内容正文:
第七讲 生物大分子与合成高分子
|内|容|与|目|标|
1.认识葡萄糖、淀粉、纤维素等糖类的组成、结构特点、主要性质及其应用。
2.认识氨基酸、蛋白质的结构特点、主要性质及其与人体健康的关系。
3.了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能,体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。
4.了解聚合物的组成和结构特点,了解加聚反应和缩聚反应。了解新型高分子材料的优异性能及其应用。
逐点清(一) 糖类
系统教材·固本强基
1.糖类的组成和结构
2.单糖——葡萄糖、果糖和戊糖
(1)葡萄糖、果糖的组成和结构
葡萄糖和果糖的分子式相同,都是 。二者结构不同,含有的官能团不同,前者含有—OH、—CHO,后者含有—OH、,二者互为同分异构体。
(2)葡萄糖的化学性质
(3)戊糖——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 (DNA)的重要组成部分。 的结构简式是; 的结构简式是。
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
不同点
是否含醛基
不含
含有
水解产物
相互关系
互为同分异构体
4.多糖——淀粉和纤维素
相似点
①都属于天然有机高分子化合物,分子式都可表示为
②都能发生水解反应,水解的化学方程式为
③都是非还原糖,都不能发生银镜反应
不同点
①通式中n值不同。
②淀粉遇碘呈现特殊的蓝色
基本能力自查
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)分子组成符合Cm(H2O)n的化合物一定属于糖类 ( )
(2)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 ( )
(3)蔗糖与麦芽糖互为同分异构体,二者水解产物均为葡萄糖 ( )
(4)麦芽糖属于二糖,能发生水解,但不能发生银镜反应 ( )
2.在检验蔗糖和麦芽糖的水解产物时,为何不能向水解液中直接加入新制的氢氧化铜?
3.(人教选3 P107“科学·技术·社会”栏目改编)
(1)近几年一种新型的甜味剂—木糖醇悄悄地走进人们的生活,因为木糖醇是一种理想的蔗糖代替品,它具有甜味适中、防龋齿、适合糖尿病患者等优点。木糖醇是一种白色粉末状的固体,结构简式为
。
下列有关木糖醇的叙述正确的是 。
A.木糖醇与甘油(CH2OHCHOHCH2OH)互为同系物
B.木糖醇与葡萄糖、果糖等一样是一种单糖
C.木糖醇易溶于水
D.可利用木糖醇能够被氧化的原理来测定木糖醇的含量
E.木糖醇的分子式是C5H12O5
(2)阿斯巴甜是一种合成甜味剂,其结构简式如图所示,下列有关阿斯巴甜的说法正确的是 。
A.具有甜味,但不属于糖类物质
B.分子中含有2个手性碳原子
C.1 mol最多消耗3 mol NaOH
自我备注
迁移应用·深化学习
牛刀小试
题点(一) 糖类的结构与性质
1.唐代张九龄诗句“松叶堪为酒,春来酿几多”涉及淀粉、麦芽糖、葡萄糖、乙醇等化学物质,下列有关说法错误的是 ( )
A.淀粉、乙醇所含元素种类相同
B.蔗糖和麦芽糖、淀粉和纤维素都互为同分异构体
C.麦芽糖、葡萄糖都能被新制的Cu(OH)2氧化
D.淀粉、麦芽糖都能发生水解反应,最终生成葡萄糖
2.(2024·安徽卷)D-乙酰氨基葡萄糖(结构简式如图)是一种天然
存在的特殊单糖。下列有关该物质说法正确的是 ( )
A.分子式为C8H14O6N
B.能发生缩聚反应
C.与葡萄糖互为同系物
D.分子中含有σ键,不含π键
题点(二) 糖类的水解
3.同学们对淀粉的水解实验很感兴趣,于是分组进行了淀粉水解实验,为检验水解产物,设计了如图所示实验方案:
请回答下列问题:
(1)试剂1为稀硫酸,其作用是 。
(2)请写出反应③的化学方程式: 。
(3)如果小何在做实验的时候忘记加试剂2了,他 (填“能”或“不能”)看到砖红色沉淀,原因是
_______________________________________________________。
(4)若小何按照实验方案进行操作观察到了砖红色沉淀,若他想要进一步检验淀粉是否完全水解,可取步骤①的少量水解液于试管中,加入碘水,证明淀粉完全水解的现象是 。若取步骤②后的少量混合液于试管中,加入碘水,则 (填“可以”或“不可以”)判断淀粉的水解程度,原因是 。
