2024年2月8日发(作者：)

人类重要的营养物质

【教材分析】

本单元是一个涉及面很宽的课题，涉及初中教材许多单元的内容。本单元着重介绍了三方面的内容，即人类重要的营养物质、化学元素与人体健康和有机合成材料。按知识内容看，它们不是初中化学的核心内容，属于知识的扩展与应用的范畴。

【教学目标】

1．了解营养素是指蛋白质、糖类、油脂、维生素、无机盐和水等六类物质。

2．了解蛋白质、糖类、油脂、维生素与人体健康的关系。

3．了解上述营养物质对人的生命活动的重要意义及合理安排饮食的重要性。

【教学重点】

蛋白质的学习

【教学难点】

了解蛋白质在人的生命活动中的作用及营养价值。

【教学设计】

本课题简单介绍了蛋白质、糖类、油脂、维生素对人体的营养作用，目的是让学生初步了解这几类物质在人的生命活动中的重要意义，了解正常安排饮食和从体外摄取必需的营养物质对人的生长、发育等生命需求是至关重要的。

首先要让学生知道蛋白质是构成人体细胞的基本物质，是机体生长及修补受损组织的原料，也是人体不可缺少的营养物质。其次要让学生通过血红蛋白和酶的实例，知道蛋白质在人的生命活动中执行着各种功能，从而引导学生认识到：为了维持人的正常生命活动，必须注意防止有害物质(如甲醛、一氧化碳等)，对人的肌体蛋白质的侵害。

在糖类的教学中，要让学生了解淀粉食物的主要功用是为机体提供能量，了解淀粉在酶的催化作用下，逐步水解为葡萄糖并在体内消化吸收的简单过程。

【教学建议】

1．紧密联系生活实际，结合日常生活实例让学生了解各营养素的作用和来源，使学生知道合理饮食的重要性。

2．要注意将切入点落在这些营养物质对生命活动的意义上，即给学生作一

些常识性的介绍。教学中要回避结构问题，因为这几类物质的结构都比较复杂，尤其是蛋白质的结构。书中列出的血红素结构图和血红蛋白的结构示意图，只是让学生有一个印象──血红蛋白输氧功能与结构有关，而不要求理解这些图示。

3．引导学生开展阅读、调查、参观、讨论等活动，认识吸烟、居室装修污染和食物霉变等对人体健康的危害，并提出防止这些危害的建议。

【教学过程】

一、蛋白质

师；蛋白质广泛存在于生物体内，是组成细胞的基础物质。请列举生物体内哪些器官含蛋白质较多？

生：动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁、毛发、蹄、角等含蛋白质较多。

生：植物的各种器官，尤其是种子含蛋白质最多（例如麦粒中含18％）。

师：由此可见，生命是蛋白质存在的一种方式。这种跟生命现象密切相关的蛋白质，它的组成是怎样的呢？让我们先通过实验分析。

[实验]

1．分别抽取两根棉布条和毛料纤维，放在火焰上灼烧、闻味。

师：由上述实验现象能得出哪些结论？（经议论后回答。）

生：根据可燃且有焦臭味，说明棉布和毛料除含有碳、氢、氧元素外，还含有其它元素。

师：蛋白质里含有氮元素，还普遍含有硫元素。

蛋白质的相对分子质量很大，是天然有机高分子化合物，它的分子量可达几万、几十万乃至上千万。例如，核蛋白的分子量就超过两千万。我们在生物课上已经知道，如此庞大的高分子化合物，也是由基本结构单元构成的，即氨基酸。蛋白质水解的最终产物是α-氨基酸。请列举生物课中已熟悉的几种简单的氨基酸。

〔评注：利用学生已学过的生物学知识，不仅简捷自然，也有利于化学学科与其它相关学科的联系，开阔学生视野。〕

生；甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸等。

（通过投影介绍几种重要的α-氨基酸，并对α-碳原子加以说明。）

师；现在从动植物体内蛋白质水解产物中分离出来的氨基酸有几百种。但是，构成主要蛋白质的氨基酸只有20多种。

师；2O多种氨基酸跟蛋白质的关系，好像字母跟单词的关系，它们可以形成

无数种蛋白质。不同的蛋白质，组成的氨基酸种类和排列顺序各不相同，所以蛋白质的结构是很复杂的。研究蛋白质的合成和结构，从而进一步探索生命的本质，是科学研究的重要课题。1965年我国科学家在世界上第一次人工合成有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素。1971年又合成猪胰岛素，在人类揭开生命奥秘的伟大历程中做出了重要的贡献。

