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2021高考化学一轮复习 第十二章 有机化学基础 第41讲 基本营养物质学案

2021高考化学一轮复习 第十二章 有机化学基础 第41讲 基本营养物质学案

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第41讲　基本营养物质
一、糖类
1．糖类的组成、结构和分类
(1)组成：包括C、H、O三种元素。大多数糖类化合物的通式用Cn(H2O)m表示，所以糖类也叫碳水化合物。
(2)结构：多羟基醛或多羟基酮及它们的脱水缩合物。
(3)分类

2．单糖——葡萄糖与果糖
(1)组成和分子结构

(2)葡萄糖的化学性质

葡萄糖与银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液的反应如下：
CH2OH(CHOH)4CHO＋2Ag(NH3)2OHCH2OH(CHOH)4COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O，
CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCu2O↓＋CH2OH(CHOH)4COONa＋3H2O。
3．二糖——蔗糖与麦芽糖
(1)蔗糖和麦芽糖比较

(2)蔗糖和麦芽糖的水解反应
①蔗糖的水解反应
在稀硫酸催化作用下，蔗糖水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖，反应方程式为
C12H22O11＋H2O ＋
②麦芽糖的水解反应方程式为
＋H2O2
4．多糖——淀粉与纤维素
(1)相似点
①都属于天然高分子化合物，属于多糖，分子式都可表示为(C6H10O5)n。
②都能发生水解反应，反应的化学方程式分别为
(＋nH2O ；
(＋nH2O 。
③都不能发生银镜反应。
(2)不同点
①结构不同，通式中n值不同，所以淀粉与纤维素不是同分异构体。
②淀粉遇碘呈现特殊的蓝色(常用来互相检验)。
5．用途
(1)糖类物质可给动物提供能量。
(2)葡萄糖是重要的工业原料，主要用于食品加工、医疗输液、合成药物等。
(3)淀粉可作食物，可用于生产葡萄糖和酒精。
(4)纤维素可用于造纸，制造纤维素酯、黏胶纤维等。
二、油脂
1．油脂的组成
油脂是油和脂肪的统称，属于酯类化合物，含有C、H、O元素。
油脂的主要成分是一分子甘油与三分子高级脂肪酸脱水形成的酯。常见的形成油脂的高级脂肪酸有：

2．油脂的结构

3．油脂的分类
(1)按烃基分
(2)按状态分
4．油脂的物理性质
(1)油脂一般难溶于水，密度比水小。
(2)天然油脂都是混合物，没有固定的沸点、熔点。
5．油脂的化学性质
(1)油脂的氢化(油脂的硬化)
如油酸甘油酯与H2发生加成反应的化学方程式为
。
属于加成反应，经硬化制得的油脂叫人造脂肪，也称硬化油。
(2)水解反应
①酸性条件下：油脂＋水高级脂肪酸＋甘油
如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为

②碱性条件下——皂化反应：油脂＋NaOH高级脂肪酸钠＋甘油
如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为

6．油脂的用途
(1)提供人体所需要的能量。
(2)用于生产肥皂和甘油。
三、氨基酸与蛋白质
1．氨基酸的结构与性质
(1)氨基酸的组成与结构
氨基酸是羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代后的产物。蛋白质水解后得到的几乎都是α­氨基酸，其通式为，官能团为—NH2和—COOH。
(2)常见的氨基酸

(3)氨基酸的化学性质
①两性
氨基酸分子中既含有酸性基团—COOH，又含有碱性基团—NH2，因此，氨基酸是两性化合物。
甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为

②成肽反应
氨基酸在酸或碱存在的条件下加热，通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水，缩合形成含肽键的化合物叫做成肽反应。
氨基酸分子间脱水以肽键相互结合成高分子，可形成蛋白质。
2．蛋白质的结构与性质
(1)蛋白质的组成与结构
①蛋白质含有C、H、O、N、S等元素。
②蛋白质是由氨基酸通过缩聚反应产生的有机高分子化合物。
(2)蛋白质的性质

3．蛋白质的用途
(1)蛋白质是人类必需的营养物质。
(2)蛋白质在工业上有很多用途，动物的毛、皮、蚕丝可制作服装。
(3)大多数酶是一种特殊的蛋白质，是生物体内重要的催化剂，具有以下特点：
①条件温和，不需加热。
②具有高度的专一性。
③具有高效催化作用。

