第9章 第46讲 生物大分子(Word教参)-【正禾一本通】2025年高考化学高三一轮总复习高效讲义（人教版2019 单选版）

第46讲　生物大分子 【备考目标】　1.了解糖类、核酸、氨基酸和蛋白质的组成、结构特点、主要化学性质及应用。2.了解糖类、氨基酸和蛋白质在生命过程中的作用，了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的生物功能。 考点1　糖类 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．糖类 (1)概念 从分子结构上看，糖类可以定义为多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。大多数糖类化合物的通式为Cn(H2O)m，所以糖类也叫碳水化合物。 (2)分类 2．单糖 (1)葡萄糖的结构 多羟基醛CH2OH(CHOH)4CHO，与果糖[多羟基酮CH2OH(CHOH)3CCH2OHO]互为同分异构体。 (2)葡萄糖的性质 3．二糖——蔗糖与麦芽糖 蔗糖 麦芽糖 相同点 分子式均为 C12H22O11 都能发生水解反应 不同点 不含醛基 含有醛基 水解产物： 葡萄糖、果糖 水解产物： 葡萄糖 相互关系 互为同分异构体 4.多糖——淀粉与纤维素 (1)淀粉与纤维素的比较 淀粉 纤维素 分子式 (C6H10O5)n 物理 性质 无甜味，不溶于冷水，在热水中部分溶解 无甜味， 不溶于水 还原性 均为非还原性糖，不能与银氨溶液、新制氢氧化铜等弱氧化剂反应 水解 反应 都能发生水解反应生成葡萄糖，水解的化学方程式： (C6H10O5)n＋nH2OnC6H12O6 [注意]　①淀粉和纤维素具有相同的最简式，都含有单糖单元，但由于单糖单元的数目不相同，即n值不同，二者不互为同分异构体。 ②淀粉遇碘变蓝色，“碘”指的是碘单质。 (2)检验淀粉水解程度的实验 ①实验步骤 ②实验现象及结论 情况 现象A 现象B 结论 a 溶液呈蓝色 未产生银镜 未水解 b 溶液呈蓝色 出现银镜 部分水解 c 溶液不呈蓝色 出现银镜 完全水解 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)糖类物质的分子通式都可用Cm(H2O)n来表示(×) (2)单糖就是分子组成简单的糖(×) (3)蔗糖是最重要的二糖，它的相对分子质量是葡萄糖的二倍 (×) (4)往蔗糖与稀硫酸共热后的溶液中滴加银氨溶液，再水浴加热，看不到有银镜生成 (√) (5)淀粉、纤维素均为天然高分子化合物，且二者互为同分异构体(×) (6)淀粉在人体内直接水解生成葡萄糖，供人体组织的营养需要(×) (7)纤维素在人体消化过程中起重要作用，纤维素可以作为人类的营养物质(×) (8)纤维素和壳聚糖均属于多糖(√) 一、糖类的结构与性质 1．核糖与脱氧核糖分别是生物体遗传物质核糖核酸与脱氧核糖核酸的重要组成部分，其结构简式如下图所示。下列关于核糖与脱氧核糖的说法正确的是(　　) A．核糖与脱氧核糖均为非还原糖 B．核糖与脱氧核糖互为同分异构体 C．核糖与脱氧核糖、葡萄糖互为同系物 D．核糖与脱氧核糖均可以使酸性高锰酸钾溶液褪色 解析：选D。核糖与脱氧核糖分子中含有醛基，属于还原糖，A错误；核糖的分子式为C5H10O5，脱氧核糖的分子式是C5H10O4，二者分子式不同，B错误；核糖与脱氧核糖、葡萄糖不互为同系物，C错误；核糖与脱氧核糖分子中的羟基与醛基均会被酸性高锰酸钾溶液氧化，故二者均可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，D正确。 2．以富含纤维素的农作物为原料，合成PEF树脂的路线如图所示，下列说法错误的是(　　) A．纤维素属于有机高分子 B．葡萄糖和果糖互为同分异构体 C．纤维素水解成葡萄糖的化学方程式为(C6H10O5)n＋nH2OnC6H12O6 D．5­HMF→FDCA发生的是取代反应 解析：选D。纤维素的分子式为(C6H10O5)n，n值较大，相对分子质量很大，纤维素属于高分子，A项正确；葡萄糖和果糖的分子式均为C6H12O6，二者结构不同， B项正确；纤维素在催化剂作用下和水反应(即水解)生成葡萄糖，C项正确； 5­HMF→FDCA反应中，5­HMF中的醛基、醇羟基转化成了FDCA中的羧基，发生了氧化反应，D项错误。 