OH)2悬浊液 蓝色沉淀消失 淀粉 碘水 显蓝色 蛋白质 浓硝酸 变黄色 乙酸乙酯(酯类) 加含酚酞的 NaOH 溶液， 加热 反应前液体分层，反应后液体 不分层，溶液红色消失 探究题目 7.下列各组有机物的鉴别中所用试剂及现象与结
18、论均正确的是( ) 选项 有机物 所用试剂 现象与结论 A 葡萄糖与果糖 钠 有气体放出的是葡萄糖 B 蔗糖与蛋白质 溴水 褪色的是蔗糖 C 油脂与蛋白质 浓硝酸 变蓝的是蛋白质 D 淀粉与蛋白质 碘水 变蓝的是淀粉 解析 葡萄糖和果糖均含有羟基，都能与钠反应生成氢气，A 项错误；蔗糖和蛋 白质均不与溴水反应， 无法鉴别， B 项错误； 某些蛋白质与浓硝酸作用时呈黄色， C 项错误；淀粉遇碘水变蓝，D 项正确。 答案 D 1.下列有关物质水解的说法不正确的是( ) 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甘油 解析 蛋
19、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 项正确。 答案 C 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 ( ) 取少量淀粉和水制成溶液 加热煮沸 加入碱液中和酸性 加入新制 Cu(OH)2碱性悬浊液 加入少量稀硫酸 再加热 A. B. C. D.
20、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。 答案 C 3.下列说法正确的是( ) A.检验淀粉是否完全水解的试剂是单质 I2 B.淀粉和纤维素分子式都是(C6H10O5)n，二者是同分异构体 C.淀粉和纤维素在人体内都能水解生成葡萄糖 D.淀粉经充分水解可得到酒 解析 淀粉遇 I2变蓝色，A 正确；淀粉和纤维素的分子通式都是(C6H10O5)n，但 它们所含的葡萄糖单元数不同，即 n 值不同，二者不是同分异构体，B 不正确； 人体内不含能使纤维素水解的酶， 纤维素在体内不能水解生成葡萄糖， C 不正确； 淀粉水解最终生成葡
21、萄糖， 葡萄糖在酒化酶的作用下才能转化为乙醇， D 不正确。 答案 A 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。 答案 D 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
22、管中加入 0.5 g 淀粉和 4 mL 20%的 H2SO4溶液，加热 34 min，然后用 碱液中和试管中的 H2SO4溶液。 淀粉完全水解生成的有机物的分子式为_ 。 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，可取少量上述水解后 的溶液，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 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：某些蛋白质分子跟浓硝酸作用时呈黄色；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)。 答案 (1)C6H12O6 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