1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。
(1)凡分子组成符合Cn(H2O)m的化合物都属于糖类。(×)
错因：甲醛(CH2O)、乙酸[C2(H2O)2]等分子组成符合Cn(H2O)m，不属于糖类。
(2)蛋白质、纤维素、油脂都是高分子化合物。(×)
错因：油脂不是高分子化合物。
(3)油脂都不能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色。(×)
错因：植物油中含有碳碳双键，能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色。
(4)向淀粉水解后所得水解液中滴加碘水，溶液未变蓝色，说明淀粉没有发生水解。(×)
错因：该现象说明淀粉水解完全。
(5)将(NH4)2SO4、CuSO4溶液分别加入蛋白质溶液中，都出现沉淀，表明二者均可使蛋白质变性。(×)
错因：(NH4)2SO4使蛋白质盐析。
(6)蚕丝织物上沾有的血迹可以用加酶洗衣粉洗涤除去。(×)
错因：加酶洗衣粉能使蚕丝织物(蛋白质)水解。
(7)棉、麻、羊毛及合成纤维完全燃烧都只生成CO2和H2O。(×)
错因：羊毛完全燃烧还会生成含氮化合物。
2．教材改编题
(据人教选修五P97T18)写出下列反应的化学方程式：
(1)油脂在酸性条件下的水解反应(以硬脂酸甘油酯为例)。
(2)麦芽糖的水解反应。
(3)氨基酸的成肽反应。
答案　

3．(2019·全国卷Ⅰ考试大纲调研卷(一))下列说法正确的是(　　)
A. 天然植物油常温下一般呈液态，难溶于水，有恒定的熔点、沸点
B．麦芽糖与蔗糖的水解产物均含葡萄糖，故二者均为还原性二糖
C．若两种二肽互为同分异构体，则二者的水解产物可能相同，可能不同
D．含5个碳原子的有机物，每个分子中最多可形成4个C—C单键
答案　C

考点　

[解析]　(4)根据B的结构简式、C的分子式及B生成C的反应条件可知C的结构简式为。
(5)由D到E是乙酸形成的酯基水解，反应方程式为
。
(6)F是B的同分异构体，7.30 g的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24 L二氧化碳(标准状况)，说明F分子中含有羧基，7.30 g F的物质的量是7.30 g÷146 g/mol＝0.05 mol，二氧化碳是0.1 mol，因此F分子中含有2个羧基，则F相当于是丁烷分子中的2个氢原子被羧基取代，如果是正丁烷，根据定一移一可知有6种结构。如果是异丁烷，则有3种结构，所以可能的结构共有9种(不考虑立体异构)，即

[答案]　(1)C6H12O6　(2)羟基　(3)取代反应　(4)
(5)　(6)9　

1．糖类物质不一定具有甜味，有甜味的物质不一定属于糖类。
2．糖类中的氢原子和氧原子的个数比并不都是2∶1，也并不以水分子的形式存在，如鼠李糖(C6H12O5)。有些符合Cn(H2O)m通式的也不是糖类，如甲醛(HCHO)等。
3．葡萄糖发生银镜反应，与新制Cu(OH)2悬浊液的反应都必须在碱性条件下进行。
4．淀粉遇“碘”变特殊的蓝色，这里的“碘”指的是碘单质。
5．糖类水解反应的条件
(1)蔗糖：稀H2SO4作催化剂，水浴加热。
(2)淀粉
a．稀H2SO4作催化剂，加热。
b．淀粉酶(唾液中存在)，适宜温度36 ℃。
(3)纤维素
a．催化剂为90%的浓H2SO4。
b．小火微热，防止大火加热使纤维素被浓H2SO4脱水炭化。
c．加热至溶液呈亮棕色为止。
6．淀粉水解程度的判断方法
(1)实验流程

(2)实验现象及结论
情况
现象A
现象B
结论
a.
溶液呈蓝色
未产生银镜
淀粉未水解
b.
溶液呈蓝色
出现银镜
淀粉部分水解
c.
溶液不呈蓝色
出现银镜
淀粉完全水解
(3)注意问题
a．检验淀粉时，必须直接取水解液加入碘水，不能取中和液，因为碘能与NaOH溶液反应。
b．淀粉、蔗糖的水解实验是用稀硫酸作催化剂，而与银氨溶液或新制Cu(OH)2反应的实验必须在碱性条件下进行，所以检验淀粉或蔗糖的水解产物前应先加入NaOH溶液到溶液呈碱性。
7．人体中没有能使纤维素发生水解的酶，所以纤维素不能在人体中水解为葡萄糖为人体提供能量，但可以促进肠胃蠕动，对人体有益。
8．可用新制的Cu(OH)2悬浊液与葡萄糖的反应，检验糖尿病患者尿液中的葡萄糖。

