第四章 生物大分子（图文版知识清单，不可编辑）化学人教版选择性必修3

第四章生物大分子第一节糖类 Z=0 (一、糖类的组成和分类)-知识清单 糖类的组成和分类 1.概念 CH2OH CH2OH OH OH 糖类是指多羟基醛或多羟基酮以及能 HO OH CH2OH 水解生成它们的物质。 OH OH 多羟基醛 多羟基酮 2.组成通式 大多数糖类的通式为Cm(H2O)n；最早称 批注 【特别提醒】通式不适用于所有糖 为碳水化合物，由C、H、O三种元素组成。 类（如脱氧核糖CsH1oO4),有些 符合通式的物质（如乙酸C2H4O2 即C2(H20)2)并非糖类。 1 3.分类 定义 代表物质 分类 示意图&备注 (水解能力及产物)】 (示例) 葡萄糖、果 CH OH CH.OH CH.OH HO -0 OH 0 OH (1)单糖 不能水解的糖 糖、核糖、 HO OH OH OH OH OH OHOH 脱氧核糖 葡萄糖 果糖 核糖 脱氧核糖 1mol糖水解生成 CH.OH CH,OH CH.OH CH,OH 0 -0 H.O -0 .U (2）寡糖 210mol单糖； 麦芽糖、乳 OH HO OH (低聚糖) 若生成2mol单糖 糖、蔗糖 OH H 称为二糖 二糖水解示例 【特别提醒)】 [特别提醒】二糖水解 二糖水解需要 需要酸或催化。 酸成酶催化。 总总总总总 1mol糖水解生成 淀粉、纤维 (3)多糖 33总.5总 10mol以上单糖 素、糖原 总总总总 多糖（聚合物）结构示意 高中化学知识清单：二、单糖 1. 葡萄糖 (1)物理性质 白色晶体，溶于水（不及蔗糖甜），存在于葡萄汁、 甜味水果、蜂蜜中。 (2)组成与绘构 分子式CH1206,最简式CH20, [特荆提醒】葡萄攒在水溶 液中主要以环状结构存在， 结构简式CH2OH(CHOH),CHO(含醛基) 醛墓的开链结构很少，但足 存在环状结构。 以发生庭基的待征反改。 O (3)化学性质 ①氧化反应： 生理氧化/燃烧：C6H120S)+602g→6C02(g)+6H20(0△H=-2804 kJ-mol-1 银镜反应： CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NHa)2OH-2Ag+3NH3+CH2OH(CHOH)COONH+H20 与新制Cu(OH)2反应： CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOH-CH2OH(CHOH)COONa+CuzO+3H2O ②酯化反应：与乙酸反应生成五乙酸葡萄糖酯： ++o CH2OH(CHOH)4CHO+5CH COOH->CH3COOCH(CHOOCCH3)CHO+5H2O ③加成反应（还原反应）： o.H2 与H加成生成己六醇：CH2 OH(CHOH),CHO+H2→CH2 OH(CHOH),CH2OH ④发酵成醇： CH1z06→2CH50H+2C02t A 第二部分：2，果糖 (1)组成与结构 OH (2)物理性质 分子式CH206(与葡萄糖同分异构)， 0 OH 比蕨糖甜，纯净物为白色晶体 结构简式CH2OH(CHOH)3COCH2OH HO OH (通常为粘稠液体)，易溶 (多羟基酮，酮糖)。 OH 于水，是最甜的糖。 CH,OH CH.OH -O H 特别提程：纯净果腋为白色晶体， (3)存在 HO OH OH HO OH 但极隳结晶，通果为私稠衣体。 水果、蜂蜜中。 OH 第三部分：3。核糖与脱氧核糖 核糖：CH,OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO 胱氧核糖：CH2OH-CHOH-CHOH-CH2-CHO (五碳糖) (五碳糖，比核糖少一个氧原子) HO CHO HO. CHO OH OH OH 厨 二糖的组成、结构与性质： 蔗糖与麦芽糖-知识清单 1.蔗糖 (Sucrose) 2.