2.3 醛和酮 糖类和核酸 第2课时（同步讲义）化学鲁科版选择性必修3

第2章 官能团与有机化学反应 烃的衍生物 第3节 醛和酮 糖类和核酸 第2课时 糖类和核酸 教学目标 1.从糖类的官能团微观探析糖类的结构特点，了解糖类的分类，理解糖类的化学性质。 2.了解糖类在人体供能、储能等方面的作用，了解糖类的摄入和代谢与人体健康之间的关系，科学合理地搭配饮食。 3.了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能。认识核酸的意义，体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。 重点和难点 重点：糖类的化学性质。 难点：脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点。 ◆知识点一 糖类　单糖 1．糖类的概念及分类 (1)概念：分子中有两个或两个以上 的醛或酮以及水解后可以生成 或 的有机化合物。由C、H、O三种元素组成，官能团为—OH、—CHO或。 (2)分类 依据：能否水解以及水解产物的不同。 2.单糖——葡萄糖、果糖 (1)葡萄糖和果糖结构与物理性质的比较 分子式 结构简式 官能团 物理性质 联系 葡萄糖 C6H12O6 CH2OH(CHOH)4CHO —OH、—CHO 白色晶体，易溶于水，有甜味 葡萄糖和果糖互为同分异构体 果糖 C6H12O6 —OH、 无色晶体，容易吸收水分，自然界中甜度最高的单糖 (2)葡萄糖的化学性质 葡萄糖分子中含有—CHO和—OH，具有醛和醇的性质，可以发生 、 和 等。 ①氧化反应 a．被弱氧化剂氧化——银镜反应，与新制Cu(OH)2悬浊液反应 实验内容 用银氨溶液检验醛基 用新制氢氧化铜悬浊液检验醛基 实验操作 实验现象 试管内壁出现 生成 化学方程式 CH2OH(CHOH)4CHO＋2[Ag(NH3)2]OH2Ag↓＋3NH3＋CH2OH(CHOH)4COONH4＋H2O CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH2OH(CHOH)4COONa＋Cu2O↓＋3H2O 实验结论 葡萄糖(C6H12O6)分子中含有醛基，属于醛糖，有 ，属于还原糖 b．在人体中发生缓慢的氧化反应 在人体组织中，葡萄糖在酶的作用下进行氧化反应并放出热量，提供人体所需要的能量。 c．被强氧化剂氧化 葡萄糖能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色。 ②加成反应(还原反应) 葡萄糖分子中含有醛基，能够与H2发生 ，葡萄糖可被催化加氢还原成己六醇。 ③酯化反应 1个葡萄糖分子中有5个羟基，故1 mol葡萄糖可与5 mol 反应生成相应的酯。 ④在酒化酶的作用下产生乙醇的化学方程式：C6H12O62C2H5OH＋2CO2↑。 即学即练 1．下列关于葡萄糖的叙述正确的是(　　) A．它与果糖互为同系物 B．葡萄糖在人体内发生氧化反应，释放能量 C．葡萄糖既可以和钠反应，又可以和氢氧化钠反应 D．葡萄糖发生水解反应生成乙醇和二氧化碳 2．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。据此分析下列物质中属于糖类的是(　　) A．CH2OH(CHOH)2CHO B．CH3CH(OH)CH2CHO C． D． ◆知识点二 双糖 1．常见的双糖 蔗糖 麦芽糖 分子式 C12H22O11 C12H22O11 分子 结构 分子中无 分子中有 互为 ，都是双糖 2.蔗糖和麦芽糖的化学性质 (1)氧化反应 ①与新制Cu(OH)2悬浊液的反应 ②将上述检验试剂换为银氨溶液，将加热方式改为 ，重复做上述实验，麦芽糖产生 ，而蔗糖 。 ③实验结论：麦芽糖分子中 ；蔗糖分子中 。 (2)水解反应 操作 ① ②把蔗糖溶液换成麦芽糖溶液，重复上述实验操作 现象 加入银氨溶液的试管中都 ；加入新制Cu(OH)2悬浊液的试管中都出现 实验结论 蔗糖的水解产物分子中含有醛基；麦芽糖的水解产物分子中含有醛基 化学 方程式 C12H22O11＋H2O2C6H12O6； 麦芽糖 葡萄糖 C12H22O11＋H2OC6H12O6＋C6H12O6 蔗糖 葡萄糖 果糖 【特别提醒】 检验蔗糖和麦芽糖 水解产物为葡萄糖时，一定要先加NaOH溶液中和做催化剂的稀硫酸，至溶液呈碱性后再加银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液，否则实验会失败。 即学即练 1．下列关于蔗糖和麦芽糖的说法中，不正确的是(　　) A．蔗糖与麦芽糖互为同分异构体 B．蔗糖与麦芽糖的分子式都是C12H22O11 C．蔗糖的水解产物是葡萄糖 D．麦芽糖能发生银镜反应，蔗糖不能发生银镜反应 2．下列关于验证蔗糖属于非还原糖而其水解产物具有还原性的实验方案的说法中，正确的是(　　) A．验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序：④③ B．验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序：③⑤ C．验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①④⑤ D．验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①⑤②⑤ ◆知识点三 多糖 1．淀粉与纤维素的结构与物理性质 淀粉 纤维素 通式 (C6H10O5)n 关系 ① 同分异构体(n值不等)，也不互为 (结构不同，且分子组成上也不相差n个CH2原子团)；②都是天然 化合物 结构特征 分子中含有数百个到数千个葡萄糖单元 分子中含有数千个葡萄糖单元 物理 性质 白色、无味、固态粉末，不溶于冷水，在热水中发生糊化作用 白色、无味、具有纤维状结构的固体，一般不溶于水和有机溶剂 存在 植物光合作用的产物 构成细胞壁的主要成分 用途 制葡萄糖、酿造酒和醋，人体的能源之一 纺织、造纸、制纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯等 2.淀粉与纤维素的化学性质 (1)淀粉 ①水解反应 操作 现象 产生 结论及 解释 淀粉水解的最终产物为 ； 化学方程式：＋nH2O ②淀粉遇碘溶液 ，利用这一特性可以检验淀粉的存在。 (2)纤维素 ①水解反应 操作 现象 试管内壁产生 结论及 解释 纤维素水解的最终产物为葡萄糖； 化学方程式：＋nH2O ②酯化反应 纤维素分子中的葡萄糖单元中含有醇羟基，可以发生 ，得到硝酸纤维和醋酸纤维等。 【特别提醒】 淀粉水解程度及水解产物的检验方法 即学即练 1.某学生设计了以下四个实验方案，用以检验淀粉的水解情况。 方案甲：淀粉液水解液中和液溶液不变蓝。 结论：淀粉完全水解。 方案乙：淀粉液水解液无银镜现象。 结论：淀粉尚未水解。 方案丙：淀粉液水解液中和液有银镜现象。 结论：淀粉已经水解。 方案丁：淀粉液 结论：淀粉部分水解。 根据上述操作现象，回答设计、结论是否正确。然后简要说明理由。 (1)甲方案：_____________________________________________________________。 (2)乙方案：_____________________________________________________________。 (3)丙方案：_____________________________________________________________。 (4)丁方案：_____________________________________________________________。 ◆知识点四 五碳醛糖与核酸 1．