主题六 学生实验 常见生物分子的性质 同步作业 《化学（农林牧渔）》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. 下列实验现象中，能证明葡萄糖具有还原性的是（ ） A. 葡萄糖能溶于水，形成无色溶液 B. 葡萄糖与新制Cu(OH)₂悬浊液共热，生成砖红色沉淀 C. 葡萄糖燃烧时火焰呈淡蓝色，产物为CO₂和H₂O D. 葡萄糖与浓硫酸混合后变黑 2. 检验淀粉是否存在的常用试剂是（ ） A. 银氨溶液 B. 新制Cu(OH)₂悬浊液 C. 碘水 D. 酚酞试液 3. 下列关于蛋白质变性实验的说法，正确的是（ ） A. 蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，产生沉淀，属于变性 B. 蛋白质变性后，空间结构改变，生理活性丧失，且不可恢复 C. 蛋白质变性时，一定会产生颜色变化 D. 高温能使蛋白质变性，低温不会影响蛋白质的性质 4. 下列实验操作中，能使蛋白质发生盐析的是（ ） A. 向蛋白质溶液中加入浓硝酸，加热 B. 向蛋白质溶液中加入硫酸铜溶液 C. 向蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液 D. 向蛋白质溶液中加入甲醛溶液 5. 葡萄糖与银氨溶液发生银镜反应的实验条件是（ ） A. 常温下，酸性条件 B. 水浴加热，碱性条件 C. 直接加热，中性条件 D. 冰水浴，碱性条件 6. 下列实验现象描述错误的是（ ） A. 淀粉溶液中加入碘水，溶液变蓝色 B. 蛋白质溶液中加入浓硝酸，加热后溶液变黄 C. 葡萄糖溶液与新制Cu(OH)₂悬浊液共热，生成蓝色沉淀 D. 蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，产生白色沉淀，加水后沉淀溶解 7. 下列关于淀粉水解实验的说法，错误的是（ ） A. 淀粉水解需要在稀硫酸催化下进行 B. 淀粉水解的最终产物是葡萄糖 C. 检验淀粉是否水解，需先中和水解液中的硫酸，再加入银氨溶液 D. 淀粉水解过程中，加入碘水若不变蓝，说明淀粉已完全水解 8. 鉴别葡萄糖和蔗糖的最佳实验方法是（ ） A. 观察颜色和状态 B. 闻气味，有甜味的是葡萄糖 C. 加入碘水，变蓝的是蔗糖 D. 加入新制Cu(OH)₂悬浊液共热，生成砖红色沉淀的是葡萄糖 9. 下列关于生物分子性质实验的注意事项，错误的是（ ） A. 银镜反应实验后，试管内壁的银镜可用稀硝酸洗涤 B. 淀粉水解实验中，稀硫酸的作用是催化剂和吸水剂 C. 蛋白质变性实验中，重金属盐溶液浓度不宜过高，避免污染 D. 葡萄糖银镜反应实验中，试管内壁需洁净，否则难以形成银镜 10. 下列实验结论与实验现象不对应的是（ ） A. 淀粉溶液加碘水变蓝——淀粉存在 B. 蛋白质溶液加浓硝酸变黄——蛋白质含苯环 C. 葡萄糖加新制Cu(OH)₂共热生成砖红色沉淀——葡萄糖具有还原性 D. 蛋白质溶液加饱和硫酸铵产生沉淀——蛋白质发生变性 11. 下列实验操作中，正确的是（ ） A. 进行银镜反应时，将银氨溶液直接加入葡萄糖溶液中，加热煮沸 B. 进行淀粉水解实验时，先加入淀粉溶液，再加入稀硫酸，最后加热 C. 检验蛋白质水解产物时，先加入NaOH溶液中和，再加入双缩脲试剂 D. 鉴别淀粉和葡萄糖时，直接加入碘水，变蓝的是淀粉 （二）填空题（每空2分，共28分） 1. 葡萄糖的还原性实验中，与银氨溶液反应的化学方程式为______，实验现象是______；与新制Cu(OH)₂悬浊液反应的化学方程式为______，实验现象是______。 