关注营养平衡

一 生命的基础能源一 生命的基础能源 糖类糖类 糖类是自然界中存在较多 分布较广的一类有机化合物 也是人体内能量的主要来源 糖类根据能否水解以 及水解的产物的多少 可分为单糖 二糖和多糖 元素组成代表物代表物分子 单糖C H O葡萄糖 果糖 C6H12O6 双糖C H O蔗糖 麦芽糖 C12H22O11 糖类 多糖C H O淀粉 纤维素 C6H10O5 n 1 1 葡萄糖的性质 葡萄糖的性质 1 存在 葡萄糖存在于蜂蜜及带有甜味的水果中 2 物理性质 白色晶体 有甜味 能溶于水 3 分子结构 CH2OH CHOH 4CHO 4 化学性质 葡萄糖分子中含有 5 个羟基 OH 和一个醛基 CHO 是一种多羟基醛 表现为具有 羟基和醛基的性质 葡萄糖分子中含有一 CHO 能彼还原成醇 葡萄糖分子中含有一 CHO 故葡萄糖能发生银镜反应或与新制 Cu OH 2悬浊液反应 生成红色沉淀 Cu2O CH2OH CHOH 4CHO 2Ag NH3 2OH2Ag CH2OH CHOH 4COONH4 3NH3 H2O CH2OH CHOH 4CHO 2Cu OH 2 CH2OH CHOH 4COOH Cu2O 2H2O 葡萄糖是一种重要的营养物质 它在人体组织中进行氧化反应 放出热量 以维持人体生命活动所需要的 能量 C6H12O6 s 6O2 g 6CO2 g 6H2O l 2 2 淀粉和纤维素 淀粉和纤维素 1 淀粉 物理性质 白色粉末状固体 不溶于冷水 在热水里部分溶解 白色粉末状固体 不溶于冷水 在热水里部分溶解 化学性质 遇单质碘变蓝 此反应可用于单质碘和淀粉的相互检验 淀粉的水解 在人体内 淀粉是在酶的催化作用下发生水解的 淀粉的水解也可以用酸做催化剂 C6H10O5 n 淀粉 n H2On C6H12O6 葡萄糖 淀粉没有还原性 不能发生银镜反应 因此可以用银镜反应来检验淀粉是否水解生成了葡萄糖 不过要注意 做银镜反应之前 要先向水解液中加入适量的碱中和淀粉水解时用来做催化剂的酸 2 纤维素 物理性质 白色 无嗅 无味的固体 不溶于水 也不溶于一般的有机溶剂 白色 无嗅 无味的固体 不溶于水 也不溶于一般的有机溶剂 化学性质 水解反应 C6H10O5 n 纤维素 n H2On C6H12O6 葡萄糖 酯化反应 注意 纤维素与淀粉一样 也没有还原性 即不与银氨溶液反应 也不与新制氢氧化铜悬浊液反应 3 淀粉和纤维素的生理功能 淀粉进入人体后 一部分淀粉受唾液所含淀粉酶的催化作用 发生水解反应 生成麦牙糖 余下的淀粉在小 肠里胰脏分泌出的淀粉酶的作用下 继续进行水解 生成葡萄糖 麦牙糖在肠液中麦牙糖酶的催化下 水解为人 体可吸收的葡萄糖 供人体组织的营养需要 纤维素在生产和生活中都有重要应用 例如 棉麻可用于纺织业 制造人造纤维等 也可以用来造纸 纤维 素在动物体内也有重要的生理功能 例如 在牛 羊 马等食植性动物的消化系统中含有某些微生物 这些微生 物能分泌出使纤维素水解成葡萄糖的酶 因此这些动物能以鲜草 干草 秸秆等作为饲料 纤维素不能作为人类 的营养食物 因为人体内没有能使纤维素水解成葡萄糖的酶 但它在人体组织消化过程中也起着重要作用 例如 能刺激肠道蠕动和分泌消化液 减少有害物质与肠黏膜接触的时间 有预防便秘 痔疮和直肠癌的作用 还能降 低胆固醇 预防和治疗糖尿病等 粗粮中含有一定量的纤维素 每天应保证摄入一定量的蔬菜和粗粮等 二 重要的体内能源二 重要的体内能源 油脂油脂 1 1 油脂的定义 油脂的定义 是由多种高级脂肪酸与甘油 丙三醇 生成的甘油酯 油酯不是高分子化合物 不是高分子化合物 油脂属于酯类 而汽油 柴 油属于烃类化合物 2 2 油脂的结构 油脂的结构 R1 R2 R3代表的是高级脂肪酸的烃基 R1 R2 R3可以相同 也可以不同 当 R1 R2 R3相同为单甘油酯 R1 R2 R3不同为混甘油酯 天然油脂大多数为混甘油酯 