师：蛋白质变性凝结后丧失可溶性，还失去生理活性。

生：（1）医疗上高温消毒杀菌，就是利用加热使蛋白质凝固，从而使细菌死亡。

（2）误服重金属盐，可以服用大量牛乳、蛋清或豆浆，以吸收重金属盐解毒，免使人体蛋白质变性中毒。

（3）用卫生酒精擦洗皮肤，能使皮肤表面附着的细菌（体内的蛋白质）凝固变性而死亡，达到消毒杀菌，避免感染的目的。

（4）甲醛使蛋白质凝固变性，使标本透明而不浑浊，说明甲醛溶液能长期保存标本，不影响展示效果。

蛋白质的应用

（1）重要的营养物质——生命的物质基础

（2）工业上的应用

①纺织工业——蚕丝、羊毛

②皮革工业——动物毛皮经鞣制后作原料

③感光材料工业——动物胶（白明胶）是制感光材料的片基

④塑料工业——制酪素塑料

酶是有生物活性（生物催化作用）的蛋白质。它有高效专一的催化活性。

蛋白质的组成

蛋白质是生命的物质基础，它存在于一切活细胞中，是细胞里最复杂、变化最大的一类分子。一切重要的生命现象和生理机能，就是由组成生物体的无数蛋白质分子活动来体现的。1839年德国化学家米尔德（G·T·Mulder）给这类化合物起名叫做蛋白质（protein），意思是“头等重要的”。

蛋白质是一种化学结构非常复杂的含氮的有机高分子化合物，主要由C、H、O、N等元素组成。有的蛋白质中还含有S、P（如牛奶中的奶酪蛋白）、Fe（血中的血红蛋白）、Mg（绿色蔬菜中的叶绿蛋白）、I（甲状腺中的甲状腺球蛋白）等其他元素。其中四种主要元素的质量分数为：C 5l％～55％，H 5．5％～7．7％，

O 19％～24％，N 15％～18％。多数蛋白质的分子量范围在 l.2万至100万之间。含氮是蛋白质组成上的特征，且各种蛋白质的含氮量很接近、其平均值为

16％。

氨基酸是组成蛋白质的基本单位，也是蛋白质降解后的最终产物。几乎所有的蛋白质都是由不同数目的氨基酸以肽键（酰胺键）连接而成的生物大分子化合物。迄今从各种生物体中发现的氨基酸已有180多种，但参与蛋白质组成的氨基酸只有20种。除脯氨酸外，这些氨基酸在结构上的共同特点是氨基均连在与羧基相邻的 α 碳原子上，因而称为 α-氨基酸。这20种氨基酸中，有一些是人体需要，但人体内不能合成或合成的速度远不能满足机体的需要，而必须从食物中摄取的氨基酸，称为必需氨基酸。成年人的必需氨基酸有8种，如苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和赖氨酸。对于儿童，组氨酸和精氨酸也是必需的，故共有10种儿童必需氨基酸。另一些是非必需氨基酸，是指能在人体内合成或可以由其他氨基酸转变而成的氨基酸。如人体内的酪氨酸可由苯丙氨酸转变而成。为了良好的营养，要在日常饮食中含有全部的必需氨基酸。不过对生命来说，非必需氨基酸和必需氨基酸同样需要，只是前者可以由人体从其他化合物制得。

蛋白质的生理功能

蛋白质是生命的基础，没有蛋白质就没有生命。人体最重要的组成成分是蛋白质。据估算，人体中的蛋白质分子多达10万种，蛋白质占人体重的15％～18％、干重的50％。肌肉、皮肤、血液、酶、乳汁以及毛发等都是由不同的蛋白质构成的。蛋白质是重要的营养素。人们从食物中摄取的蛋白质，在胃液中的胃蛋白酶和胰蛋白酶作用下，经过水解生成氨基酸。氨基酸被人体吸收后，重新结合成人体所需的各种蛋白质，或者以氨基酸的形式发挥各种生理机能，维持生命活动。它们供给肌体营养，执行保护功能，负责机械运动，控制代谢过程。

