高中化学 《生命中的基础有机化学物质 归纳与整理》学案2 新人教版选修5

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1、 生命中的基础有机化学物质 六大营养物质：糖类、油脂、蛋白质、无机盐、水、维生素 知识点1：.油脂 1.组成和结构 （1）.定义: 油和脂肪统称为油脂,是由多种高级脂肪酸和甘油反应生成的酯,属于酯类。 （2）.分类：油——常温呈液态；脂肪——常温呈固态 （3）.组成: C、H、O （4）.结构： 2.油脂的物理性质 油脂不溶与水，比水轻（密度在0.9—0.95g/cm3之间),易溶于有机溶剂。（注：饱和链烃基含量高的油脂熔点较高，常温时呈固态，固态油脂常称为脂肪；不饱和烃基含量高的油脂熔点通常较低，常温时呈液态，液态的油脂常称为油。） 3.油脂的化学性质 （1）油脂

2、的氢化：油脂由于分子中有不饱和双键，能发生加成反应和氧化反应，故易变质。为了便于运输和储存，通常改变油脂的结构。 ①这个反应叫做油脂的氢化（或硬化），属于加成反应、还原反应。 ②工业上常利用油脂的氢化反应把多种植物油转变成硬化油。 （2）油脂的水解反应： ①酸性条件下水解：工业上以油脂为原料制高级脂肪酸和甘油。 ②碱性条件下水解：油脂在碱性条件下的水解反应叫皂化反应。工业上就是利用皂化反应来制取肥皂的。肥皂的主要成分是高级脂肪酸钠。 3、肥皂的制取原理 知识点2：糖类；从结构上看, 糖类一般是多羟基醛或多羟基酮,以及水解生成它们的物质。 糖类是绿色植物光合反

3、应的产物。由C、H、O元素组成，常用通式Cn(H2O)m来表示。所以糖类又叫碳水化合物。糖类大都可用Cn(H2O)m来表示，但符合这一通式的不一定都是糖。如甲醛HCHO  C(H2O),乙酸CH3COOH  C2(H2O)2，而不符合Cn(H2O)m这一通式的一些物质也属于糖类，如脱氧核糖C5H10O4、鼠李糖C6H12O5。 糖类分为单糖、二糖和多糖。 1、葡萄糖和果糖： 化学性质: （1）氧化反应：C6H12O6（s）+6O2(g)→6CO2（g）＋6H2O（l）+放热 与银氨溶液反应 与新制氢氧化铜反应 （2）还原反应 （3）酯化反应： 总结：葡萄糖

4、与果糖互为同分异构体，葡萄糖分子中含有醛基能发生银镜反应，Cu2O砖红色沉淀反应，但果糖分子中含有羰基及多羟基，羰基受多羟基影响有很强的还原性，也能发生银镜反应，Cu2O砖红色沉淀反应，故不能用上述二反应鉴别二者。 （4）葡萄糖的制法： 2、蔗糖、麦芽糖 蔗糖 麦芽糖 分子式 C12H22011 结构差异 不含醛基 含醛基 来源 在植物体内由葡萄糖、果糖缩合生成。 C6H1206 + C6H1206 H20+ C12H22011 （果糖）（葡萄糖） 淀粉水解糖化而成。 2(C6H10O5)n+nH20 nC12H22011 淀粉

5、 （麦芽糖） ①不显还原性，不发生银镜反应 ①有还原性能发生银镜反应 性质差异 ②可水解，生成一分子果糖和一分子葡萄糖 ②可水解，生成二分子葡萄糖 ③有甜味 ③有甜味，但不如蔗糖甜 3、淀粉纤维素 （1）多糖是由很多个单糖分子按照一定方式，通过在分子间脱去水分子而成的多聚体。因此多糖也称为多聚糖。一般不溶于水，没有甜味，没有还原性。 （2）淀粉与纤维素的比较： 淀粉 纤维素 分子组成 (C6H1005)n (C6H1005)n（与淀粉分子式中的n是不同的值） 结构特点 几百个到几千个葡萄糖单元构成的高分子化合物，有直链及支链结构。

