内容正文:
第四节 基本营养物质
题型01 糖类的组成和分类
题型02 单糖——葡萄糖与果糖的结构、性质及用途
题型03 二糖——蔗糖与麦芽糖的结构、性质及用途
题型04 多糖——淀粉和纤维素的结构、性质及用途
题型05 氨基酸的组成和性质
题型06 蛋白质的结构、性质及用途
题型07 油脂的结构、性质及用途
题型01 糖类的组成和分类
1.概念:从分子结构上看,糖类可以定义为多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。
2.组成:碳、氢、氧三种元素。大多数糖类化合物的通式为Cn(H2O)m,所以糖类也叫碳水化合物。
【易错警示】(1)有些糖类物质分子式不符合Cn(H2O)m,符合Cn(H2O)m的不一定为糖类。
(2)糖类不一定有甜味,有甜味的不一定是糖类。
3.分类:
(1)分类依据:是否水解及水解产物的不同。
(2)分类
类别
单糖
二糖
多糖
代表物
葡萄糖、果糖
蔗糖、麦芽糖、乳糖
淀粉、纤维素
分子式
C6H12O6
C12H22O11
(C6H10O5)n
特点
不能水解为更简单的糖分子
水解后能生成两分子单糖
水解后能生成多分子单糖
结构关系
互为同分异构体
互为同分异构体
不互为同分异构体
自然界的存在
水果、蜂蜜
蔗糖:甘蔗、甜菜
乳糖:哺乳动物的乳汁
淀粉:植物的种子或块根
纤维素:植物的茎、叶
用途
营养物质、食品工业原料
营养物质、食品工业原料
淀粉:营养物质、食品工业原料
纤维素:造纸和纺织工业原料
【典例1】(24-25高一·全国·月考)下列关于糖类的说法正确的是
A.所有糖类都有甜味,且都能溶于水
B.葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO
C.淀粉和纤维素的分子式都是(C6H10O5)n,二者互为同分异构体
D.摄入人体的纤维素在酶的催化作用下能水解为葡萄糖
【变式1-1】(24-25高一下·广西贺州·期末)糖类是一种重要的人体供能物质。下列说法正确的是
A.葡萄糖可水解生成和
B.淀粉和纤维素均属于二糖
C.蔗糖的分子式为
D.加热条件下,葡萄糖能与新制氢氧化铜碱性悬浊液反应
【变式1-2】(24-25高一下·天津河北·期末)下列有关糖类的叙述正确的是
A.都能发生水解反应 B.都能为人体提供能量
C.都是天然有机高分子 D.都含C、H、O三种元素
【变式1-3】(24-25高一·全国·月考)下列有关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.单糖是分子组成简单的糖
C.常见的二糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖
D.在加热条件下,葡萄糖可与新制的氢氧化铜反应产生砖红色沉淀
题型02 单糖——葡萄糖与果糖的结构、性质及用途
1.组成和分子结构
分子式
结构简式
官能团
二者关系
葡萄糖
C6H12O6
CH2OH(CHOH)4CHO
—OH、—CHO
同分异构体
果糖
CH2OH(CHOH)3COCH2OH
、—OH
2.葡萄糖的物理性质:白色晶体,能溶于水,微溶于酒精,不溶于乙醚,有甜味,但没有蔗糖甜。
3.葡萄糖的化学性质
(1)氧化反应
①生理氧化:1mol C6H12O6完全氧化放出2816.8kJ的热量:C6H12O6+6O2―→6CO2+6H2O+能量
②弱氧化剂:
A.与新制的Cu(OH)2浊液反应
a.反应条件:碱性环境,加热煮沸
b.实验现象:产生砖红色沉淀
c.化学方程式:CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O
d.实际应用:检测糖尿病患者的血糖和尿糖。
【小常识】尿糖的检验
出现红色沉淀:有大量Cu2O生成,尿液中葡萄糖含量较高,病情较重,用“++++”表示;
出现土黄色:含糖量为中等,用“+++”表示;
出现黄绿色:含糖量为少量,用“++”表示;
出现绿色:含糖量为微量,用“+”表示;
如仍保持原来的蓝色:证明尿液中不含葡萄糖,用“—”表示。
B.与新制的银氨溶液
a.反应条件:碱性环境,水浴加热。
b.实验现象:产生银镜。
c.化学方程式:CH2OH(CHOH)4CHO +2Ag(NH3)2OHCH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
d.实际应用:制镜和热水瓶胆。
③强氧化剂
A.酸性高锰酸钾溶液:褪色。
B.溴水:褪色。
(2)与H2发生加成反应生成己六醇。
(3)发酵反应:C6H12O6(葡萄糖)2C2H5OH+2CO2↑,此性质常用于酿酒和利用生物质生产燃料乙醇。
(4)体内无氧分解:葡萄糖在无氧条件下分解为乳酸(C3H6O3),同时释放出能量,以ATP的形式存储,
C6H12O6→2C3H6O3+ 能量(ATP)。
4.用途:①动物的营养物质;②制造糖果和药物
【典例2】(24-25高一下·四川达州·期末)葡萄糖广泛应用于医药、化工、食品、微生物发酵。有关转化如下图所示:
下列有关描述错误的是
A.葡萄糖可以发生银镜反应
B.1mol乳酸最多可以与2mol钠发生化学反应
C.溶液、酸性溶液均可用于鉴别葡萄糖和乳酸
D.等质量的葡萄糖与乳酸完全燃烧时,消耗氧气的质量相同
【变式2-1】(24-25高一下·河南南阳·期末)正常人的血液里约含0.1%(质量分数)的葡萄糖,血糖通常指的是血液中的葡萄糖。下列说法正确的是
A.葡萄糖既可作氧化剂又可作还原剂
B.一定条件下,葡萄糖可发生水解反应
C.加热条件下,葡萄糖可使新制的氢氧化铜转化成黑色沉淀Cu2O
D.180g 0.1%(质量分数)的葡萄糖溶液中,所含的碳原子的物质的量为0.6mol
【变式2-2】(24-25高一·全国·月考)下列关于葡萄糖的叙述正确的是
A.葡萄糖是麦芽糖的同分异构体
B.葡萄糖水解生成乙醇和二氧化碳
C.葡萄糖在人体组织中缓慢氧化,释放出能量供机体需要
D.葡萄糖和淀粉、蔗糖等一样能发生水解反应
【变式2-3】(25-26高一下·全国·月考)2021年11月14日是第15个联合国糖尿病日,今年联合国糖尿病日的宣传主题是“人人享有糖尿病健康管理”。糖尿病患者的糖代谢功能紊乱,以高血糖为主要标志。血糖是指血液中的葡萄糖,下列有关说法不正确的是
A.葡萄糖分子可表示为C6(H2O)6,则每个葡萄糖分子含有6个H2O
B.葡萄糖与果糖互为同分异构体
C.糖尿病病人尿糖较高,可用新制氢氧化铜悬浊液来检测病人尿液中的葡萄糖
D.淀粉水解的最终产物是葡萄糖
题型03 二糖——蔗糖与麦芽糖的结构、性质及用途
1.蔗糖与麦芽糖的结构
(1)蔗糖:不含醛基(-CHO),为非还原性糖
(2)麦芽糖:含醛基(-CHO),还原性糖
