第6讲 生物大分子-【金版教程】2025年高考化学一轮复习解决方案全书word（新教材，不定项版）

金版教程 高考科学复习解决方案 化学 第6讲　生物大分子 1.知道典型糖类物质，能说明单糖、二糖和多糖的区别与联系，能探究葡萄糖的化学性质，能描述淀粉、纤维素的典型性质。2.认识蛋白质结构中的肽键，能说明蛋白质的基本结构特点，能判断氨基酸的缩合产物、多肽的水解产物。能分析说明氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。3.了解核酸的结构特点和生物功能，体会研究生物大分子的重要意义。 考点一　糖类 1．糖类的组成、结构和分类 (1)组成与结构 ①组成：主要包括C、H、O三种元素。大多数糖类化合物的通式可以用Cn(H2O)m表示，所以糖类也叫碳水化合物。 ②结构：多羟基醛、多羟基酮及它们的脱水缩合物。 (2)分类 2．单糖——葡萄糖、果糖与戊糖 (1)葡萄糖和果糖的组成及分子结构 分子式 结构简式 官能团 二者关系 葡萄糖 C6H12O6 CH2OH(CHOH)4CHO —OH、—CHO 互为同分异构体 果糖 C6H12O6 CH2OH(CHOH)3 COCH2OH 、—OH (2)葡萄糖的化学性质 写出葡萄糖与新制氢氧化铜反应的化学方程式：CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCu2O↓＋CH2OH(CHOH)4COONa＋3H2O。 (3)戊糖——核糖与脱氧核糖 结构 它们都是含有5个碳原子的单糖。核糖分子式为C5H10O5，脱氧核糖分子式为C5H10O4 作用 它们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 3．二糖——蔗糖与麦芽糖 比较项目 蔗糖 麦芽糖 分子式 C12H22O11 性质 都能发生水解 是否含醛基 否 是 水解产物 葡萄糖和果糖 葡萄糖 相互关系 互为同分异构体 4.多糖——淀粉与纤维素 (1)相似点 ①都属于天然有机高分子，属于多糖，分子式都可表示为(C6H10O5)n。 ②在酸或酶的作用下都能发生水解反应，水解的最终产物都是C6H12O6(葡萄糖)。 ③都不能发生银镜反应。 (2)不同点 ①纤维素比淀粉更难水解。 ②常温下，淀粉遇单质碘变蓝色。 5．用途 (1)糖类物质可给一切生物体维持生命活动提供能量。 (2)葡萄糖是重要的工业原料，主要用于食品加工、医疗输液、合成药物等。 (3)淀粉是食物的一种重要成分，可用于生产葡萄糖和酒精等。 (4)纤维素可用于纺织工业、造纸，制造纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯、黏胶纤维等。 　判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。 (1)凡分子组成符合Cn(H2O)m的化合物都属于糖类。(×) 错因：符合Cn(H2O)m的化合物不一定属于糖类，如HCHO。 (2)淀粉和纤维素水解的最终产物都是葡萄糖，故二者都是人体所需的能源物质。(×) 错因：纤维素不能被人体吸收，故不属于人体所需的能源物质。 (3)木材纤维和土豆淀粉遇碘均显蓝色。(×) 错因：木材纤维的主要成分是纤维素，遇碘不变蓝。 (4)向淀粉水解后所得水解液中滴加碘水，溶液未变蓝色，说明淀粉没有发生水解。(×) 错因：加入碘水不变蓝，说明无淀粉存在，故淀粉已水解完全。 (5)蔗糖与麦芽糖互为同分异构体，二者水解产物均为葡萄糖。(×) 错因：蔗糖的水解产物为葡萄糖和果糖。 (6)向食盐中加入淀粉溶液，检验食盐中是否含有碘元素。(×) 错因：加碘盐中含有碘酸钾而不是碘单质。 1．淀粉水解程度的判断 (1)实验原理：淀粉在酸作用下发生水解反应最终生成葡萄糖，反应物淀粉遇碘变蓝色，不能发生银镜反应；产物葡萄糖遇碘不变蓝，能发生银镜反应。 (2)实验步骤 (3)实验现象及结论 现象A 现象B 结论 1 未出现银镜 溶液变蓝色 淀粉尚未水解 2 出现银镜 溶液变蓝色 淀粉部分水解 3 出现银镜 溶液不变蓝色 淀粉完全水解 说明：①验证水解产物时，首先要加入NaOH溶液中和后再进行实验。 ②要验证混合液中是否还有淀粉应直接取水解液加碘水，而不能在加入NaOH中和后再加碘水，因碘水与NaOH溶液反应。 2．有关糖类的几点警示 (1)糖类物质不一定有甜味，有甜味的不一定是糖类。 (2)糖类物质的分子通式一般为Cn(H2O)m，但有些糖不符合此通式，如鼠李糖(C6H12O5)，符合Cn(H2O)m的化合物也不一定为糖类，如醋酸[C2(H2O)2]。 (3)人体内没有水解纤维素的酶，纤维素在人体中的作用主要是加强肠胃蠕动，但不能被吸收。 角度一　理解与辨析糖类物质的组成与性质 1．下列有关有机化合物的说法中正确的是(　　) A．淀粉和纤维素互为同分异构体 B．纤维素水解的最终产物是麦芽糖 C．油脂、纤维素、淀粉在一定条件下均可发生水解反应 D．纤维素、淀粉都能与银氨溶液反应生成银单质 答案　C 2．下列说法正确的是(　　) A．用碘酒可以检验淀粉是否发生水解反应 B．糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物 C．糖类物质的通式都符合Cn(H2O)m D．鸡蛋煮熟、福尔马林保存标本、医用酒精杀菌消毒和粮食酿酒都涉及蛋白质变性 答案　B 角度二　创新与探究糖类物质的水解 3．有以下实验过程。 结合实验过程，下列结论中正确的是(　　) A．淀粉尚有部分未水解 B．淀粉已完全水解 C．淀粉没有水解 D．淀粉已发生水解，但不知是否完全水解 答案　D 4．用以下实验操作来验证蔗糖属于非还原糖，而其水解产物具有还原性。 (1)验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序是__________。 (2)验证蔗糖的水解产物属于还原糖的操作顺序是____________。 答案　(1)④⑤　(2)①⑤②④⑤ 解析　蔗糖水解需要在稀H2SO4作催化剂、水浴加热的条件下进行，而检验水解产物时要在碱性条件下加入银氨溶液或新制Cu(OH)2，故水解完成后应先用NaOH溶液中和稀H2SO4。 考点二　蛋白质和核酸 1．氨基酸的结构与性质 (1)氨基酸的组成与结构 氨基酸是羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代得到的化合物。天然蛋白质水解后得到的均为α­氨基酸，其通式为，官能团为—NH2和—COOH。 (2)氨基酸的化学性质 ①两性 氨基酸分子中既含有酸性基团—COOH，又含有碱性基团—NH2，因此，氨基酸是两性化合物。 甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为； 。 ②成肽反应 两个氨基酸分子在一定条件下，通过氨基与羧基间缩合脱去水，形成含有肽键()的化合物，发生成肽反应。 多种氨基酸分子间脱水以肽键等相互结合，可形成蛋白质。 2．蛋白质的结构与性质 (1)蛋白质的组成与结构 ①蛋白质主要由C、H、O、N、S等元素组成。 ②蛋白质是由氨基酸通过缩聚反应产生的，蛋白质属于天然有机高分子。 (2)蛋白质的性质 3．酶 大多数酶是一类特殊的蛋白质，是生物体内重要的催化剂，其催化作用具有以下特点： (1)条件温和，不需加热。 (2)具有高度的专一性。 (3)具有高效的催化作用。 4．核酸 (1)核酸 (2)核酸的组成 组成 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA) 磷酸 都含有 核苷 戊糖 脱氧核糖 核糖 碱基 相同 腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C) 不同 胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶(U) (3)核酸的水解和生成 核苷酸核酸 　判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。 (1)所有蛋白质水解的最终产物都是α­氨基酸。(×) 错因：天然蛋白质水解的最终产物都是α­氨基酸。 (2)磨豆浆的大豆富含蛋白质，豆浆煮沸后蛋白质变成了氨基酸。(×) 错因：蛋白质在加热条件下变性，而不是水解。 (3)将(NH4)2SO4、CuSO4溶液分别加入蛋白质溶液，都出现沉淀，表明二者均可使蛋白质变性。(×) 错因：(NH4)2SO4溶液使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，此过程为盐析，CuSO4溶液使蛋白质变性。 (4)棉、麻、羊毛及合成纤维完全燃烧都只生成CO2和H2O。(×) 错因：羊毛的主要成分为蛋白质，含有C、H、O、N、S等元素，完全燃烧除生成CO2和H2O，还有其他物质生成。 (5)用加酶洗衣粉洗涤毛织品效果更好。(×) 错因：毛织品的主要成分为蛋白质，加酶洗衣粉能使蛋白质发生水解，导致衣服损坏。 1．氨基酸的成肽规律 (1)2种不同氨基酸脱水可形成4种二肽 如甘氨酸与丙氨酸混合后，可以在相同分子之间，也可以在不同分子之间，形成以下4种二肽。结构简式分别为 (2)分子间或分子内脱水成环 (3)氨基酸分子缩聚成高分子 2．蛋白质盐析和变性的比较 盐析 变性 内涵 加入无机盐溶液使蛋白质的溶解度降低而析出 一定条件下，使蛋白质失去原有生理活性 条件 较浓的轻金属盐或铵盐溶液，如(NH4)2SO4、Na2SO4溶液等 加热、紫外线、X射线、重金属盐、强酸、强碱、甲醛等 特点 可逆，蛋白质仍保持原有活性 不可逆，蛋白质已失去原有活性 应用 分离、提纯蛋白质，如向蛋白质溶液中加入饱和Na2SO4[或(NH4)2SO4]溶液，使蛋白质析出 消毒，灭菌，给果树施用波尔多液，保存动物标本等 3.蛋白质的易错警示 (1)酶一般在30～50 ℃活性最强，超过适宜的温度时，酶将失去生理活性。 (2)蛋白质的盐析是物理变化，蛋白质的变性是化学变化，两者均是一定条件下，蛋白质凝聚成固体的过程。 (3)蛋白质的水解产物是多种氨基酸的混合物，并不是纯净物。 角度一　理解与辨析氨基酸的性质 1．下列关于氨基酸的说法中不正确的是(　　) A．氨基酸是羧酸的取代酸，氨基取代了羧酸烃基上的氢原子 B．天然的氨基酸均为无色晶体，且为α­氨基酸 C．氨基酸不能溶解于水、乙醇、乙醚等溶剂中 D．氨基酸是两性化合物，能够溶解于强酸或强碱溶液中 答案　C 解析　氨基酸除少数外一般都能溶于水，而难溶于乙醇、乙醚，故C说法错误。 2．科学家发现半胱氨酸能增强艾滋病病毒感染者的免疫力，对控制艾滋病病毒的蔓延有奇效。已知半胱氨酸的结构简式为，则下列说法不正确的是(　　) A．半胱氨酸属于α­氨基酸 B．半胱氨酸是一种两性化合物 C．两分子半胱氨酸脱水形成的二肽的结构简式为 D．与NaOH溶液加热时可放出一种碱性气体 答案　C 角度二　理解与辨析蛋白质和核酸的性质 3．下列有关说法正确的是(　　) A．蛋白质在紫外线的照射下会失去生理活性 B．蛋白质溶液不能产生丁达尔效应 C．蛋白质溶液中加入硫酸铵可产生变性现象 D．蚕丝、羊毛、棉花的主要成分都是蛋白质 答案　A 4．如图1是脱氧核糖核酸(DNA)的结构片段，它的碱基中胞嘧啶的结构如图2，下列说法正确的是(　　) A．脱氧核糖核酸中含有的化学键都是不同原子形成的极性共价键 B．2­脱氧核糖(C5H10O4)与葡萄糖属于同系物，都能发生银镜反应 C．胞嘧啶分子式为C4H5N3O，含有的含氧官能团是氨基和酰胺基 D．脱氧核糖核酸由磷酸、2­脱氧核糖和碱基通过一定方式结合而成 答案　D 高考真题演练 1．(2023·湖北卷)中科院院士研究发现，纤维素可在低温下溶于NaOH溶液，恢复至室温后不稳定，加入尿素可得到室温下稳定的溶液，为纤维素绿色再生利用提供了新的解决方案。下列说法错误的是(　　) A．纤维素是自然界分布广泛的一种多糖 B．纤维素难溶于水的主要原因是其链间有多个氢键 C．NaOH提供OH－破坏纤维素链之间的氢键 D．低温降低了纤维素在NaOH溶液中的溶解性 答案　D 2．(2022·湖北高考)化学物质与生命过程密切相关，下列说法错误的是(　　) A．