一、蛋白質——構成細胞的基本物質
1．組成元素：蛋白質是一類非常復雜的天然有機高分子，由碳、氫、氧、氮、硫等元素組成。
2．化學性質
(1)蛋白質的水解反應
蛋白質eq \(―――――→,\s\up9(酸、堿或酶),\s\d9(水解))多肽eq \(―――――→,\s\up9(酸、堿或酶),\s\d9(逐步水解))氨基酸。
微點撥：(1)蛋白質有的溶于水，如雞蛋清；有的難溶于水，如絲、毛等。
(2)蛋白質水解的最終產物是氨基酸，如甘氨酸與苯丙氨酸，分子中含有的官能團有氨基(—NH2)和羧基(—COOH)。
(2)蛋白質的變性
①按下列實驗操作完成實驗：
②實驗現(xiàn)象：加入醋酸鉛溶液，試管內蛋白質產生沉淀；加入蒸餾水后沉淀不溶解。
③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(fā)生改變的現(xiàn)象，稱為蛋白質的變性。能使蛋白質變性的因素有：
物理因素：加熱、加壓、攪拌、振蕩、紫外線照射、超聲波等；
化學因素：強酸、強堿、重金屬的鹽類、三氯乙酸、乙醇、丙酮、甲醛等。
④蛋白質的變性是一個不可逆過程，變性后的蛋白質在水中不溶解，同時也會失去原有的生理活性。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。
(3)蛋白質的特征反應——檢驗蛋白質
①顏色反應：向盛有雞蛋清溶液的試管中滴加3～5滴濃硝酸，在酒精燈上微熱，觀察到的現(xiàn)象是溶液遇濃硝酸變黃色。實驗結論：濃硝酸可使某些蛋白質顯黃色，常用此反應來鑒別蛋白質。
②蘸取少量雞蛋清或取一根頭發(fā)，放在酒精燈火焰上灼燒，可聞到燒焦羽毛的特殊氣味。常用此反應區(qū)分毛料纖維與合成纖維。
3．蛋白質的用途
蛋白質是人類必需的營養(yǎng)物質，絕大多數(shù)酶是蛋白質，是生物體內重要的催化劑。蛋白質在醫(yī)藥、食品、紡織等領域中有重要的應用價值。
二、油脂
1．油脂的分類：室溫下，液態(tài)油脂稱為油，固態(tài)油脂稱為脂肪。
2．油脂的分子結構
(1)油脂是由高級脂肪酸與甘油(丙三醇)通過酯化反應生成的酯，其結構如圖所示：
結構簡式里，R、R′、R″為同一種烴基的油脂稱為簡單甘油酯；R、R′、R″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：
①飽和脂肪酸：如硬脂酸，結構簡式為C17H35COOH；軟脂酸，結構簡式為C15H31COOH。
②不飽和脂肪酸：如油酸，結構簡式為C17H33COOH；亞油酸，結構簡式為C17H31COOH。
(3)脂肪酸的飽和程度對油脂熔點的影響
植物油含較多不飽和脂肪酸的甘油酯，常溫下一般呈液態(tài)；動物油含較多飽和脂肪酸的甘油酯，常溫下一般呈固態(tài)。
3．油脂的性質
(1)物理性質：油脂的密度比水的小，黏度比較大，油脂難溶于水，易溶于有機溶劑。油熔點較低，脂肪熔點較高。
(2)化學性質
①油脂的水解反應
a．油脂＋水eq \(――→,\s\up9(酸),\s\d9(△))高級脂肪酸＋甘油；
b．油脂＋氫氧化鈉eq \(――→,\s\up9(△))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(fā)生加成反應，將液態(tài)油脂轉化為半固態(tài)油脂。
微點撥：油脂在堿性條件下水解生成高級脂肪酸鹽和甘油的反應稱為皂化反應，利用皂化反應進行肥皂生產。
4．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(fā)生水解反應，生成高級脂肪酸和甘油，然后再分別進行氧化分解，釋放能量。同時油脂能促進脂溶性維生素的吸收。
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)糖類、油脂和蛋白質都只含有C、H、O三種元素。( )
