包含:
1、第4章+第1节+油脂的组成和结构43张
2、第4章+第2节+糖类43张
3、第4章+第3节+蛋白质和核酸49张
(共43张PPT)
第四章
生命中的基础有机化学物质
第一节 油 脂
新课情境呈现
人类以其不懈的探索精神,探索着外部世界的一切未解之谜,同时也在探索着人体自身的奥秘——生命之谜。为了能让自己的身材更苗条,女性用尽了各种办法,对于“入口”的食物十分苛刻,恨不能让一切带“脂”的食物都远离自己。
其实那些“谈脂色变”的认识是不对的,在日常生活中一味地拒绝脂类,特别是人体必需脂肪酸的摄入量不足,对人体是非常有害的。一些爱美的女性,为了减肥对脂肪深恶痛绝,采取各种办法减去身上的脂肪,结果人虽瘦了下来,身体的毛病却多起来了。众多的营养学家指出,迄今为止,最有效最安全的减肥是运动减肥,其他的方式大多干扰正常的脂质代谢,导致生理功能缺损。客观地说,脂肪有利也有弊。让我们一起走进生命中的基础有机化学物质的世界,了解它们的奥秘吧!
课前新知预习
一、油脂的组成和结构
1.认识油脂
六大营养素包括_______、_______、_________、_________、无机盐、水。
高级脂肪酸
甘油
不饱和
液态
饱和
固态
糖类
油脂
蛋白质
维生素
定义 分类 特点 举例
油脂是油和脂肪的统称,都是_____________和_______形成的酯,属于酯类化合物 油 含较多_________脂肪酸成分的甘油酯,常温下呈_______ 花生油、芝麻油、豆油等
脂肪 含较多_______脂肪酸成分的甘油酯,常温下呈_______ 牛油、羊油等
2.常见的高级脂肪酸
饱和脂肪酸:软脂酸(十六酸,棕榈酸)_______________;
硬脂酸(十八酸)________________;
不饱和脂肪酸:油酸(9-十八碳烯酸)________________;
亚油酸(9,12-十八碳二烯酸)C17H31COOH。
C15H31COOH
C17H35COOH
C17H33COOH
3.油脂的结构
________________若R、R′、R″相同,称为_____________;若R、R′、R″不同,则称为_____________。天然的油脂大多数是_____________。
点拨:油脂属于酯,油脂不是高分子化合物,混甘油酯不一定是混合物,天然混甘油酯是混合物。
简单甘油酯
混合甘油酯
混合甘油酯
二、油脂的性质
1.物理性质
无
无
小
无固定
难
易
色、味、态 纯净的油脂是_____色、_____味的,但一般油脂因溶有维生素和色素等而有颜色和气味
密度 密度比水的_____,为0.9~0.95 g·cm-3
熔、沸点 天然油脂是混合物,_________的熔、沸点
溶解度 _____溶于水,_____溶于有机溶剂,工业上根据这一性质,常用有机溶剂来提取植物种子里的油。油脂本身也是一种较好的溶剂。
2.化学性质
由于油脂是多种高级脂肪酸甘油酯的混合物,而在高级脂肪酸中,既有饱和的,又有不饱和的,因而油脂不仅有酯的性质,许多还兼有烯烃的化学性质。
(1)油脂的水解反应(以硬脂酸甘油酯为例)——油脂的共性:1 mol油脂完全水解的产物是1 mol_______和3 mol高级脂肪酸(或盐)。
①酸性条件下:
________________________________________________________;
甘油
②碱性条件下:
___________________________________________。
油脂在碱性条件下的水解反应又称___________。工业上常用高级脂肪酸盐来生产肥皂。
皂化反应
(2)油脂的氢化——不饱和油脂的特性。
①含义。
液态油由于含有___________,因而在催化剂存在并加热的条件下,可以与氢气发生加成反应的过程,又叫油脂的_______。这样制得的油脂叫人造脂肪,又叫硬化油。
②化学方程式。
如油酸甘油酯的氢化反应为_______________________________________。
碳碳双键
硬化
3.应用
(1)利用油脂的氢化,工业上生产硬化油。
(2)利用油脂酸性水解可生产甘油和高级脂肪酸。
(3)利用油脂的皂化反应制取甘油和肥皂。
点拨:(1)乙酸乙酯在碱性条件下的水解不是皂化反应,皂化反应特指油脂在碱性条件下的水解。
(2)矿物油是烃的混合物,不是酯类物质。
(3)油具备烯烃和酯的双重性质。
预习自我检测
1.思维辨析:
(1)油脂的水解反应又叫皂化反应。( )
(2)甘油与高级脂肪酸反应形成的酯都是油脂。( )
(3)纯净的花生油不饱和度高,具有固定的熔、沸点。( )
(4)油脂的氢化反应是还原反应。( )
×
√
×
√
2.下列“油”属于酯的是( )
①豆油 ②牛油 ③甘油 ④重油 ⑤酱油
A.①② B.①②⑤
C.①③④ D.②③⑤
3.油脂水解反应的共同产物是( )
A.饱和高级脂肪酸 B.不饱和高级脂肪酸
C.乙醇 D.甘油
A
D
4.下列关于油脂的叙述中不正确的是( )
A.油脂属于酯类
B.不能用植物油来萃取溴水中的溴
C.油脂是高级脂肪酸的甘油酯
D.油脂属于高分子化合物
解析:油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯,油脂属于酯,故A、C正确;植物油中含有碳碳双键,能与单质溴发生加成反应,不符合萃取的条件,所以植物油不可用于萃取溴水中的溴,故B正确;油脂相对分子质量较小,不是高分子化合物,故D错误。
D
课堂探究研析
问题探究:1.试分析油脂在不同条件下的水解程度。
2.为什么可以用Na2CO3溶液洗涤餐具上的油污?且热的溶液洗涤效果更好?
