实验五 鉴定食物的主要成分和验证食物含有能量
一、实验目的
1．学会鉴定食物的主要成分；
2．学会验证食物中含有能量；
3．举例说出人体需要的主要营养物质，理解主要营养物质的作用；
4．尝试设计和实施实验方案，根据实验结果得出结论。
二、实验准备
1．材料准备
馒头（或米饭、面包、土豆等）、面粉、鸡蛋清、鸡蛋白、食用油、花生种子、大豆、小麦种子、橙子等
2．用具准备
碘液、水、开水、烧杯、滴瓶、胶头滴管、载玻片、滤纸、酒精灯、玻璃棒、火柴、铁架台、温度计、试管、解剖针、量筒、天平、棉塞、榨汁机、纱布、高锰酸钾溶液等
三、实验过程
（一）鉴定食物的主要成分
知识链接：
①淀粉是一种糖类，遇到碘液会变成蓝色。
②蛋白质遇到高温会凝固成白色的固态物质；直接燃烧时还会散发出焦臭味。
③脂肪能在纸张、布匹等上面留下“油斑”；脂肪比水轻，因此能漂浮在水面成为“油滴”。
1．鉴定食物中含有淀粉
（1）将几粒米饭、馒头或面包碎屑、土豆片等放在载玻片上，滴上一滴碘液，颜色变蓝。
图6－12 鉴定淀粉
（2）将少许面粉放入盛有清水的小烧杯中，配成面粉混浊液，向烧杯中滴加碘液，液体变蓝。
2．鉴定食物中含有蛋白质
（1）取一个鸡蛋的蛋清，分成两份，放入两个小烧杯中，分别加入清水和沸水，加入沸水的烧杯里出现白色絮状凝块。
图6－13 鉴定蛋白质
（2）用解剖针挑着鸡蛋白在酒精灯上燃烧，闻一闻有烧焦羽毛的臭味。
3．鉴定食物中含有脂肪
（1）取一粒炒熟的花生种子，放在白纸上，用力挤压，白纸上出现油斑。牙签蘸一点食用油在白纸上，与压过花生的白纸比较。放一粒大米在白纸上，用镊子柄用力挤压，对比观察现象。
图6－14 鉴定脂肪
（2）牙签蘸一点食用油滴在盛有水的小烧杯中，水面上出现油滴。
4．鉴定食物中含有水、无机盐和维生素
（1）水的鉴定：取一些干麦种，装进干燥的试管里，放在酒精灯上均匀烘烤。不久，试管的内壁上出现了小水珠。注意，试管口向下略微倾斜，防止水倒流到试管底部，引起试管炸裂。
（2）无机盐的鉴定：用解剖针的尖端挑取一粒干麦种，放在酒精灯上烧，种子燃烧后剩下的灰白色的灰就是无机盐。
（3）维生素C的鉴定
原理：维生素C的水溶液能够使高锰酸钾溶液颜色褪去。
实验步骤：
①取橙子，用榨汁机榨出汁液或用双层纱布挤出汁液。
②将汁液分别倒入贴好标签的两个小烧杯中，一个取用，另一个是做对照。
③取两支洁净的小试管，贴好标签，分别注入低浓度的高锰酸钾溶液2ml。
④用滴管吸取一种汁液，逐滴的滴入小试管中，边滴边振荡，观察到高锰酸钾溶液颜色褪去，说明橙汁中含有维生素C。
（二）验证食物含有能量
知识链接：
能量是可以互相转化的，有机物中的化学能可以通过燃烧转化成热能，而热能则可以使水的温度升高。
1．学生分组
学生分成4人一小组，并选出小组长，分工负责各项操作：1人负责点燃加热、1人负责稳定和观察温度计、1人负责记录、1人负责交流。
2．小组合作，体验探究
图6－15 验证食物中含有能量实验装置图
（1）提出问题
食物中含有能量吗？(www.xing528.com)
（2）作出假设
小组同学经过思考分析可能作出以下假设：
A．食物中含有能量；
B．食物中不含有能量。
（3）制订计划
小组进行讨论、交流，设计探究方案。
（4）实施计划
各小组分工合作，选择仪器并按制订的计划完成实验。
实验步骤：
①用铁架台固定一支试管，用一次性纸杯套住试管下半部，以防止热量的散失。在试管中加入10ml自来水，插入温度计，并用棉塞固定温度计，记录起始水温。
②取1克干燥的食物（花生、干面包、大豆）用解剖针固定，在酒精灯上点燃后迅速移入试管下方，对水进行加热。
③待食物燃尽时，记录最终水温。
④用不同的食物进行实验，将实验结果记录到表格中。
表6－3 小组实验记录表
（5）得出结论
①燃烧相同重量的不同实验材料，都使试管内的水温升高。说明食物中含有能量，营养物质能为人体生命活动提供能量。
②燃烧相同重量的不同实验材料，水温上升值不同。因为不同食物含有的主要营养物质不同，所以燃烧时释放的能量不同，含脂肪丰富的食物含的能量较多。
四、特别提醒
1．酒精灯用火柴点燃，用灯帽熄灭。
2．用酒精灯的外焰加热，因为外焰温度最高。
