高中化学选修1《化学与生活》知识点归纳总结第一章关注营养平衡1.1 生命的基础能源-糖类糖类在以前叫做碳水化合物,曾经用一个通式来表示:C n(H2O)m;因为在最初发现的糖类都是有C、H、O三种元素组成,并且分子中的H原子和O原子的个数比恰好是2:1,当时就误认为糖是由碳和水组成的化合物。
现在还一直在沿用这种叫法。
注意:1)通式并不反映结构:H和O 并不是以结合成水的形式存在的。
2)并不是所有糖都符合此通式,如:鼠李糖C6H12O5 。
3)符合此通式的化合物并不都是糖,如:甲醛(HCHO)、乙酸(CH3COOH)、乳酸等。
糖类物质:是多羟基(2个或以上)的醛类(aldehyde)或酮类(Ketone)化合物,在水解后能变成以上两者之一的有机化合物。
在化学上,由于其由碳、氢、氧元素构成,在化学式的表现上类似于“碳”与“水”聚合,故又称之为碳水化合物。
一、糖的分类糖类物质是多羟基醛或酮,据此可分为醛糖(aldose)和酮糖(ketose)。
糖还可根据碳原子数分为丙糖(triose),丁糖(terose),戊糖(pentose)、己糖(hexose)。
最简单的糖类就是丙糖(甘油醛和二羟丙酮)糖还可根据结构单元数目多少分为●单糖(monosaccharide):不能被水解成更小分子的糖。
如:葡萄糖、果糖●寡糖(disaccharide):2-6个单糖分子脱水缩合而成,以双糖(即二糖)最为普遍,意义也较大。
◆二糖:能水解生成两个单糖分子的糖类。
如:蔗糖、麦芽糖。
●多糖(polysaccharide):水解为多个单糖分子的糖类。
◆均一性多糖:淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质(壳多糖)◆不均一性多糖:糖胺多糖类(透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等)。
●结合糖(复合糖,糖缀合物,glycoconjugate):糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等。
●糖的衍生物:糖醇、糖酸、糖胺、糖苷eshiwei其化学式为C6H12O6。
★分类标准:据糖类能否水解以及水解产物的多少★葡萄糖、果糖的化学式都是C6H12O6、它们互为同分异构体;★蔗糖、麦芽糖的化学式都是C12H22O11,它们互为同分异构体;★淀粉、纤维素的化学式都是(C6H10O5)n,它们不互为同分异构体。
二、糖的物理性质1、葡萄糖和果糖:分子式C6H12O6,葡萄糖为己醛糖,果糖为己酮糖(1)葡萄糖是一种白色晶体,有甜味,能溶于水,是最重要、最简单的单糖。
●结构简式:CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO●用途:生物培养基。
金属还原剂。
滴定硼酸的络合物形成剂。
微量分析。
测定全血葡萄糖。
可直接被人体吸收。
(2)果糖:一种最为常见的己酮糖。
纯净的果糖为无色晶体,熔点为103~105℃,它不易结晶,通常为黏稠性液体,易溶于水、乙醇和乙醚。
果糖是最甜的单糖。
以游离状态大量存在于蜂蜜、水果的浆汁中。
●葡萄糖的同分异构体:果糖CH2OH(CHOH)3(C=O)CH2OH●果糖和葡萄糖结合构成日常食用的蔗糖。
2、蔗糖和麦芽糖:C12H22O11,蔗糖是无色晶体,溶于水,是重要的甜味食物。
是一种二糖。
日常生活中的白糖、红糖、冰糖等都是蔗糖。
甘蔗、甜菜中含量最高。
由葡萄糖和果糖通过异头体羟基缩合而形成的非还原性二糖。
麦芽糖是两个葡萄糖分子以α-1,4-糖苷键连接构成的二糖。
为淀粉经β淀粉酶作用下得到的产物。
白色针状结晶。