蛋白质的主要食物来源

人体主要通过食物摄取自己所需的蛋白质。食物蛋白质分为动物性蛋白质和植物性蛋白质。动物性蛋白质来源于鱼、畜禽肉、蛋、乳类等，因所含必需氨基酸种类齐全，数量充足，而且各种氨基酸的比例与人体需要基本符合，容易吸收利用。这类蛋白质属于完全蛋白质。植物性蛋白质主要来源于豆类、硬果类、薯类、蔬菜类等食物，它们所含的氨基酸人体可自行制造，属于不完全蛋白质。但含有丰富蛋白质的豆、硬壳果类等植物性食品也含有较多的人体不能合成的必需

氨基酸。一些常见食物中蛋白质的含量见下表

100g常用食物中的蛋白质含量

食物

猪肉

牛肉

羊肉

鸡肉

鲤鱼

鸡蛋

牛奶

大米

小麦

蛋白质所含氨基酸的品种、数量和比例，决定蛋白质的营养价值。食物蛋白质氨基酸含量和比例愈接近人体蛋白质，或说所含必需氨基酸品种齐全、比例适当，它的营养价值就愈高。若几种含有不同蛋白质的食物混合食用，可以取长补短。如谷类蛋白质缺乏赖氨酸，而色氨酸较多；大豆蛋白质中则赖氨酸较多，色氨酸较少。如混合食品，可以使蛋白质的利用率提高 10％～32％。因此，在日常膳食中要提倡荤素搭配，注意食物种类多样化，避免偏食。