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
2.蔗糖与麦芽糖的化学性质
(1)脱水炭化:C12H22O1112C+11H2O
(2)水解反应
1)条件:稀硫酸作催化剂,水浴加热
2)方程式
①C12H22O11(蔗糖)+H2OC6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(果糖)
②C12H22O11(麦芽糖)+H2O2C6H12O6(葡萄糖)
3.用途:做甜味剂
【典例3】(24-25高一下·天津静海·月考)某学生进行蔗糖的水解实验,并检验水解产物中是否含有葡萄糖。他的操作如下:取少量纯蔗糖加适量水配成溶液;向蔗糖溶液中加入3~5滴稀硫酸;将混合液煮沸几分钟,冷却;向冷却后的溶液中加入银氨溶液,水浴加热,没有银镜产生。产生上述实验结果的原因可能是
A.蔗糖尚未水解 B.煮沸后的溶液中没有加碱中和作催化剂的酸
C.加热温度不够高 D.蔗糖水解的产物中没有葡萄糖
【变式3-1】(24-25高一下·安徽六安·期末)下列关于葡萄糖和蔗糖的说法中,错误的是
A.它们的分子式不同 B.它们的分子结构不同
C.它们既是同分异构体,又是同系物 D.蔗糖可以水解生成葡萄糖和果糖
【变式3-2】(24-25高一下·云南·期末)云南盛产烟草,烤烟烟叶含有相当丰富的单糖,一般含量在10∼25%,单糖含量是烟叶质量的重要标志,通常品质好的烤烟烟叶含有较多的单糖、少量双糖和相当数量的多糖(如淀粉、纤维素等)。下列说法错误的是
A.单糖中葡萄糖和果糖互为同分异构体
B.葡萄糖是还原性糖,能与新制悬浊液反应生成砖红色沉淀
C.蔗糖是双糖,水解得到的单糖只有葡萄糖
D.淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖
【变式3-3】(24-25高一下·河北衡水·月考)《黄帝内经》说:“五谷为养,五果为助,五畜为益,五菜为充,以上食物中富含精类、蛋白质、油脂等营养物质。下列说法正确的是
A.蔗糖、果糖和麦芽糖均为二糖
B.油脂在酸性条件下水解制肥皂
C.某些蛋白质遇浓硝酸后变黄色
D.糖类、油脂和蛋白质都能发生水解反应
题型04 多糖——淀粉和纤维素的结构、性质及用途
1.淀粉
(1)物理性质:白色可溶于水的无甜味的粉末状固体
(2)存在:植物种子和块根、大米、小麦、玉米等
(3)结构:1个淀粉分子中含3n个醇羟基
(4)形成
①方法:葡萄糖脱水缩聚
②反应:nC6H12O6(葡萄糖)(C6H10O5)n(淀粉)+nH2O
(5)化学特性:淀粉溶液变蓝色
(6)水解反应
①条件:稀硫酸或淀粉酶作催化剂
②反应:(C6H10O5)n(淀粉)+nH2OnC6H12O6(葡萄糖)
③水解程度的检验
淀粉水解液中和液
A.没有水解:在中和液中加入新制的Cu(OH)2悬浊液加热煮沸,无砖红色沉淀产生。
B.完全水解:在水解液中加入碘水,不变蓝。
C.部分水解:分别向中和液和水解液中加入新制的Cu(OH)2悬浊液、碘水,产生砖红色沉淀、溶液变蓝。
(7)淀粉溶液
①所属的分散系:胶体
②分散质特点:不带电荷
③加入电解质溶液的现象:不聚沉
④通直流电后的现象:不电泳
⑤鉴别淀粉溶液和葡萄糖溶液
A.物理方法:丁达尔现象
B.化学方法:碘水或新制的Cu(OH)2浊液
⑥除去淀粉溶液中的少量葡萄糖溶液:半透膜渗析
(8)淀粉在人体内的变化
(9)制酒精流程:淀粉葡萄糖酒精
2.纤维素
(1)结构:分子式为(C6H10O5)n,1个纤维素分子中含3n个醇羟基,。
(2)物理性质:白色不溶于水的无甜味的细丝状固体
(3)存在:植物的细胞壁、棉花、木材
(4)生理作用:刺激肠道蠕动和分泌消化液,有助于食物的消化和排泄
(5)纤维素的水解反应
①条件:浓硫酸加热或纤维素酶
②方程式:(C6H10O5)n(纤维素)+nH2O nC6H12O6(葡萄糖)
【典例4】(2024高一下·浙江·学业考试)下列关于淀粉和纤维素的叙述正确的是
A.分子式都是(C6H10O5)n,是同分异构体
B.都能为人体提供能量
C.都可以发生水解,最终产物都是葡萄糖
D.在酸性条件下纤维素可以转化为淀粉
【变式4-1】(26-27高一上·全国·期末)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水
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悬浊液并加热
D.若用唾液代替稀硫酸进行淀粉水解实验,则加入新制氢氧化铜悬浊液并加热可能出现预期的现象
【变式4-2】(2025高二上·江苏盐城·学业考试)大米加水煮饭时,大米中的“β淀粉”糊化为“α淀粉”,便于人体消化吸收。下列关于淀粉的说法错误的是
A.不可用于制造酒精 B.遇碘单质显蓝色
C.小麦中富含淀粉 D.水解产物为葡萄糖
【变式4-3】(25-26高一上·江苏镇江·期中)我国科学家首次人工合成淀粉[]。下列有关说法正确的是
A.淀粉是一种营养物质 B.淀粉的摩尔质量为:
C.淀粉溶液不属于胶体 D.淀粉中C、H、O质量之比为:
题型05 氨基酸的结构、性质及用途
1.氨基酸的组成与结构
①氨基酸可看作是羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物。蛋白质水解后得到的几乎都是α氨基酸(氨基与羧基连在同一个碳原子上),其通式为,官能团为—NH2和—COOH。
②几种常见的氨基酸
a.甘氨酸: b.苯丙氨酸:
【思考与讨论p85】参考答案:
甘氨酸和苯丙氨酸都含有氨基和羧基两种官能团,并且氨基与羧基连在同一个碳原子。
2.氨基酸的物理性质:天然的氨基酸均为无色晶体,熔点较高,一般都能溶于水,而难溶于乙醇、乙醚。
3.氨基酸的化学性质
a.两性
氨基酸分子中既含有酸性基团—COOH,又含有碱性基团—NH2,因此,氨基酸是两性化合物。
如甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为
+HCl―→;+NaOH―→+H2O。
b.成肽反应
氨基酸在酸或碱存在的条件下加热,通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水,缩合形成含肽键的化合物叫做成肽反应。即氨基酸发生聚合反应,通过肽键(酰胺键)生成多肽,进一步形成蛋白质。
两分子氨基酸脱水形成二肽,如:
+―→+H2O。
我国科学家于1965年在世界上首次完成了具有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素的全合成,对蛋白质的研究作出了重要贡献。
【典例5】(25-26高一上·湖南怀化·开学考试)天冬氨酸广泛应用于医药、食品和化工等领域,其化学式为。下列有关天冬氨酸的说法不正确的是
