第四节　维生素和微量元素名师教学设计1

第四节

维生素和微量元素

龙江中学——陈光雄

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1.了解维生素在人体中的作用。2.认识微量元素对人体健康的重要作用。3.通过实例了解人体必需的维生素的主要来源及摄入途径。3.提高健康意识，养成良好的健康习惯。

一、维生素

1．维生素的作用

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。

(1)维生素在体内有特殊的生理功能或作为辅酶催化某些特殊的化学反应。

(2)维生素在体内有调节各种器官的机能并维持各种细胞的特性。对人体的生长和健康至关重要。

2．分类

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。

3．维生素C (1)组成与存在：

①组成：维生素C又称为抗坏血酸，在人体内有重要功能，分子式为C6H8O6，结构简式为

②存在：维生素C广泛存在于新鲜水果和绿色蔬菜中，人体自身不能合成维生素C，必须从食物中获得。

(2)重要性质：

①无色晶体，易溶于水。

②具有较强的还原性，能将I2还原为I－，将Fe3＋还原为Fe2＋。

③加热易被氧化，碱性环境中更易被氧化。

(3)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。

【议一议】

1．脂溶性维生素和水溶液性维生素有什么不同？

完成下列表格

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

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、包含种类

维生素A、D、E和K等

B2、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

在体内消化过程

2．连一连，判一判(将缺乏下列维生素引发的症状连线)

3．水果、蔬菜中含有维生素C吗？如何检验维生素C的存在？

答案

有。(1)①配制一些滴加几滴稀碘水的淀粉溶液备用。②分别取少量芹菜、西红柿、葡萄等多种蔬菜和水果的汁，向各种果汁中加入配好的淀粉溶液，观察淀粉溶液颜色的变化。

(2)实验现象：加入碘水的蓝色淀粉溶液褪色。

(3)实验结论：维生素C广泛存在于新鲜水果和绿色蔬菜中。

二、微量元素

1．人体中的微量元素

地球上的生命起源于海洋，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。

(1)生物体内必需元素的分类

人和动物体内的生命元素可分为常量元素和微量元素。

(2)常量元素

①概念：常量元素是指含量在0.01%以上的元素。

②种类：包括碳、氢、氧、氮、钠、镁、钙、磷、硫、钾和氯共11种。

(3)微量元素

①概念：微量元素是指含量在0.01%以下的元素。

②种类：包括铁、铜、锌、锰、钴、钼、硒、碘、锂、铬、氟、锡、硅、钒、砷和硼共16种。

(4)矿物质

在生物体中，碳、氢、氧、氮、硫等组成有机物，其余一些金属和非金属元素统称为矿物质，在生物体内约占4%～5%。

2．碘

(1)碘在人体内的分布、含量及作用

碘是人体必需的微量元素之一，有“智力元素”之称。碘在人体内的含量仅约为30 mg，其中一半左右集中在甲状腺内，其余则分布于其他组织。虽然碘在人体内的含量极低，却是人体各个系统特别是神经系统发育所不可缺少的。

(2)含碘丰富的食物

在食物中，海带、海鱼等海产品中含碘最多。

(3)我国以前在食盐中加碘化钾加工碘盐，从1989年开始，改用加碘酸钾加工碘盐。

3．铁

人体内微量元素含量最多的是铁，人体内的含铁化合物主要分为两类，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。体内缺铁会导致人的记忆能力、免疫能力和对温度的适应能

力等生理功能下降，甚至贫血。食物中，动物内脏、动物全血、肉类、鱼类、蛋类等动物性食物中的铁容易被吸收。我国解决缺铁性贫血的措施是在酱油中加入铁强化剂。

【议一议】

1．为什么说“人不可一日无盐？”

