主题六 常见生物分子及合成高分子化合物 课件-中职《化学(加工制造类)》同步教学(高教版)

主题六 常见生物分子 及合成高分子 陈金民 2021年9月2日 学习目标 1．能从葡萄糖的组成和结构特点出发，了解淀粉和纤维素及其与葡萄糖的关系，认识糖类的主要性质及应用，知道糖类在食品加工和生物质能源开发中的应用及其对维持生态平衡的积极影响，发展科学态度与社会责任等化学学科核心素养。 2．能从氨基酸的组成和结构特点出发，认识α-氨基酸和蛋白质的关系，了解蛋白质的组成和性质特点以及氨基酸、蛋白质在人类健康与生命活动中所发挥的重要作用。能从人工合成结晶牛胰岛素的研究过程感悟化学在促进科学发展和社会文明进步等方面的巨大价值和贡献，了解科学家崇尚科学、坚持真理的科学态度和坚持不懈、勇于攀登的科学精神，增强为中华民族伟大复兴而奋斗的使命感。 学习目标 3．能从含原子数很多、分子量很大的特征入手结合学过的聚合反应认识有机高分子化合物的结构特点和“三大合成材料”——塑料、合成纤维、合成橡胶的主要性能，了解新型高分子化合物的优异性能及其在生产、生活中的重要应用，尤其是中国近30年在功能高分子材料方面取得的骄人成果，增强爱国主义情怀和民族自豪感。 4．通过葡萄糖的还原性、淀粉的检验以及蛋白质的盐析、变性和颜色反应等实验，了解常见生物分子的性质，进一步养成规范操作等实验室工作习惯和培养精益求精的工匠精神，发展现象观察与规律认知、实验探究与创新意识、科学态度与社会责任等化学学科核心素养。 食品工业常用小麦、大麦、高粱等粮食作物为原料，通过发酵过程生产白酒、啤酒或者食醋。 糖类是自然界中数量最多、分布最广泛的一类有机化合物，普遍存在于各种生物体中，在食品加工业中应用广泛。 第一节 重要的食品加工原料——糖类 观察与认知 photo 图 6-1-1  几种常见单糖分子的链状结构 一、糖类的组成和分类 1. 糖类的组成 一、糖类的组成和分类 1. 糖类的组成 糖类分子均由碳、氢、氧3种元素组成，且分子结构中都含有多个羟基，分别为多羟基醛和多羟基酮。 糖类可定义为：多羟基醛或多羟基酮以及水解后生成多羟基醛或多羟基酮的一类化合物。 一、糖类的组成和分类 2. 糖类的分类 根据能否水解以及水解生成的产物，可将糖类分为单糖、低聚糖和多糖。 分类 概念 示例 单糖 不能被水解的糖类 葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖等 低聚糖 由2 ~ 10个单糖分子脱水缩合而成的糖类，能水解生成单糖 按水解后生成单糖的数目，可分为双糖、三糖、四糖等。其中，最重要的是双糖，如蔗糖和麦芽糖等 多糖 由多个单糖分子脱水缩合而成的糖类，能水解生成单糖 淀粉、纤维素等 表 6-1-1  糖类的分类 单糖还可以根据分子中所含碳原子的数目分为丙糖、丁糖、 戊糖和己糖等；将分子中含有醛基的单糖称为醛糖，含有羰基 的单糖称为酮糖。这两种分类方法常合并使用。 交流与讨论 人们常用Cn(H2O)m表示糖类的分子组成。那么乙酸[C2(H2O)2]和乳酸[C3(H2O)3]也属于糖吗？ photo 二、单糖的代表——葡萄糖 葡萄糖是自然界中分布最广的己醛糖，它广泛存在于生物体内，医学上常用葡萄糖作营养剂；在食品工业中，常用来制作糖果和糖浆。 1.葡萄糖的结构 葡萄糖的分子式为C6H12O6，观察结构式和球棍模型，如图6-1-2所示，分析葡萄糖分子的结构特点，推测其基本性质，并用系统命名法命名葡萄糖分子。 图 6-1-2  葡萄糖分子球棍模型 观察与认知 二、单糖的代表——葡萄糖 （1）实验 ①在1支试管中，加入2 mL银氨溶液，再加入1 mL 10%的葡萄糖溶液，振摇试管，水浴加热。 ② 在1支试管中，加入费林试剂A溶液和B溶液各2 mL，再加入1 mL 10%的葡萄糖溶液，振摇试管，水浴加热。 2.葡萄糖的性质 纯净的葡萄糖是无色或白色晶体，有甜味，易溶于水，微溶于乙醇。 观察与认知 二、单糖的代表——葡萄糖 （2）探究结果 葡萄糖具有还原性，能和托伦试剂发生银镜反应，也能和费林试剂作用生成氧化亚铜砖红色沉淀： 在糖类物质中，凡能发生银镜反应和费林反应的称为还原糖，单糖都属于还原糖。 