五碳醛糖的组成与结构 核糖 脱氧核糖 分子式 C5H10O5 C5H10O4 链式 环式 作用 核糖和脱氧核糖是生命遗传物质——核酸的重要组成部分 2.核酸 核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)统称为核酸。 (1)核糖核苷酸由 、 、 组成；多个核糖核苷酸分子间脱水形成 键后聚合而成的核糖核苷酸链构成核糖核酸(RNA)。 (2)脱氧核糖核苷酸由 、 、 组成；多个脱氧核糖核苷酸分子间脱水形成 键后聚合而成的脱氧核糖核苷酸链构成脱氧核糖核酸(DNA)。 (3)DNA双螺旋的结构特点 DNA分子的双螺旋结构具有以下特点：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，腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对，鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对，结合成碱基对，遵循碱基 原则。 即学即练 1．下列关于核糖和脱氧核糖的说法正确的是(　　) A．二者含有的官能团相同，互为同系物 B．二者分子式相同，互为同分异构体 C．核糖为五碳醛糖，脱氧核糖为五碳酮糖 D．二者均为生命遗传物质的重要组成部分 2．下列关于核酸的说法不正确的是(　　) A．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 B．核酸完全水解产物中，含有磷酸、五碳醛糖和碱基 C．DNA双螺旋的两个螺旋链是通过氢键相结合的 D．核酸、核苷酸都是高分子化合物 1、 淀粉的水解 1.判断淀粉水解程度的实验流程 2.注意事项 ①由于糖类水解常用无机酸(一般是稀硫酸)作催化剂，检验水解产物之前，必须先加碱中和酸，以免硫酸与银氨溶液或新制Cu(OH)2反应，导致实验失败。 ②用I2检验淀粉时，应直接取水解后的混合液加碘水。若取中和液加碘水，因I2与NaOH溶液反应而影响淀粉的检验。 实践应用 1.某学生做葡萄糖的还原性实验时，取1 mol·L－1 CuSO4溶液和0.5 mol·L－1 NaOH溶液各1 mL，在一支洁净的试管内混合后，向其中又加入0.5 mL 40%的葡萄糖溶液，加热，结果无砖红色沉淀出现。该实验失败的原因可能是(　　) A．加入NaOH溶液的量太少 B．加入葡萄糖溶液的量太少 C．加入CuSO4溶液的量太少 D．加入葡萄糖溶液的量太多 2.为检验淀粉水解的情况，进行如下图所示的实验，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 考点一 糖类的组成与分类 【例1】下列关于糖类的说法错误的是(　　) A．糖类在自然界中分布广泛，如粮食中的淀粉、植物茎叶中的纤维素 B．糖类又称碳水化合物，其组成一定符合通式Cm(H2O)n C．可将糖类分为单糖、低聚糖和多糖 D．根据能否与银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液等弱氧化剂反应，可将糖类分为还原糖和非还原糖 【变式1-1】下列对糖类的认识正确的是(　　) A．糖类是有甜味的一类物质的总称 B．糖类都含有酮羰基，对氢氧化铜等弱氧化剂表现出还原性 C．葡萄糖分子中有醛基和羟基两种官能团 D．葡萄糖是分子组成最简单的糖，与果糖互为同分异构体 【变式1-2】《尚书·洪范篇》有“稼稿作甘”之句，“甘”即饴糖。饴糖的主要成分是一种双糖，1 mol该双糖完全水解可生成2 mol葡萄糖。饴糖的主要成分是(　　) A．淀粉 B．纤维素 C．果糖 D．麦芽糖 考点二 糖类的性质 【例2】下列有关葡萄糖与果糖的说法不正确的是(　　) ①二者互为同分异构体　②二者都易溶于水　③二者都能发生银镜反应、都能与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀　④葡萄糖能发生酯化反应，而果糖不能　⑤都能与H2发生加成反应生成六元醇　⑥果糖是最甜的糖，而葡萄糖无甜味 A．①②③ B．④⑤ C．④⑥ D．⑥ 【变式2-1】有关葡萄糖与果糖的下列说法中，不正确的是(　　) ①二者互为同分异构体　②二者都是易溶于水 ③二者都能发生银镜反应、都能与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀　④葡萄糖能发生酯化反应，而果糖不能　⑤都能与H2发生加成反应生成六元醇　⑥果糖是最甜的糖，而葡萄糖并不甜 A．①②③ B．④⑤ C．④⑥ D．⑥ 【变式2-2】下列说法正确的是(　　) A．碘化钾溶液能使淀粉显蓝色 B．纤维素的水解难于淀粉的水解 C．用淀粉制乙醇仅发生了水解反应 D．蔗糖溶液中滴加几滴稀H2SO4，水浴加热几分钟，加入银氨溶液中，没有银镜产生，证明蔗糖不水解 考点三 核酸的组成与性质 【例3】核酸检测对防疫新冠病毒意义重大。如图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)与葡萄糖属于同系物，都能发生银镜反应 C．胞嘧啶的分子式为C4H5N3O，含有的官能团是氨基和酰胺基 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 【变式3-1】下列关于核酸的结构和性质说法正确的是(　　) A．天然核酸分为核糖核酸和脱氧核糖核酸 B．组成核酸的元素是C、H、O、N C．核酸水解的最终产物是氨基酸 D．人们跑步后肌肉酸痛是因为产生了核酸 【变式3-2】分析下面的概念图，下列叙述正确的是(　　) A．A表示的碱基有4种 B．B表示的是核糖 C．D表示核糖核苷酸 D．D表示脱氧核糖核苷酸 基础达标 1．下列有关核酸的叙述正确的是(　　) A．除病毒外，一切生物都有核酸存在 B．核酸是由C、H、O、P、N等元素组成的小分子有机物 C．核酸是生物的遗传物质 D．组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸 2．如图表示DNA分子结构中的一部分，其中连接碱基A与T的是(　　) A．肽键 B．氢键 C．磷酯键 D．二硫键 3．DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要作用，从案发现场提取DNA样品，可为案件侦破提供证据，其中的生物学原理是(　　) A．不同人体内的DNA所含的脱氧核苷酸排列顺序不同 B．不同人体内的DNA所含的戊糖和磷酸不同 C．不同人体内的DNA所含的碱基种类不同 D．不同人体内的DNA的空间结构不同 4．下列有关核酸的叙述正确的是(　　) A．核酸对生物体的生长、繁殖、遗传、变异等起着决定性作用，是生命活动的控制者，大量存在于细胞核中 B．核酸指挥控制着蛋白质的合成、细胞的分裂，主要存在于细胞质中 C．生物体遗传信息的载体DNA，大量存在于细胞核中，决定蛋白质的合成 D．生物体遗传信息的载体RNA，大量存在于细胞质中，控制蛋白质的合成 5．下列关于糖类的说法正确的是(　　) A．糖类物质的组成都符合Cm(H2O)n B．单糖就是分子组成简单的糖 C．含有醛基的糖是还原性糖 D．淀粉、纤维素都是多糖，其分子式相同 6．下列有关葡萄糖与果糖的说法中，不正确的是(　　) A．两者互为同分异构体 B．两者与氢气加成反应后的产物相同 C．可以用溴水鉴别葡萄糖和果糖 D．果糖不能发生银镜反应 7．苏糖核酸分子与脱氧核糖核酸(DNA)分子结构相似，苏糖核酸简称TNA，是核糖和脱氧核糖的“近亲”。已知苏糖的结构简式为，以下有关苏糖的说法正确的是(　　) A．苏糖是手性分子，含有3个手性碳原子 B．苏糖与甲酸甲酯所含碳的质量分数相同 C．苏糖(CH2OH(CHOH)2CHO)与核糖(CH2OH(CHOH)3CHO)互为同系物 D．核糖和脱氧核糖是重要的单糖，两者互为同分异构体 8．