第4课时 糖类 蛋白质和氨基酸
[核心素养发展目标] 1.能从官能团的角度认识糖类、蛋白质、氨基酸的组成、结构和性质,培养宏观辨识与微观探析的能力。2.掌握蛋白质的组成和主要性质,能设计实验探究蛋白质的性质,培养科学探究精神。3.了解糖类、蛋白质在生产、生活中的应用,提高创新意识与社会责任。
一、糖类
1.糖类的组成与存在
物质 葡萄糖 蔗糖 淀粉 纤维素
组成 C6H12O6 C12H22O11 (C6H10O5)n (C6H10O5)n
颜色、状态 无色晶体 白色晶体 白色粉末 白色固体
水溶性 ___溶于水 ____溶于水 难溶于冷水,可溶于热水 不溶于水
在自然界的存在 葡萄汁、蜂蜜、带甜味的水果 甘蔗、甜菜等植物体内 植物种子和块根、大米、小麦 植物的细胞壁、棉花、木材
特别提醒 从糖类的组成和原子数的比例来看,有些糖的组成符合Cn(H2O)m,如葡萄糖C6(H2O)6、蔗糖C12(H2O)11等,人们曾称糖类为碳水化合物;但有些糖不符合Cn(H2O)m,如脱氧核糖(C5H10O4),有些物质如乙酸(C2H4O2)符合Cn(H2O)m,但不属于糖。
2.葡萄糖的特征反应
(1)与银氨溶液反应
操作
现象 在试管壁上生成________________________________
实验结论 葡萄糖具有____________,能被弱氧化剂如____________氧化,生成______________
(2)与新制的Cu(OH)2碱性悬浊液反应
操作
实验现象 有________沉淀生成
实验结论 葡萄糖具有________,能被新制的Cu(OH)2碱性悬浊液________为________的________沉淀
特别提醒 ①银氨溶液的配制:向AgNO3溶液中滴加氨水至生成的沉淀恰好完全溶解。②葡萄糖与新制的Cu(OH)2碱性悬浊液或银氨溶液反应均在碱性条件下进行。
3.淀粉的水解反应
实验探究
实验一:向淀粉溶液中滴加碘水,溶液__________________。
应用:可用碘水检验淀粉。
实验二:
①实验操作
②实验现象及结论
情况 现象A 现象B 结论
Ⅰ 溶液呈蓝色 未产生银镜
Ⅱ 溶液呈蓝色 出现银镜
Ⅲ 溶液不变蓝色 出现银镜
③淀粉水解反应的化学方程式为_______________________________________________。
4.糖类在生产、生活中的应用
(1)淀粉为人体提供能量
淀粉在淀粉酶的作用下,水解生成________,____________在人体组织中缓慢氧化,放出热量,提供生命活动所需要的能量,反应的热化学方程式: ___________________________。
(2)含淀粉的物质可以用来酿酒,富含纤维素的植物秸秆可以用来制造工业酒精。
葡萄糖转化为酒精的化学方程式为______________________________________。
(3)葡萄糖的银镜反应,或与新制的Cu(OH)2碱性悬浊液的反应可用于检验葡萄糖的存在,医学上曾用类似的反应来检验病人尿液中葡萄糖的含量是否偏高。
(1)糖类是有甜味的物质,有甜味的物质就是糖( )
(2)淀粉与纤维素的分子式相同,它们互为同分异构体( )
(3)葡萄糖分子式可表示为C6(H2O)6,则每1个葡萄糖分子中含有6个H2O( )
(4)可用新制的Cu(OH)2碱性悬浊液鉴别蔗糖和葡萄糖( )
(5)可以用KI溶液检验淀粉的存在( )
某同学设计了如下3个实验方案,用以检验淀粉的水解程度。
甲方案:淀粉溶液水解液溶液变蓝
结论:淀粉未水解
乙方案:淀粉溶液水解液无砖红色沉淀产生
结论:淀粉未水解
结论:淀粉部分水解
上述三种方案操作是否正确?结论是否正确?说明理由。
甲________________________________________________________________________。
乙________________________________________________________________________。
丙________________________________________________________________________。
1.大米、小麦、玉米等谷类食物中所含的营养物质主要是( )
A.淀粉 B.油脂
C.纤维素 D.水
2.某学生做葡萄糖的还原性实验将4 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液和4 mL 0.5 mol·L-1的NaOH溶液混合后,向混合液中滴入1.0 mL 10%葡萄糖溶液,加热煮沸,结果没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.CuSO4溶液的量不够