3 3 油脂的分类 油脂的分类 1 植物油 室温下为液态 结构为不饱和的高级脂肪酸甘油酯 2 动物脂肪 室温下为固态 结构为饱和的高级脂肪酸甘油酯 4 4 油脂的性质 油脂的性质 1 油脂的物理性质 油脂的密度比水小 它的粘度比较大 触摸时有明显的油腻感 油脂不溶于水 易溶于有机溶剂中 2 油脂的化学性质 由于油脂是多种高级脂肪酸甘油酯的混合物 而高级脂肪酸中既有饱和的 又有不饱和的 因此 许多油脂 兼有烯烃和酯类的一些化学性质 可以发生加成反应和水解反应 油脂的氢化 液态油在催化剂 如 Ni 存在并加热 加压的条件下 可以跟氢气起加成反应 提高油脂的饱和程度 生成 固态油脂 这个反应叫做油脂的氢化 也叫油脂的硬化 这样制得的油脂叫人造脂肪 通常又叫硬化油 油脂的水解 油脂跟水能够发生水解反应 生成甘油和相应的高级脂肪酸 或盐 油脂在酸性条件下水解是可逆的 碱 性条件下不可逆 工业上根据这一原理 可用油脂为原料来制取高级脂肪酸和甘油 如果油脂是在有碱存在的条件下水解 那么 水解生成的高级脂肪酸便跟碱反应 生成高级脂肪酸盐 这样 的水解反应 叫做皂化反应 例如 硬脂酸甘油酯发生皂化反应 生成硬脂酸钠和甘油 硬脂酸钠是肥皂的有效成分 工业上就是利用这个反应来制造肥皂 油脂在人体中的消化过程与水解有关 油脂在小肠里由于受酶的催化而发生水解 主要生成脂肪酸和甘油 它们为肠壁所吸收 作为人体的营养 三 生命的基础三 生命的基础 蛋白质蛋白质 蛋白质是生命的基础 没有蛋白质就没有生命 1 1 蛋白质所含的元素 蛋白质所含的元素 蛋白质是一类非常复杂的化合物 由 C H O N 等多种元素组成 一般蛋白质可能还会含有 P S Fe Zn Mo 等元素 2 2 蛋白质的物质属类 蛋白质的物质属类 蛋白质的相对分子质量很大 通常从几万到几十万 属于天然有机高分子化合物 3 3 氨基酸组成了蛋白质 氨基酸组成了蛋白质 蛋白质在酶或酸 碱的作用下能发生水解 最终生成氨基酸 所以说氨基酸是蛋白质的基石 注意 注意 氨基位于羧基的邻位碳原子上 这样的氨基酸称为 氨基酸 天然蛋白大都由 氨基酸组成 4 4 氨基酸的结构与性质 氨基酸的结构与性质 1 定义 氨基酸 amino acid 是羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代的产物或是一种至少包含一个氨基和 一个羧基的化合物 2 通式 其中 R 可以使氢 烃基 也可以是其它的有机原子团 3 化学性质 两性 分子中含有羧基和氨基 既有酸性 又有碱性 缩合反应 5 5 多肽 多肽 肽键 peptide bond 一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基缩合 除去一分子水形成的酰胺键 二肽 由两个氨基酸分子消去水分子而形成含有一个肽键的化合物 多肽 由多个氨基酸分子消去水分子而形成含有多个肽键的化合物 6 6 蛋白质结构复杂的原因 蛋白质结构复杂的原因 氨基酸是蛋白质的基本结构单元 种类很多 组成蛋白质时种类 数量不同 排列的次序差异很大 所以 蛋白质的结构很复杂 7 7 蛋白质的化学性质 蛋白质的化学性质 1 颜色反应 蛋白质的特征反应之一 蛋白质遇浓硝酸会变黄 可以用来鉴别蛋白质 2 灼烧蛋白质 蛋白质的特征反应之二 蛋白质在灼烧时 会产生烧焦羽毛的特殊气味 利用此性质可以用来鉴别蛋白质 3 蛋白质的水解反应 蛋白质在酶等催化剂作用下可以发生水解 生成氨基酸 天然蛋白质水解的最终产物为 氨基酸 4 两性 蛋白质具有氨基酸的性质 既能和酸发生反应 也能和碱发生反应 5 盐析 盐 钾 钠 铵 的浓溶液 可使蛋白质的溶解度降低 产生盐析 盐析是可逆的过程 是物理 变化 利用盐析可以分离和提纯蛋白质 6 变性 加热 紫外线 X 射线 强酸 强碱 重金属盐以及一些有机化合物等都能使蛋白质变性产生凝 