A.天冬氨酸由碳、氢、氧、氮四种元素组成 B.一个天冬氨酸分子由16个原子构成
C.天冬氨酸的相对分子质量为133 g D.天冬氨酸中氧元素的质量分数最大
【变式5-1】(24-25高一下·河北·月考)某氨基酸中含有C、N、H、O四种元素,已知除氢原子外,其他原子均达到最外层8电子的稳定结构。下图为该氨基酸分子的球棍模型:
下列相关叙述正确的是
A.该氨基酸中含有三种官能团
B.氨基酸是蛋白质完全水解的产物
C.鸡蛋白溶液加入醋酸铅溶液后有沉淀析出,再加入水沉淀会溶解
D.所有蛋白质溶液遇浓硝酸变黄
【变式5-2】(24-25高一下·山东·月考)甘氨酸()和苯丙氨酸()缩合最多可形成二肽的种类数为
A.1种 B.2种 C.4种 D.3种
【变式5-3】(24-25高一下·全国·月考)关于生物体内氨基酸的叙述错误的是
A.构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式可表示为
B.人体内氨基酸的分解代谢最终产物是水、二氧化碳和尿素
C.人体内所有氨基酸均可以互相转化
D.两分子氨基酸通过脱水缩合可以形成二肽
题型06 蛋白质的结构、性质及用途
1.蛋白质的存在
蛋白质是生命的物质基础,是有机大分子,是构成细胞的基本有机物,是生命活动的主要承担者。没有蛋白质就没有生命。
(1)组成细胞的基础物质
(2)动物的肌肉、血液、毛发等物质的主要成分
2.蛋白质的组成与结构
a.蛋白质含有C、H、O、N、S等元素。
b.蛋白质是由氨基酸通过缩聚反应生成的,蛋白质属于天然有机高分子化合物。
3.蛋白质的性质
(1)蛋白质的水溶性:有的蛋白质能溶于水,如鸡蛋清等,有的则难溶于水,如丝、毛等。
(2)盐析:蛋白质胶体的聚沉
①因素:K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、NH4+等轻金属盐
②结果:蛋白质的溶解度降低而析出
③特点:发生可逆的物理变化
④应用:分离提纯蛋白质
(3)变性
①概念:某些条件下,蛋白质的分子内部结构和性质发生改变,溶解度度下降,失去生理活性的过程。
②因素:
a.物理因素:加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等;
b.化学因素:强酸、强碱、重金属盐(醋酸铅、硫酸铜)、某些有机物(甲醛、乙醇、苯酚等)
③结果:蛋白质结构改变发生聚沉,失去生理活性。
④发生不可逆的化学变化
⑤应用:
a.杀菌消毒,如医院里常用高温蒸煮、紫外线照射处理医疗器械,采取在伤口处喷洒消毒剂、涂抹医用酒精等方法来消毒、杀菌,防止伤口感染。
b.疫苗等生物制剂的保存则要防止变性。
(4)水解反应:最终转化为氨基酸
①条件:酸、碱或酶的催化作用下
②反应
③断键原理:C-N键断裂,C上加羟基,N上加氢
(5)颜色反应
①现象:某些蛋白质(含苯环)与浓硝酸作用呈黄色
②应用:检验鉴别蛋白质
(6)灼烧
①现象:蛋白质灼烧时,有烧焦羽毛的气味
②应用:鉴别毛制品和棉制品
4.蛋白质、多肽、-氨基酸之间的转化关系
【典例6】(24-25高一下·山东菏泽·期末)下列关于蛋白质的叙述错误的是
A.是羊毛和蚕丝的主要成分 B.水解能得到氨基酸
C.遇浓硝酸发生显色反应 D.NaCl溶液可使其变性
【变式6-1】(25-26高一上·安徽芜湖·期中)《本草纲目》中提出了制作豆腐的流程:“豆腐之法,凡黑豆黄豆及白豆泥豆豌豆绿豆之类皆可为之。水浸、铠碎、去渣、煎成、以盐卤汁或山矾叶酸醋淀,就釜收之。又有入缸内以石膏末收之”。有关叙述错误的是
A.取少量豆浆于试管中稀释,用“激光笔”照射,可观察到光亮的“通路”
B.用“煎成”后的豆浆制作豆腐,其蛋白质仍然具有生理活性
C.豆浆中加入盐卤汁或石膏,可加快凝聚成豆腐,其原理与江河入海口易形成“三角洲”类似
D.豆浆主要是豆类蛋白质与水形成的胶体分散系,属于介稳体系
【变式6-2】(24-25高一下·山西·期末)我国科学家于1965年在世界上首次全合成具有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素。蛋白质与生命活动息息相关,下列关于蛋白质的叙述错误的是
A.绝大多数酶是蛋白质 B.蛋白质可以水解为氨基酸
C.某些蛋白质可与浓硝酸作用显黄色 D.蛋白质可以与新制的发生反应
【变式6-3】(2025高一下·北京·学业考试)下列关于蛋白质的说法不正确的是
A.是重要的营养物质 B.可发生水解反应
C.仅含、、三种元素 D.牛奶中含有蛋白质
题型07 油脂的结构、性质及用途
一、油脂的组成和结构
1.油脂是高级脂肪酸与甘油反应所生成的酯,由C、H、O三种元素组成,其结构可表示为
官能团为: ,有的油脂的烃基中还含有官能团。
2.形成过程:油脂是高级脂肪酸与甘油(丙三醇)通过酯化反应所生成的酯。
【易错提醒】①R1、R2、R3代表高级脂肪酸的烃基,可以相同或不同。
②天然油脂大都是混合甘油酯。
③相对分子质量小,不足1万,因此油脂不属于高分子化合物。
2.常见的高级脂肪酸
名称
饱和脂肪酸
不饱和脂肪酸
软脂酸
硬脂酸
油酸
亚油酸
结构简式
C15H31COOH
C17H35COOH
C17H33COOH
C17H31COOH
说明
脂肪酸的饱和程度对油脂的熔点影响很大,含较多不饱和脂肪酸的甘油酯,熔点较低;含较多饱和脂肪酸的甘油酯,熔点较高。
二、油脂的分类
三、油脂的用途
1.油脂是产生能量最高的营养物质。
2.油脂能促进脂溶性维生素的吸收。
3.油脂是加热介质并赋予食物令人愉悦的风味和口感,同时润滑肠道,帮助排便。
4.摄入过多油脂会影响人体健康,应合理控制油脂的摄入量。
5.具有保持体温和保护内脏器官的作用。
6.制造肥皂等洗涤剂。
7.是制备护肤品和化妆品原料。
【典例7】(24-25高一下·全国·月考)下列关于油脂的叙述中,不正确的是
A.天然油脂没有固定的熔点和沸点,所以天然油脂是混合物
B.油脂在人体内的化学变化主要是在脂肪酶的催化下进行水解
C.油脂是酯的一种,利用油脂在碱性条件下水解,可以生产甘油和肥皂
D.植物油和矿物油都不能使溴水褪色
【变式7-1】(2025高一下·全国·月考)植物油厂为了提取大豆中丰富的油脂,下列方案设计合理的是
A.将大豆用水浸泡,使其中的油脂溶于水,然后再蒸馏
B.先将大豆压成薄饼状,再用无毒的有机溶剂浸泡,然后对浸出液进行蒸馏分离
C.将大豆用碱溶液处理,使其中的油脂溶解下来,然后再蒸发出来
D.将大豆粉碎,然后隔绝空气加热,使其中的油脂蒸发出来
【变式7-2】(26-27高一上·全国·月考)下列说法正确的是
A.植物油和矿物油可以用蒸馏水鉴别
B.植物油和矿物油加入溴水并振荡、静置液体分层,上下两层均无色的是植物油,上层有色,下层无色的是矿物油
