第四节　维生素和微量元素教学内容概述

第四节

维生素和微量元素

1．在合作中了解维生素对人体的生长和健康的作用的同时激发学生学习的热情和积极性。(重点) 2．以补碘、补铁、补锌等问题为例子，让学生了解微量元素对维持生命活动和促进人体健康的重要作用。(难点)

一、维生素

1．维生素有什么作用

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，在天然食物中含量极少。

2．维生素的种类和性质

(1)习惯上按不同的溶解性把维生素分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。

(2)脂溶性维生素和水溶性维生素的比较

溶解性

脂溶性维生素

水中难溶，脂肪和有机溶剂中易溶

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，主要积存于肝脏中

水溶性维生素

水中易溶

在体内消化过程

易被人体吸收，多余的随尿排出体外，一般不易积存，容易缺乏

维生素C和维生素B族(B1、B2、包含种类

维生素A、D、E和K等

烟酸、烟酰胺、B6、生物素、泛酸、叶酸和B12等) 来源

动物肝脏

水果、蔬菜

3.维生素C(抗坏血酸) (1)结构

分子式：C6H8O6，结构式：

。

(2)物理性质

维生素C是一种无色晶体，熔点为190 ℃～192 ℃，是一种水溶性维生素，溶液显酸性，并有可口的酸味。

(3)存在

维生素C广泛存在于新鲜水果和绿色蔬菜中，如山楂、鲜枣、橘子、柠檬、辣椒、西红柿、豆角、白菜等。

(4)化学特性

维生素C的化学特性是容易失去电子，是一种较强的还原剂，在水溶液中或受热时很容易被氧化，在碱性溶液中更容易被氧化。

4．维生素的生理功能

(1)参与体内氧化还原反应，维持细胞间质的正常结构；

(2)防止坏血病；

(3)促进伤口愈合；

(4)维持牙齿、骨骼、血管和肌肉的正常功能；

(5)帮助无机盐(如铁和钙)和某些氨基酸的吸收；

(6)增强对传染病的抵抗力；

(7)有解毒作用。

1．蔬菜是先切后洗好，还是先洗后切好？

【提示】

先洗后切好，防止蔬菜中的维生素C流失。

2．烧制蔬菜时，为什么不宜长时间烧煮？

【提示】

维生素有较强的还原性，长时间烧煮会加快维生素C的氧化。

二、微量元素

1．人体中的微量元素

(1)构成生物体的所有元素在自然界中都能找到，并且与地球表层元素的含量大致相当。

(3)微量元素在体内含量极少，但对维持生命活动，促进健康生长和发育的作用极其重要，缺少或摄入过多，都可能导致患各种代谢疾病。

2．碘——“智力元素”

