第三章 第18讲 生物大分子 合成高分子（Word教参）-【百汇大课堂】2026年高考化学选考总复习下册·第1轮（浙江专用）

第18讲　生物大分子　合成高分子 课标引领 1.了解聚合物的组成及结构特点，认识单体和单体单元(链节)及其与聚合物结构的关系。了解加聚反应和缩聚反应的特点。 2．认识糖类和蛋白质的组成和性质特点。了解淀粉和纤维素及其与葡萄糖的关系，了解葡萄糖的结构特点、主要性质及应用。 3．认识氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质，知道氨基酸和蛋白质的关系，了解氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。 4．了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能。认识人工合成多肽、蛋白质、核酸等的意义，体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。 考点一　糖类　核酸 [对应学生用书P92] 1．糖类的组成与分类 (1)概念：从分子结构上看，糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。 (2)组成：一般由碳、氢、氧三种元素组成，很多糖类分子的组成可用通式Cm(H2O)n表示，所以糖类也被称为碳水化合物。 (3)分类 2．单糖 (1)葡萄糖 ①结构特点 葡萄糖属于多羟基醛，其结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO，与果糖[]互为同分异构体。 ②化学性质 (2)核糖和脱氧核糖 核糖与脱氧核糖分别是生物体的遗传物质核糖核酸(RNA)与脱氧核糖核酸(DNA)的重要组成部分。 糖类 分子式 环式结构简式 核糖 C5H10O5 脱氧核糖 C5H10O4 3.二糖——蔗糖和麦芽糖 比较项目 蔗糖 麦芽糖 相同点 分子式 均为C12H22O11 性质 都能发生水解反应 不同点 是否含醛基 不含 含有 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——淀粉和纤维素 比较项目 淀粉 纤维素 相同点 分子式 都属于天然有机高分子，分子式都可表示为(C6H10O5)n 化学性质 都能发生水解反应，最终生成葡萄糖；都不能发生银镜反应 不同点 组成 通式中n值不同 显色反应 淀粉遇碘呈现特殊的蓝色，纤维素则不能 判断下列说法的正误：正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)(2023·浙江1月选考卷)从分子结构上看糖类都是多羟基醛及其缩合产物(　×　) (2)(2022·浙江6月选考卷)麦芽糖、葡萄糖都能发生银镜反应(　√　) (3)(经典高考题)纤维素与乙酸酐作用生成的醋酸纤维可用于生产电影胶片片基(　√　) 5.核酸 (1)天然核酸的分类与作用 (2)核酸的组成 ①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。碱基与戊糖缩合形成核苷，再与磷酸缩合形成了核苷酸，继续缩合聚合得到核酸。 ②戊糖是核糖或脱氧核糖，它们均以环状结构存在于核酸中，对应的核酸分别是核糖核酸和脱氧核糖核酸。 ③碱基是具有碱性的杂环有机化合物，RNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶(分别用字母A、G、C、U表示)，DNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶(用字母T表示)。 考向一　糖的结构与性质 [例1] 葡萄糖在生物体内会发生分子内反应形成葡萄糖的半缩醛(如图所示)，物质M和N分别为两种葡萄糖半缩醛，下列说法正确的是(　　) A．葡萄糖半缩醛含有羟基、醚键，该葡萄糖不能发生银镜反应 B．半缩醛的形成可看作羟基与醛基发生了加成反应 C．物质M分子不具有手性 D．