6、几千个葡萄糖单元构成的高分子化合物，与淀粉不是同分异构体。分子的一个结构单元含三个醇羟基。 物理性质 白色粉末状物质。不溶于冷水，在热水里淀粉颗粒会膨胀破裂，有一部分淀粉会溶解在水里，另一部分悬浮在水里，形成胶状淀粉糊。 白色、无臭、无味的物质，不溶于水，也不溶于一般有机溶剂 化学性质 1. 不与银氨溶液发生银镜反应。不显还原性，是一种非还原性糖； 2. 在稀酸作用下发生水解，最终产物是葡萄糖，在人体内也水解为葡萄糖； 3. 淀粉遇碘后变蓝色 1. 不与银氨溶液发生银镜反应，不显还原性，是一种非还原性糖； 2. 在酸作用下水解，最终产物是葡萄糖，但比淀粉水解困难（需水浴加热，

7、用70％的H2S04催化） 3. 与硝酸发生酯化反应 （3）淀粉、纤维素水解： ①淀粉、纤维素水解都用H2SO4做催化剂，但淀粉用 20％H2SO4，纤维素用90％H2SO4，均需微热； ②检验产物时，必须用NaOH溶液中和过量的酸，才能用银氨溶液或新制Cu(OH)2，进行检验。 ③淀粉是否发生水解的判断：利用淀粉遇碘变蓝的反应和其水解最终产物葡萄糖能发生银镜反应来判断淀粉是否发生水解和水解进行程度。如淀粉没有水解，则不能发生银镜反应；如淀粉已完全水解，则遇碘不能变蓝色；如既能发生银镜反应，又能遇碘变蓝色，则说明淀粉仅部分水解。 知识点3：蛋白质和核酸 1、氨基酸的结构与性质

8、 （1）氨基酸的定义：从结构上说，氨基酸是羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基取代的化合物。 （2）氨基酸的分类：氨基酸可分为α-氨基酸、β-氨基酸、…等；组成天然蛋白质的都是α-氨基酸。四种常见的α-氨基酸： 甘氨酸（氨基乙酸） CH2(NH2)COOH 丙氨酸（α-氨基丙酸）CH3CH(NH2)COOH 苯丙氨酸（α-氨基-β -苯基丙酸） C6H5CH2CH(NH2)COOH 谷氨酸（α-氨基戊二酸）HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH （3）氨基酸的结构： ①结构简式均可表示为： ②分子结构中均含有两种官能团即：氨基和羧基。 （4）氨基酸的物理性质：天

9、然氨基酸是无色晶体，熔点较高，在200-300℃时熔化分解，一般能溶于水而难溶于乙醇、乙醚…… （5）氨基酸的化学性质： ①两性：氨基酸分子中含有氨基能与酸反应，含有羧基能与碱反应。 盐酸氨基乙酸 氨基乙酸钠 ②成肽反应：两个氨基酸分子（可以相同，也可以不同），在酸或碱的存在下加热，通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水，缩合成含有肽键（）的化合物，称为成肽反应。 2、蛋白质的组成 （1）蛋白质的定义：由不同的氨基酸(天然蛋白质都是α-氨基酸)经缩聚形成的有机高分子化合物。 ①蛋白质的基本组成单位是氨基酸。 ②蛋白质属于天然有机高分子化合物，为混合物。 （

10、2）蛋白质的组成： ①蛋白质是由C、H、O、N、S等元素组成。 ②蛋白质的相对分子质量很大，从几万到几千万，是天然高分子化合物。 ③天然蛋白质的结构复杂，种类繁多，但水解的最终产物都是α-氨基酸。 （3）蛋白质的性质 ①两性：蛋白质的结构含有—NH2和—COOH，故有两性，它能分别与酸、碱反应，生成盐。 ②水解反应：在酸、碱或酶的催化作用下，水解成相对分子质量较小的肽类化合物，最终逐步水解得到各种氨基酸。 ③蛋白质具有胶体的性质：有些蛋白质能溶于水，由于蛋白质分子直径相对很大。已达到胶体微粒的大小，故蛋白质溶液能发生丁达尔效应。 ④盐析：加入浓的无