探究提示:1.油脂属于酯类,在酸或碱的催化作用下,均可发生水解反应。在酸性条件下,油脂的水解是可逆的,水解到一定程度即可达到平衡状态;而在碱性条件下,油脂水解生成的高级脂肪酸与碱发生中和反应生成盐,降低了生成物浓度,使油脂的水解平衡向正反应方向移动,使其水解趋于完全,故油脂在碱性条件下水解程度更高。
知识点1 油脂结构与主要化学性质
2.纯碱溶液能去油污是因为Na2CO3溶液水解显碱性,而碱性条件下油脂水解更彻底,生成可溶的高级脂肪酸钠和甘油。用热的纯碱溶液去油污效果更好,是因为升高温度,Na2CO3的水解程度增大,溶液碱性增强,油污的水解速率加快,去油污效果越好。
2.油脂的官能团与化学性质
3.肥皂与合成洗涤剂
(1)肥皂的制取
①生产流程
②盐析
工业上利用油脂在碱性条件下水解生成高级脂肪酸钠盐(肥皂的主要成分),反应完毕后要加食盐进行盐析,因为NaCl能降低高级脂肪酸钠的溶解度,使混合液分成上下两层,上层为高级脂肪酸钠盐,下层为甘油和食盐的混合液。
(2)合成洗涤剂
合成洗涤剂是根据肥皂去污原理合成的分子中具有
亲水基和憎水基的物质。它分固态的洗衣粉和液态的洗涤剂两大类。主要成分是烷基苯磺酸钠或烷基磺酸钠等。
(3)肥皂、合成洗涤剂的去污原理比较
①相同点
去污原理相同,二者都存在亲水基、憎水基两部分,位于分子的两端。在洗涤时,亲水基溶于水中,憎水基则插入油滴中,在水和外力作用下完成去污过程。
②不同点
a.合成洗涤剂去污能力强,原料价廉易得(主要原料是石油)、不受水质(水中Ca2+、Mg2+、H+)影响等优点;
b.肥皂中的C17H35COO-容易结合水中的Ca2+、Mg2+而生成沉淀,降低去污能力,如2C17H35COO-+Ca2+===(C17H35COO)2Ca↓。
(2019·经典习题选萃)下列关于皂化反应的说法中,错误的是( )
A.油脂经皂化反应后,生成的高级脂肪酸钠、甘油和水形成混合液
B.加入食盐可以使肥皂析出,这一过程叫盐析
C.加入食盐搅拌后,静置一段时间,溶液分成上下两层,下层是高级脂肪酸钠
D.皂化反应后的混合溶液中加入食盐,可以通过过滤的方法分离提纯
典例 1
C
解析:油脂在碱溶液的作用下发生水解,叫皂化反应,生成的是高级脂肪酸钠、甘油和水形成的混合液,加食盐细粒,可发生盐析,上层是高级脂肪酸钠,下层是甘油和食盐水的混合溶液,可用过滤的方法分离提纯。
规律方法指导:一般有机物难溶于水,有机物间互溶,但碳原子数较少的醇易溶于水。
〔变式训练1〕可以判断油脂皂化反应基本完成的现象是( )
A.反应液使红色石蕊试纸变蓝色
B.反应液使蓝色石蕊试纸变红色
C.反应后,静置,反应液分为两层
D.反应后,静置,反应液不分层
解析:油脂与NaOH溶液在未反应前分层,发生皂化反应后,生成高级脂肪酸钠盐、甘油和水的混合液,不会出现分层现象,C错,D对;高级脂肪酸钠为强碱弱酸盐,水解呈碱性,即皂化反应前后反应液均呈碱性,不能依据红色石蕊试纸变蓝来判断反应是否完成,A、B错误,故选D。
D
问题探究:请设计一个简单的实验,验证某种油是植物油还是矿物油。
探究提示:植物油是含有不饱和键的油脂,具有酯的性质并兼有烯烃的性质;可以取两支试管分别加入少量样品,并加入滴有酚酞的NaOH溶液(红色),振荡并微热片刻,观察到试管中红色变浅、液体不再分层的是植物油,无变化的试管中是矿物油。
知识点2 油脂、矿物油和酯的比较
知识归纳总结:
1.油脂和酯的比较
物质 酯 油脂
油 脂肪
组成 含氧酸与醇反
应的生成物 高级不饱和脂
肪酸甘油酯 高级饱和脂
肪酸甘油酯
状态 常温下呈液态或固态 常温下呈液态 常温下呈固态
存在 动植物体内 油料作物的籽粒中 动物脂肪内
联系 油和脂肪统称为油脂,均属于酯
2.油脂和矿物油的比较
物质 油脂 矿物油
组成 多种高级脂肪酸甘油酯 多种烃(饱和烃、不饱和烃)的混合物
性质 具有酯的性质,有些兼有烯烃的性质 具有烃的性质,不能水解