1．以淀粉为基本原料可制备许多物质，如

下列有关说法中正确的是(　　)
A．淀粉是糖类物质，有甜味，反应①是水解反应
B．反应③是消去反应，反应④是加聚反应，反应⑤是取代反应
C．乙烯、聚乙烯分子中均含有碳碳双键，均可被酸性KMnO4溶液氧化
D．在加热条件下，可用银氨溶液将葡萄糖、乙醇区分开
答案　D
2．向淀粉溶液中加入少量稀H2SO4，并加热使之发生水解。为测定水解的程度，需下列试剂中的：①NaOH溶液　②银氨溶液　③新制Cu(OH)2悬浊液　④碘水　⑤BaCl2溶液，其中正确的是(　　)
A．①⑤ B．②④
C．①③④ D．②③④
答案　C
3．鉴别淀粉、蛋白质、葡萄糖水溶液，依次可分别使用的试剂和对应的现象正确的是(　　)
A．碘水，变蓝色；新制Cu(OH)2，红色沉淀；浓硝酸，变黄色
B．浓硝酸，变黄色；新制Cu(OH)2，红色沉淀；碘水，变蓝色
C．新制Cu(OH)2，红色沉淀；碘水，变蓝色；浓硝酸，变黄色
D．碘水，变蓝色；浓硝酸，变黄色；新制Cu(OH)2，红色沉淀
答案　D
考点　

[解析]　一定条件下与氢气反应生成，该物质不是硬脂酸甘油酯，也不是软脂酸甘油酯，A、B错误；其在NaOH溶液中水解得到高级脂肪酸钠，为肥皂的主要成分，C正确；与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂有两种，分别为：，D错误。
[答案]　C

1．油脂属于酯类，但酯类物质不一定是油脂，油脂一定是高级脂肪酸与甘油形成的酯。注意不能写成“油酯”。油脂虽然相对分子质量较大，但不属于高分子化合物。
2．液态的油脂烃基中含有不饱和键，能使溴水褪色。所以不能用植物油萃取溴或碘。

4．下列有关油脂的叙述不正确的是(　　)
A．油脂属于酯类
B．油脂没有固定的熔、沸点
C．油脂是高级脂肪酸的甘油酯
D．油脂都不能使酸性KMnO4溶液褪色
答案　D
5．下列关于油脂的叙述中，正确的是(　　)
A．各种油脂水解后的产物中都有甘油
B．不含其他杂质的天然油脂属于纯净物
C．油脂都不能使溴水褪色
D．油脂的烃基部分饱和程度越大，熔点越低
答案　A
考点　

[解析]　(1)多肽水解时从肽键处断裂，形成—COOH与—NH2，该多肽中含有3个肽键，水解生成4个氨基酸分子，属于四肽。

[答案]　(1)四　1　2　

(2)①

1．在30～50 ℃酶的活性最强，超过适宜的温度时，酶将失去生理活性。
2．蛋白质的盐析和变性的比较

盐析
变性
内涵
加入某些无机盐溶液使蛋白质的溶解度降低而析出
一定条件下，使蛋白质失去原有生理活性
条件
较浓的轻金属盐或铵盐溶液，如(NH4)2SO4、Na2SO4溶液等
加热、紫外线、X射线、重金属盐、强酸、强碱、强氧化剂、甲醛等
特点
可逆，蛋白质仍保持原有活性
不可逆，蛋白质已失去原有活性
应用
分离、提纯蛋白质，如向蛋白质溶液中加入饱和Na2SO4[或(NH4)2SO4]溶液，使蛋白质析出
消毒，灭菌，给果树施用波尔多液，保存动物标本等
3．氨基酸的成肽规律
(1)2种不同氨基酸脱水可形成4种二肽(可以是相同分子之间，也可以是不同分子之间)，如甘氨酸与丙氨酸混合后可形成以下4种二肽：

(2)分子间或分子内脱水成环

(3)氨基酸分子缩聚成高分子化合物

6．由下列结构片段组成的蛋白质在胃液中水解，能产生的氨基酸是(　　)

答案　A
7．缬氨霉素(valinomycin)是一种脂溶性的抗生素，是由12个分子组成的环状化合物，它的结构简式如图所示，有关说法正确的是(　　)

A．缬氨霉素是一种蛋白质
B．缬氨霉素完全水解可得到四种氨基酸
C．缬氨霉素完全水解后的产物中有两种产物互为同系物
D．缬氨霉素完全水解，其中一种产物与甘油互为同分异构体
答案　C
解析　水解产物互为同系物，C正确。