11、机轻金属盐(如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)，可以降低蛋白质的溶解度，从而析出蛋白质，这种作用称为盐析。盐析是一个可逆的过程，故不影响蛋白质的性质。利用多次盐析的方法分离、提纯蛋白质。盐析的过程是物理变化。 ⑤变性：在热、酸、碱、重金属盐、紫外线等作用下，蛋白质会发生性质上的改变而凝结，同时也失去了生理活性，这种现象叫变性。由蛋白质变性引起的蛋白质凝结是不可逆的，是化学变化。 总结：蛋白质盐析和变性的比较： 盐 析 变 性 变化条件 浓的(钾、钠、铵)盐 受热、紫外线、酸、碱、重金属盐、甲醛 反应类别 物理变化 化学变化 变化过程 可逆 不可逆 用途 分离、提

12、纯蛋白质 杀菌、消毒 ⑥颜色反应：含有苯基的蛋白质和浓HNO3作用显黄色，称为“黄蛋白”反应，用于鉴别蛋白质。 ⑦燃烧产生烧焦羽毛气味。用于区别合成纤维与蛋白质(如真丝、蚕丝、纯毛、毛线等) （5）酶：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蛋白质。酶的催化作用的特点：①条件温和、不需加热。在接近体温和接近中性的条件下，酶就可以起作用。在30℃～500℃之间酶的活性最强，超过适宜的温度时，酶将逐渐失去活性。②具有高度的专一性。如蛋白酶只能催化蛋白质的水解反应；淀粉酶只对淀粉水解起催化作用，如同一把钥匙开一把锁一样。③具有高效催化作用。酶催化的化学反应速率，比普通催化剂高10

13、7~1013倍。 3、核酸 核酸是含磷生物高分子化合物，分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），DNA是生物体遗传信息的载体，蛋白质合成的模板；RNA参与生物体内蛋白质的合成。 【典型例题】 例1. 下列关于糖类的叙述正确的是（ ） A. 含有C、H、O三种元素的有机物叫糖 B. 糖类物质均能发生银镜反应 C. 糖类物质都有甜味 D. 糖是多羟基醛或多羟基铜以及能水解生成它的物质 例2. 下列关于油脂的叙述中，不正确的是（ ） A. 油脂没有固定的熔点和沸点，所以油脂是混合物 B. 油脂是由高级脂肪酸和甘油所生成的酯 C. 油脂是酯的一

14、种 D. 油脂都不能使溴水褪色 例3. 向淀粉中加少量的稀硫酸，加热使之发生水解，为测定水解的程度所需下列试剂是（ ） ①NaOH溶液 ②新制氢氧化铜浊液 ③碘水 ④BaCl2溶液 A. ②③ B. ①②③ C. ①②④ D. ②③④ 例4. 某同学为了检验淀粉的水解情况，设计了如下三个实验方案： 方案甲： 结论：淀粉未水解； 结论：淀粉未水解； 结论：淀粉已完全水解。 根据以上操作、现象判断结论是否正确，不正确的请说明原因。 例5. 在某些酶的催化下，人体内葡萄糖的代谢有如下过程： 请填空： （1）过程①是________反应，过程②是__

15、______反应。过程③是________反应（填写反应类型的名称）。 （2）过程④的另一种生成物是________（填写化学式）。 （3）上述物质________和________互为同分异构体（填写字母代号）。 高考试题汇编：糖类 油脂 蛋白质 合成材料 1．（08年天津理综）二十世纪化学合成技术的发展对人类健康平和生活质量的提高做出了巨大贡献。下列各组物质全部由化学合成得到的是 A．玻璃 纤维素 青霉素B．尿素 食盐 聚乙烯C．涤沦 洗衣粉 阿斯匹林D．石英 橡胶 磷化铟 2．（08年山东理综）下列叙述合理的是 A．金属材料都是导体，非金属材料都是绝缘体

16、B．棉、麻、丝、毛及合成纤维完全燃烧都只生成CO2和H2O C．水电站把机械能转化为电能，而核电站把化学能转化成电能 D．我国规定自2008年6月1日起，商家不得无偿提供塑料袋，目的是减少“白色污染” 3．（08年广东理基）有关天然产物水解叙述不正确的是 A．油脂水解可得丙三醇B．可用碘检验淀粉是否水解完全 C．蛋白质水解的最终产物均为氨基酸D．纤维素水解和淀粉水解得到的最终产物不同 4．（08年广东文基）维生素C和食盐都是人体所需要的重要物质，下列说法正确的是 A．维生素C和食盐都是强电解质B．维生素C和食盐都是供能物质 C．维生素C具有还原性，在空气中易被氧化D．等物质的量