酶：

酶是蛋白质，具有蛋白质的特性；

酶是生物产生的催化剂。

酶作催化剂的优点：

（1）脱离生物体不会失去催化能力；

（2）条件温和、不需要加热；

（3）反应速度快、效率高；

（4）具有专一性、无副反应。

二、糖类

糖类的主要代表物

蛋白质含量/g

13.3～18.5

15.8～21.7

14.3～18.7

21.5

17～18

13.4

3.3

8.5

12.4

食物

玉米

高粱

小米

大豆

豆腐

花生

白菜

红薯

马铃薯

蛋白质含量/g

8.6

9.5

9.7

39.2

4.7

25.8

1.1

1.3

2.3

类 别

结构特征

葡萄糖的

同分异构体

主 要 性 质 重要用途

葡萄糖

单糖

果糖

C6H12O6

白色晶体，易溶于水，有甜味

（比蔗糖甜）

食品

蔗糖

C12H22O11

二糖

麦芽糖

C12H22O11

由葡萄食品、

制___________、

乙醇

纺织、造食品

食品

淀粉

(C6H12O5)n

多糖

纤维素

(C6H12O5)n

糖单元构成的天然高分子化合物

纸、

制_________、人造纤维

常见的葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素等均属于糖类。

糖类的组成和结构：糖类是由C、H、O三种元素组成的有机物，通式为Cn(H2O)m。所以糖类又称为碳水化合物。对通式的理解除应注意：

该通式只说明糖类由C、H、O三种元素组成，并不反映糖类的结构；

该通式的应用是有限度的，少数属于糖类的物质不一定符合通式，而少数物质符合通式又不是糖类（如甲醛、乙酸等）。

糖类可分为单糖、二糖、多糖，它们的相互转化关系为：

水解水解二糖多糖 单糖缩聚

单糖（C6H12O6）： 不能水解。如葡萄糖、果糖、核糖。

糖类

二糖（C12H22O11）：能水解，一个分子的二糖水解生成二个分子的单糖。如蔗糖、麦芽糖等。

多糖[(C6H10O5)n]： 能水解，一个分子的多糖水解生成多个分子的单糖。如淀粉、纤维素

葡萄糖是白色晶体，有甜味，易溶于水。但不如蔗糖甜。

“毒大米”的真凶──黄曲霉毒素

日前，一些媒体在显著版面报道，我国广东、广西、江西、湖南等地市场上查出“毒大米”数百吨，引起了公众的广泛关注。根据部分公布的“毒大米”样本检验结果，所抽检样本的黄曲霉毒素B1的含量均严重超标。黄曲霉毒素具有很强的毒性，是强致癌物质，对此人们决不可掉以轻心。酷暑季节，空气湿热。大米、花生、大豆等粮食，弄不好常常要长霉。在霉菌中有一种菌，叫黄曲霉菌，这种菌会分泌出一种致癌毒素──黄曲霉素。经过研究和鉴定，黄曲霉毒素是一类结构类似的微生物毒素混合物。目前已分离出的黄曲霉毒素有20多种。在紫外线照射下产生蓝紫色荧光的为黄曲霉毒素B1和黄曲霉毒素B2，产生黄绿色荧光的为黄曲霉毒素G1和黄曲霉毒素G2等。其中以黄曲霉毒素B1最常见、毒性最大，致癌性最强。黄曲霉毒素能在潮湿和8～46 ℃的温度范围内繁殖，最适宜的温度是30～38 ℃，相对湿度是80％～85％。黄曲霉毒素主要污染粮油及其制品，在发霉花生、玉米、谷类、豆类等中的含量最高。黄曲霉毒素在水中溶解度低，耐高温，在一般的烹调条件下不易被完全破坏，花生炒制后可使黄曲霉毒素的量减少40％～60％。当加热到280 ℃以上时，黄曲霉毒素的毒性才能被破坏。在NaOH碱性溶液中黄曲霉毒素易于被降解。黄曲霉毒素的毒性被列为极毒。其毒性为人们熟知的剧毒药KCN的10倍，为砒霜的68倍。黄曲霉毒素也是目前发现的化学致癌物中最强的物质之一，国际癌症研究所将黄曲霉毒素确定为一级人类致癌物。黄曲霉毒素的毒性主要是对肝脏的损害，导致肝癌。调查发现在粮油、食品受黄曲霉毒素污染严重的地区，人类肝癌发病率也较高。我国江苏启东县和广西扶绥县是肝癌的高发地区，其原因就是那里的玉米、花生等容易霉变产生黄

曲霉毒素所造成的。黄曲霉毒素还可以诱发骨癌、肾癌、直肠癌、乳腺癌、卵巢癌等。黄曲霉毒素对食品原料和成品的污染是一个广泛存在的问题。一般说来。热带和亚热带地区食品污染较为普遍，其中以花生和玉米的污染最为严重。目前，有60多个国家制订了食品和饲料中黄曲霉毒素限量标准和法规。我国对食品中黄曲霉毒素B1的最高允许量有严格规定（见下表）。

中国规定食品中黄曲霉霉素B1最高允许量

食品

玉米、花生及其制品

大米、食用油类（花生油除外）

其他粮食、豆类、发酵食品

婴儿食品

黄曲霉毒素的发现

黄曲霉毒素是20世纪60年代才被发现的。当时，在美国东南部一些农场中，有大约 10万只火鸡不明原由地突然死亡，一时间造成了极度恐慌和不安，其震惊的程度不亚于二三年前的疯牛症！关于病因当时也弄不清，只得取名为X病，这就是英国有名的“火鸡X病”事件。后来经过食品、毒理和细菌学方面专家的通力合作，终于找出了引起火鸡大批死亡的原因：他们从饲料玉米粉中分离出一种前所未知的由黄曲霉菌产生的毒素，命名为“黄曲霉毒素”。

淀粉是白色、无气味、无味道的粉末状物质，不溶于冷水（在热水里淀粉颗粒会破裂，有一部分淀粉溶解在水里，另一部分悬浮在水里，形成胶状淀粉糊，这一过程称为糊化作用），糊化是淀粉食品加热烹制时的基本变化，也就是常说的食物由生变熟。大多植物的各部分组织内均含有淀粉，但主要是储藏在种子及根内。考古学家发现几千年前的麦粒，仍然可以发芽，表明淀粉的结构在这样长的一段时间内，都没发生变化