二、单糖的代表——葡萄糖 2.葡萄糖的性质 葡萄糖是糖类物质在生物体内吸收、运输和代谢利用的主要形式，1mol葡萄糖在体内完全氧化时可产生2804kJ的热量。 葡萄糖是人类生命活动所需能量的重要来源。 实践活动 查阅资料或者去附近的食品加工企业参观，了解糖类在食品加工行业的应用，分小组收集和整理资料，制作一期展板或手抄报在学校宣传。 拓展延伸 水解后能产生2分子单糖的糖类称为双糖，又称二糖，是2分子单糖脱水缩合的结果。 常见的双糖有蔗糖、麦芽糖等，它们的分子式都是C12H22O11，互为同分异构体。 蔗糖主要存在于甜菜和甘蔗（图6-1-3）中；纯净时为白色晶体，易溶于水，有甜味；不能发生银镜反应和费林反应，属于非还原性双糖。 在稀酸或酶的作用下，1分子蔗糖能水解生成1分子葡萄糖和1分子果糖。 拓展延伸 图 6-1-3  甜菜与甘蔗 蔗糖是重要的食品调味剂，日常生活中人们食用的红糖、白糖的主要成分都是蔗糖。蔗糖加热制成的褐色焦糖，可用作食品着色剂。蔗糖也广泛应用于肉制品加工中，能赋予甜味，并具有矫味、去异味、保色、缓和咸味、增鲜、增色的作用，在调制中使肉质松软、适口。 拓展延伸 麦芽糖因主要存在于发芽的谷粒，特别是麦芽中而得名。纯净的麦芽糖是白色晶体，易溶于水，有甜味，甜度约为蔗糖的70%。麦芽糖具有还原性，能与银氨溶液和费林试剂反应。在稀酸或酶的催化下，1分子麦芽糖水解可生成2分子葡萄糖。麦芽糖可用作营养剂和某些细菌的培养基，也可制成饴糖等糖果食品。麦芽糖浆具有良好的发酵性，大量用于面包、糕点、啤酒的制造。麦芽糖浆有防止淀粉凝沉和老化作用，可以增加果冻、果酱和添加淀粉的罐头的保质期。 photo 三、天然高分子——淀粉和纤维素 水解能生成10个以上单糖分子的糖类物质称为多糖。多糖 在自然界分布很广，是生物体的重要组成成分。 淀粉和纤维素是自然界中最常见的多糖，它们都可用(C6H10O5)n表示，是分子量很大的天然高分子化合物。 淀粉和纤维素在食品加工行业广泛应用。 图 6-1-4  富含淀粉或纤维素的农作物 观察与认知 三、天然高分子——淀粉和纤维素 1. 淀粉 淀粉是植物储存能量的主要方式，主要存在于植物的种子、根和块茎中，许多水果中也含有淀粉。淀粉是最重要的多糖，是人类主要的食物来源，更是人体重要的能源物质。 三、天然高分子——淀粉和纤维素 （1）实验 ①在盛有少量新制的淀粉溶液的试管中，滴入几滴稀碘液。 ②如图6-1-5所示，在马铃薯新切开的断面上滴1滴稀碘液。 ③取A、B两支洁净试管，各加入约0.5g淀粉，再向试管A中加入5 mL 20%硫酸溶液，试管B中加入5 mL蒸馏水，将两支试管放入沸水浴中5 min，然后向试管A中滴加氢氧化钠溶液至中性。 ④另取两支洁净的试管，各加入2 mL银氨溶液，取③中溶液各1 mL分别加入试管中，水浴加热。 ⑤再取两支洁净的试管，各加入费林试剂A溶液和B溶液各2 mL，取③中溶液各1 mL分别加入试管中，沸水浴加热。 实验与探究 三、天然高分子——淀粉和纤维素 （2）探究结果 ①淀粉遇碘显蓝色。马铃薯因富含淀粉遇碘也会显色。②在稀酸或酶的催化作用下，淀粉容易发生水解，水解的最终产物是葡萄糖。 因此，淀粉可看作许多个葡萄糖分子脱水缩合而成的有机高分子化合物，其分子式可写作（C6H10O5）n。③淀粉充分水解后的溶液可以发生银镜反应和费林反应。 photo 图 6-1-5  淀粉与碘反应 三、天然高分子——淀粉和纤维素 1. 淀粉 天然淀粉是由直链淀粉和支链淀粉组成的混合物，且比例在不同的植物中有所不同。大多数情况下，直链淀粉的含量为15% ~ 35%。 直链淀粉分子一般是由数百到数千个葡萄糖单位，通过α-1,4糖苷键连接而成的链状分子，链状分子弯曲盘绕形成螺旋状结构，如图6-1-6所示。支链淀粉分子一般是由数千到数万个葡萄糖单位，通过α-1,4糖苷键结合成链状分子，再通过α-1,6糖苷键引出支链。 三、天然高分子——淀粉和纤维素 1. 淀粉 在支链淀粉分子中，每隔20 ~ 25个葡萄糖单位就出现1个分支，呈树枝形分支结构，如图6-1-7所示。 