内容正文:
一、主干知识——在微点判断中澄清
1.判断下列有关糖类叙述的正误
(1)糖类物质的分子都可以用Cm(H2O)n来表示。 (×)
(2)糖类都能发生水解反应。 (×)
(3)用银氨溶液可鉴别麦芽糖和蔗糖。 (√)
(4)1 mol麦芽糖水解得到1 mol葡萄糖和1 mol果糖。 (×)
(5)淀粉和纤维素都可以用(C6H10O5)n表示,所以二者互为同分异构体。 (×)
(6)淀粉在酸性条件下能发生水解生成葡萄糖。 (√)
(7)淀粉和纤维素的通式相同且最终水解产物相同。 (√)
2.判断下列有关油脂叙述的正误
(1)天然油脂都是高分子化合物。 (×)
(2)天然油脂大多是由同酸甘油三酯分子组成的。 (×)
(3)植物油可与H2发生加成反应制得人造脂肪。 (√)
(4)牛油可以在碱性条件下加热水解制肥皂 。 (√)
(5)所有的油脂在酸性条件下或碱性条件下都能发生水解反应。 (√)
(6)能发生氢化反应的油脂都能使酸性高锰酸钾溶液褪色。 (√)
(7)酯在碱性条件下的水解反应称为皂化反应。 (×)
3.判断下列有关氨基酸叙述的正误
(1)氨基酸都能发生水解反应。 (×)
(2)氨基酸能发生中和、酯化、成肽反应。 (√)
(3)因氨基酸能形成内盐,因此,熔点较高。 (√)
(4)人体内氨基酸的分解代谢最终产物是水、二氧化碳和尿素。 (√)
(5)氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性。 (×)
4.判断下列有关蛋白质叙述的正误
(1)向蛋白质溶液中滴加硫酸铜溶液发生盐析。 (×)
(2)某些蛋白质遇浓硝酸显黄色。 (√)
(3)蛋白质溶液具有丁达尔效应。 (√)
(4)蛋白质的基本结构单元是氨基酸。 (√)
(5)重金属盐能使蛋白质变性,吞服钡餐(BaSO4)会引起中毒。 (×)
(6)苯酚、乙醇、硫酸铜、氢氧化钠和硫酸铵均能使蛋白质变性。 (×)
(7)蛋白酶是蛋白质,它不仅可以催化蛋白质的水解反应,还可以催化淀粉的水解反应。 (×)
(8)蛋白质的一级结构的主键是肽键与氢键。 (×)
5.判断下列有关核酸叙述的正误
(1)组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸。 (×)
(2)核酸根据其组成可分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。 (√)
(3)核酸是具有遗传信息的蛋白质。 (×)
(4)核苷酸水解生成磷酸和核苷。 (√)
(5)DNA中的碱基与RNA中的碱基种类相同。 (×)
(6)DNA、RNA均为双螺旋结构。 (×)
(7)RNA主要存在于细胞核中,它根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成。 (×)
二、综合思维——在知识融会中贯通
(一)糖类
单糖性质
(葡萄糖)
还原性
能发生氧化反应,能与银氨溶液反应
酯化反应
葡萄糖含羟基,可与乙酸等发生酯化反应
二糖性质
银镜反应
麦芽糖、乳糖等能发生银镜反应
水解反应
+H2O+
多糖性质
纤维素的水解反应:
+nH2O
纤维素的硝化反应
[综合训练]
1.乙醇、乙酸和葡萄糖三种溶液,只用一种试剂就能将它们区别开来,该试剂是 ( )
A.金属钠 B.石蕊试液
C.新制氢氧化铜悬浊液 D.NaHCO3溶液