区别植物油和矿物油可以选用的试剂是( )
A.水 B.银氨溶液
C.新制的Cu(OH)2悬浊液 D.NaOH溶液
解析:植物油是不饱和的油脂,矿物油是液态烃类的混合物,二者都不溶于水,与银氨溶液和新制的Cu(OH)2悬浊液都不发生反应,但植物油属于酯类,遇碱能水解,水解后溶液不分层,而矿物油不能与NaOH溶液反应,也不溶于水,一直保持分层现象。
典例 2
D
规律方法指导:区别物质应先判断物质的类别,然后根据该类物质的性质选择合适的试剂和方法。
〔变式训练2〕下列有关“油”的说法正确的是( )
A.油脂包括矿物油、植物油与动物油
B.油脂的氢化与油脂的皂化都属于加成反应
C.植物油能使碘酒褪色
D.油脂属于高分子化合物,可以发生水解反应
解析:A项,矿物油是烃,不是油脂,错误;B项,油脂的氢化属于加成反应,油脂的皂化属于水解反应,错误;C项,植物油中含有碳碳双键,能与碘单质发生加成反应,正确:D项,油脂相对分子质量较小,不属于高分子化合物,错误。
C
学科核心素养
油脂易错点辨析
“酯”和“脂”“油”和“脂肪”“植物油”和“矿物油”等是考试中经常会错用的概念,是考试的失分点,需要我们平时在学习中仔细区分和辨析。
1.酯和脂
“酯”和“醇”“酚”等一样,以“酉”为偏旁,表示烃的衍生物,酯是由酸(可以是羧酸也可以是无机含氧酸)与醇发生反应而生成的一类有机物。低级酯是具有芳香气味的液体,高级酯是蜡状固体或很稠的液体。几种高级酯是脂肪的主要成分。“脂”以“月”为偏旁,有多种含义,当表示油脂时,是指一类特殊的酯类物质,即高级脂肪酸的甘油酯。可以说“脂”是“酯”这个“大家族”里的“小家庭”。
2.油和脂肪
(1)从定义上看,油和脂肪都是高级脂肪酸的甘油酯,都属于酯类,不同的是,在常温下呈液态的为油,呈固态的为脂肪。形成油脂的高级脂肪酸的饱和程度,对油脂的熔点有很大影响,含饱和高级脂肪酸较多的甘油酯熔点较高,常温下呈固态;而含不饱和高级脂肪酸较多的甘油酯熔点较低,常温下呈液态。
(2)从性质上看,油和脂肪均能发生水解反应,油发生氢化反应后可以转变为脂肪。
下列叙述错误的是( )
A.生物柴油由可再生资源制得
B.生物柴油是由不同酯组成的混合物
C.动植物油脂是高分子化合物
D.“地沟油”可用于制备生物柴油
解析:油脂、短链醇均可来自动植物资源,根据化学方程式可知,生物柴油由可再生资源制得,A项正确;根据生物柴油的分子结构可知,生物柴油是由不同酯组成的混合物,B项正确;动植物油脂虽然相对分子质量较大,但不是高分子化合物,C项错误;“地沟油”主要是动植物油脂,利用上述反应,可用于制备生物柴油,D项正确。
C
规律方法指导:(1)信息提取
已知动植物油脂与醇反应制备生物柴油的化学方程式,要求就生物柴油及油脂的有关说法进行判断,并从中找出错误的说法。
(2)形成思路
结合题给方程式,根据油脂的组成、结构及“地沟油”的成分分析解答。
(共43张PPT)
第四章
生命中的基础有机化学物质
第二节 糖 类
新课情境呈现
1863年,美国制造商费伦和卡兰德悬赏一万美金,用来征集更好的乒乓球,因为当时使用的乒乓球是用毛线包着的橡皮做成的,很不方便。
一个名叫海维特的印刷工人被这个征集广告所吸引,他开始投入研制试验。他把棉花浸在浓硫酸和浓硝酸的混合液中,然后加入樟脑,不断搅拌,发现溶液逐渐变得黏稠起来,最后成为一团白色柔软的物质,他将其搓成球状,冷却变硬后把它往地上一扔,“乒”的一声,竟弹起老高。“这不就是乒乓球吗?”惊喜之后,他又做了几个,效果一个比一个好。
费伦和卡兰德拿到海维特送来的新型乒乓球,并把它扔到地上进行试验后,当即拿出一万美元买下了这项发明。因为它的原料是纤维素,所以称它为赛璐珞,意思是来自纤维素的塑料,这是人类制出的第一种塑料。
纤维素属于糖类物质,糖类物质都有甜味吗?葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素的结构与性质是怎样的呢?请让我们一起走进教材第二节:糖类。