C.植物油和矿物油在一定条件下,均不能与氢气发生加成反应
D.油脂、蛋白质属于高分子化合物,而矿物油属于烃类
【变式7-3】(24-25高一下·山西·期末)油脂是重要的营养物质。下列关于油脂的说法正确的是
A.植物油可以使溴水褪色 B.油脂的密度比水大,难溶于水
C.含较多不饱和脂肪酸的甘油酯熔点较高 D.油脂在碱性条件下水解可得到高级脂肪酸
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第四节 基本营养物质
题型01 糖类的组成和分类
题型02 单糖——葡萄糖与果糖的结构、性质及用途
题型03 二糖——蔗糖与麦芽糖的结构、性质及用途
题型04 多糖——淀粉和纤维素的结构、性质及用途
题型05 氨基酸的组成和性质
题型06 蛋白质的结构、性质及用途
题型07 油脂的结构、性质及用途
题型01 糖类的组成和分类
1.概念:从分子结构上看,糖类可以定义为多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。
2.组成:碳、氢、氧三种元素。大多数糖类化合物的通式为Cn(H2O)m,所以糖类也叫碳水化合物。
【易错警示】(1)有些糖类物质分子式不符合Cn(H2O)m,符合Cn(H2O)m的不一定为糖类。
(2)糖类不一定有甜味,有甜味的不一定是糖类。
3.分类:
(1)分类依据:是否水解及水解产物的不同。
(2)分类
类别
单糖
二糖
多糖
代表物
葡萄糖、果糖
蔗糖、麦芽糖、乳糖
淀粉、纤维素
分子式
C6H12O6
C12H22O11
(C6H10O5)n
特点
不能水解为更简单的糖分子
水解后能生成两分子单糖
水解后能生成多分子单糖
结构关系
互为同分异构体
互为同分异构体
不互为同分异构体
自然界的存在
水果、蜂蜜
蔗糖:甘蔗、甜菜
乳糖:哺乳动物的乳汁
淀粉:植物的种子或块根
纤维素:植物的茎、叶
用途
营养物质、食品工业原料
营养物质、食品工业原料
淀粉:营养物质、食品工业原料
纤维素:造纸和纺织工业原料
【典例1】(24-25高一·全国·月考)下列关于糖类的说法正确的是
A.所有糖类都有甜味,且都能溶于水
B.葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO
C.淀粉和纤维素的分子式都是(C6H10O5)n,二者互为同分异构体
D.摄入人体的纤维素在酶的催化作用下能水解为葡萄糖
【答案】B
【解析】A.不是所有糖类物质都有甜味,如淀粉没有甜味,且糖类不一定均溶于水,A项错误;B.葡萄糖为多羟基醛,结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,B项正确;C.淀粉和纤维素的分子式都是(C6H10O5)n,但分子式中的n不是确定值,二者分子式不同,不互为同分异构体,C项错误;D.人体内无纤维素水解酶,纤维素在人体内不能水解为葡萄糖,D项错误;答案选B。
【变式1-1】(24-25高一下·广西贺州·期末)糖类是一种重要的人体供能物质。下列说法正确的是
A.葡萄糖可水解生成和
B.淀粉和纤维素均属于二糖
C.蔗糖的分子式为
D.加热条件下,葡萄糖能与新制氢氧化铜碱性悬浊液反应
【答案】D
【解析】A.葡萄糖是单糖,不能水解,可氧化生成CO2和H2O,A错误;B.淀粉和纤维素化学式为,均为多糖,B错误;C.蔗糖的分子式为,一个分子中含有11个氧原子,C错误;D.葡萄糖是还原性糖,在加热条件下能与新制氢氧化铜碱性悬浊液反应生成砖红色沉淀,D正确;故选D。
【变式1-2】(24-25高一下·天津河北·期末)下列有关糖类的叙述正确的是
A.都能发生水解反应 B.都能为人体提供能量
C.都是天然有机高分子 D.都含C、H、O三种元素
【答案】D
【解析】A.单糖(如葡萄糖、果糖)不能水解,因此并非所有糖类都能发生水解反应,A错误;B.纤维素属于糖类,但人体无法消化吸收,不能提供能量,B错误;C.单糖(如葡萄糖)和二糖(如蔗糖)相对分子质量较小,不属于高分子,C错误;D.所有糖类均含有C、H、O三种元素,D正确;故选D。
【变式1-3】(24-25高一·全国·月考)下列有关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.单糖是分子组成简单的糖
C.常见的二糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖
D.在加热条件下,葡萄糖可与新制的氢氧化铜反应产生砖红色沉淀
【答案】B
【解析】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都属于多糖,A正确;B.单糖是不能水解的糖,B错误;C.蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖是最常见的二糖,分子式均为C12H22O11,互为同分异构体,C正确;D.葡萄糖分子中含有醛基,具有强的还原性,在加热条件下,葡萄糖可与新制的氢氧化铜发生氧化还原反应而产生砖红色Cu2O沉淀,D正确;故选B。
题型02 单糖——葡萄糖与果糖的结构、性质及用途
1.组成和分子结构
分子式
结构简式
官能团
二者关系
葡萄糖
C6H12O6
CH2OH(CHOH)4CHO
—OH、—CHO
同分异构体
果糖
CH2OH(CHOH)3COCH2OH
、—OH
2.葡萄糖的物理性质:白色晶体,能溶于水,微溶于酒精,不溶于乙醚,有甜味,但没有蔗糖甜。
3.葡萄糖的化学性质
(1)氧化反应
①生理氧化:1mol C6H12O6完全氧化放出2816.8kJ的热量:C6H12O6+6O2―→6CO2+6H2O+能量
②弱氧化剂:
A.与新制的Cu(OH)2浊液反应
a.反应条件:碱性环境,加热煮沸
b.实验现象:产生砖红色沉淀
c.化学方程式:CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O
d.实际应用:检测糖尿病患者的血糖和尿糖。
【小常识】尿糖的检验
出现红色沉淀:有大量Cu2O生成,尿液中葡萄糖含量较高,病情较重,用“++++”表示;
出现土黄色:含糖量为中等,用“+++”表示;
出现黄绿色:含糖量为少量,用“++”表示;
出现绿色:含糖量为微量,用“+”表示;
如仍保持原来的蓝色:证明尿液中不含葡萄糖,用“—”表示。
B.与新制的银氨溶液
a.反应条件:碱性环境,水浴加热。
b.实验现象:产生银镜。
c.化学方程式:CH2OH(CHOH)4CHO +2Ag(NH3)2OHCH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
d.实际应用:制镜和热水瓶胆。
③强氧化剂
A.酸性高锰酸钾溶液:褪色。