解析:选C Na与乙醇、乙酸、葡萄糖均能反应放出氢气,Na不能将它们区别;只有乙酸使石蕊试液变红色,石蕊试液不能区别乙醇和葡萄糖;NaHCO3只与乙酸反应放出CO2气体,不能区别乙醇和葡萄糖;新制氢氧化铜悬浊液与乙醇不反应,而与葡萄糖溶液加热到沸腾有砖红色沉淀生成,新制氢氧化铜悬浊液溶于乙酸,溶液澄清显蓝色,故C项能区别三种液体。
2.下列各项中的两种物质既不是同分异构体,也不是同系物的是 ( )
A.葡萄糖和果糖 B.蔗糖和麦芽糖
C.甲醛和乙醛 D.葡萄糖和蔗糖
解析:选D A项和B项中的物质的分子式分别相同,但结构不同,属于同分异构体;C项中的甲醛和乙醛结构相似,分子内都含有醛基,组成上相差一个“CH2”,属于同系物。
3.某学生设计了如下实验方案用以检验淀粉水解的情况:
下列结论正确的是 ( )
A.淀粉尚有部分未水解
B.淀粉已完全水解
C.淀粉没有水解
D.淀粉已发生水解,但不知是否完全水解
解析:选D 因为混合液呈碱性,I2能与过量NaOH溶液反应,所以加碘水不变蓝,不能说明不含淀粉;加入新制氢氧化铜悬浊液加热后生成砖红色沉淀,说明其中含有葡萄糖。故结论应为淀粉已水解,但不能判断是否完全水解。
(二)油脂
水解反应
皂化反应
氢化反应
含不饱和键的油脂可以通过催化加氢的方法变为饱和高级脂肪酸甘油酯
[综合训练]
4.下列说法正确的是 ( )
A.植物油属于酯,脂肪也属于酯
B.酯是纯净物,油脂是混合物,油脂不属于酯
C.所有的脂都属于酯,因而化学上“脂”与“酯”经常混用
D.脂肪是高级脂肪酸的甘油酯,而油不是
解析:选A 植物油和动物脂肪都是高级脂肪酸的甘油酯,A正确;油脂属于酯,酯可以是混合物,也可以是纯净物,B错误;脂不一定是酯,如树脂不是酯,酯也不一定是脂,如乙酸乙酯不是脂,C错误;植物油和动物脂肪都是高级脂肪酸的甘油酯,D错误。
5.能区别地沟油与矿物油的方法是 ( )
A.点燃,能燃烧的是矿物油
B.测定沸点,有固定沸点的是矿物油
C.加入水中,浮在水面上的是地沟油
D.加入足量氢氧化钠溶液共热,不分层的是地沟油
解析:选D 地沟油和矿物油均可燃烧,A错误;地沟油和矿物油均为混合物,均没有固定的沸点,B错误;地沟油和矿物油密度均小于水,均难溶于水,C错误;地沟油主要成分为油脂,可在碱性条件下水解,因此地沟油与NaOH溶液共热后不再分层,矿物油为烃的混合物,不能与NaOH溶液反应,因此溶液分层,D正确。
(三)氨基酸
两性
既可以与酸反应也可以与碱反应
成肽反应
两分子氨基酸发生脱水反应生成肽键
显色反应
凡含有—NH2的α⁃氨基酸遇茚三酮均显紫色
[综合训练]
6.一种二肽的结构简式如图,合成这种二肽的氨基酸是 ( )
A.和
B.
C.
D.和
解析:选D 该二肽的结构简式为,断裂肽键,氨基上增加一个氢原子,羰基上增加一个羟基,所以合成这种二肽的氨基酸是和,故选D。
7.我国化工专家吴蕴初自主破解了“味精”的蛋白质水解工业生产方式。味精的主要成分为谷氨酸单钠盐。X是谷氨酸(结构简式如下)的同分异构体,与谷氨酸具有相同的官能团种类与数目。下列有关说法正确的是 ( )
谷氨酸
A.谷氨酸分子式为C5H8NO4
B.谷氨酸分子中有2个手性碳原子
C.谷氨酸单钠能溶于水
D.X的数目(不含立体异构)有9种
解析:选C 根据谷氨酸的结构简式,可知分子式为C5H9NO4,A错误;谷氨酸分子中有1个手性碳原子(用*标出):,B错误;谷氨酸单钠属于钠盐,能溶于水,C正确;X有(不含立体异构)、、、、、、、,共8种结构,D错误。
(四)蛋白质
两性
多肽链的两端存在着自由的氨基和羧基,是两性化合物
盐析
向蛋白质溶液中加入浓的无机盐溶液从而降低蛋白质的溶解性,该过程可逆
变性