维生素C可以还原活性氧自由基 B．蛋白质只能由蛋白酶催化水解 C．淀粉可用CO2为原料人工合成 D．核酸可视为核苷酸的聚合产物 答案　B 3．(2022·海南高考)化学物质在体育领域有广泛用途。下列说法错误的是(　　) A．涤纶可作为制作运动服的材料 B．纤维素可以为运动员提供能量 C．木糖醇可用作运动饮料的甜味剂 D．“复方氯乙烷气雾剂”可用于运动中急性损伤的镇痛 答案　B 4．(2022·广东高考)我国科学家进行了如图所示的碳循环研究。下列说法正确的是(　　) A．淀粉是多糖，在一定条件下能水解成葡萄糖 B．葡萄糖与果糖互为同分异构体，都属于烃类 C．1 mol CO中含有6.02×1024个电子 D．22.4 L CO2被还原生成1 mol CO 答案　A 解析　葡萄糖与果糖的分子式均为C6H12O6，属于烃的衍生物，故B错误；一个CO分子含有14个电子，则1 mol CO中含有14×6.02×1023＝8.428×1024个电子，故C错误；未指明气体处于标准状况下，不能用标准状况下的气体摩尔体积计算其物质的量，故D错误。 5．(2022·浙江6月选考)下列说法不正确的是(　　) A．油脂属于高分子化合物，可用于制造肥皂和油漆 B．福尔马林能使蛋白质变性，可用于浸制动物标本 C．天然气的主要成分是甲烷，是常用的燃料 D．中国科学家在世界上首次人工合成具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素 答案　A 课时作业 [建议用时：40分钟] 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．下列说法不正确的是(　　) A．淀粉、纤维素水解的最终产物均为葡萄糖 B．葡萄糖既可以与银氨溶液反应，又可以与新制氢氧化铜反应 C．糖类、油脂、蛋白质都是高分子，都能发生水解反应 D．天然油脂都是混合物，没有恒定的熔点和沸点 答案　C 2．以下关于糖类、油脂和蛋白质这三大营养物质的叙述不正确的是(　　) A．天然油脂大多是由混合甘油酯组成的混合物，有固定的熔沸点 B．淀粉水解的最终产物能发生银镜反应 C．蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液后产生的沉淀能重新溶于水 D．油脂能发生皂化反应，生成甘油和高级脂肪酸盐 答案　A 3．下列关于有机物说法正确的是(　　) A．核酸根据其所含碱基的不同，分为脱氧核糖核酸和核糖核酸 B．纤维素和淀粉都是多糖，二者互为同分异构体 C．多糖和蛋白质在一定条件下都能水解 D．乙醇中是否含水，可用金属钠来检测 答案　C 4．化学和生活、生产息息相关。下列说法正确的是(　　) A．海水稻含有丰富的蛋白质、脂肪、淀粉等高分子营养物质 B．笔、墨、纸、砚为传统的文房四宝，上述物质中的毛笔与宣纸均含有机物 C．二氧化硫有毒，严禁将其添加到任何食品和饮料中 D．脱氧核糖核酸(DNA)充分水解后得到磷酸、脱氧核糖和5种碱基 答案　B 5．下列叙述中，哪项不是核酸的生理功能(　　) A．作为遗传信息的载体，存在于每个细胞中 B．是生物体的遗传物质 C．是生物体进行生命活动的主要承担者 D．对生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有极其重要的作用 答案　C 6．(2022·浙江1月选考)下列说法正确的是(　　) A．苯酚、乙醇、硫酸铜、氢氧化钠和硫酸铵均能使蛋白质变性 B．通过石油的常压分馏可获得石蜡等馏分，常压分馏过程为物理变化 C．在分子筛固体酸催化下，苯与乙烯发生取代反应获得苯乙烯 D．含氮量高的硝化纤维可作烈性炸药 答案　D 解析　(NH4)2SO4不是重金属盐，不能使蛋白质变性，A错误；石蜡的沸点较高，是通过石油的减压分馏得到的，B错误；在分子筛固体酸催化下，苯与乙烯发生加成反应获得乙苯，C错误。 7．下列说法不正确的是(　　) A．植物油含有不饱和高级脂肪酸甘油酯，能使溴的四氯化碳溶液褪色 B．