答案

食盐电离出的Na＋和Cl－是细胞外液中的主要阳离子和阴离子。对维持细胞外液的渗透压和酸碱平衡，保持体液平衡具有重要作用，Cl－还是合成胃酸的原料。

2．碘有“智力元素”的美誉，食盐中碘元素的存在形式是什么？怎样检验？

答案

食盐中碘元素是以KIO3形式存在的，而不是KI更不是I2，可以用淀粉KI－＋试纸和盐酸检验，其原理为：IO－3＋5I＋6H===3I2＋3H2O，淀粉遇I2变蓝。

3．使用加碘盐应注意什么？

答案

(1)避免高温。即炒菜时要等菜熟后出锅前再放碘盐。(2)要少加醋。原因是KIO3遇酸易分解。(3)存放碘盐的容器必须密封、防潮、防热、防晒，以防止KIO3分解。

4．碘、铁元素缺乏的危害和防治是什么？

答案

(1)孕妇缺碘会引起流产、早产、新生儿先天畸形等；胎儿期和婴幼儿期缺碘可造成克汀病，患者成为矮、呆、聋、哑、瘫的病人；青少年及成人缺碘可引起甲状腺肿大。多食用含碘丰富的食物及碘盐可预防碘缺乏症。

(2)体内缺铁将会导致人的记忆能力、免疫能力和对温度的适应能力等生理功能下降，还会发生贫血。我国已经实施在酱油中加入铁强化剂的措施，以解决广泛存在的缺铁性贫血问题。

附：缺乏微量元素和维生素对人体健康造成的影响口诀

微量元素很重要，含量虽少本领大，

缺铁会得贫血症，缺钙会得佝偻病，

缺氟牙齿会得病，缺碘甲状腺肿大，

锌称为生命之花，生长发育需要它，

维生素同样重要，种类众多作用大。

缺A易患眼部病，有D骨头硬度大。

得了脚气真烦人，吃点维B治治它。

另外维C作用大，抗坏血病用到它。

1．维生素C性质的多角度探究

【例1】

维生素C是一种重要的维生素，能防治坏血病，又称为抗坏血酸，其结构简式如下图，下列有关它的叙述错误的是(

)

A．它的分子式为C6H8O6

B．易发生氧化及加成反应

C．它是一种水溶性维生素

D．在碱性溶液中能稳定存在

答案

D 解析

维生素C的分子式为C6H8O6，分子中有含的环，在碱性条件下易发生水解而断裂，故A正确，D错误；维生素C中含有碳碳双键，易发生氧化及加成反应，含有多个羟基，易溶于水，B、C正确。

规律方法

维生素C具有还原性的实验验证

1 2 3 4 实验内容

滴加紫色酸性KMnO4溶液

滴加溴水

滴加碘水

滴加FeCl3溶液

实验现象

溶液立即褪色

溴水颜色迅速消失

碘水很快褪色

溶液由黄色变浅绿色

变式训练1

维生素C的结构简式是

，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。

答案

C6H8O6

抗坏血酸

酸

溶液蓝色褪去

还原

解析

由结构简式可以看出其分子式为C6H8O6，加入石蕊后显红色，说明其水溶液呈酸性，维生素C具有还原性，可被I2氧化，因此含有淀粉的碘水蓝色会褪去。

2．常考常新的加碘盐

【例2】

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

精制海盐、碘酸钾

20 mg/kg～30 mg/kg 卫生许可证号

××卫碘字(2012)第001号

分装日期

储藏方法

食用方法

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________，其中碘元素的化合价为________价。

(3)根据含碘盐的食用方法，可推测碘酸钾在受热时容易________。

答案

(1)甲状腺

(2)KIO3

＋5

(3)分解

解析

(1)碘是人体必需的微量元素之一，是人体合成甲状腺激素的主要原料，缺碘会患地方性甲状腺肿大。

(2)食盐中加碘，加入的是KIO3，而非I2或KI，KIO3中碘元素的化合价为＋5价。

(3)烹调时，待食品熟后加入碘盐，可知碘酸钾在受热时易分解。

互动提醒

(1)碘是人体必需的微量元素，所以人人都要坚持每天服用补碘制剂吗？

答案

不是。高碘对人体有害，应科学补碘；如过多补碘可能导致甲状腺机能亢进。

(2)在我们的日常生活中出现了“加碘食盐”“铁强化酱油”“高钙牛奶”“含氟牙膏”等商品。

这里的碘、铁、钙、氟应理解为单质还是化合物？

答案

化合物。各种食品和日用品加入的含有不同元素的化学物质，应该是它们的化合物。

变式训练2

食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于－杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的。已知：还原性：S2O23＞I－