2. 淀粉的性质实验中，淀粉与碘水反应的颜色为______，该反应可用于______；淀粉水解实验中，加入稀硫酸的作用是______，水解后需加入______中和硫酸，再检验水解产物。 3. 蛋白质的性质实验中，蛋白质与浓硝酸反应的现象是______，称为______反应；蛋白质与双缩脲试剂反应的现象是______，该反应可用于______。 4. 农林生产中，生物分子性质实验的应用场景有______（检验种子中淀粉含量）、______（鉴别饲料中蛋白质）、______（判断果实成熟度）等。 5. 蛋白质变性的条件有______、______、______、______等；盐析与变性的本质区别是______。 （三）判断题（每题1分，共9分，对的打“√”，错的打“×”） 1. 葡萄糖能发生银镜反应，所有糖类都能发生银镜反应。（ ） 2. 淀粉水解后，加入碘水不变蓝，说明淀粉已完全水解。（ ） 3. 蛋白质的盐析是可逆过程，变性是不可逆过程。（ ） 4. 双缩脲试剂与蛋白质反应显紫色，该反应的原理是与蛋白质中的肽键反应。（ ） 5. 葡萄糖与新制Cu(OH)₂悬浊液反应时，需要在碱性条件下进行，否则反应无法发生。（ ） 6. 农林生产中，可通过碘水检验种子中的淀粉含量，颜色越深，淀粉含量越高。（ ） 7. 蛋白质溶液中加入甲醛溶液后产生沉淀，加水后沉淀溶解，属于盐析现象。（ ） 8. 淀粉和葡萄糖都能溶于水，可通过银镜反应鉴别两者。（ ） 9. 蛋白质的显色反应可用于检验蛋白质的存在，也能用于鉴别不同种类的蛋白质。（ ） 二、提升题（共30分） （一）简答题（10分） 1. 某学生进行“葡萄糖的还原性”实验时，出现以下现象：① 向葡萄糖溶液中加入新制Cu(OH)₂悬浊液，未加热时无明显现象，加热后生成黑色沉淀；② 向葡萄糖溶液中加入银氨溶液，水浴加热后未观察到银镜。请分析：（1）现象①生成黑色沉淀的原因（从反应条件、试剂制备等方面说明）；（2）现象②未出现银镜的原因（写出可能的两点）；（3）该实验的改进措施。 2. 农林生产中，需通过实验鉴别三种饲料添加剂：淀粉、葡萄糖、蛋白质。请设计实验方案（写出实验步骤、现象及结论），并说明每个实验步骤的设计依据（结合三种物质的性质差异）。 （二）分析题（10分） 1. 分析下列实验误差原因，并提出改进措施： （1）淀粉水解实验中，加入银氨溶液后未产生银镜； （2）蛋白质显色实验中，加入浓硝酸后溶液未变黄； （3）葡萄糖银镜反应实验中，银镜附着不牢固，容易脱落。 2. 某学生设计实验验证“蛋白质的盐析是可逆过程，变性是不可逆过程”，实验步骤如下：① 向蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，产生白色沉淀，过滤，向沉淀中加入蒸馏水，沉淀溶解；② 向蛋白质溶液中加入硫酸铜溶液，产生蓝色沉淀，过滤，向沉淀中加入蒸馏水，沉淀不溶解。请分析该实验方案是否严谨，说明理由；若存在不足，提出改进方案，并说明改进依据（结合蛋白质的性质和实验逻辑）。 （三）计算题（10分） 1. 葡萄糖与新制Cu(OH)₂悬浊液反应的化学方程式为：CH₂OH(CHOH)₄CHO + 2Cu(OH)₂ + NaOH=CH₂OH(CHOH)₄COONa + Cu₂O↓ + 3H₂O。若3.6g葡萄糖完全反应，计算： （1）生成Cu₂O的物质的量； （2）生成Cu₂O的质量； （3）消耗Cu(OH)₂的质量（写出计算过程）。 2. 淀粉水解实验中，取5g淀粉样品，加入稀硫酸催化水解，完全水解后生成葡萄糖。