练后补强
淀粉水解程度的检验
(1)实验步骤
淀粉溶液水解液中和液现象A
现象B
(2)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
(3)注意事项
①检验淀粉时,必须直接取水解液加入碘水,不能取中和液,因为碘能与NaOH溶液反应。
②检验水解产物为葡萄糖时,一定要先加NaOH溶液中和作催化剂的稀硫酸,至溶液呈碱性后再加银氨溶液或新制的Cu(OH)2,否则实验会失败。
自我补给
逐点清(二) 蛋白质和核酸
系统教材·固本强基
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 和 。
(2)氨基酸的化学性质
①两性:甘氨酸与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式
分别为 、
。
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 的化合物,两个丙氨酸分子成肽反应方程式为
__________________________________________________
2.蛋白质的结构与性质
(1)蛋白质的组成与结构
①蛋白质含有 等元素。
②蛋白质是 通过 反应产生的,蛋白质属于天然有机高分子。
(2)蛋白质的性质
水解反应
在蛋白酶作用下水解生成各种
显色反应
遇浓HNO3变 色→鉴别含有苯环的蛋白质
灼烧
烧焦羽毛气味→鉴别毛织品与棉织物
盐析
遇浓(NH4)2SO4、Na2SO4溶液等蛋白质溶解度降低,从溶液中析出
变性
遇紫外线、加热、强酸、强碱、重金属盐等蛋白质的性质和生理功能发生改变
3.酶:大多数酶是一类特殊的 ,是生物体内重要的 ,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)具有高效催化作用。
4.核酸的结构与生物功能
(1)核酸可以看作 通过一定方式结合而成的生物大分子。
(2)核酸的水解和生成
核酸
(3)核酸的结构
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、鸟嘌呤、胞嘧啶
不同
(4)核酸的生物功能
①核酸是生物体遗传信息的 。有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息,被称为 。
②DNA的作用:决定生物体的一系列性状。
③RNA的作用:参与遗传信息的传递过程。
④DNA分子复制:亲代DNA分子的两条链解开后作为 模板,在酶的作用下,利用游离的核苷酸各自合成一段与母链互补的子链,最后形成两个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。核酸携带的遗传信息通过DNA复制被精确地传递给下一代,通过控制 的合成来影响生物体的性状。
基本能力自查
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)棉花、蚕丝的主要成分都是蛋白质 ( )
(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 ( )
(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 ( )
(4)用加酶洗衣粉洗涤毛织品效果更好 ( )
(5)核酸水解产物中含有磷酸、葡萄糖和碱基 ( )
2.营养品和药品都是保证人类健康不可缺少的物质,其性质和制法是化学研究的主要内容。已知酪氨酸是一种生命活动不可缺少的氨基酸,它的结构简式如图。
(1)氨基酸能与碱反应,写出酪氨酸与足量NaOH溶液反应的化学方程式。
(2)两分子乳酸可发生酯化反应形成环酯,两分子酪氨酸能否发生反应形成环状结构?如果能,写出其反应产物的结构简式。
3.可以采用什么方法检验蛋白质?
4.医用酒精、84消毒液、紫外线等能杀菌消毒所依据的原理是什么?在临床上解救Cu2+、Pb2+、Hg2+等重金属盐中毒的病人时,为什么要求病人服用大量含蛋白质丰富的生鸡蛋、牛奶或豆浆等?