下列关于蔗糖属于非还原型糖，而其水解产物具有还原性的实验方案的说法中正确的是(　　) A.验证蔗糖属于非还原型糖的操作顺序：④③ B．验证蔗糖属于非还原型糖的操作顺序：④②⑤ C．验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①④⑤ D．验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①⑤②④⑤ 9．下列实验操作和结论错误的是(　　) A．用新制的Cu(OH)2可鉴别麦芽糖和蔗糖 B．用银镜反应可证明蔗糖是否转化为葡萄糖，但不能证明是否完全转化 C．浓硫酸可使蔗糖脱水变黑，证明蔗糖含C、H、O三种元素 D．向蔗糖溶液中滴加几滴稀硫酸，加热几分钟，然后加入银氨溶液，水浴加热，不能发生银镜反应，证明蔗糖不水解 10．下列各组物质相互间一定互为同系物的是(　　) A．淀粉和纤维素 B．蔗糖和麦芽糖 C．C3H6与C4H8 D．C4H10与C10H22 综合应用 11．下列说法正确的是(　　) A．人体内不含消化纤维素的消化酶，因此食用纤维对人体无用 B．酿酒过程中，葡萄糖可通过水解反应生成酒精 C．食用白糖和冰糖的成分都是蔗糖 D．加碘食盐能使淀粉溶液变蓝 12．下面是某化学活动小组在研究性学习中探索葡萄糖分子的组成和结构时设计并完成的一组实验：将下列四种液体分别取2 mL先后加入到盛有2 mL的新制Cu(OH)2的试管中，充分振荡，实验现象记录如下表： 液体 葡萄糖溶液 乙醇 甘油(丙三醇) 水 实验现象 氢氧化铜溶解，溶液呈绛蓝色 氢氧化铜不溶，混合物蓝色变浅 氢氧化铜溶解，溶液呈绛蓝色 氢氧化铜不溶，混合物蓝色变浅 根据上述实验及现象能够得出的正确结论是(　　) A．葡萄糖分子中可能含有醛基 B．葡萄糖分子中可能含有多个羟基 C．葡萄糖的分子式为C6H12O6 D．葡萄糖分子碳链呈锯齿形 13．有关麦芽糖的下列叙述中，错误的是(　　) A．麦芽糖易溶于水，有甜味 B．麦芽糖能发生银镜反应，是一种还原性糖 C．1 mol麦芽糖水解得到1 mol葡萄糖和1 mol果糖 D．麦芽糖和蔗糖互为同分异构体 14．以淀粉为基本原料可制备许多物质，如 下列有关说法中正确的是(　　) A．淀粉是糖类物质，有甜味，反应①是水解反应 B．反应③是消去反应，反应④是加聚反应，反应⑤是取代反应 C．聚乙烯分子中含有碳碳双键，能被酸性KMnO4溶液氧化 D．在加热条件下，可用银氨溶液将葡萄糖、乙醇区别开 15.环式2­脱氧核糖(M)的结构简式如图所示，下列说法错误的是(　　) A．M可发生消去反应 B．1 mol M最多可消耗3 mol O2 C．M中所有原子一定不共面 D．M的分子式为C5H10O4 16.核糖是合成核酸的重要原料，结构简式为。下列关于核糖的叙述正确的是(　　) A．与葡萄糖互为同分异构体 B．跟氯化铁溶液作用显色 C．与银氨溶液作用形成银镜 D．可以使紫色石蕊溶液变红 17．某化学活动小组在探究葡萄糖分子的组成和结构时，设计并完成了一组实验：分别取表中四种液体2 mL，加入2 mL新制的Cu(OH)2中，充分振荡。实验现象记录如表所示： 液体 葡萄糖溶液 乙醇溶液 甘油(丙三醇)溶液 水 实验现象 氢氧化铜溶解，溶液呈绛蓝色 氢氧化铜不溶解，颜色无明显变化 氢氧化铜溶解，溶液呈绛蓝色 氢氧化铜不溶解，颜色无明显变化 根据实验及现象能够得出的正确结论是(　　) A．葡萄糖分子中含有醛基 B．葡萄糖分子中含有多个羟基 C．葡萄糖的分子式是C6H12O6 D．葡萄糖分子中碳链呈锯齿形 18．下列关于蔗糖属于非还原糖，而其水解产物具有还原性的实验方案的说法正确的是(　　) A．验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序：④③ B．验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序：④②⑤ C．验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①④⑤ D．验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①②④⑤ 19．半乳糖在水中可发生如下转化，下列关于半乳糖的说法错误的是(　　) A．α-D-半乳糖和葡萄糖互为同分异构体 B．半乳糖溶液能发生银镜反应 C．D-半乳糖和α-D-半乳糖互为同分异构体 D．半乳糖可水解为更简单的糖 20．下列关于淀粉的说法不正确的是(　　) A．淀粉是一种多糖，水解可以得到葡萄糖 B．淀粉是重要的工业原料，也是人类重要的能量来源 C．淀粉和纤维素的分子式都可以表示为(C6H10O5)n，但二者不互为同分异构体 D．科学家利用催化剂使CO2和H2反应合成淀粉，改良催化剂可以提高合成转化率 拓展培优 21．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A和B分别为两种葡萄糖半缩醛，下列说法正确的是(　　) A．形成半缩醛时发生了取代反应 B．葡萄糖半缩醛A和B的分子式均为C6H10O6 C．物质A的分子不具有手性 D．半缩醛的形成可看作羟基与醛基发生了加成反应 22．中国科学家在国际上首次实现从二氧化碳到淀粉的全合成，合成路线如下，下列说法错误的是(　　) A．天然淀粉没有确定的相对分子质量 B．淀粉与纤维素都属于多糖，互为同分异构体 C．反应②③无法在高温下进行 D．人工合成淀粉技术的应用有助于实现“碳达峰”和“碳中和” 23．有机物X能实现如下转化：有机物X―→CH2OH(CHOH)4CHO―→有机物Y―→CH3CHO，下列有关判断一定错误的是(　　) A．有机物X可以是淀粉或纤维素 B．有机物Y在浓硫酸、加热条件下一定发生消去反应 C．有机物Y―→乙醛的反应属于氧化反应 D．有机物X的分子中可能含有醛基 24．木糖的分子式为C5H10O5，属于多羟基醛，木糖在浓硫酸作用下生成糠醛(结构简式如下)。 (1)木糖的结构简式为________，木糖不可能具有的性质是________(填字母)。 A．水解反应 B．还原反应 C．氧化反应 D．取代反应 E．加成反应 F．酯化反应 (2)形成糠醛的过程中，1分子木糖脱去了__________分子水。 (3)写出木糖与氢气发生加成反应的化学方程式：______________________________。 所得产物称为木糖醇，它是一种理想的蔗糖替代品，适合糖尿病患者食用，原因是________(填字母)。 A．木糖醇不受酵母菌和细菌作用，能防龋齿 B．木糖醇是多羟基化合物，易溶于水 C．木糖醇没有蔗糖甜 D．木糖醇被食用后不提高血糖浓度 (4)写出糠醛被新制氢氧化铜悬浊液氧化的化学方程式：______________________________。 25．某厂以甘蔗为原料制糖，对产生的大量甘蔗渣按如图所示转化进行综合利用(部分反应条件及产物没有列出)。 其中B是A水解的最终产物；C的分子式为C3H6O3，一定条件下2个C分子间脱去2分子水可生成一种六元环状化合物；D可使溴水褪色；H的三聚物I也是一种六元环状化合物。 提示：葡萄糖在乳酸菌作用下生成乳酸()。 (1)C→D的反应类型为________，D→E的反应类型为________。 (2)写出A→B反应的化学方程式：________________________________________________________。 (3)H分子中所含官能团的名称是________，实验常用于检验该官能团的试剂的名称是________(只写一种)。 (4)写出下列物质的结构简式：高分子F：________；六元环状化合物I：________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2章 官能团与有机化学反应 烃的衍生物 第3节 醛和酮 糖类和核酸 第2课时 糖类和核酸 教学目标 1.