课前新知预习
一、糖的组成与分类
多羟基醛
点拨:(1)符合Cm(H2O)n的物质不一定都是糖,如HCHO,糖不一定都符合Cm(H2O)n,如脱氧核糖(C5H10O4)。
(2)糖不都有甜味,如纤维素,有甜味的物质不一定是糖,如木糖醇。
多羟基酮
C、H、O
Cn(H2O)m
不能
葡萄糖
果糖
2~10mol
麦芽糖
蔗糖
多摩尔
淀粉
纤维素
二、几种重要的糖
1.葡萄糖和果糖
(1)分子组成和结构特点。
从组成和结构上看,葡萄糖和果糖互为_____________。
同分异构体
(2)物理性质。
无色
有
易溶
稍溶
不溶
无色
有
易溶
颜色 甜味 溶解性
葡萄糖 _______ _____ 水中_______,乙醇中_______,乙醚中_______
果糖 _______ _____ 在水、乙醇、乙醚中均_______
加成
酯化
加成
2.蔗糖和麦芽糖
C12H22O11
水解
否
葡萄糖和果糖
葡萄糖
同分异构体
比较项目 蔗糖 麦芽糖
相同点 组成 分子式均为____________
性质 都能发生_______反应
不同点 是否含醛基 _____ 是
水解产物 _______________ _________
相互关系 互为_____________
3.淀粉和纤维素
(1)相似点。
①都属于天然_______________,属于多糖,分子式都可表示为____________。
②都能发生水解反应,反应的化学方程式分别为
__________________________________;
_________________________________。
③都不能发生银镜反应。
高分子化合物
(C6H10O5)n
(2)不同点。
①通式中_______不同,不互为同分异构体。
②_______遇碘呈现特殊的蓝色。
(3)用途。
①淀粉:重要营养物质、食品工业原料(如制备葡萄糖、酿制食醋、酿酒等),也是药片中的赋形剂。
②纤维素:用于纺织工业、造纸业等,还用于制备硝酸纤维、醋酸纤维等化工原料。
点拨:淀粉与纤维素分子式中的n不同,不是同分异构体的关系。
n值
淀粉
预习自我检测
1.思维辨析:
(1)所有的糖都有甜味,有甜味的物质是糖。( )
(2)葡萄糖与果糖加氢产物互为同分异构体。( )
(3)单糖与双糖都能发生银镜反应。( )
(4)糖都是天然高分子化合物。( )
×
√
×
×
2.下列说法正确的是( )
A.凡是能溶于水有甜味的物质都属于糖类
B.糖类都能发生水解反应
C.油脂、糖类都属于高分子化合物
D.葡萄糖属于单糖
解析:糖类物质不一定有甜味,有甜味的物质也不一定属于糖类,如淀粉属糖类但无甜味,甘油有甜味但不属于糖类,A错。二糖、多糖可以水解成单糖,但单糖不能水解,B错。油脂和单糖、低聚糖的相对分子质量都比较小,不属于高分子化合物;高分子化合物的相对分子质量一般在一万以上,C错。葡萄糖不能再发生水解,因此葡萄糖属于单糖,D正确。
D
3.关于淀粉的下列说法中,正确的是( )
A.淀粉的分子式是(C6H10O5)n,它由多个单糖分子构成
B.淀粉遇碘化钾溶液显蓝色
C.淀粉与新制的Cu(OH)2混合后煮沸,有红色沉淀生成
D.淀粉在一定条件下能水解,其水解的最终产物是葡萄糖
解析:淀粉的分子式是(C6H10O5)n,它是由多个单糖分子间脱水缩合而成。淀粉由多个单糖单元构成,但不是由多个单糖分子构成;淀粉遇碘单质显蓝色,但遇碘化钾、碘酸钾等不显蓝色;淀粉不显还原性,与新制的Cu(OH)2混合后煮沸,无红色沉淀生成;淀粉属于多糖,在一定条件下能发生水解反应,其水解的最终产物是葡萄糖。
D
课堂探究研析
问题探究:葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,思考下列问题:
1.葡萄糖有哪些化学性质?