B.溴水:褪色。
(2)与H2发生加成反应生成己六醇。
(3)发酵反应:C6H12O6(葡萄糖)2C2H5OH+2CO2↑,此性质常用于酿酒和利用生物质生产燃料乙醇。
(4)体内无氧分解:葡萄糖在无氧条件下分解为乳酸(C3H6O3),同时释放出能量,以ATP的形式存储,
C6H12O6→2C3H6O3+ 能量(ATP)。
4.用途:①动物的营养物质;②制造糖果和药物
【典例2】(24-25高一下·四川达州·期末)葡萄糖广泛应用于医药、化工、食品、微生物发酵。有关转化如下图所示:
下列有关描述错误的是
A.葡萄糖可以发生银镜反应
B.1mol乳酸最多可以与2mol钠发生化学反应
C.溶液、酸性溶液均可用于鉴别葡萄糖和乳酸
D.等质量的葡萄糖与乳酸完全燃烧时,消耗氧气的质量相同
【答案】C
【解析】A.葡萄糖是还原性糖,可以与银氨溶液发生银镜反应,A项正确;B.1分子乳酸结构中含有1个羟基、1个羧基,均能与Na发生反应,故1mol乳酸最多可以与2mol钠发生化学反应,B项正确;C.溶液可以与乳酸反应生成气体,而与葡萄糖不反应,溶液可鉴别葡萄糖和乳酸,酸性溶液与葡萄糖和乳酸均能反应而褪色,故不能鉴别葡萄糖和乳酸,C项错误;D.、(乳酸)最简式相同,均为,C、H、O的质量分数相同,则等质量的葡萄糖与乳酸完全燃烧时,消耗氧气的质量相同,D项正确;答案选C。
【变式2-1】(24-25高一下·河南南阳·期末)正常人的血液里约含0.1%(质量分数)的葡萄糖,血糖通常指的是血液中的葡萄糖。下列说法正确的是
A.葡萄糖既可作氧化剂又可作还原剂
B.一定条件下,葡萄糖可发生水解反应
C.加热条件下,葡萄糖可使新制的氢氧化铜转化成黑色沉淀Cu2O
D.180g 0.1%(质量分数)的葡萄糖溶液中,所含的碳原子的物质的量为0.6mol
【答案】A
【解析】A.葡萄糖的醛基具有还原性,可被氧化为羧基,醛基和氢气反应生成醇羟基时则被还原、体现了氧化性,因此葡萄糖既可作氧化剂又可作还原剂,A正确;B.葡萄糖是单糖、无法水解,B错误;C.葡萄糖与新制Cu(OH)2在加热条件下生成砖红色Cu2O沉淀,C错误;D.180g 0.1%(质量分数)的葡萄糖溶液中,含葡萄糖为0.001mol,则所含的碳原子的物质的量为0.006mol,远小于0.6mol,D错误;选A。
【变式2-2】(24-25高一·全国·月考)下列关于葡萄糖的叙述正确的是
A.葡萄糖是麦芽糖的同分异构体
B.葡萄糖水解生成乙醇和二氧化碳
C.葡萄糖在人体组织中缓慢氧化,释放出能量供机体需要
D.葡萄糖和淀粉、蔗糖等一样能发生水解反应
【答案】C
【解析】A.葡萄糖是单糖、麦芽糖是二糖,两者的分子式不同,不可能互为同分异构体,故A错误;B.葡萄糖为单糖,不能发生水解反应,但能在酒化酶的作用下分解生成乙醇和二氧化碳,故B错误;C.葡萄糖是人体必须的基本营养物质,在人体组织中能缓慢氧化,释放出能量供机体需要,故C正确;D.葡萄糖是单糖,不能发生水解反应,故D错误;故选C。
【变式2-3】(25-26高一下·全国·月考)2021年11月14日是第15个联合国糖尿病日,今年联合国糖尿病日的宣传主题是“人人享有糖尿病健康管理”。糖尿病患者的糖代谢功能紊乱,以高血糖为主要标志。血糖是指血液中的葡萄糖,下列有关说法不正确的是
A.葡萄糖分子可表示为C6(H2O)6,则每个葡萄糖分子含有6个H2O
B.葡萄糖与果糖互为同分异构体
C.糖尿病病人尿糖较高,可用新制氢氧化铜悬浊液来检测病人尿液中的葡萄糖
D.淀粉水解的最终产物是葡萄糖
【答案】A
【解析】A.葡萄糖分子式C6H12O6可表示为C6(H2O)6,但这仅是形式上的书写方式,并不表示分子中含有6个独立的H2O分子,实际为单一化合物,A错误;B.葡萄糖和果糖分子式均为C6H12O6,但葡萄糖为醛糖、果糖为酮糖,结构不同,互为同分异构体,B正确;C.新制氢氧化铜悬浊液可与还原糖(如葡萄糖)发生反应生成砖红色沉淀,是检测尿液中葡萄糖的常用方法,C正确;D.淀粉为多糖,在酸性或酶催化下水解,最终产物为葡萄糖,D正确;故选A。
题型03 二糖——蔗糖与麦芽糖的结构、性质及用途
1.蔗糖与麦芽糖的结构
(1)蔗糖:不含醛基(-CHO),为非还原性糖
(2)麦芽糖:含醛基(-CHO),还原性糖
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
2.蔗糖与麦芽糖的化学性质
(1)脱水炭化:C12H22O1112C+11H2O
(2)水解反应
1)条件:稀硫酸作催化剂,水浴加热
2)方程式
①C12H22O11(蔗糖)+H2OC6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(果糖)
②C12H22O11(麦芽糖)+H2O2C6H12O6(葡萄糖)
3.用途:做甜味剂
【典例3】(24-25高一下·天津静海·月考)某学生进行蔗糖的水解实验,并检验水解产物中是否含有葡萄糖。他的操作如下:取少量纯蔗糖加适量水配成溶液;向蔗糖溶液中加入3~5滴稀硫酸;将混合液煮沸几分钟,冷却;向冷却后的溶液中加入银氨溶液,水浴加热,没有银镜产生。产生上述实验结果的原因可能是
A.蔗糖尚未水解 B.煮沸后的溶液中没有加碱中和作催化剂的酸
C.加热温度不够高 D.蔗糖水解的产物中没有葡萄糖
【答案】B
【解析】A.蔗糖在酸性条件和加热条件下已发生水解,未水解的可能性低,A错误;B.银镜反应需在碱性环境中进行,未中和酸性催化剂(硫酸)会破坏银氨溶液,导致无法生成银镜,B正确;C.水解时已煮沸足够时间,且银镜反应的水浴温度通常足够,温度并非主因,C错误;D.蔗糖水解产物为葡萄糖和果糖,必然含有葡萄糖,D错误;故选B。
【变式3-1】(24-25高一下·安徽六安·期末)下列关于葡萄糖和蔗糖的说法中,错误的是
A.它们的分子式不同 B.它们的分子结构不同
C.它们既是同分异构体,又是同系物 D.蔗糖可以水解生成葡萄糖和果糖
【答案】C
【解析】A.葡萄糖分子式为C6H12O6,蔗糖为C12H22O11,分子式不同,A正确;B.葡萄糖含醛基,结构为单糖;蔗糖为二糖,不含醛基,结构不同,B正确;C.两者分子式不同,不是同分异构体;结构差异大(单糖与二糖),官能团不同,不属同系物,C错误;D.蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,D正确;故选C。
【变式3-2】(24-25高一下·云南·期末)云南盛产烟草,烤烟烟叶含有相当丰富的单糖,一般含量在10∼25%,单糖含量是烟叶质量的重要标志,通常品质好的烤烟烟叶含有较多的单糖、少量双糖和相当数量的多糖(如淀粉、纤维素等)。下列说法错误的是
A.单糖中葡萄糖和果糖互为同分异构体
B.葡萄糖是还原性糖,能与新制悬浊液反应生成砖红色沉淀
