7.4基本营养物质-高一化学教学讲义（人教版2019）（原卷版）

第四节基本营养物质知识解读·必须会知识解读·必须会知识点一糖类1.糖类的组成与分类结构特点从分子结构上看，糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。元素组成一般由碳、氢、氧三种元素组成的一类有机化合物。通式大多数糖类化合物的分子式可用通式Cm(H2O)n来表示。分类名称定义代表物单糖不能水解的糖葡萄糖、果糖、核糖及脱氧核糖寡糖或低聚糖1mol糖水解后能产生2～10mol单糖麦芽糖、乳糖和蔗糖多糖1mol糖水解后能产生10mol以上单糖淀粉、纤维素和糖原2.葡萄糖（1）物理性质颜色状态水溶性醇溶性醚溶性气味味道白色晶体能溶微溶不溶无臭有甜但不如蔗糖甜（2）组成和结构结构简式分子式官能团本质HOCH2eqo\ac(—C—,\s\up11(|),\s\up22(H),\s\do11(|),\s\do22(OH))eqo\ac(—C—,\s\up11(|),\s\up22(H),\s\do11(|),\s\do22(OH))eqo\ac(—C—,\s\do11(|),\s\do22(H),\s\up11(|),\s\up22(OH))eqo\ac(—C—,\s\up11(|),\s\up22(H),\s\do11(|),\s\do22(OH))CHOCH2OH(CHOH)4CHOC6H12O6羟基、醛基醛糖（3）主要化学性质=1\*GB3①葡萄糖与新制的氢氧化铜溶液反应操作在试管中加2mL10%NaOH溶液，滴加5滴5%CuSO4溶液，得到新制的Cu(OH)2再加入2mL10%葡萄糖溶液，加热，观察现象现象生成砖红色沉淀结论葡萄糖与新制的氢氧化铜溶液在加热条件下，生成砖红色的氧化亚铜沉淀原理CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O应用检验葡萄糖（醛基—CHO），检测血糖和尿糖=2\*GB3②葡萄糖与新制银氨溶液反应操作在洁净的试管中加入1mL2%AgNO3溶液，然后一边振荡试管，一边逐滴加入2%稀氨水，直到最初产生的沉淀恰好溶解为止，得到银氨溶液。再加入1mL10%葡萄糖溶液，振荡，然后放在水浴中加热，规察现象现象试管内壁形成光亮的银镜结论在碱性，水浴加热条件下，葡萄糖与新制的银氨溶液反应，析出Ag单质原理CH2OH(CHOH)4CHO+Ag(NH3)2OHCH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O应用检验葡萄糖（醛基—CHO）=3\*GB3③葡萄糖的生理氧化：C6H12O6＋6O2eq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋6H2O（体内氧化反应提供能量，是一种重要的营养物质）=4\*GB3④葡萄糖发酵生成酒精：C6H12O6酶2C2H5OH+2CO2↑酶3.淀粉和纤维素（1）淀粉的特征反应和水解反应实验名称淀粉与碘的显色反应淀粉的水解反应实验步骤将碘溶液滴到一片馒头或土豆片上在试管中加入0.5g淀粉和4mL2mol/LH2SO4溶液，加热。待溶液冷却后向其中加入NaOH溶液，将溶液调制碱性，再加入少量新制的Cu(OH)2，加热实验现象出现蓝色。试管中产生了砖红色沉淀。实验结论馒头、土豆片中含有淀粉。淀粉在稀硫酸并加热条件下发生水解生成葡萄糖。水解方程式：eq\o((C6H10O5)n,\s\do13(淀粉或纤维素))＋nH2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂))eq\o(nC6H12O6,\s\do13(葡萄糖))。（2）纤维素纤维素在稀酸的催化下，发生水解反应，最终生成葡萄糖。（C6H10O5)n+nH2O催化剂nC6H12O6催化剂纤维素葡萄糖食草动物可以在体内消化和利用纤维素。