3．温度计的水银球要淹没在液体中，但不要碰到试管底部或侧壁，防止由于温度过高导致温度计炸裂。当温度计里的水银不再上升或下降时才能读出读数。
4．使用解剖针时要注意安全，加热后的解剖针温度较高，不要用手触碰。
5．材料都是干燥的，质量都是1克。
6．用量筒量取清水的容积时，应注意量筒必须放平，视线要跟量筒内液体的凹液面的最低处保持水平，再读出液体体积数。
7．待食物完全燃尽后再记录最终水温。
8．实验结束要清洗整理，用过的药品要放入废液缸。
五、信息库
人体需要的七大营养物质
1．糖类
糖类又称碳水化合物，是构成人体的重要成分之一。糖类根据其分子组成分为单糖、二糖（如蔗糖、麦芽糖、乳糖等）、多糖（如淀粉、纤维素和糖原等）。米、面、玉米及白薯所含的淀粉属多糖；红糖、白糖中的蔗糖及牛乳中的乳糖均是二糖；水果中的糖主要是葡萄糖及果糖，属于单糖。
糖类的主要生理功能：①为人体的生命活动提供能量，人体所需能量的70%以上是由糖类氧化分解提供的；②糖类也是组织细胞的重要成分，如核糖和脱氧核糖是细胞中核酸的成分，糖类与脂类形成的糖脂是组成神经组织与细胞膜的重要成分。
2．蛋白质
蛋白质是构成一切细胞和组织结构必不可少的成分。它是人类生命活动最重要的物质基础。在人体细胞的有机物中，蛋白质约占1/3，成年人体内平均约含蛋白质16．3%，其总量仅次于水分。
蛋白质的主要生理功能：①蛋白质是构成组织和细胞的重要成分，如肌肉、骨骼及内脏主要由蛋白质组成，一切细胞的原生质都以蛋白质为主，动物的细胞膜及细胞间质也主要由蛋白质组成；②用于更新和修补组织细胞；③参与物质代谢及生理功能的调控。此外，蛋白质还具有催化免疫的功能，如多功能血浆蛋白质、抗体等。
3．脂质
脂质包括脂肪、类脂和固醇等。脂质中最常见的是脂肪。脂肪俗称油脂，按来源可分为动物油脂和植物油脂两大类。
脂质的主要生理功能：①供给热能。1g脂肪可释放38．9kJ的热能，是营养物质中产热量最高的一种。②构成人体组织。类脂中的磷脂和固醇中的胆固醇是人体细胞的主要成分。③一些固醇则是制造体内固醇类激素的必需物质，如肾上腺皮质激素、性激素等。④供给必需脂肪酸。人体所需的必需脂肪酸是靠食物脂肪提供的，它主要用于磷脂的合成，保持皮肤微血管正常通透性，精子的形成，前列腺素的合成等。
4．水
水在人体内含量最多，约占体重的60%～70%，人体的各项生命活动都离不开水。水的主要生理功能：①水是构成组织的组成成分；②水是人体内最好的溶剂，营养物质的运输和各种代谢废物的排出都离不开水；③水是促进代谢反应的物质，一切生物的氧化和酶促反应都有水参加；④水是维持体液平衡的重要物质；⑤水有调节体温的作用；⑥水具有润滑作用，减少体内关节和器官间的摩擦和损伤，并可使器官运动灵活。
5．无机盐
无机盐在人体内含量很少，但作用很大。无机盐分为常量元素和微量元素，共有20多种。无机盐的主要生理功能：①构成机体、组织的重要成分，如钙、磷是构成骨骼和牙齿的重要成分，硫、磷是某些重要蛋白质的成分；②细胞内外液的成分，如钾、钠、氯与蛋白质一起，维持细胞内外液适宜渗透压；③维持体内酸碱平衡，如钾、钠、氯离子和蛋白的缓冲作用；④参与构成功能性物质，如血红蛋白中的铁、甲状腺素中的碘、超氧化物酶中的锌、谷胱甘肽中过氧化物酶中的硒等；⑤维持神经和肌肉的兴奋性及细胞的通透性。
儿童时期如果缺乏钙盐，易患佝偻病；缺铁会患缺铁性贫血；缺碘会患“大脖子病”；缺锌，食欲减退，严重的会使青少年停止发育。
6．维生素
维生素是维持生物正常功能所必需的微量小分子有机化合物。维生素对于生命的重要作用主要是参与体内的各种代谢过程和生化反应，参与和促进蛋白质、脂肪、糖的合成利用。维生素缺乏时，酶的合成受阻，人体的代谢过程发生紊乱，从而引起身体疾病。
7．膳食纤维
膳食纤维是一种不能被人体消化的碳水化合物，能够促进胃肠的蠕动和排空。所以，多吃一些富含膳食纤维的食物，有利于降低人体内过高的血脂和血糖等，从而有利于维护心脑血管的健康、预防糖尿病、维持正常的体重。由于膳食纤维有如此重要的功能，因此，一些科学家把它称为人体的“第七类营养素”。
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