2.如何检验葡萄糖含醛基?
3.怎样判断葡萄糖中的羟基数目?
探究提示:1.能与钠反应生成氢气,能发生酯化反应,能被银氨溶液和新制氢氧化铜悬浊液氧化。
2.用银镜反应和与新制氢氧化铜的反应检验醛基存在。
3.1 mol葡萄糖最多能与5 mol乙酸发生酯化反应。
知识点1 葡萄糖的性质
2.葡萄糖分子结构的确定方法——实验法
步骤 实验事实 结论
① 1.8 g葡萄糖完全燃烧只得到2.64 g CO2和1.08 g H2O 实验式为CH2O
② 葡萄糖的相对分子质量为180 分子式为C6H12O6
③ 一定条件,1 mol葡萄糖与1 mol氢气加成生成己六醇 葡萄糖分子中含有一个双键且分子为直链化合物
④ 能发生银镜反应 分子中含有—CHO
⑤ 一定条件下,1.8 g葡萄糖完全酯化生成五乙酸葡萄糖酯,参加反应的乙酸的物质的量为0.05 mol 葡萄糖分子中有5个—OH,且分别在5个碳原子上
⑥ 葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO
分别取1 mol葡萄糖进行下列实验:
(1)银镜反应时,需银氨络合离子_____mol,反应后葡萄糖变为_____________,其结构简式是__________________________。
(2)与乙酸反应生成酯,理论上完全酯化需要_______g乙酸。
(3)若使之完全转化为CO2和H2O,所需氧气的体积在标准状况下为________L,反应的化学方程式是___________________________________________。
典例 1
2
葡萄糖酸铵
CH2OH(CHOH)4COONH4
300
134.4
解析:(1)根据葡萄糖的组成、结构和性质进行推断,发生银镜反应时,1 mol醛基被2 mol[Ag(NH3)2]+氧化,反应后葡萄糖转化为葡萄糖酸铵;(2)葡萄糖分子中含有5个羟基,完全酯化时,从理论上讲,1 mol葡萄糖需5 mol乙酸;(3)若使1 mol葡萄糖(分子式为C6H12O6)完全转化为CO2和H2O需6 mol氧气。
规律方法指导:结合葡萄糖的分子结构和醇、醛的化学性质可知,葡萄糖可发生氧化、加成、酯化等反应,是一种还原性糖。
〔变式训练1〕关于①乙烯 ②苯 ③乙醇 ④乙酸 ⑤葡萄糖等有机物的叙述不正确的是( )
A.可以用新制的Cu(OH)2悬浊液鉴别③、④、⑤
B.只有①、③、⑤能使酸性KMnO4溶液褪色
C.只有②、③、④能发生取代反应
D.一定条件下,⑤可以转化为③
C
问题探究:1.在检验淀粉的水解产物时,为什么不能直接向水解液中加入新制Cu(OH)2悬浊液?
2.若在中和液中加入碘水,溶液不呈蓝色,能否说明淀粉已完全水解?
探究提示:1.用新制Cu(OH)2检验淀粉水解产物葡萄糖时,需在碱性条件下进行,所以需要先加入过量的NaOH溶液中和掉催化剂——稀硫酸后,才能加入新制Cu(OH)2进行后续实验。
2.中和液呈碱性,I2与NaOH可发生反应:I2+2NaOH===NaI+NaIO+H2O,无法检验淀粉是否存在。
知识点2 淀粉水解程度的判断及水解产物的检验
(2)实验现象及结论:
典例 2
根据上述三方案操作及现象首先回答结论是否正确,然后简要说明理由。如果三个方案均不合理,请另设计一个方案来证明淀粉已经水解完全了。
(1)方案甲:______________________________________________________ ______________________________________________________________________________;
(2)方案乙:_______________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________;
甲方案结论不正确。这是因为水解液中加碘水溶液变蓝色有
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
乙方案结论不正确。淀粉水解完全后应用稀碱中和淀粉溶液中
的硫酸,然后再做银镜反应实验。本方案中无银镜现象出现是因为溶液pH<7,