纤维素在人体中不能水解，其主要作用是刺激肠道蠕动，促进消化和排泄4.糖类的水解(1)二糖的水解：C12H22O11＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂))C6H12O6＋C6H12O6蔗糖果糖葡萄糖C12H22O11＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂))2C6H12O6麦芽糖葡萄糖(2)多糖的水解：(C6H10O5)n＋nH2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂))nC6H12O6淀粉(或纤维素)葡萄糖【易错警示】在检验糖类水解产物时，必须先中和水解液中的稀硫酸，调节溶液至碱性后再加银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液。5.糖类物质的主要存在及主要应用类别单糖二糖多糖元素组成C、H、O元素，大多符合Cm(H2O)n的通式，也被称为碳水化合物。代表物葡萄糖、果糖蔗糖、麦芽糖淀粉、纤维素化学式C6H12O6C12H22O11(C6H10O5)n特点不能水解为更简单的糖分子水解后能生成两分子单糖水解后能生成多分子单糖结构关系互为同分异构体互为同分异构体不是同分异构体自然界的存在水果、蜂蜜蔗糖：甘蔗、甜菜乳糖：哺乳动物的乳汁淀粉：植物的种子或块根纤维素：植物的茎、叶用途单糖、二糖、淀粉：营养物质、食品工业原料纤维素：造纸和纺织工业原料知识点二蛋白质1.蛋白质的存在和组成（1）存在：蛋白质是构成细胞的基本物质，存在于各类生物体内。（2）组成：由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成，是一类非常复杂的天然有机高分子。2.蛋白质的性质（1）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。（2）两性蛋白质分子中存在羧基和氨基，因而蛋白质既能跟酸反应，又能跟碱反应，具有两性。（3）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，多肽进一步水解成氨基酸。蛋白质酸、碱或酶水解反应多肽水解反应酸、碱或酶水解反应水解反应（4）变性蛋白质在重金属盐、强酸、强碱、乙醇、甲醛等化学试剂，或加热、紫外线等物理因素作用下会发生变性，溶解度下降，并失去生理活性，凝聚成固态而析出，这种现象称为变性。操作向盛有鸡蛋清溶液的试管中加入几滴酷酸铅溶液，观察现象。现象加醋酸铅鸡蛋清沉淀，凝结的鸡蛋清放入蒸馏水中不溶解。结论蛋白质发生变性，且变性是不可逆过程。（5）盐析少量的轻金属盐（Na2SO4、NaCl等）能促进蛋白质溶解，但当盐溶液浓度较大时，反而会使蛋白质溶解度降低而从溶液中析出，这种作用称为盐析。盐析得到的蛋白质仍能溶于水，即盐析是可逆的。（6）显色反应蛋白质溶液中加入浓硝酸会有白色沉淀产生，加热，沉淀变黄色。操作向盛有鸡蛋清溶液的试管中滴入几滴浓硝酸，加热，观察现象。现象鸡蛋清沉淀，并变黄。结论浓硝酸使蛋白质颜色变黄（7）灼烧蛋白质被灼烧时，会产生类似烧焦羽毛的特殊气味，可用来鉴别毛料，棉料与化纤。操作在酒精灯的火焰上分别灼烧一小段头发和丝织品，小心地闻气味。现象头发和丝织品灼烧时，味道相似，有烧焦羽毛的气味。结论蛋白质被灼烧时，有烧焦羽毛的气味。3.蛋白质的主要用途(1)是人类必需的营养物质。(2)动物的毛和蚕丝是重要的天然纺织原料。(3)动物的皮经加工后可制成柔软坚韧的皮革。(4)从动物皮、骨中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。(5)用驴皮熬制成的阿胶是一种优良的中药材。(6)从牛奶和大豆中提取的酪素可以用来制作食品和涂料。(7)绝大多数酶也是蛋白质是生物体内重要的催化剂。知识点三油脂1.