主题六 学生实验 常见生物分子的性质 同步作业 《化学（通用类）》同步教学 高教版

主题六 常见生物分子及合成高分子化合物 学生实验 常见生物分子的性质 同步作业 一、基础题（共70分） （一）选择题（每题3分，共33分） 1. 下列关于葡萄糖性质实验的说法，错误的是（ ） A. 葡萄糖能与新制氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀 B. 葡萄糖能与银氨溶液发生银镜反应，证明其含醛基 C. 葡萄糖与金属钠反应生成氢气，说明其含羟基 D. 葡萄糖能使酸性高锰酸钾溶液褪色，证明其属于多糖 2. 进行淀粉性质实验时，下列操作能达到实验目的的是（ ） A. 用淀粉溶液检验碘离子的存在 B. 淀粉水解后直接加入新制氢氧化铜悬浊液检验葡萄糖 C. 淀粉溶液与碘水混合后，加热褪色，冷却后复蓝 D. 淀粉溶液中加入稀硫酸后，无需加热即可发生水解 3. 下列关于蛋白质颜色反应的说法，正确的是（ ） A. 所有蛋白质都能与浓硝酸发生黄色反应 B. 蛋白质的颜色反应属于物理变化 C. 蛋白质与浓硝酸反应呈黄色，说明其含苯环结构 D. 颜色反应后蛋白质的生理活性不变 4. 下列操作中，能使蛋白质发生变性的是（ ） A. 向蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液 B. 向蛋白质溶液中加入蒸馏水 C. 将蛋白质溶液加热至沸腾 D. 过滤蛋白质溶液 5. 鉴别淀粉和葡萄糖的最佳试剂是（ ） A. 盐酸 B. 碘水 C. 氢氧化钠溶液 D. 氯化钠溶液 6. 下列关于蛋白质盐析的说法，错误的是（ ） A. 盐析是可逆过程，加水后可恢复 B. 盐析过程中蛋白质的结构未发生改变 C. 盐析可用于分离提纯蛋白质 D. 所有盐溶液都能使蛋白质发生盐析 7. 进行银镜反应实验时，下列操作错误的是（ ） A. 实验前需将试管内壁洗涤干净 B. 向硝酸银溶液中逐滴加入氨水至沉淀恰好溶解 C. 葡萄糖溶液需现配现用 D. 反应时直接用酒精灯加热试管 8. 下列实验现象与结论对应正确的是（ ） A. 某物质与碘水混合变蓝色——该物质一定是淀粉 B. 某物质能发生银镜反应——该物质一定是葡萄糖 C. 某物质与浓硝酸反应呈黄色——该物质一定是蛋白质 D. 某物质灼烧产生烧焦羽毛气味——该物质一定是纤维素 9. 下列关于淀粉水解实验的说法，正确的是（ ） A. 淀粉水解的最终产物是果糖 B. 水解过程中需要加入稀硫酸作催化剂 C. 水解后溶液直接滴加碘水，若不变蓝则说明完全水解 D. 水解产物能与新制氢氧化铜反应生成砖红色沉淀，无需加碱中和 10. 下列关于生物分子性质实验的安全注意事项，错误的是（ ） A. 浓硝酸具有腐蚀性，需避免接触皮肤 B. 银氨溶液需现配现用，不能长期存放 C. 加热蛋白质溶液时需直接煮沸，加快反应速率 D. 实验后剩余的银镜需用稀硝酸洗涤 11. 下列实验操作中，不能达到实验目的的是（ ） A. 用灼烧法鉴别羊毛和棉花 B. 用银镜反应检验葡萄糖的存在 C. 用盐析法分离蛋白质和氯化钠溶液 D. 用淀粉溶液检验蔗糖是否发生水解 （二）填空题（每空2分，共28分） 1. 葡萄糖的分子式为______，结构简式为______，其分子中含有的官能团是______和______；葡萄糖与银氨溶液反应的化学方程式为______，该反应可用于检验______的存在。 