故该溶液中淀粉可能尚未水解,也可能水解完全或部分水解
(3)方案丙:_______________________________________________________ ___________________________________________________;
(4)你的方案:__________________________________________________。
丙方案结论不正确。实验只能证明淀粉已经水解或正在水解,
没有证明是否仍有淀粉存在,所以无法证明淀粉水解完全
合理的方案应该是:
解析:淀粉的特征反应是遇I2变蓝色,淀粉的水解产物葡萄糖的特征反应是银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液的反应,同时理清所用催化剂硫酸对特征反应的干扰。
(1)水解液使碘水变蓝,只能说明淀粉存在,但是是否已经开始水解?没有现象证明;(2)因稀硫酸是该反应的催化剂,在反应中并未被消耗,溶液为酸性,而银镜反应需在碱性溶液中进行;(3)该实验只能说明淀粉已经水解,但是淀粉是否还存在?缺乏相关的现象验证,故该结论的证据不足;(4)为证明淀粉已经完全水解,可在丙方案的基础上添加取水解液,加入碘水,无明显现象,证明淀粉不存在,即证明淀粉水解完全。
规律方法指导:(1)不能在中和液中加入碘水检验淀粉,因为碘与氢氧化钠溶液反应。
(2)不能在水解液中直接加入银氨溶液来检验葡萄糖的存在,原因是银镜反应需在碱性条件下进行。
D
解析:A项,方案正确,结论错误,因为当淀粉部分水解时,残留的淀粉也会使碘水变蓝色;B项,方案设计及结论均不正确,因为当水解液呈酸性时,加入的Cu(OH)2首先与硫酸发生中和反应而无法与葡萄糖作用;C项,方案设计及结论均错误;D项,方案设计与结论均正确。
学科核心素养
1.葡萄糖的结构和性质:
葡萄糖属于多羟基醛,分子中含有—CHO和—OH,具有醛和醇的性质,可以发生氧化反应、还原反应和酯化反应等,不能水解。
2.糖类水解产物的检验方法:
(1)欲检验二糖或多糖的水解产物葡萄糖,必须先加入NaOH溶液中和作催化剂的硫酸,再加入银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液进行检验。
(2)检验淀粉是否存在时,不能用碱性溶液,因为碘与NaOH溶液反应:2NaOH+I2===NaI+NaIO+H2O,因此可在水解液中直接加碘水检验淀粉的存在。
〔即时训练〕
对于蔗糖的说法中,不正确的是( )
A.在蔗糖里加入浓硫酸,可观察到颜色变黑,并有泡沫出现
B.纯净的蔗糖溶液中加入银氨溶液,微热,不发生银镜反应
C.在蔗糖与稀硫酸共热后的溶液中滴加银氨溶液,再水浴加热,看不到有银镜生成
D.蔗糖是最重要的二糖,它的相对分子质量是葡萄糖相对分子质量的两倍
D
解析:A项正确,浓硫酸使蔗糖脱水炭化变黑,而后浓硫酸与碳发生氧化还原反应,生成CO2和SO2气体,出现泡沫;B项正确,蔗糖是非还原性糖,加入银氨溶液,不发生反应;C项正确,虽然蔗糖水解,生成葡萄糖,但在酸性环境中,不能发生银镜反应,必须先加入过量的碱,中和酸才会有银镜反应发生;D项错误,蔗糖的相对分子质量不是葡萄糖的两倍。
规律方法指导:(1)信息提取
A项,蔗糖里加入浓硫酸,会发生什么变化?B项,蔗糖溶液能发生银镜反应吗?C项,向蔗糖与稀硫酸共热后的溶液中滴加银氨溶液,能发生银镜反应吗?D项,蔗糖的分子式为C12H22O11,葡萄糖的分子式为C6H12O6,前者相对分子质量是后者的两倍吗?
(2)形成思路
根据蔗糖的结构与性质,结合浓硫酸的性质、银镜反应的条件等分析解答。
(共49张PPT)
第四章
生命中的基础有机化学物质
第三节 蛋白质和核酸
新课情境呈现
蛋白质是一类含氮的生物高分子化合物,三聚氰胺(结构简式如下图所示)是一种重要的化工原料,可用于阻燃剂、水泥减水剂和高分子合成等领域。一些不法分子却往牛奶中加入三聚氰胺,以提高奶制品的含氮量。
三聚氰胺是一种蛋白质吗?三聚氰胺是高分子化合物吗?三聚氰胺分子中含有碳碳双键吗?三聚氰胺的分子式是C3H6N6吗?