从糖类的官能团微观探析糖类的结构特点，了解糖类的分类，理解糖类的化学性质。 2.了解糖类在人体供能、储能等方面的作用，了解糖类的摄入和代谢与人体健康之间的关系，科学合理地搭配饮食。 3.了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能。认识核酸的意义，体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。 重点和难点 重点：糖类的化学性质。 难点：脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点。 ◆知识点一 糖类　单糖 1．糖类的概念及分类 (1)概念：分子中有两个或两个以上羟基的醛或酮以及水解后可以生成多羟基醛或多羟基酮的有机化合物。由C、H、O三种元素组成，官能团为—OH、—CHO或。 (2)分类 依据：能否水解以及水解产物的不同。 2.单糖——葡萄糖、果糖 (1)葡萄糖和果糖结构与物理性质的比较 分子式 结构简式 官能团 物理性质 联系 葡萄糖 C6H12O6 CH2OH(CHOH)4CHO —OH、—CHO 白色晶体，易溶于水，有甜味 葡萄糖和果糖互为同分异构体 果糖 C6H12O6 —OH、 无色晶体，容易吸收水分，自然界中甜度最高的单糖 (2)葡萄糖的化学性质 葡萄糖分子中含有—CHO和—OH，具有醛和醇的性质，可以发生氧化反应、还原反应和酯化反应等。 ①氧化反应 a．被弱氧化剂氧化——银镜反应，与新制Cu(OH)2悬浊液反应 实验内容 用银氨溶液检验醛基 用新制氢氧化铜悬浊液检验醛基 实验操作 实验现象 试管内壁出现光亮的银镜 生成砖红色沉淀 化学方程式 CH2OH(CHOH)4CHO＋2[Ag(NH3)2]OH2Ag↓＋3NH3＋CH2OH(CHOH)4COONH4＋H2O CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH2OH(CHOH)4COONa＋Cu2O↓＋3H2O 实验结论 葡萄糖(C6H12O6)分子中含有醛基，属于醛糖，有还原性，属于还原糖 b．在人体中发生缓慢的氧化反应 在人体组织中，葡萄糖在酶的作用下进行氧化反应并放出热量，提供人体所需要的能量。 c．被强氧化剂氧化 葡萄糖能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色。 ②加成反应(还原反应) 葡萄糖分子中含有醛基，能够与H2发生加成反应，葡萄糖可被催化加氢还原成己六醇。 ③酯化反应 1个葡萄糖分子中有5个羟基，故1 mol葡萄糖可与5 mol 反应生成相应的酯。 ④在酒化酶的作用下产生乙醇的化学方程式：C6H12O62C2H5OH＋2CO2↑。 即学即练 1．下列关于葡萄糖的叙述正确的是(　　) A．它与果糖互为同系物 B．葡萄糖在人体内发生氧化反应，释放能量 C．葡萄糖既可以和钠反应，又可以和氢氧化钠反应 D．葡萄糖发生水解反应生成乙醇和二氧化碳 【答案】B 【解析】葡萄糖和果糖的分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体，A项错误；葡萄糖在人体内经酶的催化发生氧化反应生成二氧化碳和水，释放能量，B项正确；葡萄糖分子中含有羟基，能与钠反应，但不能与氢氧化钠反应，C项错误；葡萄糖属于单糖，不能水解，D项错误。 2．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。据此分析下列物质中属于糖类的是(　　) A．CH2OH(CHOH)2CHO B．CH3CH(OH)CH2CHO C． D． 【答案】A 【解析】根据糖类的定义可知，A项是多羟基醛，属于糖类；B项是单羟基醛，C、D项是多羟基酸，它们不属于糖类。 ◆知识点二 双糖 1．常见的双糖 蔗糖 麦芽糖 分子式 C12H22O11 C12H22O11 分子 结构 分子中无醛基 分子中有醛基 互为同分异构体，都是双糖 2.蔗糖和麦芽糖的化学性质 (1)氧化反应 ①与新制Cu(OH)2悬浊液的反应 ②将上述检验试剂换为银氨溶液，将加热方式改为水浴加热，重复做上述实验，麦芽糖产生银镜现象，而蔗糖无银镜现象。 ③实验结论：麦芽糖分子中含醛基；蔗糖分子中不含醛基。 (2)水解反应 操作 ① ②把蔗糖溶液换成麦芽糖溶液，重复上述实验操作 现象 加入银氨溶液的试管中都产生银镜；加入新制Cu(OH)2悬浊液的试管中都出现砖红色沉淀 实验结论 蔗糖的水解产物分子中含有醛基；麦芽糖的水解产物分子中含有醛基 化学 方程式 C12H22O11＋H2O2C6H12O6； 麦芽糖 葡萄糖 C12H22O11＋H2OC6H12O6＋C6H12O6 蔗糖 葡萄糖 果糖 【特别提醒】 检验蔗糖和麦芽糖 水解产物为葡萄糖时，一定要先加NaOH溶液中和做催化剂的稀硫酸，至溶液呈碱性后再加银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液，否则实验会失败。 即学即练 1．下列关于蔗糖和麦芽糖的说法中，不正确的是(　　) A．蔗糖与麦芽糖互为同分异构体 B．蔗糖与麦芽糖的分子式都是C12H22O11 C．蔗糖的水解产物是葡萄糖 D．麦芽糖能发生银镜反应，蔗糖不能发生银镜反应 【答案】C 【解析】蔗糖与麦芽糖的分子式都是C12H22O11，结构不同，二者互为同分异构体；麦芽糖分子中含有醛基，而蔗糖分子中不含醛基；蔗糖的水解产物是果糖和葡萄糖。 2．下列关于验证蔗糖属于非还原糖而其水解产物具有还原性的实验方案的说法中，正确的是(　　) A．验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序：④③ B．验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序：③⑤ C．验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①④⑤ D．验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①⑤②⑤ 【答案】D 【解析】向蔗糖的水解液中加入NaOH溶液至溶液呈碱性，再加银氨溶液，水浴加热，生成光亮的银镜，可说明水解产物具有还原性，则验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序为①⑤②⑤；蔗糖属于非还原糖，不能发生银镜反应，则验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序为④⑤。 ◆知识点三 多糖 1．淀粉与纤维素的结构与物理性质 淀粉 纤维素 通式 (C6H10O5)n 关系 ①不互为同分异构体(n值不等)，也不互为同系物(结构不同，且分子组成上也不相差n个CH2原子团)；②都是天然有机高分子化合物 结构特征 分子中含有数百个到数千个葡萄糖单元 分子中含有数千个葡萄糖单元 物理 性质 白色、无味、固态粉末，不溶于冷水，在热水中发生糊化作用 白色、无味、具有纤维状结构的固体，一般不溶于水和有机溶剂 存在 植物光合作用的产物 构成细胞壁的主要成分 用途 制葡萄糖、酿造酒和醋，人体的能源之一 纺织、造纸、制纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯等 2.淀粉与纤维素的化学性质 (1)淀粉 ①水解反应 操作 现象 产生砖红色沉淀 结论及 解释 淀粉水解的最终产物为葡萄糖； 化学方程式：＋nH2O ②淀粉遇碘溶液显蓝色，利用这一特性可以检验淀粉的存在。 (2)纤维素 ①水解反应 操作 现象 试管内壁产生光亮的银镜 结论及 解释 纤维素水解的最终产物为葡萄糖； 化学方程式：＋nH2O ②酯化反应 纤维素分子中的葡萄糖单元中含有醇羟基，可以发生酯化反应，得到硝酸纤维和醋酸纤维等。 