17、的维生素C和食盐溶于水，其溶质质量相同 5．（08年广东化学）下列涉及有机物的性质或应用的说法不正确的是 A．干馏煤可以得到甲烷、苯和氨等重要化工原料 B．用于奥运“祥云”火炬的丙烷是一种清洁燃料 C．用大米酿的酒在一定条件下密封保存，时间越长越香醇 D．纤维素、蔗糖、葡萄糖和脂肪在一定条件下都可发生水解反应 6．(07年高考广东化学卷)下列说法中正确的是 A．石油裂解可以得到氯乙烯B．油脂水解可得到氨基酸和甘油 C．所有烷烃和蛋白质中都存在碳碳单键D．淀粉和纤维素的组成都是(C6H10O5)n，水解最终产物都是葡萄糖 7．(07年高考江苏卷)据估计，地球上的绿色植物通过光合

18、作用每年能结合来自CO2中的碳1500亿吨和来自水中的氢250亿吨，并释放4000亿吨氧气。光合作用的过程一般可用下式表示： CO2＋H2O＋微量元素(P、N等)(蛋白质、碳水化合物、脂肪等)＋O2 下列说法不正确的是 A．某些无机物通过光合作用可转化为有机物B．碳水化合物就是碳和水组成的化合物 C．叶绿素是光合作用的催化剂D．增加植被，保护环境是人类生存的需要 8．(07年高考上海化学卷·3)下列有关葡萄糖的说法错误的是 A．葡萄糖的分子式是C6H12O6 B．葡萄糖能发生银镜反应 C．葡萄糖是人体重要的能量来源 D．葡萄糖属于高分子化合物 9．(07年高考理综上海卷·12)人

19、剧烈动动，骨骼肌组织会供氧不足，导致葡萄糖无氧氧化，产生大量酸性物质(分子式为C3H6O3)，如果该物质过度堆积于腿部，会引起肌肉酸痛。体现该物质酸性的基团是 A．羟基 B．甲基 C．乙基 D．羧基 10. （江苏卷）纤维素被称为第七营养素．食物中的纤维素虽然不能为人体提供能量，但能促进肠道蠕动、吸附排出有害物质．从纤维素的化学成分看，它是一种 （ ） A．二糖 B．多糖 C．氨基酸 D．脂肪 补充练习： 20. 下图为硬脂酸甘油脂在碱性条件下水解的装置图。进行皂化反应的步骤如下： （1）在圆底烧瓶中装入7～8g的硬脂酸甘油脂，然后再加入2～3g 的氢氧化钠、

20、5mL水和l0mL酒精，加入的酒精的作用为: 。 （2）隔着石棉网用酒精灯给反应的混合物加热约lOmin，皂化反应基本完成，所得混合物为 （填“悬浊液”或“乳浊液”或“溶液”或“胶体”）。 （3）向所得的混合物中，加入 ，静置一段时间后，溶液分为上下两层，肥皂在 层，这个操作称为 。 （4）图中长玻璃导管的作用为 。 （5）写出

21、该反应的化学方程式: 。 21. 下列物质中： ①NaHCO3 ②NH4C1 ③CH3COONH4 ④C6H5OH ⑤C6H5ONa ⑥H2N—CH(CH3)-COONa ⑦H2N—CH2－COOH ⑧HOOC—CH(CH3)-NH2·HC1 其中只能与盐酸反应的是 ，只能与NaOH溶液反应的是: ，既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的是 。（不能用任何符号隔开） 22. 在课外实验中，某学生用蔗糖、碳铵、生石灰和硫酸四种药品从AgNO3（内含少量Fe3+和A13+）溶液中提取银。如下图所示，请回答下列问题。 （1）写出方框中各物质的名称或化学式。 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ （2）写出生成沉淀④的离子方程式： 、 。 （3）写出生成单质银的化学方程式： 8 用心 爱心 专心