直链淀粉遇碘显深蓝色，能溶于热水，称为可溶性淀粉。支链淀粉遇碘显红色，不溶于热水，在热水中只能膨胀形成胶状淀粉糊，称为胶淀粉。 photo 图 6-1-6  直链淀粉结构示意图 photo 图 6-1-7  支链淀粉结构示意图 交流与讨论 食品工业如何加工制造麦芽糖？ 三、天然高分子——淀粉和纤维素 2. 纤维素 纤维素是自然界分布最广、蕴藏量最丰富的一种多糖，是构成植物细胞壁的基础物质，也是植物体的支撑物质。 纤维素分子是由许多个葡萄糖分子脱水缩合而成的高分子化合物。其分子结构中，数百到数千个葡萄糖单位通过β-1,4糖苷键连接成没有支链的直链结构并形成束状纤维束，纤维束又像麻绳一样拧在一起呈绳索状，如图6-1-8所示。 图 6-1-8  纤维素的绳索状结构 三、天然高分子——淀粉和纤维素 纯净的纤维素是无色、无味、无臭的纤维状物质，不溶于水和一般有机溶剂，无还原性，比淀粉难水解。 人体不能分泌纤维素水解酶，因此不能对纤维素进行消化吸收，但适量地摄入膳食纤维，可促进肠道蠕动和消化液的分泌，改善肠道菌群，有助于减少有害物质与肠黏膜的接触时间，防止便秘、直肠癌等。 膳食纤维还能在一定程度上减少脂肪和胆固醇的吸收，对肥胖、高脂血症、糖尿病等有一定的预防及治疗作用。 三、天然高分子——淀粉和纤维素 纤维素在一定条件下可与乙酸或乙酸酐作用生成纤维素乙酸酯（俗称醋酸纤维），是生产电影胶片片基的纤维材料,淀粉和纤维素在食品加工行业广泛应用。 三、天然高分子——淀粉和纤维素 在一定条件下，纤维素还可与浓硝酸发生酯化反应生成纤维素硝酸酯（俗称硝化纤维），当含氮量较低时，可用于制赛璐珞；而当含氮量较高时，可用于制造无烟火药，俗称火棉： 将纤维素依次用氢氧化钠溶液、二硫化碳处理制得黏胶液，再将黏胶液压入稀硫酸中还可制得高质量的黏胶纤维。 思考与应用 测定还原糖（葡萄糖、果糖、麦芽糖等含有游离醛基或酮基的糖类）的基本原理是：在沸腾条件下，直接滴定已知准确浓度的费林试剂，费林试剂被还原析出氧化亚铜后，过量的还原糖立即将次甲基蓝还原，使蓝色褪去，根据样品消耗体积，计算还原糖含量。滴定时需要在沸腾条件下的原因是什么？（已知：次甲基蓝变色反应可逆，还原性次甲基蓝遇氧气又会被氧化为蓝色氧化型；另外，氧化亚铜也容易被氧气氧化。） 工业蛋白是皮革废料、动物毛发等中的胶原蛋白经水解生成的多肽、二肽及复合氨基酸物，主要用于各种动物饲料添加，以增加营养，提高蛋白质含量，也可用于电解电镀、消防材料添加等。 蛋白质是细胞和组织结构的重要组成部分，是生物体内实现各种生物学功能的载体，是生命活动的物质基础。它存在于一切生物体中，动物的肌肉、血液、乳汁、神经、毛、角、蹄，植物的根茎、种子和果实等都含有一定量的蛋白质。 第二节 生命活动的物质基础——蛋白质 photo 整个生物界有1010 ~ 1012种蛋白质，它们结构复杂、功能各异，都是由氨基酸通过肽键等相互连接而成的具有特定结构和一定生物学功能的天然大分子，图6-2-1所示为生活中常见的富含蛋白质的物质。 在酸、碱或蛋白酶的作用下，蛋白质能够水解，且最终产物都是氨基酸。 第二节 生命活动的物质基础——蛋白质 图 6-2-1  生活中常见的富含蛋白质的食物 观察与认知 由蛋白质水解得到的氨基酸最常见的约有20种，下面是其中几种的结构式。 一、氨基酸 羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基（—NH2）取代后的化合物，称为氨基酸。人类在自然界发现的氨基酸有数百种。 一、氨基酸 由蛋白质水解得到的氨基酸绝大多数是α-氨基酸，即羧酸分子中α-碳原子（指与羧基直接相连的碳原子）上的氢原子被氨基（—NH2）取代而生成的一类化合物。 一、氨基酸 1. 氨基酸的命名和分类 组成蛋白质的氨基酸，按其结构不同，可分为脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸和杂环氨基酸三大类；根据所含氨基和羧基的数目，又可分为一氨基一羧基酸、一氨基二羧基酸、二氨基一羧基酸。