向蔗糖和稀硫酸共热后的溶液中加入少量银氨溶液，检验生成的葡萄糖 C．麦芽糖、葡萄糖都能发生银镜反应 D．将天然的甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸混合，在一定条件下生成的链状二肽有9种 答案　B 解析　植物油中含有不饱和高级脂肪酸甘油酯，能与溴发生加成反应，因此能使溴的四氯化碳溶液褪色，A正确；麦芽糖、葡萄糖均含有醛基，所以都能发生银镜反应，C正确；甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸相同物质间形成3种链状二肽，不同物质间形成6种链状二肽，所以生成的链状二肽共有9种，D正确。 二、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意) 8．如图表示不同化学元素所组成的物质，以下说法错误的是(　　) A．若①为某种大分子的组成单位，则①最可能是氨基酸 B．若②是人体中重要的储能物质，则②可能是脂肪 C．若③为能储存遗传信息的大分子物质，则③一定是DNA D．若④能够作为医疗注射物，则④是葡萄糖 答案　C 解析　C项中能储存遗传信息的大分子物质，也可能是RNA。 9．生命科学和人体健康与化学息息相关，下列说法正确的是(　　) A．淀粉无甜味，糖尿病患者多食无碍 B．DNA双螺旋的两个螺旋链是通过氢键相互结合的 C．油脂在体内水解成高级脂肪酸和甘油被小肠吸收 D．任何金属离子均可使蛋白质变性而使人中毒 答案　BC 10．青霉素是医学上一种常用的抗生素，在体内经酸性水解后，得到青霉氨基酸，其结构简式如图所示(分子中的—SH与—OH具有类似的性质)。下列关于青霉氨基酸的推断合理的是(　　) A．青霉氨基酸分子中所有碳原子均在同一条直线上 B．青霉氨基酸只有酸性，没有碱性 C．青霉氨基酸分子间能形成多肽 D．1 mol青霉氨基酸能与足量金属钠反应放出2 mol H2 答案　C 11．以淀粉为基本原料可制备许多物质。例如： 下列有关说法中正确的是(　　) A．反应③的条件是浓硫酸、170 ℃，反应④是加聚反应，反应⑤是氧化反应 B．淀粉是糖类物质，无甜味，反应①是水解反应 C．乙烯、聚乙烯分子中均含有碳碳双键，均可被酸性KMnO4溶液氧化 D．在加热条件下，可用新制氢氧化铜将葡萄糖、乙醛区别开 答案　AB 12．可降解的聚酯类高分子P的合成路线如下(部分试剂和反应条件略去)。 (1)A中含氧官能团的名称是________。 (2)A→B的反应类型是________。 (3)B→D的化学方程式是__________________________________。 (4)下列关于有机物F的说法正确的是________(填标号)。 a．含有3个手性碳原子 b．1 mol有机物F最多消耗3 mol NaOH c．D与E反应生成F和 (5)F水解生成G和CH3OH。反应①、②的目的是________________。 (6)J→P的化学方程式是____________________________________。 (7)若反应开始时K的浓度为0.01 mol/L，J的浓度为2 mol/L，反应完全后，K的浓度几乎为0，J的浓度为0.24 mol/L，高分子P的平均聚合度约为________。 答案　(1)羟基　(2)氧化反应 (3) (4)bc　(5)保护羧基 (6) (7)176 解析　由B的分子式和A的结构可以推知，A发生氧化反应生成B，B的结构简式为，B和甲醇在浓硫酸、加热的条件下发生酯化反应生成D，则D的结构简式为，D和E在一定条件下反应生成F，F发生水解反应生成G和CH3OH，则G的结构简式为，G在一定条件下反应得到J，根据J的分子式可得J为，J和K发生聚合反应生成P。 (7)若反应开始时K的浓度为0.01 mol/L，J的浓度为2 mol/L，反应完全后，K的浓度几乎为0，J的浓度为0.24 mol/L，则反应过程中消耗K和消耗J的比例为0.01∶(2－0.24)＝1∶176，由方程式n可知，n＝176。 17 学科网（北京）股份有限公司 $$