三、油脂

油脂的概念：高级脂肪酸和甘油所生成的酯

说明：

（1）油脂属于酯类，油脂只是甘油和高级脂肪酸所形成的酯。

（2）油脂是混合物，没有固定的溶沸点，液态的油通常认为是油酸和甘油所形成的酯，故态的脂通常认为是硬脂酸和软脂酸和甘油所形成的酯，甘油中的最高允许量／μg·kg-1

20

10

5

不得检出

三个羟基可以完全被酯化，也可以部分的酯化，既可以是同种脂肪酸也可以是不同的脂肪酸。

油脂不溶于水，密度小于水，易溶于有机溶剂

师：由植物的种子榨出的油，动物的脂肪榨出的油就是我们今天学习的油脂类物质，虽然它与我们朝夕相处，大家对它的了解有多少呢？

[教师：展示油、脂肪实物，观察色、味、态]

生：观察回答 脂肪：白色、香味、固态。油：黄色（褐色）、香味、液态

[（增加实验）生甲：上讲台做油、脂肪溶解性实验。分别向盛有苯、汽油、水的三支试管中滴入少量的花生油观察，分别向盛有苯、汽油、水的三支试管中滴入少量的脂肪油观察]

生甲：（1）油脂比水轻（2）油脂易溶于有机溶剂、不溶于水。

油脂的消化与吸收

油脂进入小肠后即和胆盐混合，胆盐能使油脂乳化成微滴，还可以使脂肪酶的活力增强，因此，胆盐是处使油脂消化的一个重要因素。小肠内接近中性的环境，也有利于脂肪酶的作用。胰液中含有消化油脂的脂肪酶，在脂肪酶的作用下，油脂被水解为甘油和脂肪酸。小肠既能吸收完全被水解的脂肪，也可吸收部分被水解或未经水解的油脂微滴，吸收后，主要经淋巴系统进入血液循环，也有小部分经门静脉进入肝脏。未被小肠吸收的油脂进入大肠后，被细菌分解成甘油和脂肪酸再加以吸收。

由淋巴系统进入血液循环中的脂肪或由甘油与脂肪酸在肝脏内合成的脂肪是与脂蛋白结合在一起运送的。脂肪在脂肪组织中，经β-脂蛋白酶水解成游离的脂肪酸和甘油，然后再合成脂肪而储存起来

油——在室温下，植物油脂通常呈液态叫做油。

脂肪——在室温下，动物油脂通常呈固态，叫做脂肪。

油脂的合成：由多种高级脂肪酸和甘油生成的酯。

油脂的化学成分：高级脂肪酸甘油酯。

油脂的组成元素：C、H、O

油与脂肪状态不同的本质原因？

[回答]