还可以根据分子中氨基和羧基的相对数目不同，分为中性氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸。 常见的20种氨基酸的分类、名称和结构见表6-2-1。 一、氨基酸 表 6-2-1  常见的 20 种氨基酸的分类、名称和结构 一、氨基酸 表 6-2-1  常见的 20 种氨基酸的分类、名称和结构(续表) 一、氨基酸 表 6-2-1  常见的 20 种氨基酸的分类、名称和结构(续表) 一、氨基酸 2. 氨基酸的性质 α-氨基酸分子中的氨基具有碱性，羧基具有酸性，它们可以相互作用，使α-氨基酸成为既带正电荷又带负电荷的两性离子（称为内盐）。 α-氨基酸具有离子型化合物的某些物理特性，均为熔点较高的无色晶体，加热到200 ~ 300 ℃时会熔化并分解，一般易溶于水，难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。 一、氨基酸 （1）实验 ① 分别测定1%（质量分数）甘氨酸溶液、色氨酸溶液、赖氨酸溶液和谷氨酸溶液的pH，结合其所属氨基酸类型进行比较。 ② 取两支试管，分别加入2 mL 1%（质量分数）甘氨酸溶液和2 mL 1%（质量分数）谷氨酸溶液，并各滴入2 ~ 3滴甲基橙试液，观察溶液颜色；再向两支试管中分别逐滴加入0.1 mol/ L NaOH溶液，观察并比较溶液颜色变化。 实验与探究 一、氨基酸 （1）实验 ③ 向②中的两支试管中分别逐滴加入0.1 mol/L盐酸，观察并比较现象。 ④ 取两支试管，分别加入1 mL 1%（质量分数）甘氨酸溶液和1 mL 1%（质量分数）色氨酸溶液，各滴入2 ~ 3滴水合茚三酮溶液，水浴加热，观察并比较现象。 实验与探究 一、氨基酸 （2）探究结果 由于氨基酸分子中既含有碱性的氨基，又含有酸性的羧基，是典型的两性化合物，所以，氨基酸既能与酸反应生成盐，也能与碱反应生成盐。并且随着水溶液pH的不同，氨基酸在溶液中的存在形式也会不同，即在酸性条件下，氨基酸主要以阳离子形式存在；而在碱性条件下，氨基酸主要以阴离子形式存在。 一、氨基酸 调节溶液的pH使氨基酸主要以两性离子形式存在时，它在水中的溶解度最小，可以形成晶体析出。 α-氨基酸与水合茚三酮反应，可生成蓝紫色的溶液。 可用水合茚三酮作试剂检验α-氨基酸的存在。 二、蛋白质 分子量大于10000，具有一定空间结构的多肽称为蛋白质。人体内的蛋白质约有10万种以上，其组成元素主要有碳、氢、氧、氮4种元素，有些蛋白质还含有硫、磷、铁、铜、锰、锌和碘等其他元素，其中氮元素是蛋白质的特征元素。 各种蛋白质含氮量都比较接近，一般为15%~17%（质量分数），平均为16%，即每克氮相当于6.25g蛋白质。 photo 二、蛋白质 图 6-2-2  蛋白质的各级结构 观察与认知 蛋白质的结构十分复杂，可分为一级结构、二级结构、三级结构和四级结构等，如图6-2-2所示。 二、蛋白质 α-氨基酸按一定的排列顺序、通过肽键构成的多肽链称为蛋白质的一级结构；多肽链依靠氢键形成的卷曲或折叠的空间结构称为蛋白质的二级结构；在二级结构的基础上，多肽链依靠氢键及次级键（疏水键、盐键、二硫键、范德华力等），以一定的方式进一步卷曲折叠形成的结构称为三级结构；两条或两条以上具有三级结构的多肽链进一步依靠次级键相互缔合形成的结构称为四级结构。 二、三、四级结构统称为蛋白质的空间结构。 二、蛋白质 根据分子形状，蛋白质可分为球状蛋白质和纤维状蛋白质； 根据分子组成，蛋白质可分为单纯蛋白质和结合蛋白质；根据蛋 白质功能，蛋白质还可分为活性蛋白质和非活性蛋白质。 只由氨基酸组成的蛋白质称为单纯蛋白质；由单纯蛋白质和非蛋白质分子（辅基）结合而成的蛋白质称为结合蛋白质。 在蛋白质水溶液中加入足量的盐类，可析出沉淀，这种现象称为盐析。盐析作用是可逆的，盐析出的蛋白质稀释后能溶解并仍保持原来的性质，不影响蛋白质的活性。 二、蛋白质 蛋白质受到物理或化学因素的影响，而引起蛋白质某些理化性质改变和生物学功能丧失的现象称为蛋白质的变性。 