油脂的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()。2.分类3.物理性质(1)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。食品工业根据其溶解性，常使用有机溶剂提取植物种子里的油脂。(2)脂肪酸的饱和程度对油脂的熔点影响很大，植物油含较多不饱和脂肪酸的甘油酯，熔点较低；动物油含较多饱和脂肪酸的甘油酯熔点较高。4.化学性质（1）水解反应=1\*GB3①酶催化水解：油脂在人体小肠中通过酶的催化可以发生水解反应，生成高级脂肪酸和甘油，然后再分别进行氧化分解，释放能量。=2\*GB3②酸性水解：油脂在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油。如：=3\*GB3③碱性水解：工业上，油脂在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐和甘油，油脂的碱性水解又称皂化反应。如：（2）加成反应工业上常将液态植物油在一定条件下与氢气发生加成反应，提高其饱和程度，生成固态的氢化植物油。这一过程也叫油脂的氢化或硬化。如：5.用途（1）油脂是重要的营养物质，可供食用，释放能量。（2）工业上可利用皂化反应生产肥皂。（3）工业上利用氢化植物油生产人造奶油、起酥油、代可可脂等。（4）油脂能促进脂溶性维生素（如维生素A、D、E、K）的吸收，并未人体提供亚油酸等必需脂肪酸。（5）在烹饪过程中，油脂不仅是加热介质，还会赋予食物令人愉悦的风味和口感。热点题型·学解题热点题型·学解题【例1】葡萄糖(C6H12O6)是一种重要的营养物质，下列关于葡萄糖的说法正确的是（）A.葡萄糖是一种单糖B.葡萄糖分子中有6个碳原子、6个水分子C.常温下，葡萄糖可与新制的氢氧化铜悬浊液反应D.1mol葡萄糖完全燃烧需要消耗9molO2【变式11】下列说法正确的是()A.淀粉和纤维素都可以用(C6H10O5)n表示，所以二者互为同分异构体B.蔗糖、淀粉、纤维素水解的最终产物都是葡萄糖C.葡萄糖的银镜反应一般在碱性条件下发生D.所有有机物中都含有官能团【例2】下列关于葡萄糖与蔗糖的说法错误的是()A.二者的分子式不同，但所含化学元素相同B.蔗糖能水解，葡萄糖不能水解C.二者互为同分异构体D.葡萄糖是单糖，能发生银镜反应，蔗糖是二糖，不能发生银镜反应【变式21】葡萄糖是一种单糖的理由是（）A.它不能发生分解反应B.不能再水解成更简单的糖C.分子中只含1个醛基D.葡萄糖分子中含碳原子数最少【例3】对于淀粉和纤维素的说法正确的是()A.两者都能水解,但水解的产物不同B.两者含有C、H、O元素的质量分数相同,且互为同分异构体C.它们都属于糖类,且都是有机高分子D.都可用(C6H10O5)n表示,都易溶于水【变式31】下列说法正确的是（）A．淀粉和纤维素都可以用（）n表示，所以二者互为同分异构体B．蔗糖、淀粉、纤维素水解的最终产物都是葡萄糖C．葡萄糖的银镜反应一般在碱性条件下发生D．所有有机物中都含有官能团【例4】进行淀粉水解实验，同时检验水解是否完全和水解产物，除加淀粉和水之外，还需加入的试剂及加入顺序最好是（）A.碘水→NaOH溶液→新制Cu(OH)2悬浊液B.H2SO4溶液→碘水→NaOH溶液→新制Cu(OH)2悬浊液C.H2SO4溶液→NaOH溶液→碘水→新制Cu(OH)2悬浊液D.H2SO4溶液→碘水→新制Cu(OH)2悬浊液【变式41】下列实验失败的原因是缺少必要实验步骤的是()①将乙醇和乙酸混合,再加入稀硫酸共热制乙酸乙酯②将在酒精灯火焰上灼烧至表面变黑的铜丝冷却后插入乙醇中,铜丝未变红色③要除去甲烷中混有的乙烯得到干燥纯净的甲烷,将甲烷和乙烯的混合气体通入溴水④做葡萄糖的还原性实验时,向葡萄糖溶液中加入新制的氢氧化铜后,未出现砖红色沉淀A.只有①④ B.只有①③④C.只有③④ D.只有④【例5】糖尿病是由于体内胰岛素紊乱导致的代谢紊乱综合症，以高血糖为主要标志。