(1)KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，由于空气中氧气的作用，空易引起碘的损失，写出潮湿环境中KI与氧气反应的化学方程式：_____________。将I2溶于KI溶液，在低温条件下可制得KI3·H2O。该物质作为食盐添加剂是否合适？________(填“是”或“否”)，并说明理由：________________________。

(2)为了提高加碘盐(添加KI)的稳定性，可加稳定剂减少碘的损失，下列物质中有可能作为稳定剂的是________。

A．Na2S2O3

B．AlCl3

C．Na2CO3

D．NaNO2

答案

(1)4KI＋O2＋2H2O===2I2＋4KOH

否

KI3在受热(或潮湿)条件下生成I2和KI，KI易被氧气氧化，I2易升华

(2)AC 解析

(1)KI与O2反应的化学方程式为：4KI＋O2＋2H2O===2I2＋4KOH。KI3·H2O作为食盐添加剂是不合适的，因为加碘盐受热时，KI3·H2O不稳定又生成KI和I2，KI被氧气氧化，I2受热升华。

(2)因还原性S2O23－＞I－，可用Na2S2O3作为稳定剂来保护I－，以防被O2氧化；NaNO2有毒，不可用作稳定剂；Na2CO3水溶液呈碱性。由反应：3I2＋6OH－

5I－＋IO－3＋3H2O可知Na2CO3可作稳定剂。

1．维生素C和食盐都是人体所需要的重要物质，下列说法正确的是(

) A．维生素C和食盐都属于盐类物质

B．维生素C和食盐都是供能物质

C．维生素C具有还原性，在空气中易被氧化

D．等物质的量的维生素C和食盐，二者质量相同

答案

C 解析

维生素C属于有机物，不是盐类，A错。维生素C和食盐都可以调节人体生理机能，但不能供能，B错。维生素C的分子结构含有一个碳碳双键且与羟基相连，具有强还原性，在空气中易被氧化，C正确。D项维生素C和食盐的摩尔质量不相等，D错。

2．下面是某患者在医院做的血常规检查报告单的部分内容：

项目

结果

正常范围参考值

3.5～5 110～150 100～300 单位

1×1012/L g·L－1

109/L 1 2 3 红细胞计数

血红蛋白

2.3 75 血小板计数

205.5 该病患者应该注意补充的微量元素是(

) A．硒

B．铁

C．锌

D．碘

答案

B 解析

从表中数据可看出，患者红细胞计数、血红蛋白低于正常范围，属于贫血；由于铁元素是构成血红蛋白的主要元素，故需要补铁。

3．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

B．④⑤⑥

C．③④⑤

D．①②③

答案

A 解析

酱油加铁，可以促进人体对铁的吸收，可以保证人体所需铁元素的充足供应，预防缺铁性贫血，提高人们的健康水平，A项符合题意。

4．下面食谱营养搭配最均衡的是(

) A．凉拌青菜、土豆丝、馒头

B．糖醋排骨、清蒸鲈鱼、米饭

C．虾仁白菜、红烧带鱼、酸菜炖猪蹄、萝卜汤

D．酱牛肉、炒油菜、红烧豆腐、西红柿蛋汤、馒头

答案

D 解析

酱牛肉、炒油菜、红烧豆腐、西红柿蛋汤、馒头这一组中，各种营养搭配最均衡，故选D。

5．缺铁性贫血是指人体贮存的铁不足时，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_____________________。

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，否则不变质

问题2：维生素C具有还原性，可避免Fe2＋被氧化

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＋。