葡萄糖半缩醛M和N的分子式均为C6H10O5 B　解析：葡萄糖中醛基具有还原性，能发生银镜反应，A错误；根据半缩醛M和N的结构简式可知，半缩醛的形成可看作羟基与醛基发生加成反应，B正确；连接四种不同原子或原子团的碳原子是手性碳原子，物质M分子含有5个手性碳原子，具有手性，C错误；葡萄糖半缩醛M和N的分子式均为C6H12O6，D错误。 [练1] 葡萄糖分子中的醛基可以与分子内的羟基作用，形成两种六元环状结构。在葡萄糖水溶液中，存在着链状和环状结构葡萄糖之间的平衡，其中绝大部分葡萄糖为环状结构。三种不同结构的葡萄糖之间的转化关系如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．1 mol P完全燃烧时，最多可消耗6 mol O2 B．M能与金属钠发生反应 C．一定条件下，P、M、R均能发生酯化反应 D．P、M、R分子中，均不是所有原子共面，且P、M、R均不能发生还原反应 答案：D 考向二　实验探究糖类的水解反应 [例2] 为了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。待试管甲和丙中的溶液冷却后再进行后续实验。 实验1：取少量甲中溶液，加入新制的氢氧化铜，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的氢氧化铜并加热 D．若用唾液代替稀硫酸，则实验1可能出现预期的现象 C　解析：欲检验淀粉的水解产物具有还原性，应先在水溶液中加入氢氧化钠溶液中和稀硫酸至溶液呈弱碱性，再加入新制的氢氧化铜并加热，根据砖红色沉淀的产生判断产物的还原性。 [练2] 某同学设计了如下实验来检验淀粉水解的程度，下列说法正确的是(　　) A.淀粉水解的化学方程式为(C6H10O5)n(淀粉)＋H2O C6H12O6(葡萄糖) B．试管( Ⅰ )加入银氨溶液水浴加热后，试管内壁出现银镜说明淀粉溶液已完全水解 C．试管( Ⅱ )加入碘水后不显蓝色说明淀粉已经完全水解 D．试管( Ⅰ )若加新制的氢氧化铜，酒精灯加热后出现砖红色沉淀也可以检验淀粉是否发生水解 答案：D 考点二　氨基酸和蛋白质 [对应学生用书P95] 1．氨基酸的结构与性质 (1)组成与结构 羧酸分子中烃基的氢原子被氨基取代后得到的化合物。蛋白质水解后得到的几乎都是α­氨基酸，其通式为，官能团为—NH2和—COOH。 (2)化学性质 ①两性 氨基酸分子中既含有羧基，又含有氨基，故氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐。 例如，甘氨酸(HOOCCH2NH2)与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为 ； ＋H2O。 ②成肽反应 两个氨基酸分子(可以相同，也可以不同)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。 由两个氨基酸分子缩合后形成的含有肽键的化合物称为二肽，反应通式如下： 二肽还可以继续与其他氨基酸分子缩合生成三肽、四肽、五肽，以至生成长链的多肽，多肽的结构表示如下： 多肽常呈链状，因此也叫肽链，肽链能盘曲、折叠，还可以相互结合，形成蛋白质。 2．蛋白质的结构与性质 (1)组成与结构 ①蛋白质含有C、H、O、N、S等元素。 ②蛋白质是由多种氨基酸通过肽键等相互连接形成的一类生物大分子，蛋白质属于天然有机高分子。 (2)化学性质 判断下列说法的正误：正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)(2023·浙江6月选考卷)利用盐析的方法可将蛋白质从溶液中分离(　√　) (2)(2023·浙江1月选考卷)蛋白质溶液与浓硝酸作用产生白色沉淀，加热后沉淀变黄色(　√　) 考向三　氨基酸的结构与性质 [例3] (教材改编题)甘氨酸(H2NCH2COOH)是最简单的氨基酸。下列说法不正确的是(　　) A．甘氨酸是两性化合物，既能与NaOH溶液反应，也能与盐酸反应 B．一定条件下，氨基酸之间能发生成肽反应生成更为复杂的多肽，进而构成蛋白质 C．甘氨酸分子中有手性碳原子，存在对映异构体 D．