(2)油脂、蛋白質均為高分子化合物可以發(fā)生水解反應。( )
(3)油脂的水解反應稱為皂化反應。( )
(4)疫苗是一類蛋白質，一般應冷藏存放。( )
(5)任何酸、堿、鹽均可使蛋白質變性。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
2．油脂的下列性質和用途與其含有的不飽和碳碳雙鍵有關的是( )
A．某些油脂兼有酯的一些化學性質
B．油脂可用于生產甘油
C．油脂可以為人體提供能量
D．植物油可用于生產氫化植物油
[答案] D
3．(1)醫(yī)院里用高溫蒸煮、紫外線照射和醫(yī)用酒精消毒的原理是________________________________________________________________。
(2)鑒別人造絲與真絲的最簡單方法是_____________________。
[答案] (1)使細菌、病毒中蛋白質變性而死亡
(2)灼燒法
蛋白質的主要性質及應用
1．以為例，說明氨基酸有哪幾種官能團？表現(xiàn)哪些性質？
提示：氨基酸有氨基(—NH2)和羧基(—COOH)，表現(xiàn)堿性和酸性。同時氨基酸分子間可聚合為多肽，進而生成蛋白質。
2．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。
3．鋇鹽也屬于重金屬鹽，醫(yī)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且不與胃酸反應，BaCO3在胃酸的作用下會溶解，重金屬離子Ba2＋會使人體蛋白質變性而中毒，所以不能服用BaCO3。
4．農業(yè)上可用CuSO4、生石灰和水制成的波爾多液防止病蟲害，其原理是什么？
提示：波爾多液呈堿性且含有重金屬Cu2＋，可使害蟲中蛋白質變性而死亡。
5．蛋白質在酶的作用下能發(fā)生水解反應，其水解的最終產物是什么？反應中酶的作用是什么？
提示：氨基酸。催化劑。
1．氨基酸的酸、堿性及縮合反應(以為例)
2．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，即某些含苯環(huán)的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。
3．蛋白質鹽析與變性的比較
1．下列物質既可與強酸反應又可與強堿反應的是( )
[答案] C
2．下列關于蛋白質的組成與性質的敘述中正確的是( )
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
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(fā)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。]
3．下列關于蛋白質的敘述中不正確的是( )
A．蛋白質溶液中加入飽和的硫酸銨溶液，蛋白質析出，將其放入水中又溶解
B．蛋白質能透過濾紙，但不能透過半透膜
C．重金屬鹽使蛋白質分子變性，所以吞“鋇餐”(主要成分是硫酸鋇)會引起中毒
D．濃硝酸濺到皮膚上，皮膚立即變黃
C [向蛋白質溶液中加入飽和的硫酸銨溶液，蛋白質的溶解度降低而析出，將其放入水中又會重新溶解，A正確；蛋白質分子的直徑在1～100 nm之間，符合膠體分散質粒子的直徑范圍，故蛋白質分子能透過濾紙，但不能透過半透膜，B正確；重金屬鹽能使蛋白質變性，變性是不可逆的，但硫酸鋇難溶于水和鹽酸，因此不會引起中毒，C錯誤；皮膚中含有多種蛋白質，含有苯環(huán)的蛋白質遇濃硝酸變黃色(顏色反應)，所以濃硝酸濺到皮膚上，使皮膚呈黃色，D正確。]
油脂的組成、結構與性質
1．油脂的組成與結構
油脂是只含C、H、O三種元素的高級脂肪酸甘油酯
，其中R、R′、R″可以相同也可以不相同。
2．油脂的化學性質
(2)水解反應