二、淀粉水解程度的实验探究 3．为检验淀粉水解的情况，进行如图所示的实验，试管甲和丙均用60～80 ℃的水浴加热5～6 min，试管乙不加热。待试管甲中的溶液冷却后再进行后续实验。 实验1：取少量甲中溶液，加入新制氢氧化铜，加热，没有砖红色沉淀出现。 实验2：取少量乙中溶液，滴加几滴碘水，溶液变为蓝色，但取少量甲中溶液做此实验时，溶液不变蓝色。 实验3：取少量丙中溶液加入NaOH溶液调节至碱性，再滴加碘水，溶液颜色无明显变化。 下列结论错误的是(　　) A．淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行 B．欲检验淀粉是否完全水解，最好在冷却后的水解液中直接加碘 C．欲检验淀粉的水解产物具有还原性，可在水解液中加入新制氢氧化铜并加热 D．若用唾液代替稀硫酸，则实验1可能出现预期的现象 解析：选C。实验甲与乙、甲与丙都是对照实验，前者探究温度的影响，后者探究催化剂的影响，通过对照实验可知A正确；因为I2可与NaOH发生反应：I2＋2NaOH===NaI＋NaIO＋H2O，故用I2检验淀粉时，不能有NaOH存在，B正确；用新制Cu(OH)2检验水解产物的还原性时，必须在碱性环境中进行，故在水解液中先加NaOH中和稀硫酸至碱性后，再加入新制Cu(OH)2并加热，C错误；若用唾液代替稀硫酸，则不必加碱中和，直接加入新制Cu(OH)2，加热即可出现预期现象，D正确。 4．为了检验淀粉水解的产物，设计如图实验方案： 请回答下列问题： (1)淀粉水解的化学方程式为__________________________________________。 (2)试剂1为稀硫酸，作用是________________________________________________________________________； 水浴加热的优点是________________________________________________________________________。 (3)试剂2为______________，加入试剂2的作用为________________________________________________________________________ (用离子方程式表示)。 (4)为检验淀粉是否已完全水解，取少量水解液于试管中，加入碘水，则证明淀粉未完全水解的现象是____________________。 (5)用2% AgNO3溶液和2%氨水配制银氨溶液的操作是________________________________________________。 解析：(2)稀硫酸在淀粉的水解过程中作催化剂，加快淀粉的水解速率；水浴加热的优点是受热均匀，便于控制温度。 (3)向水解液中加入NaOH溶液中和硫酸，使溶液呈碱性，则试剂2为NaOH溶液，反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O。 (4)如果加入碘水后溶液显蓝色，则证明淀粉没有完全水解。 (5)配制银氨溶液时要注意加入试剂的顺序，具体操作是在一支洁净的试管中，加入一定量2%AgNO3溶液，然后边振荡边滴加2%氨水，直至最初产生的白色沉淀恰好溶解，便得到银氨溶液。 答案：(1)(C6H10O5)n,淀粉＋nH2O (2)作催化剂　受热均匀，便于控制温度 (3)NaOH溶液　H＋＋OH－===H2O (4)溶液显蓝色 (5)在一支洁净的试管中，加入一定量2% AgNO3溶液，然后边振荡边滴加2%氨水，直至最初产生的白色沉淀恰好溶解 考点2　氨基酸与蛋白质 1．氨基酸的组成、结构与性质 组成与结构 氨基酸是羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代得到的化合物。组成蛋白质的氨基酸几乎都是α­氨基酸。α­氨基酸的结构简式可表示为 性质 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。