【特别提醒】 淀粉水解程度及水解产物的检验方法 即学即练 1.某学生设计了以下四个实验方案，用以检验淀粉的水解情况。 方案甲：淀粉液水解液中和液溶液不变蓝。 结论：淀粉完全水解。 方案乙：淀粉液水解液无银镜现象。 结论：淀粉尚未水解。 方案丙：淀粉液水解液中和液有银镜现象。 结论：淀粉已经水解。 方案丁：淀粉液 结论：淀粉部分水解。 根据上述操作现象，回答设计、结论是否正确。然后简要说明理由。 (1)甲方案：_____________________________________________________________。 (2)乙方案：_____________________________________________________________。 (3)丙方案：_____________________________________________________________。 (4)丁方案：_____________________________________________________________。 【答案】(1)设计和结论都不正确。因加入NaOH溶液呈碱性后，再加入I2，I2会与NaOH溶液发生反应，没有I2存在，不能证明淀粉是否存在 (2)设计和结论都不正确。因为在酸性条件下，加入的银氨溶液被破坏，不能与葡萄糖发生银镜反应。按方案乙的设计，无银镜现象，淀粉可能是完全水解，也可能是部分水解或尚未水解 (3)设计和结论都正确。按设计的方案进行实验，有银镜现象，说明淀粉已水解生成了葡萄糖 (4)设计和结论都正确。按设计的方案进行实验，溶液变蓝又有银镜现象，说明既有淀粉剩余又有葡萄糖生成，淀粉部分水解 【解析】在具体设计实验时，要注意两点：一是在检验葡萄糖存在时，加银氨溶液之前，要加碱中和溶液中的硫酸，否则银氨络离子被破坏；二是检验淀粉存在时，不能是碱性溶液，因为碘能与NaOH反应，所以水解液可以直接加碘水检验，不必先中和。若淀粉完全水解，在溶液中加入碘水，溶液不会出现蓝色；若淀粉尚未水解，加入银氨溶液，水浴加热，溶液不会出现银镜反应；若淀粉部分水解，则既要用碘水检验淀粉的存在，又要用银氨溶液检验葡萄糖的存在。 ◆知识点四 五碳醛糖与核酸 1．五碳醛糖的组成与结构 核糖 脱氧核糖 分子式 C5H10O5 C5H10O4 链式 环式 作用 核糖和脱氧核糖是生命遗传物质——核酸的重要组成部分 2.核酸 核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)统称为核酸。 (1)核糖核苷酸由环式核糖、碱基、磷酸基团组成；多个核糖核苷酸分子间脱水形成磷酯键后聚合而成的核糖核苷酸链构成核糖核酸(RNA)。 (2)脱氧核糖核苷酸由脱氧核糖、碱基、磷酸基团组成；多个脱氧核糖核苷酸分子间脱水形成磷酯键后聚合而成的脱氧核糖核苷酸链构成脱氧核糖核酸(DNA)。 (3)DNA双螺旋的结构特点 DNA分子的双螺旋结构具有以下特点：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，腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对，鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对，结合成碱基对，遵循碱基互补配对原则。 即学即练 1．下列关于核糖和脱氧核糖的说法正确的是(　　) A．二者含有的官能团相同，互为同系物 B．二者分子式相同，互为同分异构体 C．核糖为五碳醛糖，脱氧核糖为五碳酮糖 D．二者均为生命遗传物质的重要组成部分 【答案】D 【解析】1个核糖分子中含4个羟基，1个脱氧核糖分子中含3个羟基，二者均含1个醛基，不互为同系物，A项错误；核糖的分子式是C5H10O5，脱氧核糖的分子式是C5H10O4，二者分子式不同，不互为同分异构体，B项错误；核糖和脱氧核糖均为五碳醛糖，C项错误；核糖、脱氧核糖均是生命遗传物质——核酸的重要组成部分，D项正确。 2．下列关于核酸的说法不正确的是(　　) A．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 B．核酸完全水解产物中，含有磷酸、五碳醛糖和碱基 C．DNA双螺旋的两个螺旋链是通过氢键相结合的 D．核酸、核苷酸都是高分子化合物 【答案】D 【解析】核糖核酸和脱氧核糖核酸统称为核酸，对蛋白质的合成和生物遗传起重要作用，故A正确；核酸为高分子化合物，核苷酸不是高分子化合物，故D不正确。 1、 淀粉的水解 1.判断淀粉水解程度的实验流程 2.注意事项 ①由于糖类水解常用无机酸(一般是稀硫酸)作催化剂，检验水解产物之前，必须先加碱中和酸，以免硫酸与银氨溶液或新制Cu(OH)2反应，导致实验失败。 ②用I2检验淀粉时，应直接取水解后的混合液加碘水。若取中和液加碘水，因I2与NaOH溶液反应而影响淀粉的检验。 实践应用 1.某学生做葡萄糖的还原性实验时，取1 mol·L－1 CuSO4溶液和0.5 mol·L－1 NaOH溶液各1 mL，在一支洁净的试管内混合后，向其中又加入0.5 mL 40%的葡萄糖溶液，加热，结果无砖红色沉淀出现。该实验失败的原因可能是(　　) A．加入NaOH溶液的量太少 B．加入葡萄糖溶液的量太少 C．加入CuSO4溶液的量太少 D．加入葡萄糖溶液的量太多 【答案】A 【解析】葡萄糖和新制氢氧化铜悬浊液的反应需要在碱性环境中进行，1 mL 1 mol·L－1 CuSO4溶液与NaOH溶液恰好反应生成氢氧化铜时，需要0.5 mol·L－1 NaOH溶液的体积为4 mL，该实验中CuSO4过量，NaOH的量不足，不满足碱性条件，故实验中无砖红色沉淀出现。 2.为检验淀粉水解的情况，进行如下图所示的实验，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 【答案】C 【解析】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项正确；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项正确；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项错误；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项正确。 考点一 糖类的组成与分类 【例1】下列关于糖类的说法错误的是(　　) A．糖类在自然界中分布广泛，如粮食中的淀粉、植物茎叶中的纤维素 B．糖类又称碳水化合物，其组成一定符合通式Cm(H2O)n C．可将糖类分为单糖、低聚糖和多糖 D．根据能否与银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液等弱氧化剂反应，可将糖类分为还原糖和非还原糖 【答案】B 【解析】大多数糖类的组成符合通式Cm(H2O)n，但有些糖类的组成不符合该通式，如脱氧核糖的分子式是C5H10O4，B错误；根据是否水解及水解生成的单糖单元数目可将糖类分为单糖、低聚糖和多糖，C正确。 【变式1-1】下列对糖类的认识正确的是(　　) A．糖类是有甜味的一类物质的总称 B．糖类都含有酮羰基，对氢氧化铜等弱氧化剂表现出还原性 C．葡萄糖分子中有醛基和羟基两种官能团 D．葡萄糖是分子组成最简单的糖，与果糖互为同分异构体 【答案】C 【解析】糖类不一定有甜味，如纤维素，A项错误；糖类不一定都含有酮羰基，有一些含有醛基，含有醛基的糖能对氢氧化铜等弱氧化剂表现出还原性，B项错误；葡萄糖分子中有醛基和羟基两种官能团，是多羟基醛的结构，C项正确；葡萄糖与果糖分子式相同，结构不同，互为同分异构体，但葡萄糖不是分子组成最简单的糖，D项错误。 