在医院里用高温蒸煮、紫外线照射、喷洒消毒液,在伤口处涂抹酒精溶液等方法来杀菌、消毒。
你知道其中所依据的原理是什么?请让我们一起走进教材第三节:蛋白质和核酸。
课前新知预习
一、氨基酸的结构和性质
1.概念和结构
(1)概念:羧酸分子中烃基上的氢原子被_______取代的化合物。
(2)结构:α-氨基酸的结构简式为____________________,官能团为___________________和_____________________。
氨基
氨基(—NH2)
羧基(—COOH)
(3)常见的氨基酸。
H2N—CH2—COOH
俗名 结构简式 系统命名
甘氨酸 _____________________ α-氨基乙酸
丙氨酸
_____________________ α-氨基丙酸
谷氨酸
_______________________ 2-氨基-1,5-戊二酸
苯丙氨酸
_______________________ α-氨基苯丙酸
2.氨基酸的性质
(1)物理性质。
(2)化学性质
①两性。
氨基酸分子中既含有羧基,又含有氨基,是_______化合物,因而能与_____、_____反应生成盐。
大多数能溶
能溶
难溶
两性
酸
碱
颜色状态 熔点 溶解性
水 强酸或强碱 乙醇、乙醚
无色晶体 较高 _____________ _______ _______
氨基
羧基
一分子
点拨:(1)天然氨基酸都是α-氨基酸。
(2)形成二肽的反应可看作是取代反应,与酯化反应类似,形成多肽的反应是缩聚反应。
(3)氨基酸与另外的氨基酸之间可形成肽键,本身也可形成肽键。
二、蛋白质的结构与性质
1.蛋白质的组成结构
(1)组成元素:蛋白质中主要含有_________________等元素,属于天然有机_________化合物。
(2)四级结构。
C、H、N、O
高分子
2.蛋白质的主要性质
(1)两性。
蛋白质的多肽由氨基酸脱水形成,在多肽链的两端存在着自由的_____________,侧链中也有酸性或碱性基团,因此,蛋白质既能与_____反应,又能与_____反应。
氨基和羧基
酸
碱
可逆
氨基酸
(4)变性。
加热
强酸
强碱
重金属盐
生理活性
不可逆
概念 在某些物理因素或化学因素的影响下,蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象
影响
因素 物理因素 _______、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等
化学因素 _______、_______、___________、乙醇、福尔马林、丙酮等
特点 变性会使蛋白质的结构发生变化,使其失去__________,在水中不能重新溶解,是_________过程
(5)颜色反应。
分子中含有苯环的蛋白质遇浓硝酸呈_______。
(6)蛋白质灼烧有___________的气味。
点拨:(1)中学所讲蛋白质的颜色反应是含苯环的蛋白质与浓硝酸的反应,不是所有的蛋白质都能与浓硝酸发生颜色反应。
(2)不要混淆蛋白质的盐析与蛋白质与重金属盐的变性反应,前者可逆,是物理变化,后者不可逆,是化学变化。
(3)蛋白质的水解反应,断裂的是肽键,与酯的水解类似。
黄色
烧焦羽毛
三、酶
1.概念
是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催化作用的有机物,其中大多数是_________。
2.催化特点
(1)条件_______、不需加热。
(2)具有高度的_________。
(3)具有高效_______作用。
蛋白质
温和
专一性
催化
四、核酸
1.概念
核酸是一类含磷的生物高分子化合物。
2.分类
3.性质:具有_____性。
酸
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1.思维辨析:
(1)氨基酸是一种既能与强碱反应又能与强酸反应的高分子化合物。( )
(2)酶的催化作用是温度越高越好。( )
(3)蛋白质遇浓硝酸都会显黄色。( )
(4)硫酸铵溶液一定会使蛋白质发生盐析。( )
×
×
×
×
2.下列对氨基酸和蛋白质的描述正确的是( )
A.氨基乙酸和硝基乙烷互为同分异构体
B.氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性
C.α-氨基丙酸与α-氨基苯丙酸混合物脱水成肽,只生成2种二肽
D.氨基酸溶于过量氢氧化钠溶液中生成的离子,在电场作用下向负极移动
A
解析:氨基乙酸和硝基乙烷(C2H5—NO2)的分子式均为C2H5O2N,两者是不同的物质,互为同分异构体,A项正确;遇重金属离子变性是蛋白质特有的性质,氨基酸无变性的性质,B项错误;α-氨基丙酸与α-氨基苯丙酸可以形成的二肽有:α-氨基丙酸自身脱水形成的二肽、α-氨基苯丙酸自身脱水形成的二肽、α-氨基丙酸脱羧基中的—OH和α-氨基苯丙酸脱氨基中的H形成的二肽、α-氨基丙酸脱氨基中的H和α-氨基苯丙酸脱羧基中的—OH形成的二肽,共4种二肽,C项错误;氨基酸与NaOH溶液反应形成的阴离子,在电场作用下向正极移动,D项错误。
3.蛋白质是人体必需的重要营养成分之一,下列食物中,富含蛋白质的是( )
A.豆油 B.馒头
C.西红柿 D.豆腐
解析:A项,豆油主要成分是油脂;B项,馒头的主要成分是淀粉;C项,西红柿富含维生素;D项,豆腐主要成分是蛋白质。
D
4.下列有关蛋白质的叙述不正确的是( )
A.蛋白质中含有碳、氢、氧、氮等元素
B.蛋白质属于高分子化合物
C.蛋白质可完全水解生成氨基酸
D.消毒过程中细菌蛋白质发生了盐析
D
课堂探究研析
问题探究:
分析讨论甘氨酸和丙氨酸在一定条件下能形成几种二肽?并写出可能形成的二肽的结构简式。
探究提示:4种。
知识点1 氨基酸的性质和成肽反应
3.肽键的形成
氨基酸分子的羧基与另外1个氨基酸分子的氨基脱水形成肽键(与酯化反应类似),根据参与反应的羧基或氨基的不同可形成多种二肽。如谷氨酸与谷氨酸之间形成两种二肽;甘氨酸与丙氨酸可形成4种二肽:
4.分子间或分子内脱水成环
5.氨基酸分子缩聚成高分子化合物
典例 1
D
B
问题探究:
1.一般说来用热水溶解洗衣粉后去污效果较好,但是用热水溶解的加酶洗衣粉去污效果反而很差,为什么?