长期摄入高热量食品和缺少运动都易导致糖尿病。血糖是指血液中的葡萄糖。下列说法中不正确的是（）A.葡萄糖为碳水化合物，分子式可表示为C6(H2O)6,即1个葡萄糖分子中含6个水分子B.糖尿病人尿糖高，可用新制的氢氧化铜悬浊液来检测病人尿液中的葡萄糖C.食物中的淀粉在人体内水解最终产物是葡萄糖，葡萄糖为人体提供能量D.控制高热量食品的摄入和增加体育活动，可预防或减少糖尿病的发生【变式51】青苹果汁遇到碘酒时显蓝色，熟苹果汁能与新制的Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀，这说明（）A.青苹果中只含淀粉B.熟苹果中只含单糖C.苹果转熟时单糖聚合成淀粉D.苹果转熟时淀粉水解为葡萄糖【例6】下列叙述不正确的是()A.蛋白质属于天然有机高分子B.所有蛋白质遇浓硝酸都变黄,称为显色反应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和纤维素【变式61】棉花和羊毛都具有的特点是()A.遇浓硝酸都显黄色B.灼烧后有类似烧焦羽毛的气味C.燃烧产物只有二氧化碳和水D.在一定条件下都能发生水解【例7】下列物质中，有一种物质的元素组成与其他三种物质不同，该物质是()A．蛋白质B．糖类C．油脂D．淀粉【变式71】下列物质不能使蛋白质变性的是()A．紫外线B．福尔马林C．硫酸钠D．浓盐酸【例8】市场上有一种加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶，它的催化活性很强，衣服的汗渍、血液及人体排放的蛋白质油渍遇到它，皆能水解除去。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蚕丝织品⑤涤纶织品⑥锦纶织品A．①②③④⑤⑥ B．②④ C．③④⑤ D．③⑤⑥【变式81】下列说法不正确的是()A．氨基酸分子中既含有羧基又含有氨基B．向鸡蛋清溶液中加入饱和硫酸铵溶液，有固体析出C．天然油脂的主要成分是高级脂肪酸甘油酯，它属于高分子化合物D．在含氢氧化钠的氢氧化铜悬浊液中加入葡萄糖溶液，加热后产生砖红色沉淀【例9】下列关于油脂的说法不正确的是（）A．油脂在人体内的水解产物是硬脂酸和甘油B．天然油脂大多是由混合甘油酯分子组成的混合物C．脂肪里的饱和烃基的相对含量较大，熔点较高D．油脂的主要成分是高级脂肪酸的甘油酯，属于酯类【变式91】下列说法正确的是()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【例10】下列说法不正确的是A．油脂都不能使溴水褪色B．淀粉和纤维素都可用于生产乙醇C．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D．很多蛋白质与浓硝酸作用呈现黄色【变式101】下列说法正确的是A．蛋白质遇浓硫酸会显黄色B．某些油脂兼有酯和烯烃的一些化学性质C．食物中的纤维素比淀粉更容易在人体中吸收和利用D．糖尿病患者应少吃含糖的食品，某品牌的八宝粥未加糖，可以放心食用课后提升·练到位课后提升·练到位1．下列有关糖类的说法正确的是()A．糖类都符合通式Cn(H2O)mB．符合通式Cn(H2O)m的都是糖类C．糖类物质都有甜味D．糖类是人类维持生命的六大类营养素之一2．使①蔗糖、②淀粉、③纤维素、④乙酸乙酯在稀硫酸存在下分别进行水解，最终产物只有1种的是（）。A．①② B．①③ C．④ D．②③3．某学生做葡萄糖的还原性实验将的溶液和的溶液混合后，向混合液中滴入葡萄精溶液，加热煮沸，结果没有看到有砖红色沉淀生成。这是因为（）。A．葡萄糖浓度太大 B．加热时间不够C．溶液的量不够 D．溶液的量不够4．有机物（M为乙酸）的转化关系为淀粉乙酸乙酯，下列说法错误的是（）。A．X可用新制的氢氧化铜悬浊液检验 B．Y可发生加成反应C．由Y生成乙酸乙酯的反应属于取代反应 D．