因为“酯的熔点”的高低与其所含“烃基”饱和度的高低有关。烃基饱和度高则酯的熔点高；烃基饱和度低则酯的熔点低。（1）“油”所含“烃基”的饱和

度低，则其熔点低，常温下呈液态。（2）“脂肪”所含“烃基”的饱和度高，则其熔点高，常温下呈固态。

平日家中做汤放油，油浮在水面上而不溶于水中。

衣服上的油渍能用汽油洗净。

用汽油擦洗布片上的油渍，观察现象。

振动盛有食用油的试剂瓶，观察现象。

用手摸食用油，可以感觉到_______。

[分组探索实验]分组进行有关“油脂的物理性质”的实验。

现象：油浮在水面上而不溶于水中。

结论：（1）食用油的密度比水的密度小。

（2）食用油不溶于水。

现象：布片上的油渍能用汽油擦洗干净。

结论：食用油易溶于汽油。

现象：食用油的粘度比较大。

结论：食用油的粘度比较大。

感觉到：食用油的油腻感明显。

油脂的物理性质

A．油脂的密度比水的密度小。

B．油脂不溶于水，易溶于有机溶剂（如汽油）。

用于：用有机溶剂提取植物种子里的油。

C．油脂的粘度比较大。

D．油脂的油腻感明显。

E．油脂本身是一种较好的溶剂，能溶解一些脂溶性维生素。

应用：进食一定量的油脂能促进人体对食物中含有的维生素的吸收。

F．熔点：油脂熔点的高低与其所含“烃基”饱和度的高低有关。烃基饱和度高则脂的熔点高；烃基饱和度低则脂的熔点低。

油脂是人类的主要食物之一。

我们在日常饮食中应该合理摄到油脂，而且应该少吃饱和度高的油脂，多吃油脂容易患高血脂症。

油脂是重要的化工原料

“硬化油”性质稳定，不易变质，便于运输；可用作制造肥皂、脂肪酸、甘

油、人造奶油等的原料。

油脂中各种脂肪酸的质量分数

油脂

椰子油

玉米油

棉子油

猪油

橄榄油

棕榈油

花生油

红花油

豆 油

向日葵油

四、维生素

维生素的分类、功能和来源

维生素是维持人体正常生理机能所必需的一类低分子有机化合物，在天然食物中含量极少，在人体内含量甚微。与蛋白质、脂肪、碳水化合物不同，维生素在人体内不能产生热量，也不参与人体细胞、组织的构成，但却参与调节人体的新陈代谢，促进生长发育，预防某些疾病，并能提高人体抵抗疾病的能力。因此，维生素是人体生长和健康所必不可少的营养素。人体若缺少了维生素，新陈代谢就会发生紊乱，就会产生各种维生素缺乏病，如坏血病、脚气病、凝血病和夜盲症等。这些病看起来不是什么重症，但如不加治疗，对人体健康危害是很大的。因此，维生素既是营养品又是药品。维生素在人体内不能合成，必须从食物中摄取，但由于人体对各种维生素的需要量并不大（一般都在毫克级），只要注意平衡膳食，多吃新鲜蔬菜和水果，一般不会引起维生素缺乏症。若发生维生素缺乏症，可在医生指导下服用富含维生素的食品或维生素制剂（如鱼肝油、干酵母及维生素C、E、K等）。维生素种类多，化学性质与分子结构差异很大，其分类一般按其溶解性，分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。脂溶性维生素都溶于脂肪和脂溶剂，而不溶于水，可随脂肪为人体吸收并在体内储积，排泄率不高。饱和脂肪酸的质量分不饱和脂肪酸的质多不饱和脂肪酸的质量分数/％

93

14

26

44

15

57

21

10

14

11

量分数/％

6

29

22

46

73

36

49

14

24

19

数％

1

57

52

10

12

7

30

76

62

70

水溶性维生素能溶于水而不溶于脂肪或脂溶剂，吸收后体内贮存很少，过量的多从尿中排出。

重要维生素的分类、功能和来源

分

类

名称 生理营养功能

合成视紫红质，防治干眼VA（视黄醇） 病、夜盲症、视神经萎缩，促进生长

脂溶

VD（抗佝偻病性维

维生素）

调节Ca、P代谢，预防佝楼病和软骨病

鱼肝油、蛋黄、乳类、酵母

鱼肝油、绿色蔬菜

来源

生素

预防不育症和习惯性流鸡蛋、肉、肝、鱼、VE（生育酚）

产，抗氧化剂 植物油

VK（凝血维生素）

凝血酶原和辅酶Q的合成，促进血液凝固

抗神经炎，预防脚气病

预防舌及口角炎，促进生肝

酵母、谷类、肝、豆、瘦肉

酵母、肝、蛋、蔬菜

酵母、米糠、谷类、菠菜、苜蓿、白菜、VB1（硫胺素）

VB2（核黄素）

长

VPP（尼克酸、烟酸）

预防癞皮病，形成辅酶Ⅰ、肝 Ⅱ的成分

预防皮炎，参与氨基酸代酵母、五谷、肝、蛋、水溶

VB6（砒哆醇）

谢 乳

性维

生素

VB11（叶酸）

VB12（钴胺素、辅酶B12）

VH（生物素）

谢

VC（抗坏血酸）

预防恶性贫血

预防恶性贫血

预防皮肤病，促进脂类代肝、植物的叶

肝、肉、蛋、鱼

肝、酵母

预防坏血病，还原剂，促进胆固醇代谢

新鲜蔬菜和水果

纤维是素是白色、无气味、无味道具有纤维状结构的物质。

不溶于水，也不溶于一般有机溶剂。