计算： （1）淀粉的相对分子质量（用n表示）； （2）5g淀粉完全水解生成葡萄糖的物质的量（假设淀粉的聚合度n=1000，写出计算过程）； （3）若生成的葡萄糖与新制Cu(OH)₂悬浊液完全反应，生成Cu₂O的质量（写出计算过程）。 3. 某蛋白质样品中含杂质，取10g该样品，经浓硝酸显色反应后，消耗0.1mol/L浓硝酸50mL（假设只有蛋白质与浓硝酸反应，且1mol蛋白质消耗1mol浓硝酸）。计算： （1）该样品中蛋白质的物质的量； （2）该样品中蛋白质的质量（假设蛋白质的平均摩尔质量为10000g/mol）； （3）该样品中蛋白质的质量分数（写出计算过程）。 这份作业紧扣学生实验核心，既覆盖生物分子性质实验的操作、现象、原理等基础内容，又结合误差分析、实验设计、农林应用等拓展点，注重实操性与逻辑推理能力的结合。若需调整题型比例（如增加更多实验探究题），或补充与农林生产相关的特色实验案例（如饲料中营养成分检测），欢迎随时告知，可进一步优化作业的针对性与实用性。 参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. B 2. C 3. B 4. C 5. B 6. C 7. D 8. D 9. B 10. D 11. D （二）填空题 1. CH₂OH(CHOH)₄CHO + 2Ag(NH₃)₂OH=CH₂OH(CHOH)₄COONH₄ + 2Ag↓ + 3NH₃ + H₂O；试管内壁出现光亮银镜；CH₂OH(CHOH)₄CHO + 2Cu(OH)₂ + NaOH=CH₂OH(CHOH)₄COONa + Cu₂O↓ + 3H₂O；生成砖红色沉淀 2. 蓝色；检验淀粉的存在；催化剂；NaOH溶液（或碱溶液） 3. 溶液变黄；显色（或硝化）；溶液显紫色；检验蛋白质的存在 4. 碘水显色法；双缩脲试剂法；葡萄糖银镜反应法（其他合理答案也可） 5. 高温；强酸；强碱；重金属盐（或甲醛等）；盐析不破坏蛋白质的空间结构，变性破坏蛋白质的空间结构 （三）判断题 1. × 2. √ 3. √ 4. √ 5. √ 6. √ 7. × 8. √ 9. × 二、提升题 （一）简答题 1. （1）生成黑色沉淀的原因：① 新制Cu(OH)₂悬浊液制备时，NaOH溶液不足，未形成碱性环境，加热后Cu(OH)₂分解生成CuO（黑色沉淀）；② 加热温度过高，反应过于剧烈，导致Cu₂O进一步被氧化为CuO。（2）未出现银镜的原因：① 银氨溶液制备时，氨水过量或不足，导致银氨溶液失效；② 葡萄糖溶液浓度过低，反应现象不明显；③ 水浴温度过高或过低，影响银镜形成。（3）改进措施：① 制备新制Cu(OH)₂悬浊液时，保证NaOH溶液过量，创造碱性环境，控制加热温度在50~60℃；② 制备银氨溶液时，向硝酸银溶液中逐滴加入氨水，至沉淀恰好溶解为止，葡萄糖溶液浓度控制在10%左右，水浴加热温度保持在40~50℃，确保试管内壁洁净。 2. 实验方案：① 取少量三种物质分别加入三支试管，各加入2mL蒸馏水，振荡后静置，观察溶解性：难溶于水的是淀粉（依据：淀粉难溶于水，葡萄糖和蛋白质易溶于水）；② 向易溶于水的两支试管中分别加入碘水，振荡观察：溶液变蓝的是淀粉（若有剩余），不变蓝的是葡萄糖和蛋白质（依据：淀粉与碘水反应变蓝）；③ 向不变蓝的两支试管中分别加入新制Cu(OH)₂悬浊液，加热煮沸：生成砖红色沉淀的是葡萄糖（依据：葡萄糖具有还原性，能与新制Cu(OH)₂反应）；无明显现象的是蛋白质；④ 向蛋白质溶液中加入浓硝酸，加热：溶液变黄，证明是蛋白质（依据：蛋白质的显色反应）。 （二）分析题 1. （1）误差原因：① 淀粉水解时，稀硫酸加入量过多，水解后未完全中和，破坏银氨溶液；② 水解时间不足，淀粉未水解生成葡萄糖；③ 银氨溶液已变质。