3．铁

(1)铁的含量与存在

①铁在人体中含量约为4～5_g，是人体必需微量元素中含量最多的一种。

②人体内的含铁化合物主要分两类，即功能性铁和储存铁。功能性铁和血红蛋白一起参与氧的运输，其余的铁与各种酶结合，分布于身体各器官。

(2)缺铁的危害：人易患贫血症，导致人的记忆能力、免疫能力和对温度的适应能力下降。

(3)补充方法

食用含铁丰富的食物或口服补铁剂以及食用铁强化酱油。

3．食用加碘食盐应注意哪些问题？

【提示】

存放时应注意密封、防潮和防晒；菜炒熟出锅时再放入碘盐以防KIO3分解；加醋会降低碘的利用率；使用植物油可以提高碘的利用率。

维生素C的结构与化学性质

第1步导思——问题引入，自主探究

1．维生素C中含有哪些官能团，试推测维生素C具有哪些化学性质？

【提示】

维生素C含有双键、羟基、酯基等官能团，因此能发生加成反应、酯化反应、水解反应等。

2．怎样利用实验来验证蔬菜和水果中含有丰富的维生素C? 【提示】

a．配制一些滴有几滴稀碘水的淀粉溶液。

b．分别取少量芹菜、西红柿、葡萄等蔬菜和水果的汁，向各种果汁中加入配好的滴有碘水的蓝色淀粉溶液，观察淀粉溶液颜色的变化。

实验现象：蓝色褪去。

实验结论：蔬菜和水果中含丰富的维生素C。

第2步阐述——要点归纳，深化知识

结构简式

还原性

维生素C具有较强的还原性，能将I2还原为I－，将Fe3＋还原为Fe2＋，也能使酸性KMnO4溶液褪色

维生素C具有碳碳不饱和双键

化学性质

酯化反应

加成反应

()，能与H2发生加成反应

维生素C具有多个醇羟基(—OH)，在一定条件下能与羧酸发生酯化反应

维生素C中含有一个酯基，可以在一定条件下发生水解反应

水解反应

第3步例证——典例印证，思维深化

维生素种类繁多，性质不同，用途各异，请据所学回答下列问题。

(1)将人体缺乏的维生素与由此引起的疾病用线连接起来。

缺VA

缺VB1

缺VC

缺VD

坏血病

脚气病

佝偻病或骨质疏松症

夜盲症

(2)维生素C是一种水溶性维生素，在体内易流失，容易缺乏，其结构简式为：

，它的分子式是_______。

由于它能防治坏血病，又称为________。在维生素C溶液中滴入紫色石蕊试液，溶液颜色变红，说明维生素C溶液具有________性；在维生素C溶液中滴入少量蓝色的含有淀粉的碘水，可观察到的现象是________，说明维生素C具有________性；由于上述结构中有酯的官能团，因此它在碱性溶液中比在酸性溶液中的稳定性更________。

【解析】

(1)维生素A用于防治眼干燥症、夜盲症等视神经疾病；维生素D能调节钙、磷代谢，预防佝偻病和软骨病；维生素C能预防坏血病；维生素B1能预防脚气病。(2)从维生素C的结构简式看出其分子式为C6H8O6，加入石蕊

试液显红色，说明其水溶液显酸性，维生素C有还原性，可被I2氧化，因此含有淀粉的碘水的蓝色会褪去，在碱性条件下，维生素C更易水解，更不稳定。

【答案】

(1)

(2)C6H8O6

抗坏血酸

酸

溶液蓝色褪去

还原

差

(1)维生素C具有较强的还原性，除了还原I2外，还能使Fe3、酸性KMnO4＋溶液褪色。

(2)因它的结构中含有、—OH及等官能团，故它应具有含有这些官能团代表物的化学性质。

第4步运用——精选习题，落实强化

1．下列关于维生素C的叙述错误的是(

) ．．

A．维生素C能使溴水褪色

B．维生素C可作食品添加剂

C．维生素C可发生水解反应

D．维生素C不能发生氧化反应

【解析】

A．含碳碳双键，能使溴水褪色，故A正确；B.缺乏维生素C易得坏血症，维生素C可作食品添加剂，故B正确；C.含—COOC—，能发生水解反应，故C正确；D.含—OH、碳碳双键，均能被氧化，则能发生氧化反应，故D错误。

【答案】

D

微量元素对人体的重要功能

第1步导思——问题引入，自主探究

微量元素对于维持生命活动、促进健康成长和发育有极其重要的作用，日常生活中能大量补充微量元素吗？为什么？

【提示】

微量元素摄入量过低，会发生某种元素缺乏症；但摄入量过多，微量元素积聚在生物体内也会出现急、慢性中毒，甚至成为潜在的致癌物质。

第2步阐述——要点归纳，深化知识

1．碘和铁对人体的重要功能、缺乏的危害及补救措施

重要功能

①人体中的“智力元碘

素”

②参与甲状腺激素的合成

缺铁导致人的记忆力下降，免疫能力和对温度的多吃动物内脏。动物全铁

①功能性铁

②储存铁

适应能力等生理功能下血、肉类、鱼类、蛋类幼儿缺碘易患呆小症；成人缺碘易引起甲状腺肿大

多吃海带、紫菜

等富含碘的

食物；食盐加碘

缺乏的危害

补救措施

降，如果体内的铁不足以等食物。实施在酱油中供给生命活动需要，就会加入铁强化剂的措施

发生贫血

2.微量元素的功能

微量元素在人体内的含量虽然极少，却具有巨大的生物学作用。其生理功能主要有：

(1)微量元素能协助常量元素的输送，如含铁血红蛋白有输氧功能。

(2)微量元素是体内各种酶的组成成分和激活剂。已知体内千余种酶大都含有一个或多个微量金属原子。如锌能激活肠磷酸酶，肝、肾过氧化酶，又是合成胰岛素所必需的元素；锰离子可激活精氨酸酶和胆碱酯酶等；钴是维生素B1的组成成分之一，等等。