以H2NCH2COOH为例： ①与盐酸反应的化学方程式： ②与NaOH溶液反应的化学方程式：＋NaOH―→＋H2O 成肽反应 两分子氨基酸脱水缩合形成二肽。例如：＋―→＋H2O。 多种氨基酸分子间脱水以肽键相互结合，可形成蛋白质 　　　　　　　　　　　　　　　　 2．蛋白质的组成与性质 (1)组成 蛋白质含有C、H、O、N、S等元素，由氨基酸通过缩聚反应产生，属于天然有机高分子化合物。 (2)性质 3．酶 (1)绝大多数酶是一种蛋白质，具有蛋白质的性质。 (2)酶是一种生物催化剂，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具有高效催化作用。 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)天然的氨基酸都是晶体，一般能溶于水(√) (2)氨基酸都不能发生水解反应(√) (3)天然蛋白质水解最终可以得到α­氨基酸、β­氨基酸等多种氨基酸(×) (4)α­氨基丙酸与α­氨基苯丙酸混合物脱水成肽，只生成2种二肽(×) (5)蛋白质属于天然高分子化合物，组成元素只有C、H、O、N(×) (6)向蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液，蛋白质析出，虽再加水，也不溶解(×) (7)蛋白酶是蛋白质，它不仅可以催化蛋白质的水解反应，还可以催化淀粉的水解反应(×) 一、氨基酸的结构与性质 1．关于生物体内氨基酸的叙述错误的是(　　) A．构成蛋白质的α­氨基酸的结构简式是 B．人体内所有氨基酸均可以互相转化 C．两个氨基酸分子通过脱水缩合形成二肽 D．人体内氨基酸分解代谢的最终产物是二氧化碳、水和尿素 解析：选B。α­氨基酸的结构简式为，A正确；两个氨基酸分子脱水缩合可形成二肽，C正确；人体内氨基酸分解代谢的最终产物是水、二氧化碳和尿素，D正确；在人体内能够通过转氨基作用形成的只有13种非必需氨基酸，还有8种必需氨基酸必须从食物中摄取，因此“人体内所有氨基酸均可以相互转化”的说法是错误的，B错误。 2．科学家发现半胱氨酸能增加艾滋病病毒感染者的免疫力，对控制艾滋病病毒的蔓延有效。已知半胱氨酸的结构简式为，则下列说法中不正确的是(　　) A．半胱氨酸属于α­氨基酸 B．半胱氨酸具有两性 C．两分子半胱氨酸脱水形成二肽的结构简式为 D．与NaOH溶液混合加热时，可放出一种碱性气体 解析：选C。由半胱氨酸的结构简式可知，分子中氨基和羧基连在同一个碳原子上，所以半胱氨酸属于α­氨基酸，A项正确；因为氨基为碱性基团，羧基为酸性基团，所以半胱氨酸具有两性，B项正确；两分子的半胱氨酸脱水形成二肽应是氨基与羧基脱水缩合的结果，形成的二肽的结构简式应为，C项不正确；因是氨基酸的铵盐，故电离出的NH与OH－在加热条件下反应会放出氨气，D项正确。 二、蛋白质的性质 3．下列关于蛋白质的说法不正确的是(　　) A．蛋白质是由多种α­氨基酸加聚而生成的天然高分子化合物 B．通常用酒精消毒，其原理是酒精使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性 C．浓的Na2SO4溶液能使溶液中的蛋白质析出，加水后析出的蛋白质又溶解 D．鉴别织物成分是蚕丝还是“人造丝”可采用灼烧闻气味的方法 解析：选A。氨基酸生成蛋白质发生的是分子间的脱水反应而不是加聚反应，A项错误。 　　　　　　　　　　　　　　　　 4．(1)向鸡蛋清溶液中，加入下列哪些溶液可以使蛋白质发生盐析：________(填字母，下同)；加入下列哪些溶液可以使蛋白质发生变性：______________。 A．HCl溶液 B．CuSO4溶液 C．(NH4)2SO4溶液 D．甲醛溶液 E．酒精溶液 F．NaOH溶液 G．Na2SO4溶液 H．Pb(Ac)2溶液 (2)请比较蛋白质的盐析和变性的区别有哪些？举例说明盐析和变性的作用。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)CG　ABDEFH　(2)盐析是物理变化，是可逆的，加水后蛋白质仍然可以溶解；变性是化学变化，是不可逆的，加水后蛋白质不能重新溶解。盐析可用于分离、提纯蛋白质，而变性可用于消毒、杀菌 考点3　核酸 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．