2. 淀粉的分子式为______，其特征反应是与______作用变蓝色；淀粉在稀硫酸催化、加热条件下水解的化学方程式为______，水解的最终产物是______。 3. 蛋白质的基本组成单位是______，蛋白质与浓硝酸反应呈______色，灼烧时产生______的气味，这两个性质可用于鉴别蛋白质。 4. 蛋白质的盐析是指在蛋白质溶液中加入______（如硫酸铵），蛋白质溶解度降低而析出的过程，该过程______（填“可逆”或“不可逆”）；蛋白质的变性是指在______、______、______等条件下，结构发生改变，生理活性丧失的过程，该过程（填“可逆”或“不可逆”）。 5. 鉴别羊毛（蛋白质）和棉花（纤维素）的方法是______，现象分别为______和______。 （三）判断题（每题1分，共9分，对的打“√”，错的打“×”） 1. 葡萄糖、淀粉、蛋白质都属于生物分子，都能发生水解反应。（ ） 2. 银镜反应实验中，氨水过量会导致实验失败。（ ） 3. 蛋白质的盐析和变性都能使蛋白质析出，且都能用于分离提纯蛋白质。（ ） 4. 淀粉水解后，加入新制氢氧化铜悬浊液前需先加碱中和稀硫酸。（ ） 5. 所有糖类都能发生银镜反应，属于还原性糖。（ ） 6. 蛋白质具有两性，能与盐酸和氢氧化钠溶液反应。（ ） 7. 淀粉溶液属于胶体，具有丁达尔效应。（ ） 8. 葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液反应需要在碱性条件下进行。（ ） 9. 灼烧蛋白质时产生的烧焦羽毛气味，是由于蛋白质含氮元素。（ ） 二、提升题（共30分） 简答题与探究题（每题10分，共30分） 1. ① 简述葡萄糖的银镜反应、淀粉的显色反应、蛋白质的变性反应的实验关键操作及注意事项（各举2点）；② 某学生进行淀粉水解实验时，水解后加入新制氢氧化铜悬浊液加热，未观察到砖红色沉淀，分析可能的原因（至少3点）；③ 写出下列实验的化学方程式，并注明反应类型（若有）：a. 葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液反应；b. 淀粉水解反应（最终产物）；c. 蛋白质与浓硝酸的颜色反应（用文字描述原理）。 2. ① 设计实验验证淀粉水解的产物是葡萄糖（写出实验原理、仪器、步骤、预期现象及结论）；② 某混合液中含有淀粉、葡萄糖和蛋白质三种物质，设计实验方案分离提纯这三种物质（写出实验步骤及现象）；③ 某蛋白质样品灼烧后，生成的气体通入浓硫酸和碱石灰中，浓硫酸增重1.8g，碱石灰增重2.2g，计算该蛋白质样品中碳、氢元素的质量分数（假设样品中只含C、H、O、N元素，且无其他气体生成）。 3. ① 分析生物分子性质实验中，哪些实验需要在碱性条件下进行，为什么？结合具体实验说明；② 为什么淀粉与碘水的显色反应是可逆的，而蛋白质的变性反应是不可逆的？为什么葡萄糖能发生银镜反应而蔗糖不能？结合物质结构和反应原理说明；③ 某有机物E的分子式为C₆H₁₂O₆，进行如下实验：a. 取少量E，加入碘水，无明显现象；b. 取少量E，加入新制氢氧化铜悬浊液，加热后产生砖红色沉淀；c. 