【变式1-2】《尚书·洪范篇》有“稼稿作甘”之句，“甘”即饴糖。饴糖的主要成分是一种双糖，1 mol该双糖完全水解可生成2 mol葡萄糖。饴糖的主要成分是(　　) A．淀粉 B．纤维素 C．果糖 D．麦芽糖 【答案】D 【解析】1 mol麦芽糖完全水解可生成2 mol葡萄糖，所以饴糖的主要成分是麦芽糖。 考点二 糖类的性质 【例2】下列有关葡萄糖与果糖的说法不正确的是(　　) ①二者互为同分异构体　②二者都易溶于水　③二者都能发生银镜反应、都能与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀　④葡萄糖能发生酯化反应，而果糖不能　⑤都能与H2发生加成反应生成六元醇　⑥果糖是最甜的糖，而葡萄糖无甜味 A．①②③ B．④⑤ C．④⑥ D．⑥ 【答案】C 【解析】二者分子式相同，结构不同，互为同分异构体，①正确；二者都易溶于水，②正确；果糖虽无醛基，但仍能同葡萄糖一样发生银镜反应、能与新制Cu(OH)2悬浊液反应，③正确；二者都含有羟基，所以都能发生酯化反应，④错误；二者都能与H2发生加成反应，⑤正确；葡萄糖也有甜味，⑥错误。 【变式2-1】有关葡萄糖与果糖的下列说法中，不正确的是(　　) ①二者互为同分异构体　②二者都是易溶于水 ③二者都能发生银镜反应、都能与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀　④葡萄糖能发生酯化反应，而果糖不能　⑤都能与H2发生加成反应生成六元醇　⑥果糖是最甜的糖，而葡萄糖并不甜 A．①②③ B．④⑤ C．④⑥ D．⑥ 【答案】C 【解析】二者分子式相同，结构不同，①正确；二者都易溶于水，②正确；果糖虽无醛基，但仍能同葡萄糖一样发生银镜反应、与新制Cu(OH)2反应，所以③正确；二者都含有羟基，所以都能发生酯化反应，④错误；二者都能与H2发生加成反应，⑤正确；葡萄糖也有甜味，⑥错误。 【变式2-2】下列说法正确的是(　　) A．碘化钾溶液能使淀粉显蓝色 B．纤维素的水解难于淀粉的水解 C．用淀粉制乙醇仅发生了水解反应 D．蔗糖溶液中滴加几滴稀H2SO4，水浴加热几分钟，加入银氨溶液中，没有银镜产生，证明蔗糖不水解 【答案】B 【解析】只有碘单质才能使淀粉显蓝色，A项错误；纤维素比淀粉更难水解，B项正确；用淀粉制乙醇的过程：淀粉葡萄糖乙醇，其中反应①是水解反应，反应②是氧化还原反应，C项错误。 考点三 核酸的组成与性质 【例3】核酸检测对防疫新冠病毒意义重大。如图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)与葡萄糖属于同系物，都能发生银镜反应 C．胞嘧啶的分子式为C4H5N3O，含有的官能团是氨基和酰胺基 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 【答案】D 【解析】根据脱氧核糖核酸的结构可知，其中含有的化学键既有不同原子间形成的极性共价键，也有碳原子之间形成的非极性共价键，A错误；2-脱氧核糖(C5H10O4)无醛基，不能发生银镜反应，B错误；胞嘧啶的分子式为C4H5N3O，含有的官能团有酰胺基、碳碳双键和氨基，C错误；图1为脱氧核糖核酸的结构片段，由其结构判断可知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，D正确。 【变式3-1】下列关于核酸的结构和性质说法正确的是(　　) A．天然核酸分为核糖核酸和脱氧核糖核酸 B．组成核酸的元素是C、H、O、N C．核酸水解的最终产物是氨基酸 D．人们跑步后肌肉酸痛是因为产生了核酸 【答案】A 【解析】天然核酸可分为核糖核酸和脱氧核糖核酸，A项正确；组成核酸的元素是C、H、O、N、P，B项错误；核酸水解的最终产物有磷酸、核糖或脱氧核糖、嘌呤和嘧啶等物质，蛋白质水解的最终产物是氨基酸，C项错误；人们跑步后肌肉酸痛是因为产生了乳酸，D项错误。 【变式3-2】分析下面的概念图，下列叙述正确的是(　　) A．A表示的碱基有4种 B．B表示的是核糖 C．D表示核糖核苷酸 D．D表示脱氧核糖核苷酸 【答案】AD 【解析】组成DNA的基本单元是脱氧核糖核苷酸，脱氧核糖核苷酸由磷酸、脱氧核糖和碱基组成，所以A表示碱基。DNA中的碱基有4种，A正确；B表示脱氧核糖，B错误；D表示脱氧核糖核苷酸，C错误、D正确。 基础达标 1．下列有关核酸的叙述正确的是(　　) A．除病毒外，一切生物都有核酸存在 B．核酸是由C、H、O、P、N等元素组成的小分子有机物 C．核酸是生物的遗传物质 D．组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸 【答案】C 【解析】一般来说，病毒由核酸和蛋白质组成，A不正确；核酸是由C、H、O、N、P等元素组成的有机高分子，B不正确；核酸按戊糖的不同分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类，其中DNA的基本单位是脱氧核苷酸，D不正确。 2．如图表示DNA分子结构中的一部分，其中连接碱基A与T的是(　　) A．肽键 B．氢键 C．磷酯键 D．二硫键 【答案】B 【解析】DNA分子结构中不存在肽键，A错误；DNA分子结构中连接碱基A与T的是氢键，B正确；DNA分子结构中连接脱氧核苷酸的是磷酸二酯键，C错误；DNA分子结构中不存在二硫键，D错误。 3．DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要作用，从案发现场提取DNA样品，可为案件侦破提供证据，其中的生物学原理是(　　) A．不同人体内的DNA所含的脱氧核苷酸排列顺序不同 B．不同人体内的DNA所含的戊糖和磷酸不同 C．不同人体内的DNA所含的碱基种类不同 D．不同人体内的DNA的空间结构不同 【答案】A 【解析】遗传信息储存在碱基对的排列顺序中，也就是所含的脱氧核苷酸的排列顺序，DNA指纹法可为案件侦破提供证据的原理是人与人之间的遗传信息不同，故A正确；不同人体内的DNA所含的戊糖和磷酸相同，故B错误；不同人体内的DNA所含的碱基种类相同，都是A、T、C、G，故C错误；不同人体内DNA的空间结构都是双螺旋结构，故D错误。 4．下列有关核酸的叙述正确的是(　　) A．核酸对生物体的生长、繁殖、遗传、变异等起着决定性作用，是生命活动的控制者，大量存在于细胞核中 B．核酸指挥控制着蛋白质的合成、细胞的分裂，主要存在于细胞质中 C．生物体遗传信息的载体DNA，大量存在于细胞核中，决定蛋白质的合成 D．生物体遗传信息的载体RNA，大量存在于细胞质中，控制蛋白质的合成 【答案】C 【解析】核酸根据戊糖的不同分为DNA和RNA，核酸是遗传信息的携带者，对于生物的遗传变异及蛋白质的生物合成具有重要作用，RNA主要存在于细胞质中，DNA大量存在于细胞核中，A错误；RNA主要存在于细胞质中，根据DNA提供的遗传信息控制体内蛋白质的合成，B错误；DNA大量存在于细胞核中，是生物体遗传信息的载体，决定蛋白质的合成，C正确、D错误。 5．下列关于糖类的说法正确的是(　　) A．糖类物质的组成都符合Cm(H2O)n B．单糖就是分子组成简单的糖 C．含有醛基的糖是还原性糖 D．淀粉、纤维素都是多糖，其分子式相同 【答案】C 【解析】A项不正确，因为脱氧核糖的分子式为C5H10O4，不符合Cm(H2O)n；B项不正确，糖的分类是按照能否水解以及水解生成单糖的数目分为单糖、低聚糖和多糖；C项正确，还原性糖和非还原性糖的区别就在于分子结构中是否含有醛基；D项不正确，淀粉、纤维素都是多糖，都可用通式(C6H10O5)n表示，但n值不同，分子式不同。 6．下列有关葡萄糖与果糖的说法中，不正确的是(　　) A．两者互为同分异构体 B．两者与氢气加成反应后的产物相同 C．可以用溴水鉴别葡萄糖和果糖 D．