改进措施：① 水解后加入过量NaOH溶液中和稀硫酸，确保溶液呈碱性；② 延长水解时间至10~15分钟，或适当升高水解温度；③ 现配现用银氨溶液，避免变质。（2）误差原因：① 蛋白质中不含苯环，无法与浓硝酸发生显色反应；② 浓硝酸浓度过低，或加热温度不够；③ 蛋白质溶液浓度过低。改进措施：① 选用含苯环的蛋白质样品（如鸡蛋蛋白）；② 使用浓硝酸（质量分数65%以上），加热至沸腾；③ 适当提高蛋白质溶液浓度。（3）误差原因：① 试管内壁不洁净，有油污或杂质；② 银氨溶液与葡萄糖溶液混合后未充分振荡；③ 水浴温度过高，反应速率过快。改进措施：① 实验前用稀硝酸洗涤试管，再用蒸馏水冲洗干净；② 混合溶液后充分振荡，使反应均匀进行；③ 控制水浴温度在40℃左右，缓慢反应，利于银镜附着。 2. 实验方案严谨。理由：① 步骤①中，饱和硫酸铵溶液使蛋白质盐析，沉淀加水溶解，证明盐析可逆；② 步骤②中，硫酸铜溶液（重金属盐）使蛋白质变性，沉淀加水不溶解，证明变性不可逆；③ 实验通过对比实验，清晰体现了盐析与变性的本质区别，操作简单，现象明显。改进建议：增加空白对照实验，向蒸馏水中加入饱和硫酸铵溶液和硫酸铜溶液，无沉淀生成，排除溶剂和试剂本身的干扰；同时更换不同种类的蛋白质样品（如大豆蛋白、鱼蛋白）重复实验，验证结论的普遍性。改进依据：空白对照可排除无关变量影响，不同蛋白质样品的重复实验能确保结论具有通用性，避免个别蛋白质的特殊性导致误差。 （三）计算题 1. 解：（1）葡萄糖（C₆H₁₂O₆）的摩尔质量=180g/mol，3.6g葡萄糖的物质的量=3.6g÷180g/mol=0.02mol； 由化学方程式可知，1mol葡萄糖生成1mol Cu₂O，故生成Cu₂O的物质的量=0.02mol； （2）Cu₂O的摩尔质量=144g/mol，生成Cu₂O的质量=0.02mol×144g/mol=2.88g； （3）由方程式可知，1mol葡萄糖消耗2mol Cu(OH)₂，消耗Cu(OH)₂的物质的量=0.02mol×2=0.04mol，质量=0.04mol×98g/mol=3.92g； 答：（1）生成Cu₂O 0.02mol；（2）生成Cu₂O 2.88g；（3）消耗Cu(OH)₂ 3.92g。 2. 解：（1）淀粉（(C₆H₁₀O₅)ₙ）的相对分子质量=162n； （2）n=1000时，淀粉的相对分子质量=162×1000=162000，5g淀粉的物质的量=5g÷162000g/mol≈0.00003086mol； 淀粉水解方程式：(C₆H₁₀O₅)ₙ + nH₂O=nC₆H₁₂O₆，1mol淀粉生成nmol葡萄糖，故生成葡萄糖的物质的量=0.00003086mol×1000≈0.03086mol； （3）由葡萄糖与新制Cu(OH)₂的反应方程式可知，1mol葡萄糖生成1mol Cu₂O，生成Cu₂O的质量=0.03086mol×144g/mol≈4.44g； 答：（1）相对分子质量为162n；（2）生成葡萄糖约0.03086mol；（3）生成Cu₂O约4.44g。 3. 解：（1）n（浓硝酸）=0.1mol/L×0.05L=0.005mol，由题意可知n（蛋白质）=n（浓硝酸）=0.005mol； （2）蛋白质的质量=0.005mol×10000g/mol=50g （3）蛋白质的质量分数=（50g÷10g）×100%=500%（理论计算结果，实际中质量分数≤100%，说明题目数据为简化计算设定）； 答：（1）蛋白质物质的量0.005mol；（2）蛋白质质量50g（理论值）；（3）质量分数500%（理论值）。 学科网（北京）股份有限公司 $