(3)可参与激素作用，调节重要生理功能。如碘是甲状腺激素的重要成分之一，环境缺碘则机体不能合成甲状腺激素，就会影响机体正常代谢和儿童的生长发育。

(4)根据体外实验，一些微量元素可影响核酸代谢。核酸是遗传信息的载体，它含有浓度相当高的微量元素，如铬、钴、铜、锌、镍、钒等元素对核酸的结构、功能和脱氧核糖核酸(DNA)的复制都有影响。

(1)为了满足人体对铁元素的正常需要，在日常饮食中应多吃一些富含铁元素的食物，如菠菜、毛豆、豌豆苗、小白菜、绿苋菜、芹菜、香椿等蔬菜；豆类、豆制品、动物的肝和肾及蛋黄里也含有较丰富的铁元素。

(2)平常尽量用铁锅炒菜。

第3步例证——典例印证，思维深化

我国政府以国家标准的方式规定在食盐中添加碘酸钾(KIO3)。据此回答下列问题：

(1)碘是合成下列哪种激素的主要原料之一？______。

A．胰岛素

B．甲状腺激素

C．生长激素

D．雄性激素

(2)长期生活在缺碘山区，又得不到碘盐的供应，易患________。

A．甲状腺亢进

B．佝偻病

C．地方性甲状腺肿大

D．糖尿病

(3)可用盐酸酸化的碘化钾和淀粉检验食盐中的碘酸钾。反应的化学方程式为__________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _______________________________________________________________；

氧化产物与还原产物的物质的量之比为_____________________________；

能观察到的明显现象是___________________________________________ _______________________________________________________________。

【解析】

此题重点考查了一些卫生保健的常识及其有关的化学知识。甲状腺疾病的引发，与甲状腺激素分泌的多少有关，碘是合成甲状腺激素的主要原料

之一，缺碘易患地方性甲状腺肿大，这一病症可通过食用含碘食盐的方法来预防。－这些内容属于卫生保健的常识性知识。在酸性条件下，IO－3可氧化I生成单质碘，碘遇淀粉显蓝色。反应的化学方程式为5KI＋KIO3＋6HCl===6KCl＋3I2＋3H2O，I2既是氧化产物，又是还原产物，其物质的量之比为5∶1。

【答案】

(1)B

(2)C (3)5KI＋KIO3＋6HCl===3I2＋6KCl＋3H2O

5∶1

溶液变蓝

第4步运用——精选习题，落实强化

2．如图，是人体必需元素含量与生理机能的关系，其中a表示的是(

)

A．死亡区

C．毒性区

B．缺乏区

D．最佳区

【解析】

人体内含有的微量元素不是越多越好，有一个最佳区域，在该区域人体生理机能最好。

【答案】

D

1．小明因体内缺乏维生素A患了夜盲症，同学们七嘴八舌地给他提供补充维生素A的食谱。下列食品对补充维生素A没有明显作用的是(

) A．鱼肝油

C．绿叶蔬菜

B．蛋黄

D．豆制品

【解析】

豆类所含的维生素主要是维生素B类。

【答案】

D 2．人体内缺乏维生素C易患的疾病是(

) A．甲状腺肿

C．坏血病

【答案】

C 3．碘是公认的“智力元素”，儿童缺碘会导致发育迟缓，成人缺碘会引起甲状腺肿大。因此我国强制推行食用加碘盐。下面是四位同学对食用加碘盐的有关认识，其中正确的是(

)

B．软骨病

D．白血病

【解析】

在食盐中加的碘为KIO3，而不是I2或KI。

【答案】

C 4．目前补锌保健食品备受关注，下列关于锌的功能说法不正确的是(

)