2.医院里常用高温高压的方法对医疗器械进行消毒,给病人注射时常用酒精棉球擦拭皮肤消毒。它们的原理是什么?
知识点2 蛋白质的性质
探究提示:1.加酶洗衣粉主要是利用酶的催化作用去污,由于加热可以使蛋白质变性,使酶失去催化作用,
因此用热水溶解加酶洗衣粉去污效果较差。
2.病菌、病毒中都含有蛋白质,高温,高压消毒、酒精消毒,都能使病菌、病毒中的蛋白质变性,使病菌、病毒死亡。
知识归纳总结:
1.蛋白质的水解:在酸、碱或酶的作用下,肽键断裂,碳原子连接羟基,氮原子连接氢原子。
肽键水解原理示意图如下:
2.盐析和变性的比较:
盐析 变性
概念 蛋白质在某些盐的浓溶液中溶解度降低而析出 蛋白质在加热、强酸、强碱等条件下性质发生改变而凝结起来
特征 可逆 不可逆
实质 溶解度降低,物理变化 结构、性质改变,化学变化
条件 碱金属、镁、铝等轻金属盐或铵盐的浓溶液 加热、强酸、强碱、强氧化剂、紫外线、重金属盐、苯酚、甲醛、乙醇等
用途 分离、提纯蛋白质 杀菌、消毒
实例 硫酸铵或硫酸钠等盐溶液使蛋白质盐析 重金属盐(例如硫酸铜)溶液能使蛋白质变性
下列关于蛋白质的叙述中,不正确的是( )
①向蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液,有沉淀析出,虽再加入蒸馏水,也不溶解
②人工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年首次合成的
③重金属盐能使蛋白质变性,所以误食重金属盐会中毒
④浓硝酸溅在皮肤上,使皮肤呈黄色是由于浓硝酸与蛋白质发生了颜色反应
⑤蛋白质溶液里的蛋白质能透过半透膜
A.①④ B.①④⑤ C.①⑤ D.④⑤
典例 2
C
规律方法指导:(1)物理因素使蛋白质变性,发生的是化学变化。
(2)蛋白质溶液是胶体,与盐溶液作用发生凝聚。
(3)酶是蛋白质,温度高,蛋白质发生变性,因此,并不是温度越高,酶的催化效果越好。
〔变式训练2〕人类肝脏蛋白质两谱三图三库于2010年全面破译完成,它将为肝脏疾病的预警、预防、诊断和治疗提供科学依据。下列关于乙肝病毒的主要成分的说法不正确的是( )
A.属于高分子化合物
B.水解的最终产物能与酸或碱反应
C.遇浓硝酸会变性
D.水解时碳氧键断裂
D
学科核心素养
氨基酸、蛋白质的组成、结构与性质
1.成肽反应:
(1)两分子氨基酸发生脱水缩合时,一个分子中的羧基脱去羟基,一个分子中的氨基脱去氢原子,形成肽键。
(2)两个不同的氨基酸分子缩合时,可产生不同的二肽,所以在判断产物时要考虑生成肽键的官能团位置。
2.有关蛋白质、氨基酸的计算技巧:多个氨基酸分子缩合可以形成蛋白质,而要计算某个蛋白质分子水解后的氨基酸分子的个数,需要很多条件,在解题过程中,可以采用守恒的思想来考虑。
(1)最少氨基和羧基的数目=肽链数
(2)肽键数=氨基酸数目-肽链数
(3)对于一条肽链来说,脱去的水分子数=肽键数=氨基酸数-1
(4)蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸的平均相对分子质量-18×水分子数
3.氨基酸与烷烃的硝基化合物、与含氨基和酯基的化合物、与含肽键和羟基的化合物是类别异构。
〔即时训练〕
当含有下列结构片断的蛋白质水解时,产生的氨基酸的种类是( )
A.2种 B.3种
C.4种 D.5种
B