能使蛋白质变性的因素很多，物理因素有加热、高压、强烈振荡、紫外光照射等，化学因素有强酸、强碱、重金属盐等。 蛋白质的变性是一个不可逆过程，变性后的蛋白质在水中不能重新溶解，同时也失去了原有的生理活性。 含有苯环的蛋白质与浓硝酸作用会生成黄色固态物质，称为黄蛋白反应；蛋白质与双缩脲试剂（NaOH溶液-CuSO4溶液）作用呈现紫玫瑰色；蛋白质与水合茚三酮反应可以生成蓝紫色化合物。 实践活动 蛋白质对人体基本生命活动意义重大，食品加工业陆续出现了各种各样补充蛋白质的功能性食品和饮料，以小组为单位，在药店和超市调查、统计，查阅资料，撰写有关蛋白质的功能性食品和饮料的调查报告。 思考与应用 1.腊肠、火腿、鱼和鱼制品、猪肉罐头、臭豆腐等是常见的高蛋白质食品，但是这些食品在加工和储存过程中容易引入肉毒梭菌。肉毒梭菌是致死性最高的病原体之一，它能产生神经麻痹毒素，人们食入和吸收这种毒素后，神经系统将遭到破坏，出现眼睑下垂 （1）该毒素的化学本质是 。 （2）高温加热可以使该毒素失活的主要原理是 。 （3）该毒素可以用 试剂鉴定，呈现 色，其原因是该化合物中含有的 与该试剂发生了颜色反应。 2.蛋白质的空间结构遭到破坏，其生物活性就会丧失，这称为蛋白质的变性。高温、强酸、强碱、重金属盐等会使蛋白质变性。请你利用提供的材料、用具设计实验。 （1）实验步骤 ① 取两支试管，编号A、B。向A、B两试复视、斜视、吞咽困难、头晕、呼吸困难和肌肉乏力等症状，严重者可因呼吸麻痹而死亡。高温加热可以使该毒素失活。下面是神经麻痹毒素的局部结构简式，据此回答下列问题。管中各加1 mL新鲜的淀粉酶溶液，然后向A试管中加 ，向B试管中加5滴无水乙醇，混匀后向A、B两试管中再加2 mL可溶性淀粉溶液。 思考与应用 ② 将两支试管摇匀后，同时放入适宜温度的温水中维持5 min。 ③ ； ④ 从温水中取出A、B两试管，各加入1 mL费林试剂摇匀，放入盛有50 ~ 65 ℃温水的大烧杯中加热2 min，观察试管中的颜色变化。 （2）实验结果预测及结论 ① ，说明乙醇能使淀粉酶（蛋白质）变性； ② ，说明乙醇不能使淀粉酶（蛋白质）变性。 思考与应用 兴起于20世纪初期的人工合成高分子化合物，为人们提供了数以千万计的性能优异的有机合成材料，不仅对人类社会的文明进步产生了巨大的推动和影响，更是材料领域翻天覆地的一场革命。 第三节 中国制造的材料基础——合成高分子 一、认识高分子化合物 （一）高分子化合物的结构特点 低分子化合物 高分子化合物 名称 分子量 名称 分子量/105 葡萄糖 180 淀粉 5 ~ 60 乙烯 28 低压聚乙烯 6 ~ 80 氯乙烯 62.5 聚氯乙烯 5 ~ 16 丙烯腈 53 聚丙烯腈 5 ~ 15 异戊二烯 68 天然橡胶 40 ~ 100 表 6-3-1  常见低分子化合物和高分子化合物的分子量比较 观察与认知 高分子化合物简称高分子，也称为高聚物或聚合物，是分子量为104～ 106的大分子化合物。高分子化合物都是由特定的结构单元通过共价键经多次重复连接而成的。例如，聚乙烯分子是由乙烯经过加成聚合反应，以成千上万个结构单元“—CH2—CH2—”相互连接而成的高分子，如图6-3-1所示。这种特定的结构单元称为高分子的链节。每个高分子中链节的数目称为聚合度，用n表示。聚合度越大，重复排列的链节数越多，高分子的分子量就越大。 一、认识高分子化合物 （一）高分子化合物的结构特点 photo 图 6-3-1  聚乙烯分子模型 photo 根据链节连接形成的链形状不同，高分子化合物的结构分为线形结构和体形（网状）结构，如图6-3-2所示。例如，聚乙烯是线形（不带支链）结构，支链淀粉是线形（带支链）结构，而硫化橡胶和酚醛树脂则为体形（网状）结构。 一、认识高分子化合物 （一）高分子化合物的结构特点 图 6-3-2  高分子化合物的结构类型 称取0.5 g直链淀粉，放入100 mL小烧杯中，用5 mL蒸馏水润湿，搅匀成糊状；然后缓慢倾入盛有100 mL沸水的烧杯中，边倒边搅拌，继续煮沸2 min，放冷。 再称取0.5 g支链淀粉，重复如上实验。 