核酸的组成 核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子。核酸分子的结构层次如下所示： (1)戊糖：分为核糖和脱氧核糖，对应的核酸分别是核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。 (2)碱基：具有碱性的杂环化合物，RNA的碱基和DNA的碱基不同，共同的类别有3种。 (3)水解及产物的缩合过程 2．核酸的结构 (1)DNA分子：由两条多聚核苷酸链组成，两条链平行盘绕，形成双螺旋结构；每条链中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，碱基排列在内侧；两条链上的碱基通过氢键作用结合成碱基对，腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，鸟嘌呤与胞嘧啶配对，遵循碱基互补配对原则。 (2)RNA分子：与DNA类似，以核苷酸为基本构成单位，其中的戊糖由核糖替代了脱氧核糖、碱基由尿嘧啶替代了胸腺嘧啶，RNA分子一般成单链状结构，比DNA小的多。 3．生物功能 DNA分子 具有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息，决定生物体的一系列性状 RNA分子 负责传递、翻译和表达DNA分子所携带的遗传信息 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)根据组成，核酸分为DNA和RNA(√) (2)DNA大量存在于细胞质和细胞壁中(×) (3)DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酯键连接(×) (4)DNA和RNA的碱基组成相同，五碳糖不同(×) (5)细胞中的DNA一定有氢键，RNA一定没有氢键(×) 1．核酸是生命的基础物质，是病毒的“身份证”，所以患者的确诊需要病毒的核酸检验。以下关于核酸的论述正确的是(　　) A．核酸是核蛋白的非蛋白部分，也是由氨基酸残基组成的 B．核酸水解产物中含有磷酸、葡萄糖和碱基 C．核酸、核苷酸都是高分子化合物 D．核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类，对蛋白质的合成和生物遗传起重要作用 解析：选D。核酸是由磷酸、五碳糖和碱基通过一定的方式结合而成的，A错误；核酸水解的最终产物是磷酸、五碳糖和碱基，B错误；核酸是高分子化合物，但核苷酸不是高分子化合物，C错误；核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类，分别是RNA和DNA，他们共同对蛋白质的合成和生物遗传起到重要作用，D正确。 2．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)与葡萄糖互为同系物，都能发生银镜反应 C．胞嘧啶分子式为C4H5N3O，含有的官能团只有氨基和肽键 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 解析：选D。脱氧核糖核酸中含有C—C，为非极性共价键，故A错误；2­脱氧核糖为环状，与葡萄糖结构不相似，二者不互为同系物，且脱氧核糖中无醛基，不能发生银镜反应，故B错误；由结构简式可知，胞嘧啶含有的官能团为肽键、氨基和碳碳双键等，故C错误。 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．(2023·浙江6月选考)下列说法不正确的是(　　) A．通过X射线衍射可测定青蒿素晶体的结构 B．利用盐析的方法可将蛋白质从溶液中分离 C．苯酚与甲醛通过加聚反应得到酚醛树脂 D．可用新制氢氧化铜悬浊液鉴别苯、乙醛和醋酸溶液 解析：选C。通过X射线衍射，可以测定青蒿素晶体的空间结构，故A正确；蛋白质在盐溶液中可发生盐析生成沉淀，过滤可分离，故B正确；苯酚与甲醛通过缩聚反应得到酚醛树脂，故C错误；乙醛和新制氢氧化铜加热生成砖红色沉淀，醋酸能和新制氢氧化铜发生中和反应，苯和新制氢氧化铜不反应，出现分层，故可以用新制氢氧化铜鉴别苯、乙醛和醋酸溶液，故D正确。 