可用碘水检验淀粉是否完全水解5.下列关于纤维素的说法正确的是（）A.纤维素可为人体内的化学反应提供原料B.纤维素可为人体生命活动提供能量C.纤维素在人体内可刺激肠道蠕动，具有通便的功能D.纤维素性质比淀粉稳定，不能发生水解反应生成单糖6.现有下列物质：①纤维素②甲酸甲酯(HCOOCH3)③淀粉④甲醛(CH2O)⑤丙酸⑥乙酸，其中符合Cn(H2O)m的组成但不属于糖类的是（）A.①②④B.②④⑥C.①⑤⑥D.①③⑤7．下列营养物质在人体内发生的变化及其对人的生命活动所起的作用叙述不正确的是()A．淀粉eq\o(→,\s\up7(水解))葡萄糖eq\o(→,\s\up7(氧化))CO2和H2O(释放能量维持生命活动)B．纤维素eq\o(→,\s\up7(水解))葡萄糖eq\o(→,\s\up7(氧化))CO2和H2O(释放能量维持生命活动)C．油脂eq\o(→,\s\up7(水解))甘油和高级脂肪酸eq\o(→,\s\up7(氧化))CO2和H2O(释放能量维持生命活动)D．蛋白质eq\o(→,\s\up7(水解))氨基酸eq\o(→,\s\up7(合成))人体所需的蛋白质(人体生长发育)8．下列关于蛋白质的叙述不正确的是()A．鸡蛋黄的主要成分是蛋白质B．鸡蛋白遇硝酸变黄色C．鸡蛋白炒糊时有烧焦羽毛的气味D．蛋白质水解的最终产物是氨基酸9．生活中的一些问题常涉及化学知识，下列叙述正确的是()A．棉花的主要成分是纤维素B．过多食用糖类物质如淀粉等不会使人发胖C．淀粉在人体内直接水解生成葡萄糖，供人体组织的营养需要D．纤维素在人体消化过程中起重要作用，纤维素可以作为人类的营养物质10．糖类、脂肪和蛋白质是维持人体生命活动所必需的三大营养物质。以下叙述正确的是()A．植物油不能使溴的四氯化碳溶液褪色B．淀粉水解的最终产物是葡萄糖C．葡萄糖能发生氧化反应和水解反应D．蛋白质溶液遇硫酸铜后产生的沉淀能重新溶于水11.下列说法不正确的是A．淀粉可在NaOH溶液或稀硫酸催化作用下水解生成葡萄糖B．植物油通过与氢气的加成反应制备人造奶油C．84消毒液可用于环境消毒，是利用了NaClO溶液可氧化蛋白质D．蛋白质是一种天然有机高分子，也可通过人工合成的方法制备12.下列有关说法不正确的是A．75%的医用酒精和84消毒液可以使蛋白质变性，均可用于消毒B．地沟油禁止食用，但工业上可以利用它来制肥皂C．淀粉和纤维素都是天然高分子，分子式均为，两者互为同分异构体D．根据蚕丝与棉花在火焰上燃烧产生的气味，可以鉴别二者13.下列说法不正确的是A．所有油脂都属于酯类物质B．向鸡蛋清溶液中加入硫酸铜溶液，有固体析出C．等体积的甲烷与氯气混合，在光照条件下反应只生成一氯甲烷和氯化氢D．棉花、羊毛都属于天然有机高分子材料14．商店里出售的冰淇淋是硬化油，它是以多种植物油为原料来制取的，制作过程发生的反应是（）A．水解反应 B．取代反应 C．加成反应 D．氧化反应15.下列说法不正确的是A．疫苗一般应冷藏存放，以避免蛋白质变性B．家庭装修时用水性漆替代传统的油性漆，有利于健康及环境C．油脂和蛋白质都是能发生水解反应的高分子化合物D．植物油通过催化加氢可转变为氢化油16．糖类、脂肪和蛋白质是维持人体生命活动所必需的三大营养物质。以下叙述正确的是()A．植物油不能使溴的四氯化碳溶液褪色B．淀粉水解的最终产物是葡萄糖C．葡萄糖能发生氧化反应和水解反应D．蛋白质溶液遇硫酸铜后产生的沉淀能重新溶于水17．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0.5g淀粉和4mL20%的H2SO4溶液，加热3～4min，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若要检验淀粉是否已经发生了水解，可取少量上述溶液并向其中加入________（填试剂的名称）。（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