观察与认知 （二）高分子化合物的基本特性 表 6-3-2  现象记录 淀粉类型 溶解情况 名称 直链淀粉 支链淀粉 1. 溶解性 1.溶解性 线形高分子化合物，因分子链间可以滑动，一般能溶解于适当的溶剂中，线形聚苯乙烯可溶于有机溶剂苯、氯仿及四氯化碳中。 网状结构的体形高分子化合物，由于分子链间的相对移动很困难，一般不易溶解。 一、认识高分子化合物 （二）高分子化合物的基本特性 2.弹性 线形高分子化合物的分子在通常情况下是卷曲的，当受到外力作用时，可拉直伸长，当外力去掉后，分子又会卷曲收缩，这种性质称为弹性。 体形高分子化合物的弹性取决于分子中长链的交联程度。交联程度越大，弹性越小，甚至会失去弹性成为坚硬的物质，如硬橡皮等。 一、认识高分子化合物 （二）高分子化合物的基本特性 3.塑性 将线形高分子树脂加热到一定温度时，就会变软，这时如将其制成一定的形状，冷至室温时其形状会保持不变，这种性质称为可塑性。 4.密度和机械强度 高分子材料虽相对密度小，但机械强度高，如玻璃钢的强度比合金钢的强度大 1.7 倍，比钛钢的强度大 1 倍。 由于质轻、强度高、耐腐蚀、价廉，高分子材料在许多领域开始逐步取代金属材料。 一、认识高分子化合物 （二）高分子化合物的基本特性 photo 5.电绝缘性 高分子化合物的分子链是原子以共价键结合而成，不能解离，没有自由移动的电子，并且因为高分子链的卷曲，分子不容易产生振动，一般不易导电，通常是良好的绝缘材料，被广泛应用于电气工业领域，如图6-3-3所示为电插座。 有的高分子材料还具有耐化学腐蚀、耐热、耐磨、不透水、抗辐射等性能，可用于某些特殊需求的领域。高分子材料也有易燃烧、易老化和废弃后不易分解等缺点。 一、认识高分子化合物 （二）高分子化合物的基本特性 图 6-3-3  电插座 合成高分子材料的品种很多，按用途和性能可分为通用高分子材料、功能高分子材料和复合高分子材料。 通用高分子材料主要包括塑料、合成纤维、合成橡胶、油漆涂料、高分子黏合剂等. 应用最为广泛的是“三大合成材料”——塑料、合成纤维和合成橡胶。 二、用途广泛的高分子材料 在一定的温度和压强下，可塑制成形的合成高分子材料称为塑料。 塑料的主要成分是合成高分子化合物，即合成树脂。 根据需要加入的具有某些特定用途的添加剂，如防止塑料老化的防老化剂、提高塑料塑性的增塑剂，以及稳定剂和着色剂等。 二、用途广泛的高分子材料 （一）塑料 photo 根据受热时表现出的不同性能，塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料，如图6-3-4所示。具有线形结构的塑料为热塑性塑料，加热时可注塑成形，冷却后能定形，且此过程可以反复多次。 热固性塑料具有体形结构，初次受热变软，可塑成一定形状，冷却后固化成形，再次加热时就不再软化，不能重新成形。 二、用途广泛的高分子材料 （一）塑料 图 6-3-4 生活中常见的热塑性和热固性塑料制品 photo 按照实际应用，塑料又可分为通用塑料、工程塑料、耐高温塑料和特种塑料等。 塑料不仅具有优良的介电性能和机械性能，而且还有质量轻、化学稳定性高、生产效率高、成本低等优点。 塑料制品（图6-3-5）广泛应用于工业、农业、国防建设和人们日常生活等各个领域。 二、用途广泛的高分子材料 （一）塑料 图 6-3-5  一些常见的塑料制品 遏制“白色污染”、实行垃圾分类已成为全球性共识。以小组为单位，上网查阅资料，了解不同类型塑料制品标识的含义及其在垃圾分类和回收利用中的意义，结合所在地域垃圾分类要求，设计制作一份塑料制品回收宣传海报，在社区开展一次科普活动。 实践活动 photo 通常，具有一定长度、强度、能吸湿又不溶于水的柔软而细长的丝状物质称为纤维。 纤维可分为天然纤维和化学纤维两大类，化学纤维又分为人造纤维和合成纤维。 天然纤维是指棉、麻、丝、毛等动植物纤维；人造纤维是以不能直接纺织的天然纤维作原料，经机械加工和化学处理制成的一类纤维；合成纤维（图6-3-6）则是利用石油、煤、天然气和农副产品等为原料，经过化学合成——聚合反应得到线形高分子化合物，再加入添加剂并进行机械物理加工制成的一种可用于纺织的纤维。 