果糖不能发生银镜反应 【答案】D 【解析】葡萄糖和果糖的分子式都是C6H12O6，但前者是多羟基醛，后者是多羟基酮，两者结构不同，互为同分异构体；葡萄糖和果糖与足量氢气完全加成后的产物为己六醇。利用醛基的还原性，可以用溴水鉴别。 7．苏糖核酸分子与脱氧核糖核酸(DNA)分子结构相似，苏糖核酸简称TNA，是核糖和脱氧核糖的“近亲”。已知苏糖的结构简式为，以下有关苏糖的说法正确的是(　　) A．苏糖是手性分子，含有3个手性碳原子 B．苏糖与甲酸甲酯所含碳的质量分数相同 C．苏糖(CH2OH(CHOH)2CHO)与核糖(CH2OH(CHOH)3CHO)互为同系物 D．核糖和脱氧核糖是重要的单糖，两者互为同分异构体 【答案】B 【解析】A.由结构简式可知，苏糖分子中含有2个连有4个不同原子或原子团的手性碳原子，故A错误；B.由结构简式可知，苏糖与甲酸甲酯所含碳的质量分数相同，都为CH2O，故B正确；C.同系物必须是含有相同数目相同官能团的同类物质，由结构简式可知，苏糖与核糖含有的羟基数目不同，不是同类物质，不互为同系物，故C错误；D.核糖和脱氧核糖的分子式不相同，不互为同分异构体，故D错误。 8．下列关于蔗糖属于非还原型糖，而其水解产物具有还原性的实验方案的说法中正确的是(　　) A.验证蔗糖属于非还原型糖的操作顺序：④③ B．验证蔗糖属于非还原型糖的操作顺序：④②⑤ C．验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①④⑤ D．验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①⑤②④⑤ 【答案】D 【解析】糖类是否属于还原型糖，可通过银镜反应加以证明。银镜反应应该在水浴中进行加热，故不能选择③，同时考虑到银镜反应的发生应该在碱性条件下进行，故蔗糖水解后应先加碱中和过量的酸，才能进行银镜反应。 9．下列实验操作和结论错误的是(　　) A．用新制的Cu(OH)2可鉴别麦芽糖和蔗糖 B．用银镜反应可证明蔗糖是否转化为葡萄糖，但不能证明是否完全转化 C．浓硫酸可使蔗糖脱水变黑，证明蔗糖含C、H、O三种元素 D．向蔗糖溶液中滴加几滴稀硫酸，加热几分钟，然后加入银氨溶液，水浴加热，不能发生银镜反应，证明蔗糖不水解 【答案】D 【解析】麦芽糖属于还原性糖，而蔗糖是非还原性糖，利用新制的Cu(OH)2悬浊液可鉴别，A项正确；用银镜反应可以检验出葡萄糖，证明蔗糖已经水解，但不能证明完全水解，B项正确；浓硫酸使蔗糖脱水变黑，蔗糖中H、O元素以水的形式脱出，只剩下C，则证明蔗糖含C、H、O三种元素，C项正确；银镜反应要在碱性条件下进行，故应先在蔗糖水解液中加入碱性溶液中和作催化剂的稀硫酸，D项错误。 10．下列各组物质相互间一定互为同系物的是(　　) A．淀粉和纤维素 B．蔗糖和麦芽糖 C．C3H6与C4H8 D．C4H10与C10H22 【答案】D 【解析】A项，淀粉和纤维素均是高分子化合物，属于混合物，不互为同系物，错误；B项，蔗糖和麦芽糖的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，错误；C项，C3H6与C4H8的结构不一定相似，不一定互为同系物，错误；D项，C4H10与C10H22均是烷烃，结构相似，互为同系物，正确。 综合应用 11．下列说法正确的是(　　) A．人体内不含消化纤维素的消化酶，因此食用纤维对人体无用 B．酿酒过程中，葡萄糖可通过水解反应生成酒精 C．食用白糖和冰糖的成分都是蔗糖 D．加碘食盐能使淀粉溶液变蓝 【答案】C 【解析】多吃一些富含膳食纤维的食物，有助于排便通畅、降低人体内过高的血脂和血糖，有利于维护心脑血管的健康，对人体有益，故A错误；葡萄糖为单糖，不发生水解反应，故B错误；食用白糖和冰糖的主要成分都是蔗糖，故C正确；食盐中的碘为碘酸盐，而淀粉遇碘单质变蓝色，故D错误。 12．下面是某化学活动小组在研究性学习中探索葡萄糖分子的组成和结构时设计并完成的一组实验：将下列四种液体分别取2 mL先后加入到盛有2 mL的新制Cu(OH)2的试管中，充分振荡，实验现象记录如下表： 液体 葡萄糖溶液 乙醇 甘油(丙三醇) 水 实验现象 氢氧化铜溶解，溶液呈绛蓝色 氢氧化铜不溶，混合物蓝色变浅 氢氧化铜溶解，溶液呈绛蓝色 氢氧化铜不溶，混合物蓝色变浅 根据上述实验及现象能够得出的正确结论是(　　) A．葡萄糖分子中可能含有醛基 B．葡萄糖分子中可能含有多个羟基 C．葡萄糖的分子式为C6H12O6 D．葡萄糖分子碳链呈锯齿形 【答案】B 【解析】本题一定要根据实验得出结论，四个选项的叙述均正确，但据所得的实验现象只能推断出B是正确的。 13．有关麦芽糖的下列叙述中，错误的是(　　) A．麦芽糖易溶于水，有甜味 B．麦芽糖能发生银镜反应，是一种还原性糖 C．1 mol麦芽糖水解得到1 mol葡萄糖和1 mol果糖 D．麦芽糖和蔗糖互为同分异构体 【答案】C 【解析】1 mol麦芽糖水解生成2 mol葡萄糖；麦芽糖分子中含有醛基，能发生银镜反应，是一种还原性糖；麦芽糖和蔗糖的分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体。 14．以淀粉为基本原料可制备许多物质，如 下列有关说法中正确的是(　　) A．淀粉是糖类物质，有甜味，反应①是水解反应 B．反应③是消去反应，反应④是加聚反应，反应⑤是取代反应 C．聚乙烯分子中含有碳碳双键，能被酸性KMnO4溶液氧化 D．在加热条件下，可用银氨溶液将葡萄糖、乙醇区别开 【答案】D　 【解析】淀粉没有甜味，A项错误；反应⑤是氧化反应，B项错误；聚乙烯分子中没有碳碳双键，不能被酸性KMnO4溶液氧化，C项错误；葡萄糖可与银氨溶液反应生成银镜，乙醇不能，D项正确。 15.环式2­脱氧核糖(M)的结构简式如图所示，下列说法错误的是(　　) A．M可发生消去反应 B．1 mol M最多可消耗3 mol O2 C．M中所有原子一定不共面 D．M的分子式为C5H10O4 【答案】B　 【解析】A.连接羟基的碳原子的邻位碳原子上有氢原子，可以发生消去反应，故A正确；B.M的分子式为C5H10O4，根据燃烧方程式，1 mol M完全燃烧消耗的氧气为5＋－＝5.5 mol，故B错误；C.M中有饱和碳原子，饱和碳原子和其所连的四个原子构成了四面体结构，所以M中所有原子一定不共面，故C正确；D.根据M的结构简式可知，M的分子式为C5H10O4，故D正确。 16.核糖是合成核酸的重要原料，结构简式为。下列关于核糖的叙述正确的是(　　) A．与葡萄糖互为同分异构体 B．跟氯化铁溶液作用显色 C．与银氨溶液作用形成银镜 D．可以使紫色石蕊溶液变红 【答案】C 【解析】核糖的分子式是C5H10O5，葡萄糖的分子式是C6H12O6，二者分子式不同，不互为同分异构体，A错误；酚类物质与氯化铁溶液作用显紫色，核糖分子中不含有酚羟基，不能跟氯化铁溶液作用显色，B错误；核糖分子中含有醛基，能够与银氨溶液发生银镜反应，形成银镜，C正确；核糖分子中不含有能使紫色石蕊溶液变红的基团，D错误。 17．某化学活动小组在探究葡萄糖分子的组成和结构时，设计并完成了一组实验：分别取表中四种液体2 mL，加入2 mL新制的Cu(OH)2中，充分振荡。实验现象记录如表所示： 液体 葡萄糖溶液 乙醇溶液 甘油(丙三醇)溶液 水 实验现象 氢氧化铜溶解，溶液呈绛蓝色 氢氧化铜不溶解，颜色无明显变化 氢氧化铜溶解，溶液呈绛蓝色 氢氧化铜不溶解，颜色无明显变化 根据实验及现象能够得出的正确结论是(　　) A．葡萄糖分子中含有醛基 B．葡萄糖分子中含有多个羟基 C．葡萄糖的分子式是C6H12O6 D．葡萄糖分子中碳链呈锯齿形 【答案】B 【解析】乙醇是一元醇，不能与新制的氢氧化铜反应，氢氧化铜不溶于水。