易溶于水,有甜味(不及蔗糖)(与蔗糖同分异构)3、淀粉和纤维素:(C6H10O5)n淀粉是一种重要的多糖,是一种相对分子质量很大的天然高分子有机化合物,没有甜味,是一种白色粉末,不溶于冷水,但在热水中一部分淀粉溶解在水中,一部分悬浮在水里,长时间或高温可产生糊化。
纤维素是绿色植物通过光合作用生成的,是构成植物细胞的基础物质,它是白色,无色无味的物质,是一种多糖,属于天然有机高分子化合物。
纤维素不能作为人类的营养食物,但在人体内不可或缺,如:能刺激肠道蠕动和分泌消化液,有助于食物和废物的排泄……。
三、糖的化学性质 1、葡萄糖化学性质:(1)葡萄糖具有还原性,是一种多羟基醛,-C(=O)-H 是醛基,葡萄糖的还原性是其中的醛基具有还原性。
葡萄糖和银氨溶液的银镜反应:加热还原生成的银附着在试管壁上,形成银镜,所以也叫银镜反应。
CH 2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH 3)2OH→(水浴加热)CH 2OH(CHOH)4COONH 4(葡萄糖酸铵)+2Ag↓+3NH 3↑+H 2O (2)分子中有多个羟基,能与酸发生酯化反应(3)葡萄糖在生物体内发生氧化反应,放出热量。
C 6H 12O 6(s )+6O 2(g )→6CO 2(g )+6H 2O (l ) (4)葡萄糖能用淀粉在酶或硫酸的催化作用下水解反应制得 (5)植物光合作用:6CO 2+6H 2O=C 6H 12O 6+6O 2 葡萄糖的检验:1.葡萄糖溶液与新制氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀(浓度高时生成黄色沉淀) CH 2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2→(加热)CH 2OH(CHOH)4COOH+Cu 2O↓+2H 2O注意事项:①新制2Cu(OH)2悬浊液要随用随配、不可久置;②配制Cu(OH)2悬浊液时,NaOH 溶液必须过量;③反应液必须直接加热至沸腾;④葡萄糖分子中虽然含有醛基,但是d-葡萄糖中不含有醛基。
2.葡萄糖溶液与银氨溶液反应有银镜反应CH 2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH 3)2OH→(水浴加热)CH 2OH(CHOH)4COONH 4+2Ag↓+3NH 3↑+H 2O注意事项:①试管内壁必须洁净;②银氨溶液随用随配不可久置;③水浴加热,不可用酒精灯直接加热;④乙醛用量不宜太多,一般加3滴;⑤银镜可用稀HNO 3浸泡洗涤除去;2、果糖的化学性质果糖无醛基而具活性酮基,能发生银镜反应,氧化产物为羟基乙酸和三羟基丁酸。
与石灰水可形成果糖钙沉淀,但通入二氧化碳又可复出果糖。
果糖的检验:原理:果糖是典型的还原性糖,含有还原性基团(游离酮基) 方法:1.果糖+斐林试剂/班氏试剂→砖红色沉淀2.果糖+银氨溶液(碱性环境、水浴加热)→银镜反应3、蔗糖和麦芽糖的化学性质(1)蔗糖和麦芽糖的水解:C 12H 22O 11(蔗糖)+H 2O →(酶)C 6H 12O 6(葡萄糖)+C 6H 12O 6(果糖)C 12H 22O 11(麦芽糖)+H 2O →(酶)2C 6H 12O 6(葡萄糖)(2)蔗糖不能发生银镜反应,因为其无醛基,无还原性。
4、淀粉和纤维素的水解(1)淀粉的水解:它能水解。