①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(yǎng)物質。
②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，但堿能使水解反應趨于完全。
3．油脂和礦物油的比較
4．下列關于油脂的敘述中錯誤的是( )
A．從溴水中提取溴可用植物油作萃取劑
B．用熱的純堿溶液去油污效果更好
C．油脂與氫氣發(fā)生加成反應，可以得到固態(tài)油脂
D．用熱的純堿溶液可區(qū)分植物油和礦物油
A [植物油中含不飽和鍵可與溴發(fā)生加成反應；溫度越高，純堿溶液的水解程度越大，堿性越強，油污的水解速率越快，去污效果越好；油脂與H2發(fā)生加成反應生成飽和高級脂肪酸甘油酯，沸點較高，常溫下呈固態(tài)；植物油為油脂，在熱堿性溶液中水解，產物均溶于水，而礦物油主要為烴類，不與純堿反應，液體仍為兩層。]
5．油脂是植物油與動物脂肪的總稱。油脂既是重要的食物，又是重要的化工原料。下列油脂的性質和用途與其含有不飽和雙鍵有關的是( )
A．工業(yè)生產中，常利用油脂在堿性條件下的水解反應來制取肥皂
B．油脂在人體內發(fā)生水解反應，可以生成甘油和高級脂肪酸
C．植物油能使溴的四氯化碳溶液褪色
D．脂肪是有機體組織里儲存能量的重要物質
C [油脂在堿性條件下水解生成甘油和高級脂肪酸鹽，與酯基有關，與碳碳雙鍵無關，故A錯誤；油脂在人體內發(fā)生水解反應，可以生成甘油和高級脂肪酸，與酯基有關，與碳碳雙鍵無關，故B錯誤；植物油含有碳碳雙鍵，能與溴發(fā)生加成反應，使溴的四氯化碳溶液褪色，與碳碳雙鍵有關，故C正確；脂肪是有機體組織里儲存能量的重要物質，與碳碳雙鍵無關，故D錯誤。]
[素材一]
酵母分為鮮酵母、干酵母兩種，是一種可食用的、營養(yǎng)豐富的單細胞微生物，營養(yǎng)學上稱它為“取之不盡的營養(yǎng)源”。除了蛋白質、碳水化合物、脂類以外，酵母還富含多種維生素、礦物質和酶類。經過發(fā)酵的面包、饅頭有利于消化吸收，這是因為酵母中的酶能促進營養(yǎng)物質的分解。因此，身體消瘦的成人、兒童和老年人等消化功能較弱的人，更適合吃這類食物。同樣，早餐最好吃面包等發(fā)酵面食，因為其中的能量會很快釋放出來，讓人整個上午都干勁充足。
[素材二]
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。
[素材三]
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?jié){來解毒。
1．根據素材一：
(1)酵母中含有哪些營養(yǎng)物質？
(2)其中的酶是一類什么物質？具有哪些作用？
提示：(1)蛋白質、糖類、油脂、維生素、礦物質和酶類等。
(2)蛋白質、酶是生物體內的催化劑，能促進營養(yǎng)物質的分解而被吸收。
2．根據素材二：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(shù)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。
3．根據素材三：服用大量蛋清、牛奶或豆?jié){解毒的原理是什么？
提示：牛奶、蛋清、豆?jié){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。
通過素材，讓學生了解酵母、人工油脂以及“鋇餐”的應用，培養(yǎng)“宏觀辨識與社會責任”的核心素養(yǎng)。
1．下列有關基本營養(yǎng)物質水解的說法錯誤的是( )
A．油脂的水解又稱為皂化反應，故可用酸性條件下油脂的水解來制備肥皂和甘油
B．蛋白質水解生成的氨基酸具有酸性和堿性
C．人體內蛋白質的消化就是使蛋白質發(fā)生水解反應
D．用糧食釀酒與淀粉的水解有著密切的關系