迁移应用·深化学习
1.(2024·北京卷改编)下列说法不正确的是 ( )
A.羊毛可用于制毛笔,主要成分为蛋白质
B.核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子
C.由氨基乙酸形成的二肽中存在两个氨基和两个羧基
D.向饱和的NaCl溶液中加入少量鸡蛋清溶液会发生盐析
2.下列对氨基酸和蛋白质的描述正确的是 ( )
A.大豆富含蛋白质,豆浆煮沸后蛋白质变成氨基酸
B.氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性
C.α⁃氨基丙酸与α⁃氨基苯丙酸混合物脱水可生成4种二肽
D.酶均是生物体对复杂反应具有高效催化作用的蛋白质
3.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
4.(2024·湖南卷)组成核酸的基本单元是核苷酸,如图是核酸的某一结构片段,下列说法错误的是 ( )
A.脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)结构中的碱基相同,戊糖不同
B.碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成核苷酸,核苷酸缩合聚合得到核酸
C.核苷酸在一定条件下,既可以与酸反应,又可以与碱反应
D.核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对
逐点清(三) 合成高分子
系统教材·固本强基
1.高分子的结构特点
(1)单体:能够进行加成聚合反应形成高分子的低分子化合物。
(2)链节:高分子中化学组成相同、可重复的最小单元。
(3)聚合度:高分子链中含有的链节数目。
2.合成高分子的基本方法
(1)加成聚合(加聚)反应
由单体通过加成反应的方式生成高分子化合物,既属于 反应,又属于聚合反应,如合成聚异戊二烯的化学方程式为
(2)缩合聚合(缩聚)反应
单体分子间通过 反应生成高分子的反应,反应过程中伴有小分子副产物(如H2O等)的生成。如对苯二甲酸与乙二醇发生缩聚反应的化学方程式为
3.高分子的分类及性质
其中, 、 、 又被称为三大合成材料。
基本能力自查
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)棉花、蚕丝、羊毛、天然橡胶、酚醛树脂都属于天然高分子 ( )
(2)酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料 ( )
(3)天然橡胶()是高聚物,不能使溴水褪色 ( )
(4)聚乙烯塑料可用于包装食品,而聚氯乙烯塑料一般不可用于包装食品 ( )
2. (人教选3 P139“科学·技术·社会”栏目改编)
废弃的塑料制品会危害环境,造成“白色污染”。为了根除“白色污染”,人们联想到淀粉、纤维素可以在自然中被微生物降解,以及有些高分子材料在吸收光能的光敏剂的帮助下也能降解的事实,研究出微生物降解和光降解两类高分子材料。
其中PHB塑料是一种可在微生物作用下降解的环保型塑料,其结构简式如图。
(1)由单体生成该塑料的反应属于哪些反应类型?
(2)PHB塑料在微生物降解下的产物可能是什么?
迁移应用·深化学习
牛刀小试
1.(2024·广东卷)龙是中华民族重要的精神象征和文化符号。下列与龙有关的历史文物中,主要材质为有机高分子的是 ( )
A
B
C
D
红山玉龙
婆金铁芯铜龙
云龙纹丝绸
云龙纹瓷瓶
2.高分子材料在生产生活中应用广泛。下列说法错误的是 ( )
A.芦苇可用于制造黏胶纤维,其主要成分为纤维素
B.聚氯乙烯通过加聚反应制得,可用于制作不粘锅的耐热涂层
C.淀粉是相对分子质量可达几十万的天然高分子物质
D.大豆蛋白纤维是一种可降解材料
3.(2024·新课标卷)一种点击化学方法合成聚硫酸酯(W)的路线如下所示:
下列说法正确的是 ( )
A.双酚A是苯酚的同系物,可与甲醛发生聚合反应
B.催化聚合也可生成W
C.生成W的反应③为缩聚反应,同时生成
D.在碱性条件下,W比聚苯乙烯更难降解
4.(2024·江西卷)一种可用于海水淡化的新型网状高分子材料,其制备原理如图(反应方程式未配平)。下列说法正确的是 ( )
A.亲水性:Z>聚乙烯
B.反应属于缩聚反应
C.Z的重复结构单元中,nN∶nS=1∶2
D.反应的原子利用率<100%
5.现有高聚物
回答下列问题:
(1)其链节是____________________________________________________________________________。
(2)其单体是 。
(3)得到该高聚物的反应为 ,它是一种 (填“支链型”或“线型”)高分子。
练后补强
1.加聚产物单体判断
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CH2CH2和CH2CHCN;
的单体为CH2CHCH3和CH2CH—CHCH2。
2.缩聚产物单体判断
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。
自我补给
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热考主题(9)——因果关系类问题
因果关系类试题是近几年高考的新题型,一般以表格的形式呈现,主要考查学生对化学物质的性质及用途掌握的熟练程度,重在对知识宽度的拓展,难度中等。但在考试中学生往往忽略了陈述之间是否存在因果关系或因果关系是否倒置,从而导致错选失分。 (本主题训练见作业分册P507,课下挤时自主完成)
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