資源簡介

(共22張PPT)
第七章 有機化合物
第四節 基本營養物質
課時2 蛋白質 油脂
課堂導入
糖類、油脂、蛋白質是人體所需的三大營養物質，它們供給人體所需的全部熱能，上節課我們學習了糖類的分類、結構和主要性質，這節課我們一起來學習一下蛋白質和油脂的主要性質及應用。
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蛋白質
化學性質：蛋白質在酸、堿或酶的作用下均能發生水解，生成多肽，多肽進一步水解，最終生成氨基酸。
組成：蛋白質由C、H、O、N、S、P等元素組成，相對分子質量大，可以從一萬到幾千萬，蛋白質都屬于高分子化合物。
存在：主要存在于生物體內，比如肌肉、毛發、皮膚、角、蹄、酶、激素、抗體、病毒中，在植物中也很豐富，比如大豆、花生、谷物。
物理性質：有些蛋白質能溶于水，比如雞蛋清，有些蛋白質難溶于水，比如毛發。
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結構：氨基酸可以看作是羧酸分子中烴基上的一個H原子被氨基取代后形成的化合物。
氨基酸
官能團：天然存在的氨基酸幾乎都是α-氨基酸，官能團為氨基(—NH2)和羧基(—COOH)。
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物理性質：天然氨基酸均為無色晶體，熔點較高，在200-300℃熔化時分解，能溶于強酸或強堿溶液中，除少數外一般都能溶于水，而難溶于乙醇、乙醚。
氨基酸
化學性質：氨基酸的官能團為氨基(—NH2)和羧基(—COOH)，氨基為堿性官能團，羧基為酸性官能團，因此氨基酸具有兩性，能夠與酸、堿反應生成鹽。
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氨基酸
多個氨基酸分子在酸性和堿性條件下還可以脫水縮合，氨基脫去的氫與羧基脫去的羥基結合形成肽鍵(—CONH—)，這類反應被稱為成肽反應，由幾分子氨基酸縮合而成的就叫做幾肽。
注意事項：進行多肽分子中肽鍵個數的判斷時，由n個氨基酸分子發生成肽反應，生成一個肽鏈時，會生成(n-1)個水分子和(n-1)個肽鍵。
你能根據氨基酸脫水縮合形成肽鍵推測出蛋白質或肽鍵水解的原理嗎？
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蛋白質或肽鍵的水解原理如圖。
蛋白質
除了水解之外，蛋白質分子的兩端存在著氨基和羧基，同樣存在著兩性。
同時蛋白質屬于生物大分子，其分子大小一般在1~100 nm之間，其水溶液具有膠體溶液的一般特性，如：具有丁達爾現象、不能透過半透膜以及較強的吸附作用等性質。
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實驗操作：
(1)向盛有雞蛋清溶液的試管中加幾滴醋酸鉛溶液，觀察現象。
(2)向盛有雞蛋清溶液的試管中加幾滴濃硝酸，加熱，觀察現象。
(3)在酒精燈的火焰上分別灼燒一小段頭發和絲織品，小心地聞氣味。
蛋白質
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蛋白質
操作 在酒精燈的火焰上分別灼燒一小段頭發和絲織品
現象 產生白色沉淀 產生黃色沉淀 產生類似燒焦羽毛
的特殊氣味
結論或 解釋 蛋白質發生變性 蛋白質發生顯色反應 頭發、絲織品的主要成分是蛋白質
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蛋白質
化學因素 重金屬的鹽類 強酸 強堿 乙醇 甲醛等 都能使蛋白質發生變性，溶解度下降，并失去生理活性，屬于化學變化
物理因素 加熱 紫外線等 蛋白質的變性指的是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。
能使蛋白質變性的物理因素有加熱、加壓、攪拌、振蕩、紫外線照射、超聲波等，化學因素有強酸、強堿、重金屬鹽、三氯乙酸、乙醇、丙酮、甲醛等。
蛋白質的變性是一個不能可逆的化學變化過程，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冷凍保存則為了防止變性。
除了變性之外，還有沒有什么變化可以讓蛋白質析出呢？
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蛋白質
實驗操作：
在試管中加入2 mL雞蛋清溶液，向其中逐滴加入2 mL (NH4)2SO4或者Na2SO4溶液，振蕩，觀察現象。繼續加入蒸餾水，振蕩，觀察現象。
實驗現象：
試管內有沉淀析出，加蒸餾水后沉淀又溶解。
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蛋白質
實驗結論：(NH4)2SO4或Na2SO4溶液能降低蛋白質在水中的溶解度，但不能改變蛋白質的性質。