A [油脂的水解既可以在酸性條件下進行，也可以在堿性條件下進行，但在堿性條件下的水解反應才稱為皂化反應，A錯誤；氨基酸分子中有—NH2和—COOH，具有酸性和堿性，B正確；人體內的蛋白質，在酶的催化作用下發(fā)生水解反應，生成氨基酸，C正確；糧食釀酒首先將多糖水解成葡萄糖，然后將其轉化為酒精，D正確。]
2．下列說法不正確的是 ( )
A．植物油氫化過程中發(fā)生了加成反應
B．淀粉和纖維素互為同分異構體
C．用灼燒的方法可以區(qū)分蠶絲和人造纖維
D．油脂和蛋白質均可發(fā)生水解反應
B [植物油氫化過程中發(fā)生了油脂與氫氣的加成反應，A正確；淀粉和纖維素的分子通式為(C6H10O5)n，但二者的n值不同，所以不互為同分異構體，B錯誤；蠶絲的主要成分為蛋白質，灼燒時有燒焦羽毛的氣味，而人造纖維的主要成分為纖維素，灼燒時無燒焦羽毛的氣味，C正確；油脂和蛋白質均可發(fā)生水解反應，D正確。]
3．化學與生活密切相關。 下列有關說法錯誤的是( )
A．水不可以用來分離溴苯和苯的混合物
B．食用油反復加熱會產生稠環(huán)芳烴等有害物質
C．加熱能殺死流感病毒是因為蛋白質受熱變性
D．醫(yī)用消毒酒精中乙醇的濃度為95%
D [A項，苯與溴苯互溶，無法用水分離，正確；B項，食用油的主要成分為油脂，反復加熱會發(fā)生復雜的化學反應產生稠環(huán)芳烴等有害物質，正確；C項，蛋白質是流感病毒的組成成分，加熱能使蛋白質變性，從而殺死流感病毒，正確；D項，醫(yī)用消毒酒精中乙醇的體積分數(shù)為75%，錯誤。]
4．能使蛋白質變性的是( )
①硫酸鉀 ②甲醛 ③氯酸鉀 ④硝酸汞 ⑤氯化銨 ⑥氫氧化鈉
A．②④⑥B．①③⑤
C．①②③ D．④⑤⑥
A [能使蛋白質變性的化學因素有強酸、強堿、重金屬鹽類，三氯乙酸、乙醇、丙酮、甲醛等有機物。]
5．大豆含有大量的蛋白質和脂肪，由大豆配制出來的菜肴很多，它是人體營養(yǎng)中最重要的補品之一。
請回答下列問題：
(1)我們所吃的豆腐是一種________(填字母，后同)。
A．蛋白質凝膠 B．純蛋白質
C．脂肪 D．淀粉
(2)我們食用的大豆，最終補充給人體的主要成分是_________。
A．氨基酸 B．蛋白質
C．油脂 D．糖類
(3)蛋白質水解的最終產物是________。
(4)油脂在酸性條件下水解生成__________和___________。
[解析] 在豆?jié){中加入少量的石膏，能使豆?jié){凝結成豆腐，所以豆腐是一種蛋白質凝膠，它在人體內最終補充給人體的是氨基酸，故(1)中A正確，(2)中A正確；(3)蛋白質水解的最終產物是氨基酸；(4)油脂在酸性條件下水解生成高級脂肪酸和甘油。
[答案] (1)A (2)A (3)氨基酸 (4)高級脂肪酸 甘油
發(fā)展目標
體系構建
1.根據氨基酸、蛋白質、油脂的組成、結構認識三者的主要性質，培養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析”的核心素養(yǎng)。
2.根據蛋白質、油脂的性質，了解兩者在日常生活、生產中的應用，培養(yǎng)“變化觀念與社會責任”的核心素養(yǎng)。
鹽析
變性
概念
蛋白質在某些鹽的濃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(fā)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
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
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
性質
固態(tài)或半固態(tài)
液態(tài)
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

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