D.NaOH溶液的量不够
3.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( )
①取少量淀粉和水制成溶液 ②加热煮沸 ③加入碱液中和酸性 ④加入新制的Cu(OH)2碱性悬浊液 ⑤加入少量稀硫酸 ⑥水浴加热
A.①②⑤⑥④③ B.①⑤②④⑥③
C.①⑤⑥③④② D.①⑥④⑤③②
淀粉水解程度的检验
(1)实验步骤
(2)实验现象及结论
情况 现象A 现象B 结论
① 未出现银镜 溶液呈蓝色 淀粉未水解
② 出现银镜 溶液呈蓝色 淀粉部分水解
③ 出现银镜 溶液未呈蓝色 淀粉完全水解
二、蛋白质和氨基酸
1.蛋白质的存在与组成
(1)存在
蛋白质广泛存在于生命体内,是组成______的基础物质。动物的________、________以及在人体新陈代谢中起催化作用的______、运输氧气的__________、引起疾病的______和____、抵抗疾病的____中都含有蛋白质。
(2)组成
主要由____、____、____、____、硫等元素组成,是结构非常复杂的高分子化合物。
2.蛋白质的性质
按表中实验操作完成实验,并填写下表
实验操作 实验现象
蛋白质溶液 加饱和(NH4)2SO4溶液,再加蒸馏水 有________析出,加入蒸馏水________
加稀硫酸,再加蒸馏水 有________析出,加入蒸馏水,________
加CuSO4溶液,再加蒸馏水 有________析出,加入蒸馏水,________
加甲醛溶液,再加蒸馏水 有________析出,加入蒸馏水,________
加热,再加蒸馏水 有________析出,加入蒸馏水,________
(1)蛋白质的盐析
①概念:某些浓的无机盐溶液可使蛋白质的溶解度__________而使其从溶液中__________的过程叫盐析。
②条件:浓的轻金属盐溶液或铵盐溶液,如(NH4)2SO4溶液、Na2SO4溶液。少量的无机盐能促进蛋白质的溶解。
③特点:盐析是__________过程,继续加水时,能使__________,________蛋白质的生理活性。可用来分离、提纯蛋白质。
(2)蛋白质的变性
①概念:在加热、强酸、强碱、重金属盐、紫外线、福尔马林(36%~40%甲醛溶液)的作用下,蛋白质原有的__________或__________会发生改变,其__________也会随之改变,我们把这种变化称为蛋白质的变性。
②蛋白质的变性是________过程,可以利用这一性质进行杀菌消毒。
特别提醒 误食含重金属离子的溶液时,可喝生牛奶或蛋清救治。
(3)蛋白质的水解反应
①蛋白质多肽________(最终产物)。
②几种常见的氨基酸
甘氨酸(氨基乙酸):______________________________________________;
丙氨酸(α 氨基丙酸):_____________________________________________;
谷氨酸(α 氨基戊二酸):___________________________________________。
氨基酸分子中均含有__________________和__________两种官能团,氨基连接在离________________的氨基酸为α 氨基酸。
③氨基酸的化学性质
(4)蛋白质的特征反应
3.酶
(1)酶是一种具有__________的物质。
(2)绝大多数酶是__________。
(3)酶催化作用的特征
①专一性;②高效性;③条件温和。
(1)蛋白质都是结构复杂的高分子化合物,组成元素只有C、H、O、N( )
(2)蛋白质在酶的作用下,可直接水解生成各种氨基酸( )
(3)蛋白质溶液遇到盐就会变性( )
(4)蛋白质变性属于化学变化( )
(5)向鸡蛋白溶液中加入醋酸铅溶液,生成白色沉淀,加水可重新溶解( )
(6)可以通过灼烧的方法鉴别真蚕丝和人造丝( )
1.硝酸可以使蛋白质变黄,称为蛋白质的颜色反应。此“颜色反应”与钠元素的“焰色反应”有何区别?
2.为了检验过氧化氢分解酶的作用,在室温下进行如下实验:
(1)在试管A中加入3%的双氧水3 mL,再加入二氧化锰0.5 g,有气体产生。
(2)在试管B中加入3%的双氧水3 mL,再加入新鲜的鸡肝片1 g,有气体产生。
(3)在试管C中加入3%的双氧水3 mL,再加入煮熟的鸡肝片1 g,无气体产生。
(4)在试管D中加入3%的双氧水2 mL和10%的盐酸1 mL,再加入新鲜的鸡肝片1 g,无气体产生。
(5)在试管E中加入3%的双氧水2 mL和10%的氢氧化钠溶液1 mL,再加入新鲜的鸡肝片1 g,无气体产生。
通过以上实验,你能得出什么结论?