C.蔗糖是双糖,水解得到的单糖只有葡萄糖
D.淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖
【答案】C
【解析】A. 单糖中葡萄糖和果糖分子式相同,结构不同,互为同分异构体,故A正确;B. 葡萄糖有醛基,是还原性糖,能与新制悬浊液反应生成砖红色沉淀,故B正确;C. 蔗糖是双糖,水解得到的单糖有葡萄糖和果糖,故C错误;D. 淀粉和纤维素在稀硫酸作用下水解的最终产物均为葡萄糖,故D正确;故选C。
【变式3-3】(24-25高一下·河北衡水·月考)《黄帝内经》说:“五谷为养,五果为助,五畜为益,五菜为充,以上食物中富含精类、蛋白质、油脂等营养物质。下列说法正确的是
A.蔗糖、果糖和麦芽糖均为二糖
B.油脂在酸性条件下水解制肥皂
C.某些蛋白质遇浓硝酸后变黄色
D.糖类、油脂和蛋白质都能发生水解反应
【答案】C
【解析】A.蔗糖为二糖,能水解生成葡萄糖和果糖,麦芽糖为二糖,能水解生成葡萄糖,果糖为单糖,A错误;B.油脂在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐和甘油,油脂在碱性条件下水解也被称为皂化反应,B错误;C.某些蛋白质遇浓硝酸后会发生显色反应,反应后颜色为黄色,可以用于鉴别蛋白质,C正确;D.单糖不能发生水解,二糖、多糖、油脂、蛋白质都可以发生水解,D错误;故答案选C。
题型04 多糖——淀粉和纤维素的结构、性质及用途
1.淀粉
(1)物理性质:白色可溶于水的无甜味的粉末状固体
(2)存在:植物种子和块根、大米、小麦、玉米等
(3)结构:1个淀粉分子中含3n个醇羟基
(4)形成
①方法:葡萄糖脱水缩聚
②反应:nC6H12O6(葡萄糖)(C6H10O5)n(淀粉)+nH2O
(5)化学特性:淀粉溶液变蓝色
(6)水解反应
①条件:稀硫酸或淀粉酶作催化剂
②反应:(C6H10O5)n(淀粉)+nH2OnC6H12O6(葡萄糖)
③水解程度的检验
淀粉水解液中和液
A.没有水解:在中和液中加入新制的Cu(OH)2悬浊液加热煮沸,无砖红色沉淀产生。
B.完全水解:在水解液中加入碘水,不变蓝。
C.部分水解:分别向中和液和水解液中加入新制的Cu(OH)2悬浊液、碘水,产生砖红色沉淀、溶液变蓝。
(7)淀粉溶液
①所属的分散系:胶体
②分散质特点:不带电荷
③加入电解质溶液的现象:不聚沉
④通直流电后的现象:不电泳
⑤鉴别淀粉溶液和葡萄糖溶液
A.物理方法:丁达尔现象
B.化学方法:碘水或新制的Cu(OH)2浊液
⑥除去淀粉溶液中的少量葡萄糖溶液:半透膜渗析
(8)淀粉在人体内的变化
(9)制酒精流程:淀粉葡萄糖酒精
2.纤维素
(1)结构:分子式为(C6H10O5)n,1个纤维素分子中含3n个醇羟基,。
(2)物理性质:白色不溶于水的无甜味的细丝状固体
(3)存在:植物的细胞壁、棉花、木材
(4)生理作用:刺激肠道蠕动和分泌消化液,有助于食物的消化和排泄
(5)纤维素的水解反应
①条件:浓硫酸加热或纤维素酶
②方程式:(C6H10O5)n(纤维素)+nH2O nC6H12O6(葡萄糖)
【典例4】(2024高一下·浙江·学业考试)下列关于淀粉和纤维素的叙述正确的是
A.分子式都是(C6H10O5)n,是同分异构体
B.都能为人体提供能量
C.都可以发生水解,最终产物都是葡萄糖
D.在酸性条件下纤维素可以转化为淀粉
【答案】C
【解析】A.淀粉和纤维素虽都写作,但聚合度n不同且分子结构不同(淀粉为α-糖苷键,纤维素为β-糖苷键),不是同分异构体,A错误;B.淀粉可被人体消化供能,但人体缺乏纤维素酶,无法消化纤维素,B错误;C.二者均为多糖,均可水解生成葡萄糖(淀粉水解为麦芽糖再至葡萄糖;纤维素在强酸或酶作用下水解为葡萄糖),C正确;D.酸性条件仅能使二者水解,无法改变其化学键类型(α/β构型差异),故不能相互转化,D错误;故选C。
【变式4-1】(26-27高一上·全国·期末)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水
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悬浊液并加热
D.若用唾液代替稀硫酸进行淀粉水解实验,则加入新制氢氧化铜悬浊液并加热可能出现预期的现象
【答案】C
【解析】A.淀粉水解需要催化剂(如酸或酶)和适宜温度,A正确;B.淀粉遇碘变蓝,故可用碘水检验淀粉的存在,在冷却后的水解液中直接加碘水,若水解液不变蓝,则证明淀粉完全水解,B正确;C.用新制Cu(OH)2悬浊液检验水解产物的还原性,必须在碱性环境中进行,故在水解液中先加入NaOH溶液中和稀硫酸至碱性后,再加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热,C错误;D.若用唾液代替稀硫酸进行淀粉水解实验,则不必加碱中和,直接加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热即可能出现预期现象,D正确;故答案选C。
【变式4-2】(2025高二上·江苏盐城·学业考试)大米加水煮饭时,大米中的“β淀粉”糊化为“α淀粉”,便于人体消化吸收。下列关于淀粉的说法错误的是
A.不可用于制造酒精 B.遇碘单质显蓝色
C.小麦中富含淀粉 D.水解产物为葡萄糖
【答案】A
【解析】A.淀粉在酶或酸催化下可水解为葡萄糖,再经发酵可制取酒精,A错误;B.淀粉与碘单质结合形成复合物而显蓝色,是淀粉的特征反应,B正确;C.小麦、大米等谷物富含淀粉,是主要碳水化合物来源,C正确;D.淀粉由葡萄糖单元通过糖苷键连接,水解最终产物为葡萄糖,D正确;故选A。
【变式4-3】(25-26高一上·江苏镇江·期中)我国科学家首次人工合成淀粉[]。下列有关说法正确的是
A.淀粉是一种营养物质 B.淀粉的摩尔质量为:
C.淀粉溶液不属于胶体 D.淀粉中C、H、O质量之比为:
【答案】A
【解析】A.淀粉是碳水化合物,为人体提供能量,属于营养物质,A正确;B.淀粉为高分子化合物,其摩尔质量随聚合度n不同而变化,并非固定值,B错误;C.淀粉分子直径在胶体范围内(1~100nm),其溶液属于胶体,C错误;D.淀粉中C、H、O的原子个数比为6:10:5,但质量比为(6×12):(10×1):(5×16)=72:10:80=36:5:40,D错误;故答案为:A。
题型05 氨基酸的结构、性质及用途
1.氨基酸的组成与结构
①氨基酸可看作是羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物。蛋白质水解后得到的几乎都是α氨基酸(氨基与羧基连在同一个碳原子上),其通式为,官能团为—NH2和—COOH。
②几种常见的氨基酸
a.甘氨酸: b.苯丙氨酸:
【思考与讨论p85】参考答案:
甘氨酸和苯丙氨酸都含有氨基和羧基两种官能团,并且氨基与羧基连在同一个碳原子。
2.氨基酸的物理性质:天然的氨基酸均为无色晶体,熔点较高,一般都能溶于水,而难溶于乙醇、乙醚。
3.氨基酸的化学性质
a.两性
氨基酸分子中既含有酸性基团—COOH,又含有碱性基团—NH2,因此,氨基酸是两性化合物。
如甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为
+HCl―→;+NaOH―→+H2O。
b.成肽反应
氨基酸在酸或碱存在的条件下加热,通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水,缩合形成含肽键的化合物叫做成肽反应。即氨基酸发生聚合反应,通过肽键(酰胺键)生成多肽,进一步形成蛋白质。
两分子氨基酸脱水形成二肽,如:
+―→+H2O。
我国科学家于1965年在世界上首次完成了具有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素的全合成,对蛋白质的研究作出了重要贡献。
【典例5】(25-26高一上·湖南怀化·开学考试)天冬氨酸广泛应用于医药、食品和化工等领域,其化学式为。下列有关天冬氨酸的说法不正确的是
A.天冬氨酸由碳、氢、氧、氮四种元素组成 B.一个天冬氨酸分子由16个原子构成
C.天冬氨酸的相对分子质量为133 g D.天冬氨酸中氧元素的质量分数最大
【答案】C
【解析】A.化学式明确包含C、H、N、O四种元素,A正确;B.分子中原子的总数为4+7+1+4=16,B正确;C.相对分子质量计算正确(133),但单位应为无单位,而非“g”,C错误;D.氧元素质量分数最大(64/133≈48.1%),D正确;故选C。
【变式5-1】(24-25高一下·河北·月考)某氨基酸中含有C、N、H、O四种元素,已知除氢原子外,其他原子均达到最外层8电子的稳定结构。下图为该氨基酸分子的球棍模型:
下列相关叙述正确的是
A.该氨基酸中含有三种官能团
B.氨基酸是蛋白质完全水解的产物
C.鸡蛋白溶液加入醋酸铅溶液后有沉淀析出,再加入水沉淀会溶解
D.所有蛋白质溶液遇浓硝酸变黄
【答案】B
【分析】根据某氨基酸的球棍模型,推出该氨基酸的结构简式为 ,据此分析;
【解析】A.根据该氨基酸的结构简式,含有官能团是氨基和羧基,故A错误;B.氨基酸是构成蛋白质的基石,蛋白质水解最终产物是氨基酸,故B正确;C.醋酸铅使蛋白质变性,变性是不可逆过程,因此鸡蛋白溶液加入醋酸铅溶液后有沉淀析出,再加入水,沉淀不会溶解,故C错误;D.含有苯环的蛋白质遇浓硝酸变黄,故D错误;答案为B。
【变式5-2】(24-25高一下·山东·月考)甘氨酸()和苯丙氨酸()缩合最多可形成二肽的种类数为
A.1种 B.2种 C.4种 D.3种
【答案】C
【解析】氨基酸形成二肽,就是两个氨基酸分子脱去一个水分子形成肽键的过程,甘氨酸自身形成二肽,苯丙氨酸自身形成二肽,甘氨酸去羟基,苯丙氨酸去氨基上氢原子形成二肽,苯丙氨酸去羟基,甘氨酸去氨基上氢原子形成二肽,两种不同的氨基酸发生脱水缩合最多可形成4种二肽,故答案选C。
【变式5-3】(24-25高一下·全国·月考)关于生物体内氨基酸的叙述错误的是
A.构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式可表示为
B.人体内氨基酸的分解代谢最终产物是水、二氧化碳和尿素
C.人体内所有氨基酸均可以互相转化
D.两分子氨基酸通过脱水缩合可以形成二肽
【答案】C
【解析】A.天然蛋白质水解得到α-氨基酸[一个中心碳原子连接一个氨基(-NH2)、一个羧基(-COOH)、一个氢原子(-H)和一个侧链基团(-R)],可表示为,故A正确;B.人体内氨基酸经过脱氨基作用后,含氮部分最终转化为尿素,碳骨架则氧化分解为水和二氧化碳。这是氨基酸分解代谢的典型终产物,故B正确;C.人体内并非所有氨基酸都可以相互转化,有8种必需氨基酸在人体内不能通过转化来合成,必须从食物中摄取,故C错误;D.两个氨基酸分子通过脱水缩合反应,一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基结合,脱去一分子水,形成肽键(-CONH-),生成二肽,故D正确;答案选C。
题型06 蛋白质的结构、性质及用途
1.蛋白质的存在
蛋白质是生命的物质基础,是有机大分子,是构成细胞的基本有机物,是生命活动的主要承担者。没有蛋白质就没有生命。
(1)组成细胞的基础物质
(2)动物的肌肉、血液、毛发等物质的主要成分
2.蛋白质的组成与结构
a.蛋白质含有C、H、O、N、S等元素。
b.蛋白质是由氨基酸通过缩聚反应生成的,蛋白质属于天然有机高分子化合物。
3.蛋白质的性质
(1)蛋白质的水溶性:有的蛋白质能溶于水,如鸡蛋清等,有的则难溶于水,如丝、毛等。
(2)盐析:蛋白质胶体的聚沉
①因素:K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、NH4+等轻金属盐
②结果:蛋白质的溶解度降低而析出
③特点:发生可逆的物理变化
④应用:分离提纯蛋白质
(3)变性
①概念:某些条件下,蛋白质的分子内部结构和性质发生改变,溶解度度下降,失去生理活性的过程。
②因素:
a.物理因素:加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等;
b.化学因素:强酸、强碱、重金属盐(醋酸铅、硫酸铜)、某些有机物(甲醛、乙醇、苯酚等)
③结果:蛋白质结构改变发生聚沉,失去生理活性。
④发生不可逆的化学变化
⑤应用:
a.杀菌消毒,如医院里常用高温蒸煮、紫外线照射处理医疗器械,采取在伤口处喷洒消毒剂、涂抹医用酒精等方法来消毒、杀菌,防止伤口感染。
b.疫苗等生物制剂的保存则要防止变性。
(4)水解反应:最终转化为氨基酸
①条件:酸、碱或酶的催化作用下
②反应
③断键原理:C-N键断裂,C上加羟基,N上加氢
(5)颜色反应
①现象:某些蛋白质(含苯环)与浓硝酸作用呈黄色
②应用:检验鉴别蛋白质
(6)灼烧
①现象:蛋白质灼烧时,有烧焦羽毛的气味
②应用:鉴别毛制品和棉制品
4.蛋白质、多肽、-氨基酸之间的转化关系
【典例6】(24-25高一下·山东菏泽·期末)下列关于蛋白质的叙述错误的是
A.是羊毛和蚕丝的主要成分 B.水解能得到氨基酸
C.遇浓硝酸发生显色反应 D.NaCl溶液可使其变性
【答案】D
【解析】A.羊毛和蚕丝的主要成分均为蛋白质,A正确;B.蛋白质水解的最终产物是氨基酸,B正确;C.含苯环结构的蛋白质遇浓硝酸发生显色反应(黄蛋白反应),C正确;D.NaCl溶液通过盐析作用使蛋白质析出,此过程可逆且未破坏结构,属于物理变化,D错误;故选D。