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 分離、提純蛋白質 殺菌、消毒
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蛋白質
多數蛋白質(含有苯環)都可以和濃硝酸作用呈黃色，燃燒時產生燒焦羽毛的特殊氣味，這兩種方法均可以用作蛋白質的鑒別。
蛋白質的用途也十分廣泛，首先蛋白質是人類必需的營養物質，能保證身體健康，其次動物的毛、皮和蠶絲的主要成分是蛋白質，可應用于工業上，最后酶也是一類特殊的蛋白質，是生物體內重要的催化劑。
蠶絲 織成的絲綢可以制作服裝
動物皮、骨 提取的明膠可用作食品增稠劑，生產醫藥用膠囊和攝影用感光材料
驢皮 制成的阿膠是一種中藥材
牛奶、大豆 提取的酪素可以用來制作食品和涂料
絕大多數酶 是生物體內重要的催化劑，在醫藥、食品、紡織等領域中有重要的應用價值
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油脂
油脂可以看作是高級脂肪酸與甘油(丙三醇)通過酯化反應生成的酯，屬于酯類化合物。油脂的結構中R、R’、R’’代表著高級脂肪酸的烴基，可以相同(簡單甘油酯)，也可以不同(混合甘油酯)。
油脂也是重要的營養物質，我們日常食用的花生油、大豆油和動物油都屬于油脂。油脂是混合物，不屬于高分子。通常來說，油脂的密度比水小，黏度大，有油膩感，難溶于水，易溶于有機溶劑，因此常使用有機溶劑來提取植物油。
油脂 分類 室溫下狀態 代表物質 元素組成
油 液態 植物油脂 C、H、O
脂肪 固態 動物油脂 課堂學習
油脂
組成油脂的高級脂肪酸種類較多，但多數是含有16-18個碳原子的直鏈高級脂肪酸。
常見的高級脂肪酸有飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸，脂肪酸的飽和程度對油脂的熔點影響很大，含較多不飽和脂肪酸的甘油酯，熔點較低；含較多飽和脂肪酸的甘油酯，熔點較高。
名稱 飽和脂肪酸 不飽和脂肪酸 軟脂酸 硬脂酸 油酸 亞油酸
結構簡式 C15H31COOH C17H35COOH C17H33COOH C17H31COOH
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油脂
油脂是多種高級脂肪酸的甘油酯，而在高級脂肪酸中，既有飽和的，又有不飽和的，因而油脂不僅具有酯的化學性質，還兼有烯烴的化學性質。
植物油分子中存在碳碳雙鍵，能與氫氣發生加成反應，將液態油脂轉化為半固態油脂。
工業上常將液態植物油在一定條件下與氫氣發生加成反應，提高油脂的飽和程度，生成固態的氫化植物油。氫化植物油性質穩定，不易變質，便于儲存和運輸，可用來生產人造奶油、起酥油，代可可脂等食品工業原料。
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油脂
油脂(以硬脂酸甘油酯為例) 中含有酯基，可以在不同條件下水解：
1. 在酸性或酶的作用下水解
生成高級脂肪酸和甘油，被腸壁吸收，作為人體的營養物質。
2. 在堿性條件下水解
在堿性(NaOH)的條件下的水解反應生成高級脂肪酸的鈉鹽，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。
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油脂
油脂在酸性和堿性條件下均可以水解，但堿性條件時水解趨于完全，因此熱的純堿溶液可以提高去除油脂的效果。除此之外，需要注意的還有油脂不一定能使溴的CCl4溶液褪色(飽和脂肪酸不含碳碳雙鍵)，但一定能使溴水褪色(不飽和脂肪酸可以加成，飽和脂肪酸能夠萃取)。
肥皂的生產流程如下圖所示，其中鹽析的作用是NaCl溶液能降低高級脂肪酸鈉的溶解度，使混合液分成上下兩層，經分離得到高級脂肪酸鈉鹽及其副產品甘油。
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油脂
油脂的應用非常廣泛：
油脂是產生能量最高的營養物質；
油脂能促進脂溶性維生素的吸收；
油脂是加熱介質并賦予食物令人愉悅的風味和口感；
攝入過多油脂會影響人體健康，應合理控制油脂的攝入量。
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，紅色變淺不再分層 加含酚酞的NaOH溶液，加熱，無變化
用途 營養素可食用，化工原料如制肥皂、甘油 燃料、化工原料
課堂鞏固
正誤判斷
1. 蛋白質遇到鹽就會變性。
4. 糖類、油脂、蛋白質都屬于高分子化合物。
2. 可以通過灼燒鑒別蠶絲和人造絲。
3. 牛油在堿性條件下可以制得肥皂。
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課堂小結
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