在一定条件下，两分子甘氨酸只能形成1种二肽 C　解析：甘氨酸中含有羧基和氨基，羧基能与NaOH溶液反应，氨基显碱性，能与盐酸反应，因此甘氨酸属于两性物质，A正确；构成蛋白质的基石是氨基酸，氨基酸通过脱水缩合(成肽反应)形成多肽，进而构成蛋白质，B正确；手性碳原子连有四个不同的原子或原子团，根据甘氨酸的结构简式可知，甘氨酸中不含有手性碳原子，C错误；在一定条件下，两分子甘氨酸脱水形成二肽，其结构为H2NCH2CONHCH2COOH，D正确。 [练3] L­多巴胺是一种有机化合物，它可用于帕金森综合征的治疗，其结构简式如下：。下列关于L­多巴胺的叙述不正确的是(　　) A．属于α­氨基酸，既具有酸性，又具有碱性 B．遇到FeCl3溶液显紫色 C．可以两分子间缩合形成分子式为C18H18O6N2的化合物，该化合物中有3个六元环 D．既与酸反应又与碱反应，等物质的量的L­多巴胺最多消耗NaOH与HCl的物质的量之比为1∶1 答案：D 考向四　蛋白质的结构与性质 [例4] (2023·浙江1月选考卷，改编)下列说法不正确的是(　　) A．蛋白质只能由蛋白酶催化水解 B．蛋白质溶液与浓硝酸作用产生白色沉淀，加热后沉淀变黄色 C．根据纤维在火焰上燃烧产生的气味，可以鉴别蚕丝与棉花 D．蛋白质溶液加入饱和硫酸铵溶液，析出的沉淀能重新溶于水中 A　解析：蛋白质在酸、碱的作用下也能发生水解，A错误；蛋白质(含苯环)溶液遇浓硝酸产生白色沉淀，加热后沉淀变黄色，B正确；蚕丝主要成分是蛋白质，灼烧时有烧焦羽毛的气味，与纤维素在火焰上燃烧产生的气味不同，可以鉴别蚕丝与棉花，C正确；蛋白质溶液加入饱和硫酸铵溶液，会发生盐析，生成的沉淀能重新溶于水中，D正确。 [练4] 科学家借助人工智能技术可以快速可靠地预测大多数蛋白质的三维形状。下列关于蛋白质的说法错误的是(　　) A．α­氨基酸是构成蛋白质的结构单元 B．由两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽 C．可利用氨基酸既能与酸反应又能与碱反应的性质对氨基酸进行分离 D．向蛋白质溶液中加入(NH4)2SO4浓溶液，能使蛋白质变性 答案：D 考点三　合成高分子化合物 [对应学生用书P96] 1．基本概念 (1)单体：能够进行聚合反应形成高分子的小分子。 (2)链节：高分子中化学组成相同、可重复的最小单位。 (3)聚合度：高分子链中含有链节的数目。 例如： 2．合成高分子的基本反应 (1)加聚反应：由含有不饱和键的小分子以加成反应形式生成高分子的反应。 (2)缩聚反应：由单体分子间缩合脱去小分子(如H2O、HX等)生成高分子的反应。 判断下列说法的正误：正确的打“√”，错误的打“×”。 (2023·湖北卷)用化学方程式表示尿素与甲醛制备线型脲醛树脂： ＋ (　×　) 3.高分子的分类及特性 其中，塑料、合成纤维、合成橡胶又被称为“三大合成材料”。 考向五　合成高分子化合物的方法 [例5] (2022·山东卷)下列高分子材料制备方法正确的是(　　) A．聚乳酸()由乳酸经加聚反应制备 B．聚四氟乙烯()由四氟乙烯经加聚反应制备 C．尼龙­66 　()由己胺和己酸经缩聚反应制备 D．聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯酯()经消去反应制备 B　解析：聚乳酸是由乳酸[HOCH(CH3)COOH]分子间脱水缩聚而得，即发生缩聚反应，A错误；聚四氟乙烯是由四氟乙烯(CF2===CF2)经加聚反应生成，B正确；尼龙­66是由己二胺和己二酸经过缩聚反应制得，C错误；聚乙烯醇由聚乙酸乙烯醇酯()发生水解反应制得，D错误。 1.合成高分子单体的判断 推断单体时，一定要先判断是加聚产物还是缩聚产物，并找准分离处。 (1)加聚产物的主链一般全为碳原子，按“凡双键，四个碳；无双键，两个碳”的规律画线断键，然后半键闭合、单双键互换。如的单体为CH2===CH2和CH2===CHCN，的单体为CH2===CHCH3和CH2===CH—CH===CH2。 (2)缩聚产物的链节中不全为碳，一般有“”等结构，在或画线处断键，碳原子上连—OH，氧原子和氮原子上连—H，即得单体。 2．合成高分子反应化学方程式的书写 (1)加聚反应化学方程式的书写 ①单烯烃型单体加聚时，“断开双键，键分两端，添上括号，右下写n”。例如，nCH2===CH—CH3 。 ②烯烃型单体加聚时，“单变双，双变单，破两头，移中间，添上括号，右下写n”。例如，nCH2===CH—CH===CH2 。 ③含有一个双键的两种单体聚合时，“双键打开，中间相连，添上括号，右下写n”。例如，nCH2CH2＋nCH2CHCH3 。 (2)缩聚反应化学方程式的书写 ①聚酯类：—OH与—COOH间的缩聚 nHOCH2—CH2OH＋nHOOC—COOH＋(2n－1)H2O。 nHOCH2—CH2—COOH。 ②聚氨基酸类：—NH2与—COOH间的缩聚 nH2N—CH2COOH。 nH2NCH2COOH＋＋(2n－1)H2O。 [练5] 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 答案：B [对应学生用书P98] 1．(2024·浙江金华十校联考)下列说法不正确的是(　　) A．氨基酸之间能发生聚合反应生成多肽，进而构成蛋白质 B．向鸡蛋清溶液中加入硝酸，可析出蛋白质，再加水重新溶解 C．免洗手消毒液成分中的乙醇、活性银离子均能使蛋白质变性 D．疫苗一般要在规定的冷链状态下运输和储存，其目的是防止蛋白质变性 答案：B 2．(2024·浙江杭州模拟)下列说法不正确的是(　　) A．不能通过核磁共振氢谱鉴别丙酸和甲酸乙酯 B．蛋白质的一级结构取决于蛋白质分子中氨基酸单体的排列顺序 C．较低的温度、压强下，有利于合成高密度聚乙烯 D．对苯二甲酸和乙二醇可发生缩聚反应，用于合成聚酯纤维中的涤纶 答案：A 3．葡萄糖水溶液中，存在链状和环状结构间的平衡。常温下，各种葡萄糖结构及其所占百分含量如下图所示。已知各种葡萄糖结构中链状结构的熵最大，下列说法不正确的是(　　) A．葡萄糖由链状转化为环状结构发生了加成反应 B．βD吡喃葡萄糖的稳定性大于αD吡喃葡萄糖 C．葡萄糖链状和环状结构中均有4个手性碳原子 D．葡萄糖由链状转化为环状结构ΔS<0，ΔH<0 C　解析：葡萄糖由链状转化为环状结构，—CHO与—OH加成，A正确；葡萄糖结构中链状结构的熵最大，葡萄糖由链状转化为环状ΔS<0，则ΔH<0，转化产物中βD吡喃葡萄糖的占比更大，说明更易生成βD吡喃葡萄糖，即βD吡喃葡萄糖的焓更小，更稳定，B正确；葡萄糖链状结构中有4个手性碳原子，环状结构中有5个手性碳原子，C错误；葡萄糖结构中链状结构的熵最大，故葡萄糖由链状转化为环状结构ΔS<0，ΔH<0，D正确。 4．(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(　　) 纤维素单链 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溶液中的溶解度 D　解析：自然界中秸秆、树皮、棉花等主要成分均为纤维素，A正确；构成纤维素的葡萄糖单元中存在三个—OH，纤维素单链之间可以形成氢键，降低了溶解度，NaOH的OH－破坏纤维素链之间的氢键，增大其溶解度，B、C正确；纤维素在低温下溶于NaOH溶液，而恢复至室温后不稳定，故低温增大了纤维素溶解度，D错误。 5．(2023·浙江6月选考卷)化学烫发巧妙利用了头发中蛋白质发生化学反应实现对头发的“定型”，其变化过程示意图如下。下列说法不正确的是(　　) A．药剂A具有还原性 B．①→②过程若有2 mol S—S断裂，则转移4 mol电子 C．②→③过程若药剂B是H2O2，其还原产物为O2 D．化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S位置来实现头发的定型 C　解析：①→②是氢原子添加进去，该过程是还原反应，因此①是氧化剂，具有氧化性，则药剂A具有还原性，A正确；①→②过程中S的价态由－1变为－2，若有2 mol S—S断裂，则转移4 mol电子，B正确；②→③过程发生氧化反应，若药剂B是H2O2，则B中氧元素的化合价应该降低，其还原产物为H2O，C错误；通过①→②过程和②→③过程，某些蛋白质中S—S位置发生了改变，化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S位置来实现头发的定型，D正确。 [课时提升训练(18)见P210] 学科网（北京）股份有限公司 $$