蛋白质遇到重金属盐、强酸、强碱、甲醛、酒精等物质也会生成沉淀,该过程不可逆
颜色
反应
含苯环的蛋白质遇浓硝酸显黄色
蛋白质遇双缩脲试剂显紫玫瑰色
蛋白质遇茚三酮显紫色
水解
蛋白质→肽类化合物→氨基酸
[综合训练]
8.有关蛋白质的叙述中不正确的是 ( )
A.向蛋白质溶液中滴加硫酸铜溶液发生盐析
B.某些蛋白质遇浓硝酸显黄色
C.蛋白质溶液具有丁达尔效应
D.蛋白质的基本结构单元是氨基酸
解析:选A 硫酸铜是重金属盐,能使蛋白质发生变性,故A错误;含有苯基的蛋白质遇浓硝酸变黄色,是由于浓HNO3和蛋白质发生颜色反应,故B正确;蛋白质溶液分散质微粒直径在1~100 nm之间,属于胶体,具有丁达尔效应,故C正确;氨基酸能合成蛋白质,故D正确。
9.酶是蛋白质,因而具有蛋白质的特性,酶又是生物制造出来的催化剂,因而能在许多有机反应中发挥作用。在下图表示温度T与反应速率v的关系曲线中,有酶参加的是 ( )
解析:选D 酶作为生物催化剂,在适宜的温度下其催化性能很高,但如果温度过高就会失去生理活性,其催化性能降低甚至丧失,综合分析只有D曲线符合。
10.蛋白质是生命的物质基础,是生命活动的主要承担者。下列有关蛋白质的说法正确的是 ( )
A.蛋白质变性后,肽键断裂,不能利用双缩脲试剂进行检测
B.氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性
C.酶是一种高效的生物催化剂,所有的酶都属于蛋白质
D.用甘氨酸和丙氨酸缩合最多可形成四种二肽
解析:选D 重金属盐能使蛋白质发生变性,但不能使氨基酸发生变性,故B错误;酶指具有生物催化功能的高分子物质,大部分为蛋白质,少部分是核糖核酸(RNA),故C错误;用甘氨酸()和丙氨酸()缩合,当同种氨基酸脱水,生成2种二肽,当异种氨基酸脱水,可以生成2种二肽,最多可形成4种二肽,故D正确。
三、迁移应用——在课题活动中践行
课题活动 研究生物大分子的结构与性质
我们在日常生活中常涉及一些生物大分子,比如淀粉、蛋白质、多糖等。它们在生物体内担负着许多重要的生命活动。研究这些大分子的结构、性质与功能,对理解生命活动在分子水平上的本质和机理有着至关重要的意义。
探究目标(一) 糖类的性质及应用
聚乳酸(PLA)是一种无毒、可再生、可分解的高分子聚合物塑料。PLA早期用于医学上,做手术缝合线及骨钉等,现在已较广泛应用于一些常见的物品,如包装袋、纺织纤维。
PLA由植物中萃取出淀粉(玉米、小麦、甘薯等)或用纤维素(玉米干草、麦秆、甘蔗渣等木质的农业废弃物)经过下列过程制造而成:
淀粉或纤维素葡萄糖乳酸聚乳酸
1.写出淀粉水解生成葡萄糖的化学方程式。
提示:(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6
淀粉 葡萄糖
2.已知1 mol葡萄糖2 mol乳酸,转化过程中无其他反应物、生成物,则乳酸的分子式是什么?
提示:C3H6O3。1 mol葡萄糖可以得到2 mol乳酸,且转化过程上无其他反应物,生成物,则根据原子守恒由葡萄糖的分子式C6H12O6可知乳酸的分子式为C3H6O3。
3.某研究性小组为了研究乳酸(无色液体,与水混溶)的性质,做了如下实验:
①取1.8 g乳酸与过量的饱和NaHCO3溶液反应,测得生成的气体体积为448 mL(气体体积已换算为标准状况下体积,下同)。
②另取1.8 g乳酸与过量的金属钠反应,测得生成的气体体积为448 mL。
由实验数据推知乳酸分子中含有什么官能团?从以上条件推知乳酸可能的结构简式是什么?