而甘油是三元醇，能溶解氢氧化铜并得到绛蓝色溶液，当向新制的氢氧化铜中加入葡萄糖溶液时，也得到了相同的现象，故可得出结论：葡萄糖分子中含有多个羟基，B项符合题意；实验未加热，没有砖红色沉淀生成，故不能证明葡萄糖分子中醛基的存在。 18．下列关于蔗糖属于非还原糖，而其水解产物具有还原性的实验方案的说法正确的是(　　) A．验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序：④③ B．验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序：④②⑤ C．验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①④⑤ D．验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①②④⑤ 【答案】D 【解析】糖类是否属于还原糖，可通过银镜反应加以证明。银镜反应应该在水浴中进行加热，故不能选择③，同时考虑到银镜反应的发生应该在碱性条件下进行，故蔗糖水解后应先加碱中和过量的酸，才能进行银镜反应，综上所述，选D。 19．半乳糖在水中可发生如下转化，下列关于半乳糖的说法错误的是(　　) A．α-D-半乳糖和葡萄糖互为同分异构体 B．半乳糖溶液能发生银镜反应 C．D-半乳糖和α-D-半乳糖互为同分异构体 D．半乳糖可水解为更简单的糖 【答案】D 【解析】α-D-半乳糖和葡萄糖的分子式均为C6H12O6，但二者结构不同，互为同分异构体，A项正确；半乳糖溶液中存在含有—CHO的D -半乳糖，能发生银镜反应，B项正确；D -半乳糖和α-D -半乳糖的分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体，C项正确；联想葡萄糖的结构可知半乳糖是单糖，不能发生水解，D项错误。 20．下列关于淀粉的说法不正确的是(　　) A．淀粉是一种多糖，水解可以得到葡萄糖 B．淀粉是重要的工业原料，也是人类重要的能量来源 C．淀粉和纤维素的分子式都可以表示为(C6H10O5)n，但二者不互为同分异构体 D．科学家利用催化剂使CO2和H2反应合成淀粉，改良催化剂可以提高合成转化率 【答案】D 【解析】淀粉是一种多糖，在酸或酶的作用下发生水解，最终产物是葡萄糖，A正确；淀粉可以用于生产葡萄糖、酿酒等，因此是重要的工业原料，淀粉属于糖类，糖类是生物体所需能量的主要来源，B正确；淀粉和纤维素的分子式都可以表示为(C6H10O5)n，但二者分子的n值不同，因此二者不互为同分异构体，C正确；催化剂只能降低反应的活化能，进而加快反应速率，不能使化学平衡发生移动，进而改变物质的转化率，故改良催化剂不能提高合成转化率，D错误。 拓展培优 21．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A和B分别为两种葡萄糖半缩醛，下列说法正确的是(　　) A．形成半缩醛时发生了取代反应 B．葡萄糖半缩醛A和B的分子式均为C6H10O6 C．物质A的分子不具有手性 D．半缩醛的形成可看作羟基与醛基发生了加成反应 【答案】D 【解析】形成半缩醛时，可以看成醇羟基与醛基发生了分子内的加成反应，葡萄糖、A和B的分子式均为C6H12O6，三者互为同分异构体，A、B错误，D正确；物质A的1个分子中含有5个不对称碳原子，具有手性，C错误。 22．中国科学家在国际上首次实现从二氧化碳到淀粉的全合成，合成路线如下，下列说法错误的是(　　) A．天然淀粉没有确定的相对分子质量 B．淀粉与纤维素都属于多糖，互为同分异构体 C．反应②③无法在高温下进行 D．人工合成淀粉技术的应用有助于实现“碳达峰”和“碳中和” 【答案】B 【解析】天然淀粉是天然高分子，聚合度n值为不确定值，所以没有确定的相对分子质量，故A正确；淀粉与纤维素都属于多糖，由于两者聚合度n值不同，二者不互为同分异构体，故B错误；由转化关系可知，反应②③的催化剂都是主要成分为蛋白质的酶，反应若在高温下进行，蛋白质会发生变性，酶会失去催化剂的活性，所以反应②③无法在高温下进行，故C正确；人工合成淀粉技术的应用有助于减少二氧化碳的排放，有利于“碳达峰”和“碳中和”的实现，故D正确。 23．有机物X能实现如下转化：有机物X―→CH2OH(CHOH)4CHO―→有机物Y―→CH3CHO，下列有关判断一定错误的是(　　) A．有机物X可以是淀粉或纤维素 B．有机物Y在浓硫酸、加热条件下一定发生消去反应 C．有机物Y―→乙醛的反应属于氧化反应 D．有机物X的分子中可能含有醛基 【答案】B 【解析】由题意可知，有机物X可以是低聚糖或多糖，其水解生成葡萄糖，葡萄糖再转化为乙醇(有机物Y)，乙醇被氧化为乙醛。乙醇在浓硫酸、加热条件下可发生分子内脱水(消去反应)生成乙烯，也可发生分子间脱水(取代反应)生成乙醚，B项错误。 24．木糖的分子式为C5H10O5，属于多羟基醛，木糖在浓硫酸作用下生成糠醛(结构简式如下)。 (1)木糖的结构简式为________，木糖不可能具有的性质是________(填字母)。 A．水解反应 B．还原反应 C．氧化反应 D．取代反应 E．加成反应 F．酯化反应 (2)形成糠醛的过程中，1分子木糖脱去了__________分子水。 (3)写出木糖与氢气发生加成反应的化学方程式：______________________________。 所得产物称为木糖醇，它是一种理想的蔗糖替代品，适合糖尿病患者食用，原因是________(填字母)。 A．木糖醇不受酵母菌和细菌作用，能防龋齿 B．木糖醇是多羟基化合物，易溶于水 C．木糖醇没有蔗糖甜 D．木糖醇被食用后不提高血糖浓度 (4)写出糠醛被新制氢氧化铜悬浊液氧化的化学方程式：______________________________。 【答案】(1)　A　(2)3 (3)HO—CH2(CHOH)3CHO＋H2HOCH2(CHOH)3CH2OH　D (4) 【解析】(1)木糖在浓硫酸作用下生成糠醛，将其水解还原得木糖的结构简式为；木糖没有能水解的结构，醛基能发生还原反应、氧化反应和加成反应，羟基能发生氧化反应、取代反应和酯化反应。(3)木糖醇被食用后不提高血糖浓度，故它是一种理想的蔗糖替代品，适合糖尿病患者食用。 25．某厂以甘蔗为原料制糖，对产生的大量甘蔗渣按如图所示转化进行综合利用(部分反应条件及产物没有列出)。 其中B是A水解的最终产物；C的分子式为C3H6O3，一定条件下2个C分子间脱去2分子水可生成一种六元环状化合物；D可使溴水褪色；H的三聚物I也是一种六元环状化合物。 提示：葡萄糖在乳酸菌作用下生成乳酸()。 (1)C→D的反应类型为________，D→E的反应类型为________。 (2)写出A→B反应的化学方程式：________________________________________________________。 (3)H分子中所含官能团的名称是________，实验常用于检验该官能团的试剂的名称是________(只写一种)。 (4)写出下列物质的结构简式：高分子F：________；六元环状化合物I：________。 【答案】(1)消去反应　酯化反应(或取代反应) (2)(C6H10O5)n＋nH2OnC6H12O6 纤维素　　　　 葡萄糖 (3)醛基　新制Cu(OH)2悬浊液(或银氨溶液) (4) 【解析】甘蔗渣经处理得到纤维素(A)，它经催化剂与水作用生成葡萄糖(B)，葡萄糖在乳酸菌作用下生成乳酸()，乳酸在浓硫酸、加热的条件下脱水生成CH2==CHCOOH(D)。葡萄糖(B)在酒化酶作用下生成乙醇(G)，乙醇在Cu催化并加热的条件下被O2氧化生成乙醛(H)，三分子乙醛生成六元环状化合物(I)。CH2==CH—COOH(D)与CH3CH2OH(G)在浓硫酸、加热的条件下发生酯化反应生成CH2==CHCOOCH2CH3(E)，E加聚生成F。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $