高中化学同步讲义（必修二）第20讲 7.9蛋白质 油脂（教师版）

第2课时蛋白质油脂1．了解蛋白质、油脂的组成，掌握蛋白质、油脂的主要性质。2．了解蛋白质、油脂在日常生活中的应用。一、蛋白质的组成和性质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：是一类非常复杂的天然有机高分子，由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。2．物理性质有的蛋白质能溶于水，如鸡蛋清等；有的难溶于水，如丝、毛等。3．化学性质(1)蛋白质的水解反应①蛋白质eq\o(,\s\up7(酸、碱或酶等催化剂),\s\do5(水解反应))多肽eq\o(,\s\up7(水解反应),\s\do5(聚合))氨基酸(最终产物)②几种常见的氨基酸a．甘氨酸：b．苯丙氨酸：氨基酸的官能团：氨基(—NH2)、羧基(—COOH)。(2)蛋白质的特性①实验探究操作在酒精灯的火焰上分别灼烧一小段头发和丝织品现象产生白色沉淀产生黄色沉淀产生烧焦羽毛的特殊气味结论或解释蛋白质发生变性蛋白质发生显色反应头发、丝织品的主要成分是蛋白质②蛋白质的变性重金属的盐类、强酸、强碱、乙醇、甲醛、加热、紫外线等都能使蛋白质发生变性，溶解度下降，并失去生理活性，属于化学变化③显色反应：很多蛋白质与浓硝酸作用时呈黄色，可用于蛋白质的检验。4．蛋白质的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，在医药、食品、纺织等领域中有重要的应用价值二、油脂的结构和性质1．油脂的组成及分类室温下的状态代表物元素组成物理性质油脂油液态植物油脂C、H、O密度比水的小，黏度比较大，触摸时有明显的油腻感，难溶于水，易溶于有机溶剂脂肪固态动物油脂2．油脂的结构油脂可以看作由高级脂肪酸与甘油通过酯化反应生成的酯，属于酯类化合物。油脂的结构可表示为，其中R、R′、R″代表高级脂肪酸的烃基，可以相同或不同；天然油脂都是混合物；油脂的官能团主要是酯基。3．常见的高级脂肪酸名称饱和脂肪酸不饱和脂肪酸软脂酸硬脂酸油酸亚油酸结构简式C15H31COOHC17H35COOHC17H33COOHC17H31COOH脂肪酸的饱和程度对油脂的熔点影响很大，含较多不饱和脂肪酸的甘油酯，熔点较低；含较多饱和脂肪酸的甘油酯，熔点较高。4．油脂的化学性质(1)加成反应液态植物油eq\o(→,\s\up7(+H2))固态的氢化植物油例如：油酸甘油酯硬脂酸甘油酯氢化植物油性质稳定，不易变质，便于运输和储存。(2)水解反应①油脂在酸性条件或酶的催化作用下，可以发生水解生成高级脂肪酸和甘油。例如：硬脂酸甘油酯硬脂酸甘油②油脂在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐和甘油。高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分，所以油脂在碱性条件下的水解反应又称皂化反应。例如：硬脂酸甘油酯硬脂酸钠甘油5．油脂的应用(1)油脂是产生能量最高的营养物质。(2)油脂能促进脂溶性维生素的吸收。(3)油脂是加热介质并赋予食物令人愉悦的风味和口感。(4)摄入过多油脂会影响人体健康，应合理控制油脂的摄入量。►问题一蛋白质的性质及应用【典例1】2018年诺贝尔化学奖授予成功利用基因变化和选择研究出可以解决人类化学问题的蛋白质。关于蛋白质的组成与性质的叙述正确的是()A．蛋白质在酶的作用下水解的最终产物为氨基酸B．向蛋白质溶液中加入CuSO4、Na2SO4浓溶液，均会使其变性C．天然蛋白质仅由碳、氢、氧、氮四种元素组成D．蛋白质、纤维素、油脂都是高分子化合物答案：A解析：蛋白质水解的最终产物为氨基酸，故A正确；Na2SO4是轻金属盐，向蛋白质溶液中加入Na2SO4浓溶液，会使其发生盐析而不是变性，故B错误；某些蛋白质还含有S、P等元素，故C错误；蛋白质和纤维素是高分子化合物，油脂不属于高分子化合物，故D错误。【归纳小结】1．蛋白质的盐析与变性比较盐析变性含义蛋白质溶液因加入无机盐浓溶液引起蛋白质溶解度下降而变浑浊的现象在某些条件下蛋白质发生性质上的改变而聚沉条件加入轻金属盐(或铵盐)的浓溶液加入重金属盐(如铜盐、铅盐、汞盐等)、有机物(如甲醛、酒精等)、强酸、强碱，或者加热、紫外线照射变化类型物理变化化学变化变化过程可逆不可逆用途分离、提纯蛋白质杀菌、消毒等2．蛋白质检验的两种方法(1)显色反应：很多蛋白质与浓硝酸作用时呈黄色。能发生显色反应的蛋白质分子内含有苯环，该反应可以用来检验蛋白质。(2)特殊气味：蛋白质在灼烧时会产生类似烧焦羽毛的特殊气味。该反应是用来检验蛋白质最常用的方法，常用该方法鉴别丝制品与毛织物等。【变式练1-1】下列叙述不正确的是()A．蛋白质属于天然有机高分子，没有蛋白质就没有生命B．所有蛋白质遇浓硝酸都变黄C．人工最早合成的具有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素是我国科学家在1965年合成的D．可以用灼烧法来鉴别蛋白质和其他有机高分子答案：B解析：蛋白质属于天然有机高分子，一切重要的生命现象都与蛋白质密切相关，没有蛋白质就没有生命，A项正确；我国科学家在1965年最早合成了具有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素，C项正确；蛋白质被灼烧时，会产生类似烧焦羽毛的特殊气味，此性质可用于鉴别蛋白质与其他有机高分子，D项正确。【变式练1-2】蛋白质水解的最终产物为氨基酸，下列氨基酸都是人体必备的氨基酸。亮氨酸()苯丙氨酸()赖氨酸[](1)它们分子中共同的官能团为______________(填结构简式)。(2)已知氨基有碱性，可以和盐酸反应，则1mol赖氨酸完全和HCl反应，需要HCl的物质的量为________mol，1mol赖氨酸完全和NaHCO3反应产生气体的体积为_________L(标准状况下)，产生盐的结构简式为____________。(3)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，衣服上的汗渍、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________(填序号)。①棉织品②毛织品③腈纶织品④蚕丝织品⑤涤纶织品⑥锦纶织品答案：(1)(或—COOH)和—NH2(2)222.4(3)②④解析：由三种氨基酸的结构简式可知，它们共同的官能团为羧基()和氨基(—NH2)。1mol赖氨酸含2mol氨基，可以和2molHCl反应，含1mol羧基，可以和NaHCO3反应生成1molCO2，在标准状况下，体积为22.4L，产物为。(3)根据题意知加酶洗衣粉能使蛋白质水解，所以含有蛋白质的衣服不能用加酶洗衣粉清洗。毛织品和蚕丝织品的主要成分是蛋白质。►问题二油脂的性质及应用【典例2】下列有关油脂的叙述不正确的是()A．天然油脂是混合物，没有固定的熔、沸点B．油脂是由高级脂肪酸和甘油通过酯化反应生成的酯C．油脂是酯的一种D．油脂都不能使溴水褪色答案：D解析：天然油脂是多种高级脂肪酸甘油酯的混合物，没有固定的熔、沸点，A项正确；油脂属于酯，是由高级脂肪酸和甘油通过酯化反应得到的，B、C项正确；食用油的分子结构中含有较多的不饱和碳碳双键，能使溴水褪色，D项错误。【归纳小结】油脂和矿物油物质油脂矿物油脂肪油组成高级脂肪酸与甘油形成的甘油酯多种烃的混合物性质固态或半固态液态具有烃的性质，不能水解具有酯的性质，能水解；油还具有烯烃的性质，能加成鉴别加入含酚酞的NaOH溶液，加热，红色变浅加入含酚酞的NaOH溶液，加热，无变化举例牛油、羊油菜籽油、花生油煤油、润滑油、石蜡油【变式练2-1】关于油脂，下列说法不正确的是()A．硬脂酸甘油酯可表示为B．花生油能使酸性高锰酸钾溶液褪色C．植物油通过催化加氢可转变为氢化油D．油脂是一种重要的工业原料，可用于制造肥皂、油漆等答案：A解析：A.硬脂酸为饱和高级脂肪酸，其结构可以表示为C17H35—COOH，硬脂酸甘油酯可表示为，A错误；B.花生油含有较多的不饱和高级脂肪酸甘油酯，含有碳碳双键可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，B正确；C.植物油含有较多的不饱和高级脂肪酸甘油酯，可以和氢气发生加成反应生成氢化油，C正确；D.油脂是一种重要的工业原料，在碱性条件下水解发生皂化反应制造肥皂，也可用于油漆制造，D正确。【变式练2-2】油脂是重要的营养物质。某天然油脂A可发生下列反应：已知A的结构简式为，C17H35—和C17H33—都是高级脂肪酸的烃基(呈链状)。(1)写出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)反应①的反应类型：__________________，反应②的反应类型：___________，B的名称：______________，D的名称(或俗名)：____________。(4)若A中高级脂肪酸的烃基都是C17H35—，由A组成的油脂在通常状况下一定是固体；若A中高级脂肪酸的烃基都是C17H33—，由A组成的油脂在通常状况下一定是液体。从分子组成与结构方面来说，油脂呈液态、固态的规律是______________________________________________________。答案：(1)C57H106O6不是(2)A分子中C17H33—为不饱和烃基，含有碳碳双键，可以和溴发生加成反应(3)加成反应水解反应(或取代反应)油酸丙三醇(或甘油)(4)脂肪酸的饱和程度对油脂的熔点影响很大，含较多不饱和脂肪酸的甘油酯，熔点较低，含较多饱和脂肪酸的甘油酯，熔点较高解析：(1)由A的结构简式可推知，该油脂的分子式为C57H106O6；油脂都不是高分子。(2)A分子中的烃基C17H33—中含有碳碳双键，能与溴发生加成反应，因此能使Br2的CCl4溶液褪色。(3)油脂A在催化剂作用下和H2反应生成氢化油，为加成反应，1molA在一定条件下水解生成1mol直链饱和脂肪酸C(硬脂酸)和2mol油酸(C17H33COOH)B及甘油()D。(4)油脂中的烃基，其不饱和程度越大，熔点越低，饱和程度越大，熔点越高。【基础强化】1．诗句“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”中的“丝”和“泪”分别是()A．蛋白质和烃 B．油脂和烃C．蛋白质和淀粉 D．油脂和蛋白质答案：A解析：“丝”中含有的物质是蛋白质，“泪”指的是液态石蜡，液态石蜡属于烃。2．下列有关蛋白质的说法不正确的是()A．向鸡蛋清溶液中滴入浓硝酸，加热，溶液变为黄色B．蛋白质水解最终生成氨基酸C．稀释后的福尔马林浸泡种子会使蛋白质变性D．蛋白质是仅由碳、氢、氧三种元素组成的高分子答案：D解析：鸡蛋清溶液遇浓硝酸发生显色反应，溶液变为黄色，A项正确；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，最终生成各种氨基酸，B项正确；福尔马林为甲醛的水溶液，甲醛能使蛋白质变性，C项正确；蛋白质是天然有机高分子，属于混合物，由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成，D项错误。3．关于蛋白质的组成与性质的叙述正确的是()A．蛋白质在酶的作用下水解的最终产物为氨基酸B．向蛋白质溶液中加入CuSO4、Na2SO4浓溶液，均会使其变性C．天然蛋白质仅由碳、氢、氧、氮四种元素组成D．蛋白质、纤维素、油脂都是天然有机高分子答案：A解析：蛋白质水解的最终产物为氨基酸，A正确；CuSO4为重金属盐，能使蛋白质发生变性，Na2SO4浓溶液不能使蛋白质发生变性，B错误；天然蛋白质除含C、H、O、N四种元素外还含有S等元素，C错误；油脂不是有机高分子，D错误。4．下列关于蛋白质的叙述不正确的是()A．温度越高，酶对某些生化反应的催化效率就越高B．发生重金属中毒后，可口服大量蛋白质溶液如鲜牛奶解毒C．重金属盐可使蛋白质变性D．浓硝酸溅到皮肤上，能使皮肤呈黄色，这是由于蛋白质和浓硝酸发生了显色反应答案：A解析：绝大多数酶是蛋白质，温度过高，会使蛋白质变性，A项错误；发生重金属中毒后，服用大量鲜牛奶，重金属离子可使其中的蛋白质变性，形成沉淀，减少重金属离子与人体的接触，起到解毒作用，B、C项正确；很多蛋白质遇浓硝酸会变黄，发生显色反应，D项正确。5．下列说法不正确的是()A．向鸡蛋清的溶液中加入福尔马林，蛋白质的性质发生改变并凝聚B．蛋白质为有机高分子，种类较多，其最终水解产物分子中都含有—COOH和—NH2C．加热能杀死流感病毒是因为蛋白质受热变性D．加入醋酸铅溶液析出后的蛋白质加水后，可重新溶于水答案：D解析：蛋白质中加入醋酸铅，蛋白质性质改变，发生了变性而析出，加入水后蛋白质不能重新溶于水。6．“水过鸭背不留珠”指的是鸭子的羽毛不会被水浸湿，这与鸭子羽毛表面的某种有机物有关，该种有机物可能是()A．油脂B．葡萄糖C．蔗糖D．甘油答案：A解析：油脂不溶于水也不与水反应，A正确；葡萄糖、蔗糖、甘油均易溶于水，B、C、D错误。7．“民以食为天，食以安为先”。近年来屡屡发生的劣质奶粉、苏丹红、多宝鱼等食品安全事件严重威胁消费者的健康和生命安全。下列有关油脂的说法不正确的是()A．油脂在碱性条件下可制取肥皂B．为防止油脂在空气中变质，可在食用油中加一些抗氧化剂C．油脂易溶于有机溶剂，食品工业中，可用有机溶剂提取植物种子中的油D．可在酸性条件下，通过油脂的水解反应生产甘油和氨基酸答案：D解析：油脂酸性条件下水解产物为高级脂肪酸和甘油。8．下列关于基本营养物质的叙述中，错误的是()A．葡萄糖和果糖的分子式完全相同，它们互为同分异构体B．油脂在酸性条件下可以水解为甘油和高级脂肪酸，该反应称为皂化反应C．常温条件下，淀粉遇碘即可变蓝，该反应是淀粉的特征反应D．蛋白质水解的最终产物既能和强酸反应，又能和强碱反应答案：B解析：A项，葡萄糖和果糖的分子式完全相同，但结构不同，它们互为同分异构体，正确；B项，油脂在碱性条件下可以水解为甘油和高级脂肪酸盐，该反应称为皂化反应，错误；C项，常温条件下，淀粉遇碘变蓝，该反应是淀粉的特征反应，正确；D项，蛋白质水解的最终产物为氨基酸，氨基酸具有两性，既能与强酸反应，又能和强碱反应，正确。9．现有淀粉溶液、蛋清、葡萄糖溶液，区别它们时，下列试剂和对应现象依次是()试剂：①新制Cu(OH)2②碘水③浓硝酸现象：a.变蓝色b.砖红色沉淀c.变黄色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：检验淀粉用碘水,现象是溶液变蓝;检验蛋清(蛋白质)用浓HNO3,现象是变黄色(显色反应);检验葡萄糖用新制Cu(OH)2,现象是生成砖红色沉淀。10．(1)按下表左边的实验操作，可观察到表中右边的实验现象。请从“实验现象”栏中选择正确选项的字母代号填入“答案”栏中。实验操作答案实验现象①向鸡蛋清溶液中滴加少许浓硝酸，微热A.橙红色褪去B.变为黄色C.出现白色沉淀D.液体不再分层，形成均一溶液②将植物油滴入少量溴的四氯化碳溶液中③向鸡蛋清溶液中滴入少量醋酸铅溶液④向花生油中加入足量浓NaOH溶液，加热，搅拌，静止(2)①糖类、油脂、蛋白质都是人体必需的营养物质。油脂被摄入人体后，在酶的作用下水解为高级脂肪酸和____________(写名称)。②氨基酸是组成蛋白质的基本结构单元，其分子中一定含有的官能团是氨基(—NH2)和__________(写名称)。人体中共有二十多种氨基酸，其中人体自身________(填“能”或“不能”)合成的氨基酸称为人体必需氨基酸。③淀粉在淀粉酶的作用下最终水解为______(写化学式)，部分该产物在体内被氧化放出能量，供人体活动需要。答案：(1)①B②A③C④D(2)①甘油②羧基不能③C6H12O6解析：(1)①向鸡蛋清中滴加少许浓硝酸，微热，显黄色；②植物油分子中含有碳碳双键，可以和Br2发生加成反应，从而使溴的四氯化碳溶液褪色；③向鸡蛋清中加入重金属盐醋酸铅，蛋白质发生变性而析出沉淀；④花生油在碱性条件下发生皂化反应，最终生成高级脂肪酸盐和甘油，溶液不再分层。(2)油脂在酶的作用下水解成高级脂肪酸和甘油。氨基酸含有氨基和羧基；人体自身不能合成的氨基酸为人体必需氨基酸，必须从食物中摄取。淀粉水解的最终产物为葡萄糖，化学式为C6H12O6。【能力提升】1．某同学用食用油进行实验，以下是实验操作和现象：实验操作将食用油滴入水中向食用油中滴加溴水将少量食用油与纯碱(主要成分是Na2CO3)溶液混合加热实验现象食用油浮在水面上溴水褪色分层现象消失下列关于食用油的实验结论不正确的是()A．食用油的密度比水的小B．食用油中含有碳碳不饱和键C．食用油在碱性条件下会水解生成可溶于水的物质D．食用油是一种有机酸答案：D解析：食用油浮在水面上，说明食用油的密度比水的小，A项正确；滴加溴水，溴水褪色，说明食用油中含有碳碳不饱和键，B项正确；食用油与纯碱溶液混合加热，分层现象消失，说明食用油在碱性条件下水解生成可溶于水的物质，C项正确；食用油是一种油脂，属于酯类，不属于有机酸，D项错误。2．把①蔗糖、②淀粉、③纤维素、④乙酸乙酯、⑤油脂、⑥蛋白质在稀硫酸存在条件下分别进行水解，最终产物只有一种的是()A．①②B．③⑤C．⑥D．②③答案：D解析：蔗糖在酸性条件下水解得到葡萄糖和果糖，淀粉和纤维素在酸性条件下水解最后均得到葡萄糖，乙酸乙酯在酸性条件下水解得到乙酸和乙醇，油脂在酸性条件下水解得到甘油和高级脂肪酸，蛋白质在酸性条件下水解得到多种氨基酸，D项正确。3．《天工开物》中记载丝织品的处理：“凡帛织就犹是生丝，煮练方熟。练用稻稿灰入水煮。以猪胰脂陈宿一晚，入汤浣之，宝色烨然”。下列有关说法错误的是()A．生丝的主要成分为蛋白质B．稻稿灰的主要成分是碳酸钾，其入水后溶液呈碱性C．该过程实际就是生丝的除杂过程D．生丝煮练之后变为熟丝，熟丝的成分是氨基酸答案：D解析：生丝的主要成分是蛋白质，A项正确；稻稿灰的主要成分是碳酸钾，溶于水后溶液显碱性，B项正确；该过程讲述了由生丝到熟丝的过程，实际是生丝的除杂过程，从而使得生丝变熟丝后光泽度变好，C项正确；生丝煮练的目的是除去杂质，所得熟丝的主要成分仍为蛋白质，D项错误。4．大豆和鸡蛋中含有大量的蛋白质，由大豆和鸡蛋配制出来的菜肴很多，它是人体营养物质中最重要的补品之一。请回答下列问题：(1)我们所吃的豆腐是一种______(填字母，下同)。A．蛋白质凝胶B．纯蛋白质C．脂肪D．淀粉(2)我们食用的大豆，最终补充给人体的主要成分是____________。A．氨基酸B．蛋白质C．油脂D．糖类(3)向鸡蛋清溶液中滴加一定量的醋酸铅溶液，现象为___________________________，这种现象在化学上称为______________，滴加一定量的浓硝酸并微热，现象为__________________________。(4)鸡蛋清溶液的水解最终产物是________。请以甘氨酸()为例，写出其与NaOH溶液反应的化学方程式：__________________________________________________。答案：(1)A(2)A(3)生成白色沉淀蛋白质的变性鸡蛋清溶液变黄色(4)氨基酸＋NaOH→＋H2O解析：(2)食用的大豆，在人体内最终转化为各种氨基酸。(3)向鸡蛋清溶液中滴加重金属盐醋酸铅溶液，蛋白质发生了变性，溶解度降低而析出白色沉淀