结现象 变性是不可逆的过程 利用变性可以进行消毒 四 维生素和微量元素四 维生素和微量元素 1 1 维生素 维生素 1 作用 维生素是参与生物生长发育和新陈代谢所必需的一类小分子有机化合物 维生素在体内有特殊的生理功能或 作为酶催化某些的化学反应 人体对维生素的需要虽然很小 对人体生长和健康至关重要 2 种类和性质 脂溶性维生素脂溶性维生素水溶性维生素水溶性维生素 在体内消化 过程 和脂类共存于食物中 并随脂类一起吸收 不易排泄 易在体内积存 主要存在于肝脏 中 易被人体吸收 多余的随尿液排除体 外 一般不易积存 容易缺乏 溶解性难溶于水 易溶于脂肪和有机溶剂易溶于水 吸 收随脂类一起吸收溶于水中 易吸收 体内积存容易积存 主要积存于肝脏不易积存 种类维生素 A D E 和 K维生素 B1 B2 B6 B12 C 叶酸 泛 酸 生物素 烟酸和烟酸胺等 来源动物肝脏水果 蔬菜 2 2 维生素 维生素 C C 1 存在 广泛存在于新鲜水果和绿色蔬菜中 人体不能合成维生素 C 必须从食物中获得 2 维生素 C 的结构 3 维生素 C 的性质 维生素 C 是一种无色晶体 熔点熔点 190 192 易溶于水 有可口的酸味 溶液显酸性 容易失去电子 是一种较强的还原剂 能发生加成 酯化 水解等反应 4 主要生理功能主要生理功能 促进骨胶原的生物合成 利于组织创伤口的更快愈合 促进氨基酸中酪氨酸和色氨酸的代谢 延长肌体寿命 改善铁 钙和叶酸的利用 改善脂肪和类脂特别是胆固醇的代谢 预防心血管病 促进牙齿和骨骼的生长 防止牙床出血 增强肌体对外界环境的抗应激能力和免疫力 3 3 宏量元素和微量元素 宏量元素和微量元素 生物体内必需元素 必需元素是指人体新陈代谢或生育成长 必不可少的元素 常量元素 氧 碳 氢 氮 钙 磷 钾 硫 钠 氯和镁 11 种元素 微量元素 铁 铜 锌 锰 钴 钼 硒 碘 锂 铬 氟 锡 硅 钒 砷 硼等 微量元素虽然在人体内的含量不多 但与人的生存和健康息息相关 它们的摄入过量 不足 或缺乏都会不 同程度地引起人体生理的异常或发生疾病 微量元素最突出的作用是与生命活力密切相关 仅仅像火柴头那样大 小或更少的量就能发挥巨大的生理作用 值得注意的是这些微量元素必须直接或间接由土壤供给 根据科学研究 到目前为止 已被确认与人体健康和生命有关的必需微量元素有 18 种 即有铁 铜 锌 钴 锰 铬 硒 碘 镍 氟 钼 钒 锡 硅 锶 硼 铷 砷等 这每种微量元素都有其特殊的生理功能 尽管它们在人体内含量 极小 但它们对维持人体中的一些决定性的新陈代谢却是十分必要的 微量元素在抗病 防癌 延年益寿等方面 都还起着不可忽视的作用 例题解析例题解析 1 下列关于纤维素的说法不正确的是 A 纤维素是白色 无味的物质 B 纤维素是不显还原性的物质 C 纤维素可以发生水解反应 水解的最终产物是葡萄糖 D 纤维素可以在人体内水解 转化为葡萄糖经肠壁吸收进血液 解析 纤维素是天然高分子化合物 白色 没有甜味 分子中不含醛基 因此不显还原性 但在硫酸或纤维 素酶作用下可以发生水解最终得到葡萄糖 人体中没有可以水解纤维素的酶 因此它不是人体营养物质 但在体 内可以发挥其他作用 正确答案 D 2 淀粉和纤维素都可以用 C6H1005 n表示分子组成 所以它们是 A 同分异构体 B 同系物 C 同种物质 D 多糖类物质 解析 虽然淀粉 纤维素的分子通式都为 C6H1005 n 但两者的结构不同 通式中的 n 值不同 因此它们 既不是同分异构体 也不是同系物 正确答案 D 3 下列说法正确的是 A 不含其他杂质的天然油脂属于纯净物 B 各种油脂水解后的产物中都有甘油 C 油脂的烃基部分饱和程度越大 熔点越低 D 油脂在纯水中比在酸性或碱性条件下易水解 解析 天然油脂属于混合物 油脂是由高级脂肪酸与甘油所生产的酯 故水解时的产物有甘油生成 油 脂的烃基部分饱和程度越大 熔点越高 油