二、用途广泛的高分子材料 （二）合成纤维 图 6-3-6 一些常见的合成纤维制品 合成纤维工业创立于20世纪40年代，由于原料丰富、价格低廉、用途广泛等，得到了迅速的发展。 被称为合成纤维“六大纶”的锦纶、腈纶、涤纶、氯伦、丙纶和维纶，由于具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、质轻保暖等优点，大大地改善和提升了人们的衣着水平。 在工农业生产和高科技领域，合成纤维同样具有广泛的应用。 二、用途广泛的高分子材料 （二）合成纤维 photo photo 橡胶（图6-3-7）是一种具有高弹性的网状高聚物，当施以外力时形状发生改变，去除外力后，又能很快地回复到原来的形状，是橡胶的主要标志。 橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶是由巴西三叶橡胶树（图6-3-8）、杜仲树（图6-3-9）或橡胶草中的胶乳加工而制得的，合成橡胶是以石油、天然气或煤等为原料生产出的二烯烃作为结构单元，发生聚合反应而制成的高分子化合物。 由于在耐磨、耐热、耐燃、耐寒、耐腐蚀和耐老化等方面具有独特的性能，因此在生产生活中得到了广泛应用。 二、用途广泛的高分子材料 （三）合成橡胶 图 6-3-7汽车轮胎 图 6-3-8巴西三叶橡胶树 图 6-3-9杜仲树   photo 1.聚丙烯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一，它具有弹性好、不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等优点。聚丙烯酸酯的结构简式为 它属于（ ）。 ① 无机化合物 ② 有机化合物 ③ 高分子化合物 ④ 离子化合物 ⑤ 共价化合物 A. ①③④ B. ①③⑤ C. ②③⑤ D. ②③④ 思考与应用 2.生活中，聚乙烯食品袋、聚丙烯塑料绳随处可见，请结合所学的聚合物的结构知识，实践并解释现象。 （1）剪取一小条聚乙烯塑料薄膜，量出其长度，用力拉伸至接近断裂，再次量出其长度。 （2）剪取一小段聚丙烯塑料绳，试一试在哪个方向上更容易撕扯开。 思考与应用 【实验任务】 1. 完成糖类重要性质实验。 2. 完成蛋白质重要性质实验。 学生实验：常见生物分子的性质 实验目的 1. 验证糖类和蛋白质的主要化学性质，掌握鉴别方法。 2. 学会进行淀粉水解和蛋白质盐析的实验操作，养成严谨求实的科学态度和协作互助的工作作风。 3. 学会用科学方法观察、认识实验现象，并学会用化学语言进行记录和表述。 实验用品 1. 仪器：试管、试管夹、烧杯、水浴锅、酒精灯、点滴板、棉纱、羊毛线、滤纸。 2. 试剂：3 mol/L H2SO4 溶液、10% NaOH溶液、2%氨水、2% AgNO3溶液、 2% CuSO4溶液、饱和( NH4)2SO4溶液、饱和CuSO4溶液、饱和Pb (Ac)2溶液、碘液、乙醇、甲醛溶液、5%葡萄糖溶液、5%蔗糖溶液、2%淀粉溶液、0.2%水合茚三酮溶液、蛋白质溶液（取鸡蛋清 25 mL，加100 mL 水，搅匀后，用洁净的纱布过滤，即得澄清的蛋白质溶液）、NaOH、Na2CO3 。 一、糖类的性质 1.葡萄糖的还原性 （1）与银氨溶液的反应 在干燥的试管中加入1 mL 无水乙醇，再用镊子从煤油中取出一在3支干净的试管中用2% AgNO3溶液和2% 氨水配制银氨溶液。 向试管中分别加入5%葡萄糖溶液、5%蔗糖溶液和2%淀粉溶液各5滴，振荡后把试管放入50 ~ 60 ℃的水浴中，温热数分钟，取出试管。 （2）与费林试剂反应 在3支干净的试管中加入1 mL费林试剂A溶液和1mL费林试剂B溶液，振荡，观察并记录现象。分别向上述3支试管中加入5%葡萄糖溶液、5%蔗糖溶液和2%淀粉溶液各5滴，振荡后把试管放在沸水浴中，加热 3~5 min。 实验内容及步骤 一、糖类的性质 2.淀粉的水解 取15 ~ 20 mL 2%淀粉溶液于小烧杯中，加入1 mL 3 mol/L H2SO4溶液，加热煮沸5 min后，每隔2 min用滴管取出1滴溶液于点滴板上，再加1滴碘液，观察并记录点滴板上溶液颜色的变化，直至碘液不变色为止。 