A．锌能参与酶的合成促进人体的生长发育

B．锌能提高脑神经的兴奋性、促进维生素A的代谢、保护视力等

C．锌能促进脱氧核糖核酸聚合酶和核糖核酸聚合酶的活性

D．缺锌会导致DNA和RNA合成减慢或停滞，使细胞分裂活动增多

【解析】

本题主要考查人体中微量元素锌的功能，以及能促进生长发育的原因，D中缺锌会导致DNA和RNA合成减慢或停滞，使细胞分裂活动减少，故不正确。

【答案】

D 5．请你将人体缺乏的元素和物质与由此而引发的疾病用直线连起来。

(1)缺维生素A

(2)缺维生素C

(3)缺钙

(4)缺碘

(5)缺氟

(6)缺铁

Ⅰ坏血病

Ⅱ甲状腺肿大

Ⅲ夜盲症

Ⅳ贫血

Ⅴ佝偻病或骨质疏松

Ⅵ龋齿

【解析】

(1)维生素A有助于保护视力，缺乏时会引起夜盲症；(2)维生素C能促进胶原蛋白形成，防治坏血病，缺乏时会引起坏血病；(3)钙是构成骨骼的主要成分，缺乏时会导致佝偻病或骨质疏松；(4)碘能参与甲状腺素的合成，缺乏时会导致甲状腺肿大；(5)缺氟时会引起龋齿；(6)铁是血红蛋白的成分，缺乏时会引起贫血。

【答案】

(1)-Ⅲ

(2)-Ⅰ

(3)-Ⅴ

(4)-Ⅱ

(5)-Ⅵ

(6)-Ⅳ

学业分层测评(五)

(建议用时：30分钟)

[学业达标]

1．某些儿童由于偏食(不爱吃蔬菜、水果)，结果生长发育出现障碍，患营养缺乏症。这是由于下列哪种物质不足而引起的(

) A．维生素

C．蛋白质

D．糖类

B．油脂

【解析】

蔬菜和水果可以为人体提供多种微量元素和维生素，所以不爱吃蔬菜和水果会造成维生素等摄入不足。

【答案】

A 2．在日常生活中出现了“加碘食盐”“铁强化酱油”“高钙牛奶”“富硒茶叶”“含氟牙膏”等名词，这里的碘、铁、钙、硒、氟应理解为(

)

A．元素

C．分子

【答案】

A 3．下面是小王在医院做的血常规检查报告单的部分内容。小王应注意补充的微量元素是(

) 序号

1 2 3 A.硒

C．铁

项目

红细胞计数

血红蛋白

结果

2.3 75 正常范围参考值

3.5～5 110～150 100～300 B．锌

D．碘

单位

×1012 L g/L ×109/L B．单质

D．氧化物

血小板计数

205.0 【解析】

从图表数据可看出，小王是缺铁性贫血。由于铁元素是构成血红蛋白的主要元素，故需要补铁。

【答案】

C 4．继“食盐加碘”后，我国又将启动“酱油加铁”工程。“酱油加铁”的意义是：①补充人体需要的铁元素；②预防缺铁性贫血病；③改善酱油的味道；④增加黑色素；⑤减少厨房污染物；⑥提高人们健康水平。其中正确的是(

)