1.下列关于蛋白质的叙述正确的是( )
A.向蛋白质溶液中分别加入NaCl溶液、CuSO4溶液,其过程均是不可逆的
B.重金属盐使蛋白质分子变性,但是吞“钡餐”(主要成分是硫酸钡)不会引起中毒
C.温度越高,酶对某些生化反应的催化效率就越高
D.医疗上用75%的酒精杀菌消毒,是利用了酒精可以使蛋白质盐析的性质
2.下列关于氨基酸的说法,正确的是( )
①蛋白质在一定条件下能发生水解反应,最终转化为各种氨基酸
②氨基酸分子既能与酸反应,又能与碱反应
③α 氨基酸中氨基连在离羧基最近的碳原子上
④氨基酸之间在一定条件下能发生反应,生成多肽
A.只有①② B.只有①②③
C.只有①②④ D.①②③④
3.(1)鸡蛋清水解的最终产物是__________。请以甘氨酸()为例,写出其与NaOH溶液反应的化学方程式: ________________________________________________________。
(2)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
蛋白质的盐析与变性的区别
盐析 变性
含义 蛋白质在某些盐的浓溶液中因溶解度降低而析出 蛋白质在加热、酸、碱等条件下性质发生改变而聚沉
条件 轻金属盐和铵盐 紫外线照射、加热或加入某些有机化合物(甲醛、酒精)、强酸、强碱、重金属盐(如铅盐、铜盐、汞盐)等
特征 可逆过程,不改变蛋白质的性质和生理活性 不可逆过程,蛋白质失去生理活性
实质 溶解度降低,物理变化 结构、性质改变,化学变化
用途 分离、提纯蛋白质 杀菌消毒
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碱性悬浊液反应
D.1 mol葡萄糖完全燃烧需要9 mol氧气
2.中国酒文化源远流长,很多地方至今仍用传统工艺来制作米酒。家酿米酒的转化过程为( )
A.淀粉→蔗糖→葡萄糖→酒
B.淀粉→麦芽糖→葡萄糖→酒
C.淀粉→麦芽糖→果糖→酒
D.淀粉→蔗糖→果糖→酒
3.(2022·成都龙泉驿区教育科学研究院高一期中)下列实例利用了蛋白质变性原理的是( )
①利用过氧乙酸对环境、物品进行消毒
②利用高温、紫外线对医疗器械进行消毒 ③蒸煮鸡蛋食用 ④松花蛋的腌制 ⑤用牛奶灌服重金属中毒的病人
A.①②③④⑤ B.①②③④
C.①②③ D.①②
4.成熟的苹果中含有淀粉、葡萄糖和无机盐等,某课外兴趣小组设计了一组实验证明某些成分的存在,请你参与并协助他们完成相关实验。
(1)用小试管取少量的苹果汁,加入________(填名称),溶液变蓝,则证明苹果中含有淀粉。
(2)利用含淀粉的物质可以生产醋酸。下面是生产醋酸的流程图,试回答下列问题:
→→→
B是日常生活中有特殊香味的常见有机物,在有些饮料中含有B。
①写出下列反应的化学方程式,并注明反应类型。
B与醋酸反应:______________________,属于________反应。
B→C:____________________________,属于________反应。
②可用于检验A的试剂是_______________________________________________________。
第4课时 糖类 蛋白质和氨基酸
一、
1.能 极易
2.(1)银白色光亮的银镜 还原性 银氨溶液 光亮的银镜 (2)砖红色 还原性 氧化 砖红色 Cu2O
3.变蓝色 ②未水解 部分水解 完全水解
③ C6H10O5 n+nH2OnC6H12O6
淀粉 葡萄糖
4.(1)葡萄糖 葡萄糖 C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2 803 kJ·mol-1 (2)C6H12O62C2H5OH+2CO2↑
正误判断
(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
深度思考
甲方案操作正确,但结论错误。加入碘水溶液变蓝有两种情况:①淀粉完全没有水解;②淀粉部分水解。故不能得出淀粉尚未水解的结论 乙方案操作错误,结论也错误。应用稀碱溶液中和水解液中的稀硫酸,然后再做与新制的Cu(OH)2碱性悬浊液反应的实验。本方案中无砖红色沉淀产生,淀粉可能尚未水解,也可能完全水解或部分水解 丙方案操作正确,结论正确
应用体验
1.A [谷类食物中所含的主要营养物质是淀粉,还含有少量的油脂、蛋白质、纤维素等。]