【变式6-1】(25-26高一上·安徽芜湖·期中)《本草纲目》中提出了制作豆腐的流程:“豆腐之法,凡黑豆黄豆及白豆泥豆豌豆绿豆之类皆可为之。水浸、铠碎、去渣、煎成、以盐卤汁或山矾叶酸醋淀,就釜收之。又有入缸内以石膏末收之”。有关叙述错误的是
A.取少量豆浆于试管中稀释,用“激光笔”照射,可观察到光亮的“通路”
B.用“煎成”后的豆浆制作豆腐,其蛋白质仍然具有生理活性
C.豆浆中加入盐卤汁或石膏,可加快凝聚成豆腐,其原理与江河入海口易形成“三角洲”类似
D.豆浆主要是豆类蛋白质与水形成的胶体分散系,属于介稳体系
【答案】B
【解析】A.豆浆稀释后仍为胶体,用激光笔照射会出现丁达尔效应,A正确;B.“煎成”指高温煮沸,蛋白质受热变性后失去生理活性,B错误;C.盐卤或石膏中的电解质使胶体聚沉,与江河入海口泥沙沉积原理相同,C正确;D.豆浆是胶体,胶体属于介稳体系,D正确;答案选B。
【变式6-2】(24-25高一下·山西·期末)我国科学家于1965年在世界上首次全合成具有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素。蛋白质与生命活动息息相关,下列关于蛋白质的叙述错误的是
A.绝大多数酶是蛋白质 B.蛋白质可以水解为氨基酸
C.某些蛋白质可与浓硝酸作用显黄色 D.蛋白质可以与新制的发生反应
【答案】D
【解析】A.绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA即核糖核酸,故A正确;B.蛋白质最终水解的产物为氨基酸,故B正确;C.含苯环的氨基酸会被浓硝酸硝化而显色,因此含苯环的蛋白质可与浓硝酸作用而显黄色,故C正确; D.蛋白质中不含醛基,不能与新制的发生反应,故D错误; 故选D。
【变式6-3】(2025高一下·北京·学业考试)下列关于蛋白质的说法不正确的是
A.是重要的营养物质 B.可发生水解反应
C.仅含、、三种元素 D.牛奶中含有蛋白质
【答案】C
【解析】A.蛋白质是构成细胞的基本物质,参与生命活动的调节、运输等,是重要的营养物质,A正确;B.蛋白质在酸、碱或酶的作用下水解生成氨基酸,B正确;C.蛋白质的主要组成元素是C、H、O、N,部分蛋白质还含S、P等元素,C错误;D.牛奶中含有蛋白质,如酪蛋白、乳清蛋白,D正确;故选C。
题型07 油脂的结构、性质及用途
一、油脂的组成和结构
1.油脂是高级脂肪酸与甘油反应所生成的酯,由C、H、O三种元素组成,其结构可表示为
官能团为: ,有的油脂的烃基中还含有官能团。
2.形成过程:油脂是高级脂肪酸与甘油(丙三醇)通过酯化反应所生成的酯。
【易错提醒】①R1、R2、R3代表高级脂肪酸的烃基,可以相同或不同。
②天然油脂大都是混合甘油酯。
③相对分子质量小,不足1万,因此油脂不属于高分子化合物。
2.常见的高级脂肪酸
名称
饱和脂肪酸
不饱和脂肪酸
软脂酸
硬脂酸
油酸
亚油酸
结构简式
C15H31COOH
C17H35COOH
C17H33COOH
C17H31COOH
说明
脂肪酸的饱和程度对油脂的熔点影响很大,含较多不饱和脂肪酸的甘油酯,熔点较低;含较多饱和脂肪酸的甘油酯,熔点较高。
二、油脂的分类
三、油脂的用途
1.油脂是产生能量最高的营养物质。
2.油脂能促进脂溶性维生素的吸收。
3.油脂是加热介质并赋予食物令人愉悦的风味和口感,同时润滑肠道,帮助排便。
4.摄入过多油脂会影响人体健康,应合理控制油脂的摄入量。
5.具有保持体温和保护内脏器官的作用。
6.制造肥皂等洗涤剂。
7.是制备护肤品和化妆品原料。
【典例7】(24-25高一下·全国·月考)下列关于油脂的叙述中,不正确的是
A.天然油脂没有固定的熔点和沸点,所以天然油脂是混合物
B.油脂在人体内的化学变化主要是在脂肪酶的催化下进行水解
C.油脂是酯的一种,利用油脂在碱性条件下水解,可以生产甘油和肥皂
D.植物油和矿物油都不能使溴水褪色
【答案】D
【解析】A.天然油脂是混合物,没有固定的熔点和沸点,A正确;B.油脂含有酯基,在人体内的化学变化主要是在脂肪酶的催化下进行水解,B正确;C.油脂含有酯基,是酯的一种,利用油脂在碱性条件下水解,可以生产甘油和肥皂,C正确;D.植物油含有不饱和键,能使溴水褪色,D错误;故选D。
【变式7-1】(2025高一下·全国·月考)植物油厂为了提取大豆中丰富的油脂,下列方案设计合理的是
A.将大豆用水浸泡,使其中的油脂溶于水,然后再蒸馏
B.先将大豆压成薄饼状,再用无毒的有机溶剂浸泡,然后对浸出液进行蒸馏分离
C.将大豆用碱溶液处理,使其中的油脂溶解下来,然后再蒸发出来
D.将大豆粉碎,然后隔绝空气加热,使其中的油脂蒸发出来
【答案】B
【解析】A.油脂不溶于水,A设计不合理,A不合题意;B.油脂易溶于有机溶剂,因此提取油脂应先用有机溶剂浸泡,再进行蒸馏分离,B设计合理,B符合题意;C.大豆用碱处理,其中的油脂水解生成高级脂肪酸盐和甘油,得不到油脂,C设计不合理,C不合题意;D.浪费大量能源,且蒸出效率低,也设计不合理,D不合题意;故答案为:B。
【变式7-2】(26-27高一上·全国·月考)下列说法正确的是
A.植物油和矿物油可以用蒸馏水鉴别
B.植物油和矿物油加入溴水并振荡、静置液体分层,上下两层均无色的是植物油,上层有色,下层无色的是矿物油
C.植物油和矿物油在一定条件下,均不能与氢气发生加成反应
D.油脂、蛋白质属于高分子化合物,而矿物油属于烃类
【答案】B
【解析】A.植物油和矿物油均不溶于水,且密度均小于水,加入蒸馏水后均会分层,油层在上层,无法通过此法鉴别,A错误;B.植物油中含有碳碳双键,能与溴水发生加成反应,使溴水褪色,反应后的产物密度比水大,会沉在下层,矿物油与溴水不发生反应,会发生萃取,溴更易溶于矿物油,且矿物油密度比水小,因此上层(矿物油层)有色,下层无色,B正确;C.植物油含有碳碳双键,能与氢气发生加成反应;而矿物油(如饱和烃)不与氢气加成,C错误;D.蛋白质属于高分子化合物,但油脂的相对分子质量较小,不属于高分子化合物;矿物油属于烃类,D错误;故选B。
【变式7-3】(24-25高一下·山西·期末)油脂是重要的营养物质。下列关于油脂的说法正确的是
A.植物油可以使溴水褪色 B.油脂的密度比水大,难溶于水
C.含较多不饱和脂肪酸的甘油酯熔点较高 D.油脂在碱性条件下水解可得到高级脂肪酸
【答案】A
【解析】A.植物油含较多不饱和脂肪酸的甘油酯,因此含有碳碳双键,可以与溴水发生加成反应使其褪色,A正确;B.油脂的密度一般比水小,且难溶于水,B错误;C.植物油含较多不饱和脂肪酸的甘油酯,熔点较低,C错误;D.高级脂肪酸具有酸性,因此油脂在碱性条件下水解可得到高级脂肪酸盐,D错误;答案选A。
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