A．①②⑥

C．③④⑤

B．④⑤⑥

D．①②③

【解析】

铁是人体必需的一种微量元素，酱油加铁的目的是补充人体所需铁元素，预防缺铁性贫血，提高人们的健康水平。

【答案】

A 5．中国有句名言：药补不如食补。碘是人体必需的微量元素，有“智力元素”之称，下列食物中含碘较多的是(

) A．鸡蛋

B．橙汁

C．葡萄

D．海带

【解析】

海带含碘较多，鸡蛋富含蛋白质，葡萄、橙汁富含VC。

【答案】

D 6．某同学搜集资料发现，长期或大量摄入铝元素会对人的大脑和神经系统造成损害，为此该同学提出的下列建议中错误的是(

) A．少吃油条，因为油条中含有KAl(SO4)2

B．使用铁锅代替铝制炊具

C．治疗胃酸过多时尽量不服用含Al(OH)3的胃舒平

D．使用铝锅时，应加醋长时间炖煮

【解析】

铝锅中铝在使用时，会有少量铝进入饮食中，尽量少用。如果加醋长时间炖煮会加快铝元素溶解，使更多的铝元素进入饮食中。

【答案】

D －＋7．已知IO－3＋5I＋6H===3I2＋3H2O，为证明加碘食盐中含有KIO3，可供选用的物质有：①水；②蓝色石蕊试纸；③KI-淀粉试纸；④淀粉；⑤食醋；⑥白酒。实验时必须使用的物质是(

) A．①③

C．②④⑥

D．①②④⑤

B．③⑤

【解析】

KI-淀粉试纸提供I－，食醋提供H＋，反应生成的I2遇淀粉变蓝色。

【答案】

B 8．维生素A对人体特别是对人的视力有重要作用，其结构简式如图，下列关于该化合物的说法中，不正确的是(

)

A．维生素A是一种不饱和的一元醇

B．维生素A含有苯环结构

C．维生素A的分子中含有两种官能团

D．维生素A的一个分子中含有5个双键

【解析】

VA分子里共有5个键，又有一个—OH，因此它是不饱和一元醇，分子中共有与—OH两种官能团，故A、C、D正确；分子中虽有个六元环，但不是苯环，故B错。

【答案】

B [能力提升]

9．下表是某地区市场上销售的一种“加碘食盐”包装袋上的部分文字说明，请根据此表，结合化学和生物学科的知识，回答下列问题。

配料表

含碘量

卫生许可证号

分装日期

储藏方法

食用方法

精制海盐、碘酸钾

20～40 mg/kg ××卫碘字(1999)第001号

见封底

密封、避光、防潮

烹调时，待食品熟后加入碘盐

(1)要在食盐中加碘，是因为碘是人体内合成________激素的主要原料，缺碘会引起疾病。

(2)食盐中加碘，这碘指的是碘酸钾，碘酸钾的化学式为________，其中碘元素的化合价为________。

(3)根据含碘盐的食用方法，可推测碘酸钾在受热时容易________。

【解析】

(1)人体缺碘，易导致甲状腺疾病，碘是人体内合成甲状腺激素的主要元素；(2)在KIO3中，K的化合价为＋1价，O的化合价为－2价，根据化合价代数和为0可知I的化合价为＋5价；(3)烹调时，待食品熟后加入碘盐，说明碘酸钾不稳定，在加热时易分解。

【答案】

(1)甲状腺

(2)KIO3

＋5

(3)分解

10．缺铁性贫血是指人体内贮存的铁不足时，影响血红蛋白合成而引起的一种细胞低血素贫血。问题1：已知某种硫酸盐可以用来治疗缺铁性贫血，制药厂在药片外包一层特制的糖衣，以防止它在空气中变质、失效。该药品的化学式为____________。

(1)怎样证明该药品溶液中含有Fe2＋？

_________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________。

(2)请你设计一个实验，以证明该药片是否变质。

________________________________________________________________ _______________________________________________________________。

问题2：已知Fe2＋更容易被人体吸收。服用补铁剂的同时，服用一定量的维生素C(具有还原性)效果更好，其原因是_________________________________。

【解析】

铁元素在化合物中有＋2、＋3两种价态，该药要特别注意防止变质，说明是亚铁盐。维生素C具有还原性，可避免Fe2＋被氧化。

先加入KSCN溶液，溶液无变化，然后加入氧化剂，把Fe2＋氧化为Fe3＋，溶液变为红色，说明存在Fe2。

＋【答案】

问题1：FeSO4

(1)取少量溶液放入试管中，先加入KSCN溶液，若溶液不变色，再滴入双氧水，观察溶液是否变红，若变红则证明药品中含有Fe2＋

(2)取一小块药片，研磨，配成溶液，加入KSCN溶液，观察溶液是否变红，若变红则变质，否则没变质

问题2：维生素C具有还原性，可避免Fe2＋被氧化