实验内容及步骤 一、糖类的性质 3.纤维素的水解 （1）向50 mL烧杯中，加入70%（质量分数）H2SO4溶液20 mL。取一小团脱脂棉或一片滤纸，放入小烧杯中，用玻璃棒不断搅拌至糊状，将烧杯放入水浴中加热10 ~ 15 min。 （2）取出小烧杯，冷却后将溶液倒入另一盛有约20 mL蒸馏水的烧杯中，取1 mL该溶液并注入1支大试管中，先后用固体NaOH、Na2CO3中和至pH=9。 （3）用2% AgNO3溶液和2% 氨水配制银氨溶液，取（2）中溶液2~ 3mL滴加到盛有银氨溶液的试管里，振荡后放入50~60 ℃的水浴中，温热数分钟，取出试管。 实验内容及步骤 二、蛋白质的性质 1.蛋白质的燃烧 取一小段棉纱和一小段纯羊毛线，分别放在火焰上灼烧，闻两者灼烧后的气味。 2.盐析作用 在1支试管中加入1 mL蛋白质溶液，然后慢慢加入1 mL饱和(NH4)2SO4溶液，静置，观察并记录现象。取1 mL上述混合液于另1支试管中，再加2 ~ 3 mL水，振荡。 实验内容及步骤 二、蛋白质的性质 3.变性作用 （1）加热对蛋白质的凝结作用 将1支盛有1 mL蛋白质溶液的试管放在酒精灯上加热，观察并记录现象；然后向试管中加入2 mL水，轻轻振摇试管。 （2）重金属盐对蛋白质的凝结作用 在两支试管中，各加入1 mL蛋白质溶液，然后分别加入2 ~ 3滴饱和CuSO4溶液、饱和Pb(Ac)2溶液，观察有无沉淀产生。若有沉淀，取出少量沉淀，分别加入适量的水，振荡。 （3）有机溶剂对蛋白质的凝结作用 取两支试管，各加入1 mL蛋白质溶液，然后分别加入1 mL甲醛溶液和1 mL乙醇溶液，混匀，观察并记录现象，再分别加入1 mL蒸馏水，振摇。 实验内容及步骤 二、蛋白质的性质 4. 颜色反应 （1）在1支试管中，加入1 mL蛋白质溶液和2 ~ 3滴0.2%水合茚三酮溶液，在沸水浴中加热15 min左右。 （2）取1 mL蛋白质溶液于试管中，加入1 mL 10% NaOH溶液，再加入3 ~ 5滴1% CuSO4溶液，不断振荡。 实验内容及步骤 回顾与总结 一、重要的食品加工原料——糖类 1. 糖类组成和分类 分类 概念 单 糖 不能被水解的糖类 低聚糖 由2 ~ 10个单糖分子脱水缩合而成的糖类，能水解生成单糖 多 糖 由多个单糖分子脱水缩合而成的糖类，能水解生成单糖 2. 单糖 名称 类别 分子式 性质 葡萄糖 己醛糖 C6H12O6 两者属于同分异构体 单糖都具有还原性，既能发生银镜反应，又能被新制氢氧化铜氧化 果糖 己酮糖 3. 双糖 名称 结构组成 分子式 性质 水解产物 蔗糖 由1分子葡萄糖和1分子果糖脱水缩合而成 C12H22O11 不具有还原性 葡萄糖和果糖 麦芽糖 由 2分子的葡萄糖脱水缩合而成 C12H22O1 具有还原性 葡萄糖 回顾与总结 一、重要的食品加工原料——糖类 4. 多糖 名称 概念 分子式 性质 最终水解产物 淀 粉 由许多个葡萄糖脱水缩合而成（全部为α-糖苷键） (C6H10O5)n 不具有还原性；与碘作用呈蓝色 葡萄糖 纤维素 由许多个葡萄糖脱水缩合而成（含α-糖苷键和β-糖苷键） (C6H10O5)m 不具有还原性 虽能水解，但比 淀粉困难 1.氨基酸 组成蛋白质的基本单位，具有两性，能与水合茚三酮反应生成蓝紫色物质。 2. 蛋白质 蛋白质是由几十个到几百甚至几千个氨基酸分子脱水缩合而成的。蛋白质的主要性质有 ：两性性质、盐析、变性和颜色反应。 二、生命活动的物质基础——蛋白质 回顾与总结 三、合成高分子 1.高分子化合物简称高分子，也称为高聚物或聚合物，是分子量高达104~106的大分子化合物，其结构分为线形结构和体形结构两大类。高分子化合物是由链节相同而聚合度不同的化合物组成的混合物。 2.高分子化合物的结构特点决定它具有特殊的性能，如热塑性、热固性、绝缘性、相对密度小和机械强度高等。 3.高分子合成材料按应用分为塑料、合成纤维、合成橡胶等。它们各有不同的性质和用途。 谢谢！ $$