1、第七章有機化合物第四節基本營養物質第2課時蛋白質油脂 一、蛋白質1.組成特點蛋白質是構成細胞的基本物質,是一類非常復雜的天然有機高分子,由_等元素組成。碳、氫、氧、氮、硫2.化學性質(1)蛋白質的水解反應蛋白質 _ _多肽氨基酸(2)蛋白質的變性按下列實驗操作完成實驗:實驗現象:加入醋酸鉛溶液,試管內蛋白質_;加入蒸餾水后沉淀_。產生沉淀不溶解結論:在某些物理因素或化學因素的影響下,蛋白質的理化性質和生理功能發生改變的現象,稱為蛋白質的變性。能使蛋白質變性的因素有物理因素:_、加壓、攪拌、振蕩、_、超聲波等;化學因素:_、_、_、三氯乙酸、乙醇、丙酮、甲醛等有機物。加熱紫外線照射強酸強堿重金屬

2、鹽蛋白質的變性是一個_過程,變性后的蛋白質在水中_,同時也會失去_。利用蛋白質的變性,可用于殺菌消毒,而疫苗等生物制劑的保存則要防止變性。不可逆不溶解原有的生理活性【情境思考】醫院里常用高溫蒸煮、紫外線照射處理醫療器械,采取在傷口處噴灑消毒劑、涂抹醫用酒精等方法來消毒、殺菌,防止傷口感染。這樣做的根據是什么?提示:細菌、病毒等都含有蛋白質,高溫蒸煮、紫外線以及消毒劑都可以使蛋白質變性,喪失生理活性。(3)蛋白質的特征反應顏色反應:向盛有雞蛋清溶液的試管中滴加35滴濃硝酸,在酒精燈上微熱,觀察到的現象是_。實驗結論:_,常用此反應來鑒別蛋白質。溶液遇濃硝酸變黃色濃硝酸可使某些蛋白質顯黃色蘸取少量

3、雞蛋清或取一根頭發,放在酒精燈火焰上灼燒,可聞到_。常用此反應區分毛料纖維與合成纖維。燒焦羽毛的特殊氣味【巧判斷】(1)蛋白質溶液遇到鹽就會變性。()提示:。只有重金屬鹽才可以使蛋白質變性。(2)可以用灼燒法來區別棉線和羊毛線。()提示:。棉屬于糖類,羊毛屬于蛋白質,灼燒時羊毛線有燒焦羽毛的氣味,而棉線沒有。3.蛋白質的用途蛋白質是人類必需的營養物質,絕大多數酶是蛋白質,是生物體內重要的催化劑。蛋白質在醫藥、食品、紡織等領域有重要的應用價值。【做一做】蛋白質是生命的基礎,沒有蛋白質就沒有生命。 (1)蛋白質分子中主要含有_四種元素。(2)蛋白質是人體必需的營養物質之一,下列各類食物中,蛋白質含

4、量最豐富的是_(填字母)。(3)蛋白質在一定條件下能發生變性,從而失去生理活性。萬一誤服硫酸銅溶液,此時應立即做怎樣的處理?_。【解析】(1)蛋白質的主要構成元素有碳、氫、氧、氮,除此之外還有硫、磷、鐵、鋅等元素;(2)蛋白質的來源有兩種:一種是動物性蛋白質,如雞、鴨、魚、肉、蛋等;另一種是植物性蛋白質,如水果、蔬菜、豆類等,其中以動物性蛋白質含量最為豐富;(3)硫酸銅是重金屬鹽,誤服硫酸銅溶液,應立即喝大量的牛奶或雞蛋清來緩解毒性,以減輕人體蛋白質中毒的程度。答案:(1)碳、氫、氧、氮(2)C(3)喝大量牛奶或雞蛋清二、油脂1.油脂的分子結構(1)油脂是由多種_跟_生成的酯,其結構如圖所示:

5、高級脂肪酸甘油結構式里,R1、R2、R3為同一種烴基的油脂稱為簡單甘油酯;R1、R2、R3為不同種烴基的油脂稱為混合甘油酯。天然油脂大都是混合甘油酯。(2)組成油脂的高級脂肪酸種類較多,常見的有:飽和脂肪酸:如硬脂酸,結構簡式為_;軟脂酸,結構簡式為_。不飽和脂肪酸:如油酸,結構簡式為_;亞油酸,結構簡式為_。C17H35COOHC15H31COOHC17H33COOHC17H31COOH(3)脂肪酸的飽和程度對油脂熔點的影響植物油為含較多 _成分的甘油酯,常溫下一般呈_態;動物油為含較多_成分的甘油酯,常溫下一般呈_態。不飽和脂肪酸液飽和脂肪酸固2.油脂的化學性質(1)油脂的水解反應油脂+水

6、 _油脂+氫氧化鈉 _高級脂肪酸+甘油高級脂肪酸鈉+甘油(2)油脂的氫化反應植物油分子中存在 ,能與氫氣發生_反應,將_油脂轉化為_油脂。加成液態半固態3.油脂在人體內的轉化油脂在人體小腸中通過酶的催化可以發生水解反應,生成高級脂肪酸和甘油,然后再分別氧化分解,釋放能量。【微思考】油脂和蛋白質都是天然高分子化合物嗎?提示:蛋白質是天然高分子化合物,油脂雖然相對分子質量較大,但比高分子化合物要小得多,油脂不屬于高分子化合物。【情境思考】氫化植物油是一種人工油脂,包括人們熟知的奶精、植脂末、人造奶油、代可可脂等。它是普通植物油在一定的溫度和壓力下加入氫催化而成。經過氫化的植物油硬度增加,保持固體的

7、形狀,可塑性、融合性、乳化性都增強,可以使食物更加酥脆。同時,還能夠延長食物的保質期,因此被廣泛地應用于食品加工。植物油氫化的反應屬于哪一類有機化學反應?為什么氫化植物油可以延長食物的保質期?提示:植物油中含有一定數量的碳碳雙鍵,催化加氫屬于加成反應;含有碳碳雙鍵的有機物容易被空氣中的氧氣氧化,碳碳雙鍵被加成后變成單鍵,不易被氧化變質。知識點一蛋白質化學性質的應用【重點釋疑】1.鑒別蛋白質的兩種方法:方法一:利用顏色反應鑒別蛋白質可利用蛋白質的顏色反應,即某些蛋白質遇到濃硝酸變黃。方法二:灼燒蛋白質灼燒時產生特殊的氣味,即燒焦羽毛的氣味。2.蛋白質鹽析與變性的比較鹽析變性概念蛋白質在某些鹽的濃

8、溶液中因溶解度降低而析出蛋白質在加熱、酸、堿等條件下性質發生改變而聚沉特征可逆不可逆實質溶解度降低,物理變化結構、性質改變,化學變化鹽析變性條件堿金屬、鎂、鋁等輕金屬鹽的濃溶液及銨鹽溶液加熱、強酸、強堿、重金屬鹽類、紫外線、X射線、甲醛、酒精、苯甲酸等用途提純蛋白質殺菌消毒【思考討論】(1)為什么生物實驗室用甲醛溶液(福爾馬林)保存動物標本?提示:甲醛溶液能使動物標本蛋白質及細菌病毒蛋白質變性而失去生理活性。(2)鋇鹽也屬于重金屬鹽,醫院在做胃透視時要服用“鋇餐”BaSO4為何不會中毒?能否改服BaCO3?提示:BaSO4是一種不溶性的重金屬鹽, BaCO3在胃酸的作用下會溶解,重金屬離子Ba

9、2+會使人體蛋白質變性而中毒,所以不能服用BaCO3。【案例示范】 【典例】(2019蘭州高一檢測)2018年諾貝爾化學獎獲得者為弗朗西斯阿諾德(Frances H. Arnold)、喬治史密斯(George P. Smith)及格雷戈里溫特(Gregory P. Winter)爵士。上述三位化學獎得主成功利用基因變化和選擇研究出可以解決人類化學問題的蛋白質。關于蛋白質的組成與性質的敘述正確的是()A.蛋白質在酶的作用下水解的最終產物為氨基酸B.向蛋白質溶液中加入CuSO4、Na2SO4濃溶液,均會使其變性C.天然蛋白質僅由碳、氫、氧、氮四種元素組成D.蛋白質、纖維素、油脂都是高分子化合物【解