淀粉在人体内的水解过程可表示为(C 6H 10O 5)n (淀粉)→(C 6H 10O 5)m (糊精)→C 12H 22O 11(麦芽糖)→C 6H 12O 6(葡萄糖)也可以在酸催化作用下逐步水解,最终转化为葡萄糖:(C 6H 10O 5)n (纤维素)+ nH 2O −−−−→酶或浓硫酸nC 6H 12O 6(葡萄糖) ● 淀粉 稀硫酸 淀粉水解液 新制Cu(OH)2悬浊液 检验淀粉是否水解 ● 淀粉 稀硫酸 淀粉水解液 碘水 检验淀粉是否水解 (2)纤维素的水解:纤维素在酶或浓硫酸催化下发生水解:(C 6H 10O 5)n (纤维素)+ nH 2O ∆−−−−→酶或浓硫酸nC 6H 12O 6(葡萄糖) 人体必须的六大营养素糖类 脂肪 蛋白质 维生素 矿物质 水1单糖C 6H 12O 6葡萄糖 多羟基醛 有多元醇和醛的性质,能发生银镜反应,红色Cu 2O 果糖多羟基酮有多元醇和酮的性质1.2 重要的体内能源-油脂一、油脂的含义及其成分1、油脂的含义:油脂是油和脂肪的统称,是高级脂肪酸和甘油形成的酯类物质。
●油是不饱和高级脂肪酸甘油酯,脂肪是饱和高级脂肪酸甘油酯,都是高级脂肪酸甘油酯。
●在室温下呈液态的称为油(植物油),呈固态的称为脂肪(动物脂肪),二者合称为油脂。
●油脂均为混合物,无固定的熔沸点。
天然油脂为混甘油酯,属于混合物。
油脂的主要成分是甘油三脂。
结构如右图。
R表示饱和烃基或不饱和烃基。
单甘油酯:R1、R2、R3相同的甘油酯,称为单甘油酯。
混甘油酯:R1、R2、R3不同的甘油酯叫混甘油酯。
2、油脂的成分:油脂中的碳链含碳碳双键时(即不饱和脂肪酸甘油酯),主要是低沸点的植物油;碳链为碳碳单键时(即饱和脂肪酸甘油酯),主要是高沸点的动物脂肪。
形成油脂的脂肪酸的饱和程度,直接影响油脂的熔点,油脂分子烃基里所含的不饱和键越多,熔点越低,反之,饱和键越多,熔点越高(动物油呈固态)二、油脂的性质1、物理性质:密度比水小,不溶于水,溶于有机溶剂。
黏度大,有油腻感。
熔点较低,且随着碳原子个数增多熔点增高;不饱和度加大,熔点降低。
2、化学性质:水解反应:根据结构特点,油脂兼有酯类和不饱和烃类物质的性质。
油脂在酸性环境和碱性环境都能水解,在酸性环境中的水解是可逆的(人体内油脂主要在小肠中被消化吸收,消化过程实质上是在酶的催化作用下水解为高级脂肪酸和甘油):在碱性环境中的水解由于生成的高级脂肪酸可以继续和碱反应,故不可逆,油脂在碱性条件下的水解反应又叫皂化反应:+ 3NaOH→高级脂肪酸钠(肥皂)+丙三醇(甘油)3、常见高级脂肪酸:硬脂酸C17H35COOH、软脂酸C15H31COOH、油酸C17H33COOH4、脂肪酸在人体内的四大主要功能:供给人体热量、储存能量、合成人体所需物质的原料、必需脂肪酸在体内有多种生理功能。
油脂是人类的主要营养物质和主要食物之一,也是重要工业原料。
【训练】——判断正误:1、单甘油酯是纯净物,混甘油酯是混合物。
(×)2、油脂没有固定的熔沸点(√)3、油脂都不能使溴水退色(×)4、食用油属于酯类,石蜡油属于烃类(√)5、精制的牛油是纯净物(×)1、下列物质的主要成分不属于酯类的是()。
A.菜籽油 B.胶棉 C.硝化甘油 D.酚醛树脂2、取少量某有机物分别进行如下实验,结果是①能使酸性高锰酸钾溶液褪色;②与水混合静置后分层;③加入滴有酚酞试液的强碱共热后酚酞变无色。
此有机物是()。
A.乙酸钠 B.油酸甘油酯C.乙酸乙酯D.甲苯3、某种混甘油酯酸性水解后得到硬脂酸、软脂酸、油酸和甘油,此混合甘油酯的结构简式__________。
4、某天然油脂10g,需1.8gNaOH才能完全皂化,又知该油脂1Kg进行催化氧化加氢,耗氢气12g才能完全硬化。
1.3 生命的基础-蛋白质一、蛋白质的组成和存在1、组成元素:C、H、O、N,少量S、微量P、Fe、Zn等,相对分子量几万~几十万,属天然高分子化合物。
存在于动物的肌肉、毛发、蹄角、血液、激素、抗体、乳汁、酶等2、组成物质:氨基酸是蛋白质的基石,是蛋白质结构的基本单元;多肽。