取少量E，加入稀硫酸共热，冷却后加碱中和，再加入新制氢氧化铜悬浊液，加热后仍产生砖红色沉淀。推断E的结构简式，并说明推断理由；该有机物属于哪一类生物分子？其官能团是什么？   参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. D 2. C 3. C 4. C 5. B 6. D 7. D 8. A 9. B 10. C 11. D （二）填空题 1. C₆H₁₂O₆；CH₂OH(CHOH)₄CHO；羟基（-OH）；醛基（-CHO）；CH₂OH(CHOH)₄CHO + 2Ag(NH₃)₂OH = CH₂OH(CHOH)₄COONH₄ + 2Ag↓ + 3NH₃ + H₂O；醛基（或葡萄糖） 2. (C₆H₁₀O₅)ₙ；碘水；(C₆H₁₀O₅)ₙ + nH₂O = nC₆H₁₂O₆（葡萄糖）；葡萄糖 3. 氨基酸；黄；烧焦羽毛 4. 饱和硫酸铵溶液；可逆；加热；紫外线照射；重金属盐（或强酸、强碱、甲醛等）；不可逆 5. 灼烧法；产生烧焦羽毛气味；产生烧纸气味 （三）判断题 1. × 2. √ 3. × 4. √ 5. × 6. √ 7. √ 8. √ 9. × 二、提升题 1. ① 实验关键操作及注意事项 葡萄糖的银镜反应：1. 试管内壁必须洁净，需用稀硝酸洗涤后烘干；2. 银氨溶液需现配现用，向硝酸银溶液中逐滴加氨水至沉淀恰好溶解，不可过量；3. 反应需在水浴中加热（50~60℃），不能直接煮沸。 淀粉的显色反应：1. 碘水浓度适中，避免浓度过高导致颜色过深无法观察；2. 实验需在常温下进行，加热会导致显色可逆性破坏；3. 淀粉溶液需新鲜配制，避免水解影响实验。 蛋白质的变性反应：1. 加热时需缓慢升温，避免局部过热导致蛋白质结块；2. 重金属盐溶液浓度需控制，避免污染；3. 实验后剩余的变性蛋白质需妥善处理，不可随意排放。 ② 淀粉水解实验无砖红色沉淀的原因 1. 淀粉未水解，无葡萄糖生成；2. 水解时稀硫酸用量过多，未加碱中和，导致新制氢氧化铜悬浊液溶解；3. 水解温度过低或时间过短，水解不完全，葡萄糖量不足；4. 新制氢氧化铜悬浊液已变质，无法发生反应；5. 加热温度过高，导致氢氧化铜分解。 ③ 化学方程式及反应原理 a. 葡萄糖与新制氢氧化铜反应：CH₂OH(CHOH)₄CHO + 2Cu(OH)₂ + NaOH =CH₂OH(CHOH)₄COONa + Cu₂O↓ + 3H₂O；反应类型：氧化反应 b. 淀粉水解反应：(C₆H₁₀O₅)ₙ + nH₂O = nC₆H₁₂O₆（葡萄糖）；反应类型：水解反应（或取代反应） c. 蛋白质与浓硝酸颜色反应原理：蛋白质分子中含苯环结构，与浓硝酸发生硝化反应，生成黄色的硝基化合物，该反应属于取代反应。 2. ① 验证淀粉水解产物为葡萄糖的实验设计 实验原理：淀粉在稀硫酸催化下水解生成葡萄糖，葡萄糖含醛基，能与新制氢氧化铜悬浊液在加热条件下生成砖红色沉淀；淀粉遇碘水变蓝，可检验淀粉是否剩余。 仪器：试管、胶头滴管、酒精灯、水浴锅、淀粉溶液、稀硫酸、氢氧化钠溶液、新制氢氧化铜悬浊液、碘水。 步骤：1. 取一支试管，加入2mL淀粉溶液和1mL稀硫酸，振荡后加热煮沸5~10分钟；2. 冷却后向试管中逐滴加入氢氧化钠溶液，至溶液呈碱性（用pH试纸检验）；3. 取2mL中和后的溶液于另一支试管，加入1mL新制氢氧化铜悬浊液，振荡后水浴加热3~5分钟，观察现象；4. 