10、題指南】解答本題應注意以下兩點:(1)蛋白質的變性是化學變化,具有不可逆性。蛋白質的鹽析是物理變化,具有可逆性。(2)掌握蛋白質變性和鹽析的條件。【解析】選A。蛋白質水解的最終產物為氨基酸,故A正確;Na2SO4是輕金屬鹽,向蛋白質溶液中加入Na2SO4濃溶液,會使其發生鹽析而不是變性,故B錯誤;某些蛋白質還含有S、P等元素,故C錯誤;蛋白質和纖維素是高分子化合物,油脂不屬于高分子化合物,故D錯誤。【遷移應用】(2018濟寧高一檢測)下列說法中錯誤的是()A.在豆漿中加入少量的石膏,能使豆漿凝結為豆腐B.酶是一種蛋白質,溫度越高,酶的催化活性越強C.用灼燒的方法可以鑒別毛織物和棉織物D.濃硝酸

11、使皮膚呈黃色是由于濃硝酸與蛋白質發生了顏色反應【解析】選B。在一定溫度范圍內,溫度越高,酶的催化活性越強,但超過一定溫度,溫度越高,酶的催化活性越低,甚至完全喪失活性,B項是錯誤的。A項中實際是在蛋白質和水的混合體系中加入無機鹽,使蛋白質的溶解度降低,形成凝膠,而蛋白質的生理活性沒有發生變化;C項中毛織物的主要成分是天然蛋白質,灼燒有燒焦羽毛的氣味,棉織物的主要成分是纖維素,灼燒時,無明顯的氣味;D項敘述是正確的。【補償訓練】下列敘述不正確的是()A.蛋白質屬于天然有機高分子化合物,沒有蛋白質就沒有生命B.所有蛋白質遇濃硝酸都變黃,稱為顏色反應C.人工最早合成的具有生命活性的蛋白質結晶牛胰島素

12、是中國科學家在1965年合成的D.可以用灼燒法來鑒別蛋白質【解析】選B。蛋白質是生命的基礎,A正確;蛋白質與濃硝酸的顏色反應,只有含苯環的蛋白質才能顯黃色,不含苯環的蛋白質沒有這一性質,B錯誤;C為常識性知識,正確;蛋白質灼燒時有燒焦羽毛氣味,這一性質常用來鑒別物質中是否含有蛋白質,D正確。【素養提升】1.從市場上購得一件白色紡織品,衣服的銘牌上注明衣物的主要成分是蠶絲,怎樣通過簡單的方法證明此衣物的真假?提示:從衣物上取一線頭,放在火上灼燒,若有燒焦羽毛的氣味,此衣物為真品,否則為假冒偽劣。2.硫酸鋇既不溶于水也不溶于酸,可作為造影劑,用于檢查消化道有無病變,俗稱“鋇餐”。但是碳酸鋇因為可以

13、溶于胃酸,因此誤服后會使人中毒,中毒患者可以通過服用大量蛋清、牛奶或者豆漿來解毒。為什么蛋清、牛奶或者豆漿可以解毒?提示:牛奶、蛋清、豆漿中含有豐富的蛋白質,而蛋白質與重金屬鹽作用時,能形成不溶于水的化合物,在一定程度上可以起到緩解毒性的作用。知識點二油脂的化學性質【重點釋疑】1.油脂的化學性質(2)水解反應酸性或酶的作用下水解油脂在人體中(在酶的作用下)水解,生成高級脂肪酸和甘油,被腸壁吸收,作為人體的營養物質。堿性水解(皂化反應)油脂在堿性(NaOH)條件下的水解反應中生成的高級脂肪酸的鈉鹽是肥皂的主要成分。所以將油脂在堿性條件下的水解反應稱為皂化反應。注意: 酸或堿均可催化酯的水解反應,

14、但堿能使水解反應趨于完全。2.油脂和礦物油的比較物質油脂礦物油脂肪油組成多種高級脂肪酸的甘油酯多種烴(石油及其分餾產品)含飽和烴基含不飽和烴基物質油脂礦物油脂肪油性質固態或半固態液態具有烴的性質,不能水解能水解并部分兼有烯烴的性質鑒別加含酚酞的NaOH溶液,加熱,紅色變淺加含酚酞的NaOH溶液,加熱,無變化【思考討論】(1)能否用植物油萃取溴水中的溴?提示:不能,植物油含有不飽和鍵,能與溴發生反應。 (2)人們經常用熱的純堿溶液洗滌炊具上的油污,其原理是什么?提示:炊具上的油污一般是油脂,它屬于酯類物質,不溶于水。在堿性條件下水解生成易溶于水的高級脂肪酸鹽和甘油。純堿水溶液呈堿性,并且溫度越高