2.D [葡萄糖与新制Cu(OH)2碱性悬浊液反应时,NaOH必须过量,题中n(CuSO4)=n(NaOH)=2×10-3 mol,NaOH的量不足,故看不到有砖红色沉淀生成。]
3.C [验证淀粉水解产物的实验主要有以下步骤:(1)在酸性条件下水浴加热使其水解,即①⑤⑥;(2)加碱中和硫酸,即③;(3)加入新制的Cu(OH)2碱性悬浊液并加热煮沸检验产物,即④②。]
二、
1.(1)细胞 肌肉 毛皮 酶 血红蛋白 细菌 病毒 抗体 (2)碳 氢 氧 氮
2.白色沉淀 沉淀又溶解 白色沉淀 沉淀不溶解 白色沉淀 沉淀不溶解 白色沉淀 沉淀不溶解 白色沉淀 沉淀不溶解 (1)①降低 析出 ③可逆 沉淀溶解 不影响 (2)①化学组成 空间结构 生理功能 ②不可逆
(3)①氨基酸
②
羧基(—COOH) 氨基(—NH2) 羧基最近的碳原子上
③碱 酸 酸 碱 多肽 蛋白质
3.(1)催化作用 (2)蛋白质
正误判断
(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√
深度思考
1.颜色反应是指某些蛋白质的黄蛋白反应,属于化学变化;而焰色反应是指钠、钾等多种金属元素被灼烧时火焰呈现的颜色,属于物理变化。
2.通过以上实验可得出:
(1)MnO2和新鲜的鸡肝片都能催化过氧化氢的分解。(2)煮熟的鸡肝片不能催化过氧化氢的分解。(3)在较强的酸性、碱性条件下,新鲜的鸡肝片不能催化过氧化氢的分解。由此可知:新鲜鸡肝片中的过氧化氢酶在加热、强酸、强碱条件下发生变性,失去催化作用。
应用体验
1.B [向蛋白质溶液中加入NaCl溶液发生盐析,其过程是可逆的,A错误;重金属盐使蛋白质分子变性,但是吞“钡餐”(主要成分是硫酸钡)不会引起中毒,因为硫酸钡既不溶于水也不溶于酸,且不容易被X射线透过,在医疗上可用作检查肠胃的内服药剂,B正确;酶的活性受温度限制,超过适宜的温度时酶将失去活性,C错误;医疗上用体积分数为75%的酒精杀菌消毒,是利用了酒精可以使蛋白质变性的性质,D错误。]
2.D
3.(1)氨基酸 +NaOH―→+H2O (2)②④
解析 (1)蛋白质水解的最终产物是氨基酸。(2)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。
随堂演练 知识落实
1.A [葡萄糖分子中氢、氧原子个数比为2∶1,但不是以水分子的形式存在,B项错误;葡萄糖和新制的氢氧化铜碱性悬浊液反应必须加热,C项错误;葡萄糖的分子式可改写为C6(H2O)6,由此可判断1 mol 葡萄糖完全燃烧需要消耗6 mol氧气,D项错误。]
2.B [家酿米酒是以淀粉类物质为原料在酶的作用下逐步转化而成:淀粉麦芽糖葡萄糖酒(乙醇)。]
3.A [过氧乙酸有强氧化性,能使蛋白质变性,故①正确;高温、紫外线均能使蛋白质变性,故②正确;加热能使蛋白质变性,故③正确;碱能使蛋白质变性,用石灰腌制松花蛋便于保存和食用,故④正确;重金属盐中毒的原理是其破坏了人体的蛋白质结构,牛奶的主要成分是蛋白质,服用牛奶,可防止人体本身的蛋白质被破坏,能用于解毒,故⑤正确。]
4.(1)碘水 (2)①CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O 取代(或酯化) 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 氧化 ②新制的氢氧化铜碱性悬浊液(其他合理答案均可)
解析 (1)苹果中含有淀粉,淀粉遇碘单质变蓝,向苹果汁中加入碘水,溶液变蓝,则证明苹果中含有淀粉。(2)淀粉在酸性条件下水解生成葡萄糖,葡萄糖在催化剂的作用下生成乙醇,乙醇可被氧化为乙醛,最终被氧化为乙酸,则A为葡萄糖,B为乙醇,C为乙醛。①乙醇和乙酸在浓硫酸作用下发生酯化(取代)反应生成乙酸乙酯,反应的化学方程式为CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O;乙醇可在催化剂作用下发生催化氧化生成乙醛,反应的化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。②葡萄糖中含有醛基,检验葡萄糖可用新制的氢氧化铜碱性悬浊液(或银氨溶液),加热后若生成砖红色沉淀(或水浴加热出现光亮的银镜),则说明为葡萄糖。