提示:羟基、羧基,CH3CH(OH)COOH或CH2(OH)CH2COOH。由①知0.02 mol乳酸与过量的饱和NaHCO3溶液反应,生成0.02 mol气体,推知乳酸含有一个羧基;由②知0.02 mol乳酸与过量Na反应,生成0.02 mol气体,结合①推知乳酸还含有一个羟基。
4.经现代化学仪器分析,测定乳酸分子中含有1个甲基,请写出乳酸分子之间通过酯化反应生成的六元环状化合物的结构简式。
提示:乳酸分子中含有1个甲基,则乳酸的结构简式为CH3CH(OH)COOH,乳酸分子之间通过酯化反应生成的六元环状化合物的结构简式为。
探究目标(二) 油脂的结构与性质
人体必需的三种脂肪酸为亚油酸、α⁃亚麻酸以及花生四烯酸。必需脂肪酸是人体自身不能合成,必须从食物摄取的脂肪酸。
1.亚油酸(C17H31COOH)以甘油酯的形式存在于动植物油脂中,是以甘油酯形态构成的亚麻仁油、棉籽油之类的干性油、半干性油的主要成分。写出亚油酸甘油酯在脂肪酶条件下水解的化学方程式。
提示:
2.亚麻酸[CH3(CH2CH==CH)3(CH2)7COOH]含有三个双键的多元不饱和脂肪酸,是一种ω⁃3必需脂肪酸,能抗血栓,保肝。存在于亚麻籽油中。写出亚麻酸甘油酯发生皂化反应的化学方程式。
提示: 。
探究目标(三) 蛋白质与核酸的结构与性质
以下为某品牌奶粉的营养成分配料表,根据下图回答问题:
1.奶粉中含有大量蛋白质,向硫酸铵中加入蛋白质,然后再加入蒸馏水,可以观察到什么现象?向硝酸银溶液中加入蛋白质,然后再加入蒸馏水,又有什么现象呢?
提示:向硫酸铵中加入蛋白质,然后再加入蒸馏水,可以观察到先产生白色沉淀,然后又溶解。向硝酸银溶液中加入蛋白质,然后再加入蒸馏水,蛋白质会变性,生成沉淀不溶解。
2.苯丙氨酸是构成蛋白质的一种重要氨基酸,写出苯丙氨酸与盐酸和氢氧化钠溶液反应的化学方程式。
提示:
3.生物细胞的遗传物质为DNA或者RNA,DNA与RNA中共同碱基是什么?
提示:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)。
[素养训练]
如图是乙酸乙酯的绿色合成路线之一:
(1)M的分子式为 。
(2)下列说法不正确的是 (填字母)。
A.糖类和蛋白质都属于天然高分子化合物
B.M可与新制的氢氧化铜悬浊液在加热条件下生成砖红色沉淀
C.淀粉和纤维素的化学式均为(C6H10O5)n,二者互为同分异构体
D.用饱和碳酸钠溶液可以鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯
(3)乙醇在铜作催化剂时与氧气反应,反应的化学方程式为 。
(4)乙醇和乙酸在一定条件下制备乙酸乙酯。用示踪原子法可确定某些化学反应的机理,写出用CH3CH2OH和CH3C18O18OH反应制取乙酸乙酯的化学方程式: 。
(5)在常温常压下,油脂既有呈固态的,也有呈液态的。某液态油脂的一种成分的结构简式为,则该油脂 (填“能”或“不能”)使溴水褪色,该油脂在热NaOH溶液中水解的产物可用于生产化妆品的是 。
解析:由合成路线可知,以淀粉或纤维素为原料,完全水解生成的M为葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下生成CH3CH2OH,CH3CH2OH被氧化生成CH3CHO,CH3CHO氧化生成CH3COOH,乙醇、乙酸发生酯化反应生成CH3COOCH2CH3。(1)M为葡萄糖,分子式为C6H12O6;(2)蛋白质属于天然高分子化合物,糖类中的单糖、二糖等是小分子化合物,故A错误;M为葡萄糖,是还原性糖,M可与新制的氢氧化铜悬浊液在加热条件下生成砖红色沉淀,故B正确;淀粉和纤维素的化学式均为(C6H10O5)n,但聚合度不同,二者不互为同分异构体,故C错误;用饱和碳酸钠溶液可以鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯,现象分别是互溶不分层、互溶有气泡、分上下两层,故D正确;(3)乙醇在铜作催化剂时与氧气反应生成乙醛和水,反应的化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;(4)乙醇和乙酸在一定条件下制备乙酸乙酯,原理是酸脱羟基,醇脱氢。用示踪原子法可确定某些化学反应的机理,用CH3CH2OH和CH3C18O18OH反应制取乙酸乙酯的化学方程式:CH3CH2OH+CH3C18O18OHCH3C18OOCH2CH3+O ;(5)某液态油脂的一种成分的结构简式为,分子中含有碳碳不饱和键,则该油脂能使溴水褪色,该油脂在热NaOH溶液中水解的产物有高级脂肪酸钠和丙三醇,丙三醇有较好的保水性,可用于生产化妆品。
答案:(1)C6H12O6 (2)AC
(3)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O (4)CH3CH2OH+CH3C18O18OHCH3C18OOCH2CH3+O
(5)能 丙三醇
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