向剩余的中和液中滴加几滴碘水，观察颜色变化。 预期现象及结论：1. 水浴加热后产生砖红色沉淀，说明淀粉水解生成了葡萄糖；2. 滴加碘水后溶液不变蓝，说明淀粉已完全水解（若变蓝则说明部分水解）。 ② 混合液分离提纯方案 实验步骤：1. 向混合液中加入饱和硫酸铵溶液，振荡后静置，蛋白质发生盐析析出，过滤，得到蛋白质沉淀和滤液（淀粉、葡萄糖）；2. 向蛋白质沉淀中加入蒸馏水，搅拌溶解，得到蛋白质溶液；3. 将滤液加热煮沸，淀粉糊化后过滤，得到淀粉沉淀和葡萄糖溶液；4. 将葡萄糖溶液进行蒸馏，收集100℃左右馏分，得到葡萄糖晶体。 ③ 蛋白质中碳、氢元素质量分数计算 步骤1：浓硫酸增重为水的质量，n(H₂O)=1.8g/18g·mol⁻¹=0.1mol，故m(H)=0.1mol×2×1g·mol⁻¹=0.2g，氢元素质量分数=0.2g/样品质量×100%（假设样品质量为m，此处以生成气体对应样品质量计算：m=1.8g+2.2g 氧气质量，因未给样品质量，按元素质量分数定义计算）； 步骤2：碱石灰增重为二氧化碳质量，n(CO₂)=2.2g/44g·mol⁻¹=0.05mol，故m(C)=0.05mol×12g·mol⁻¹=0.6g，碳元素质量分数=0.6g/样品质量×100%； （注：若假设样品完全燃烧且无其他气体生成，样品质量=0.6g+0.2g+m(O)+m(N)，但题目未给出氮、氧质量，故仅能计算碳、氢元素的质量比对应的质量分数：碳元素质量分数=0.6/(0.6+0.2)×100%=75%，氢元素质量分数=0.2/(0.6+0.2)×100%=25%，实际需结合样品总质量，此处按题目条件简化计算） 3. ① 碱性条件下进行的生物分子实验及原因 葡萄糖的银镜反应：需在碱性条件下进行，因为银氨溶液在酸性条件下会分解，无法生成银镜；且葡萄糖的醛基在碱性条件下更易被氧化。 葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液反应：需在碱性条件下进行，因为新制氢氧化铜悬浊液在酸性条件下会溶解，无法发生氧化还原反应；碱性环境能促进醛基的氧化。 蛋白质的变性反应（与强碱）：强碱作为变性条件之一，在碱性环境下蛋白质的空间结构被破坏，生理活性丧失。 ② 反应可逆性及物质性质差异原因 淀粉与碘水显色可逆、蛋白质变性不可逆的原因：淀粉与碘水通过分子间作用力形成蓝色包合物，加热时包合物结构破坏，碘分子脱离，冷却后重新结合，故可逆；蛋白质变性时，外界条件（如加热、重金属盐）破坏了蛋白质的空间结构和化学键，结构改变不可逆，故变性不可逆。 葡萄糖能发生银镜反应而蔗糖不能的原因：葡萄糖分子含醛基（-CHO），具有还原性，能被银氨溶液氧化；蔗糖分子由葡萄糖和果糖脱水缩合形成，无醛基，属于非还原性糖，不能被氧化，故不能发生银镜反应。 ③ 有机物E的推断 结构简式：CH₂OH(CHOH)₄CHO（葡萄糖）。 推断理由：分子式C₆H₁₂O₆，属于单糖；加入碘水无现象，说明不是淀粉；加入新制氢氧化铜加热产生砖红色沉淀，说明含醛基；稀硫酸水解后仍产生砖红色沉淀，说明其本身含醛基，且水解不改变醛基结构（单糖不能水解，故进一步证明为葡萄糖）。 类别：糖类（单糖/还原性糖）；官能团：羟基（-OH）、醛基（-CHO）。 学科网（北京）股份有限公司 $