内容正文:
第四节 生物大分子和合成高分子
课程标准
核心素养(教师用书独具)
1.了解糖类、氨基酸与蛋白质、酶、核酸的组成和性质及应用
2.了解合成高分子的组成与结构特点,能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体
3.了解加聚反应和缩聚反应的含义,了解常见高分子材料的合成反应及重要应用
1.宏观辨识与微观探析:能根据实验现象辨识物质及其反应,能联系物质的组成和结构解释宏观现象,能依据物质的微观结构描述或预测物质的性质和在一定条件下可能发生的化学变化
2.证据推理与模型认知:能从物质及其变化的事实中提取证据,能理解、描述和表示化学中常见的认知模型,指出模型表示的具体含义,并运用于理论模型解释或推测物质的组成、结构、性质与变化
3.科学态度与社会责任:具有理论联系实际的观念,有将化学成果应用于生产、生活的意识
考点一 糖类、蛋白质和核酸
一、糖类
1.分类
2.单糖
(1)葡萄糖和果糖
葡萄糖和果糖都是不能发生水解反应的六碳糖,分子式都为 C6H12O6 ,结构简式分别为 CH2OH(CHOH)4CHO 、CH2OH(CHOH)3COCH2OH,官能团分别为羟基和醛基、 羟基和酮羰基 。葡萄糖能与新制的Cu(OH)2和 银氨溶液 反应、能与H2发生 加成反应 生成己六醇、能与羧酸发生酯化反应、发酵生成乙醇。
[特别提醒] 互为同分异构体。
(2)核糖和脱氧核糖
核糖和脱氧核糖都是 不能 发生水解反应的五碳糖,分别是生物体的遗传物质核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)的重要组成部分,结构简式分别为CH2OH(CHOH)3CHO、 CH2OHCH2(CHOH)2CHO ,两者都具有 醛基 ,所以是还原糖。
3.蔗糖和麦芽糖
蔗糖与麦芽糖都是二聚糖,分子式都为 C12H22O11 ,都能发生 水解 反应,但水解产物不同。蔗糖分子中不含 醛基 ,麦芽糖分子中含有 醛基 ,麦芽糖能发生银镜反应,能还原新制的Cu(OH)2,而蔗糖不能。
[特别提醒] 互为同分异构体。
4.淀粉和纤维素
淀粉和纤维素都是天然有机高分子化合物,分子式都可表示为 (C6H10O5)n ,但通式中 n值 不同。都能发生水解反应生成 葡萄糖 , 淀粉 溶液遇碘呈现特殊的蓝色。
二、氨基酸、蛋白质
1.氨基酸的结构与性质
(1)氨基酸是羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物。官能团为 —COOH、—NH2 ,α氨基酸结构简式可表示为。
(2)氨基酸与盐酸、NaOH溶液均可发生反应能表现 两性 ,两分子氨基酸缩水形成 二肽 ,多种氨基酸分子间脱水以 肽键 相互结合,可形成蛋白质。
2.蛋白质的结构与性质
(1)组成与结构:蛋白质含有C、H、O、N、S等元素。是由氨基酸通过 缩聚反应 产生,是生物体内一类极其重要的 生物大分子 ,属于天然有机高分子化合物。
(2)性质
①水解:在酸、碱或酶的作用下最终水解生成 氨基酸 。
②两性:具有氨基酸的性质,与盐酸、NaOH溶液均可发生反应,能表现两性。
③盐析①:向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐[如(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl等]溶液后,可以使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出,为可逆过程,可用于 分离和提纯 蛋白质。
[特别提醒] ①物理变化
④变性:加热、加压、搅拌、振荡、超声波、紫外线、放射线、强酸、强碱、重金属盐、一些有机物(甲醛、酒精、苯甲酸等)会使蛋白质变性,属于不可逆过程,可用于消毒、灭菌等。
⑤显色反应:含有苯环的蛋白质遇浓硝酸变 黄 色,该性质可用于蛋白质的检验。
⑥灼烧:蛋白质灼烧时有 烧焦羽毛 的气味,可用于鉴别蛋白质和纤维素。
3.酶:酶是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催化作用的有机化合物,绝大多数酶是 蛋白质 ,是一种生物催化剂,具有条件 温和 ,不需加热;具有高度的专一性;具有 高效 催化作用的催化特性。
三、核酸
核酸是一种生物大分子,相对分子质量可达上百万,具有酸性,能发生水解反应,水解生成基本组成单位 核苷酸 , 核苷酸 进一步水解得到磷酸和核苷,核苷继续水解得到戊糖和碱基。天然的核酸依据所含戊糖的不同,分为 脱氧核糖核酸 (DNA)和 核糖核酸 (RNA),DNA分子由两条多聚核苷酸链组成,两条链平行盘绕,通过 氢键 作用形成双螺旋结构,RNA分子也是以核苷酸为基本构成单位,其中的戊糖和碱基与DNA中的不同,一般呈单链状结构,比DNA分子小得多。核酸是生物体遗传信息的载体,DNA分子上有许多基因,决定了生物体的一系列性状,RNA则主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。在细胞繁殖分裂过程中,会发生DNA分子的复制。
1.易错辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)糖类是人体所需的重要营养物质。淀粉分子中不含氮元素。( √ )
(2)淀粉和纤维素互