15、,堿性越強,因此用熱的純堿溶液洗滌炊具上的油污效果很好。【案例示范】 A.植物油和礦物油均不能使溴水褪色B.油脂屬于酯類,沒有固定的熔沸點C.油脂的水解反應叫皂化反應D.由反應后反應液使石蕊試液變紅色可以判斷皂化反應基本完成【解題指南】解答本題應注意以下兩點:(1)油脂屬于酯類,天然油脂是混合物。(2)植物油中含有碳碳雙鍵。【解析】選B。植物油是不飽和脂肪酸和甘油形成的酯,結構中含碳碳雙鍵,能使溴水褪色,故A錯誤;油脂中含有多種高級脂肪酸甘油酯,屬于混合物,故B正確;油脂只有在堿性條件下的水解是皂化反應,故C錯誤;皂化反應是在堿性條件下進行,不會使石蕊試液變為紅色,故D錯誤。【母題追問】(1)

16、 分子中R不同,稱為混甘油酯,該油脂是混合物嗎?提示:不是。單甘油酯和混甘油酯均為純凈物。天然油脂是由多種油脂構成的,屬于混合物。(2)油脂的硬化反應與哪種官能團有關?提示:碳碳雙鍵。油脂的硬化又叫油脂的氫化反應,與油脂中的碳碳雙鍵有關。【易錯警示】酯與油脂的區別(1)酯是無機含氧酸或有機羧酸與醇通過酯化反應生成的一類有機物,而“油脂”是高級脂肪酸與丙三醇形成的酯,故“酯”中包含“脂”,注意兩字的書寫,“油脂”不能寫為“油酯”。(2)“油”和“脂”都是高級脂肪酸甘油酯。“油”一般不飽和程度較高,熔點較低,室溫下為液態;“脂”一般飽和程度較高,熔點較高,室溫下為固態,又稱為“脂肪”。油通過氫化可

17、以轉化為脂肪。另外,油脂是混合物。【遷移應用】1.一些不法分子受利益驅動,非法從下水道和泔水中提取“地溝油”,并作為食用油低價銷售給一些小餐館。“地溝油”是一種質量極差、極不衛生的非食用油,它含有毒素,流入江河會造成水體富營養化,一旦食用,會破壞白血球和消化道黏膜,引起食物中毒,甚至致癌。下列說法不正確的是()世紀金榜導學號A.油脂是高級脂肪酸與甘油形成的酯類化合物B.通過油脂的堿性水解來制肥皂C.牛油可以使溴的四氯化碳溶液褪色,也可以與氫氣發生加成反應D.地溝油經過一系列加工后,可以轉化為生物柴油用作發動機燃料【解析】選C。牛油中不含有碳碳雙鍵,故不能使溴的四氯化碳溶液褪色,也不能與氫氣發生

18、加成反應。2.區別植物油和礦物油的正確方法是()A.加酸性高錳酸鉀溶液,振蕩B.加NaOH溶液,煮沸C.加新制Cu(OH)2懸濁液,煮沸D.加溴水,振蕩【解析】選B。植物油中含有碳碳不飽和鍵,能使酸性KMnO4溶液或溴水褪色,有些礦物油含有烯烴,也能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色,A、D項無法區別;植物油屬于酯類,在NaOH溶液中煮沸時,水解后的生成物能溶于水,礦物油無此性質,故B項可區別植物油和礦物油。【補償訓練】(2019威海高一檢測)下列關于油脂的說法不正確的是()A.油脂在人體內的水解產物是硬脂酸和甘油B.天然油脂大多是由混合甘油酯分子組成的混合物C.脂肪里的飽和烴基的相對含量較大,熔點較高D.油脂的主要成分是高級脂肪酸的甘油酯,屬于酯類【補償訓練】(2019威海高一檢測)下列關于油脂的說法不正確的是()A.油脂在人體內的水解產物是硬脂酸和甘油B.天然油脂大多是由混合甘油酯