2．(2022·浙江6月选考)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．向某溶液中加入茚三酮溶液，加热煮沸出现蓝紫色，可判断该溶液含有蛋白质 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 解析：选B。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；茚三酮是检验氨基酸的试剂，向某溶液中加入茚三酮试剂，加热煮沸后溶液出现蓝紫色，可判断该溶液含有氨基酸，B错误；麦芽糖、葡萄糖均含有醛基，所以都能发生银镜反应，C正确；羧基脱羟基，氨基脱氢原子形成链状二肽，形成1个肽键，甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸相同物质间共形成3种二肽，甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸不同物质间形成6种二肽，所以生成的链状二肽共有9种，D正确。 3．(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 解析：选B。维生素C具有还原性，可以还原活性氧自由基，故A正确；蛋白质在酸、碱的作用下也能发生水解，故B错误；将二氧化碳先还原生成甲醇，再转化为淀粉，实现用CO2为原料人工合成淀粉，故C正确；核苷酸通过聚合反应制备核酸，故D正确。 4．(2023·湖南高考)葡萄糖酸钙是一种重要的补钙剂，工业上以葡萄糖、碳酸钙为原料，在溴化钠溶液中采用间接电氧化反应制备葡萄糖酸钙，其阳极区反应过程如下： 下列说法错误的是(　　) A．溴化钠起催化和导电作用 B．每生成1 mol葡萄糖酸钙，理论上电路中转移了2 mol 电子 C．葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物 D．葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应 解析：选B。据题图可知，Br－在阳极被氧化为Br2，Br2和水反应生成HBrO，HBrO氧化葡萄糖为葡萄糖酸，自身被还原为Br－，故NaBr在反应过程中起催化和导电作用，A项正确；1 mol葡萄糖转化为1 mol葡萄糖酸，转移2 mol电子，而生成1 mol葡萄糖酸钙需要2 mol葡萄糖酸，故每生成1 mol葡萄糖酸钙，理论上电路中应通过4 mol电子，B项错误；葡萄糖酸分子中含有—COOH和—OH，可发生分子内酯化反应形成含有六元环状结构的产物，C项正确；葡萄糖分子中含羟基、醛基，能发生氧化、取代、还原、加成反应，连有—OH的碳原子的邻位碳原子上有H原子，在一定条件下能发生消去反应，D项正确。 5．(2023·湖北高考)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 解析：选D。纤维素是一种多糖，广泛存在于各类植物中，A正确；根据纤维素单链结构，可知纤维素分子中含有羟基，羟基之间形成氢键，无法与H2O形成氢键，导致纤维素难溶于水，B正确；氢氧化钠中的OH－能有效地破坏纤维素分子内和分子间的氢键，纤维素和水之间形成了较多氢键，从而促进纤维素的溶解，C正确；低温下纤维素可溶于氢氧化钠溶液，而恢复至室温后不稳定，所以低温增强了纤维素在氢氧化钠溶液中的溶解性，D错误。 6．(2022·北京高考)高分子Y是一种人工合成的多肽，其合成路线如下。 下列说法不正确的是(　　) A．F中含有2个酰胺基 B．高分子Y水解可得到E和G C．高分子X中存在氢键 D．高分子Y的合成过程中进行了官能团保护 解析：选B。由结构简式可知，F中含有2个酰胺基，A正确；由结构简式可知，高分子Y一定条件下发生水解反应生成和，B错误；高分子X中含有的酰胺基能形成氢键，C正确；E→F消除氨基，X→Y重新引入氨基，则高分子Y的合成过程中进行了官能团氨基的保护，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$