麦芽糖(Maltose) CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH -0 0 O OH OH HO OH OH HO CH2OH HO OH 无醛基OH OH 有醛基 OH (1) 组成与结构 (1)组成与结构 分子式 C12H22011 分子式 C12H22011 (与麦芽糖同分异构) (与蔗糖同分异构) 结构特点 分子中无醛基 结构特点 分子中有醛基 (2）化学性质 (2）化学性质 无还原性 还原性 (不能发生银镜 有还原性 反应) 银镜反应() 还原性 (能发生银镜 反应) C12H22011 (蔗糖)+H20 银镜反应(+) →C6H1206(葡萄糖)+ C6H1206(果糖) (稀硫酸催化加热) 【特别提醒】 *水解产物检验：需先加NaOH C12H22011(麦芽糖)+H20 水解反应 中和硫酸，再用银氨溶液或新 水解反应 →2C6H1206(葡萄糖) 制Cu(OH)2检验葡萄糖。 (酸或酶催化) Step1 Step2 加NaOH中和 加银氨洛液 银镜反应(+) 总结：蔗糖无还原性，水解产葡萄糖和果糖；麦芽糖有还原性，水解只产葡萄糖。 郎 高中化学知识清单：四、甜味剂 1.甜度 以蔗糖为标准的相对甜 度（感官判断） 蔗糖 高甜度剂 (标准=1) 2.分类 (eg,糖精， 甜度约300) 甜味剂分类 ©按来源 盒 按营养价值 按化学结构 天然甜味剂 营养性 糖类 如木糖醇、甜菊糖 如葡萄糖、果糖 如蔗糖、麦芽糖， CH.OH 93 提供能量 视为食品原料后@ 人工合成甜味剂 非营养性 非糖类 如糖精钠、阿斯巴甜 如糖精 如木糖醇、阿斯巴甜 A 几乎不提供能量 OH 3.常见非糖类甜味剂 天然： 人工合成： OH ●木糖醇 阿斯巴甜（天门冬酰苯丙氨酸甲酯） OH HO OH 甜菊糖 HO HO 糖精钠 Na ●甘草酸衍生物 ·环己基氨基磺酸钠 -O Na HO 五、多糖-知识清单 1. 淀粉 纤维素 (1)组成 (1)组成 通式(C6H1oOs)n,天然有 通式(C6H1oOs)n或[C6H702(OH)3]n, 机高分子化合物。 天然有机高分子化合物。 (2）性质 ●水解反应 淀粉酶催化下先水解为麦芽糖，最终 (2）物理性质 为葡萄糖；酸催化下水解直接生成葡 白色、无溴、无味，不溶 萄糖。 于水和一般有机溶剂。 淀粉 淀粉酶 麦芽糖 麦芽精酶 葡萄糖 淀粉 H,加热 (3)化学性质 葡萄糖 ●水解反应 ●淀粉水解程度判断 浓H2S04,△ (C6H1oOs)n+nH20→nC6H1206(葡萄 水解程度 现象 结论 糖)（浓硫酸催化）。 酯化反应 oi ①尚未水解 加磺水变蓝， CH.OH 银镜反应无银镜 未水解 含3个醇羟基/葡萄糖单 ● OH 加碘水变蓝， 元，可生成硝酸酯 (硝化 HO OH ②部分水解 OH 银镜反应有银镜 部分水解 纤维)、乙酸酯。 硝化反应 ③完全水解 加碘水不变蓝， 银镜反应有银镜 完全水解 [(C.H-O2)(OH)3]n+3nHO-NO2- [C6H702(0-N02)3ln+3nH20 【特别提醒】碘水检验淀粉必须在酸性或中 性条件下，银镜反应需在碱性条件下进行。 火棉(N%12.5~13.8%) 爆炸，无烟火药； (3)用途 胶棉(N%10.5~12%) 食物成分、食品工业原料； 抵烧不爆炸，制珂罗酊 (乙 葡萄糖发醇制酒精： 醇-乙醚溶液) C6H1206→2C2H50H+2C02T 工业应用 制粘胶纤维 (人造棉、人造丝) 铜氨纤维。 第二节蛋白质一、 氨基酸的组成和结构 人氨基酸的组成、结构与常见类型-知识清单 1.组成： 羧酸分子中烃基上的H被氨基(NH2)取代的化合物。 (H被-NH2取代) NH R-CH2-COOH R-CH-COOH (羧酸) NH2 (氨基酸) 2.结构： R αa-氦基酸结构简式： R-CH-COOH NH2 CH2 官能团为氨基(-NH2) 和羧基(-COOH) 【特别提醒】a-C上 连有4个不同的原子或 Mg 基团时，具有手性 (甘氢酸除外)。 3.常见氨基酸： 俗名 结构简式 系统命名 0 甘氨酸 H2N-CH2COOH 氨基乙酸 H2N OH CH3-CH-COOH CH3 丙氨酸 2-氨基丙酸 H3C-COOH NH2 NH2 HOOC-CH2-CH2-CH-COOH 0 谷氨酸 2-氨基戊二酸 HOOC、 OH NH2 NH2 苯丙氨酸 CcHs-CH2-CH-COOH 2-氨基-3-苯基丙酸 OH NH2 NH2 半胱氨酸 HS-CH2-CH-COOH 0 2-氨基-3-统基丙酸Hs入 OH NH2 NH2 H,N NH 氨基酸的性质-知识清单 物理性质 200C 无色晶体，熔点200~300℃（熔化时 分解)，溶于强酸/强碱，多数溶于水， 难溶于乙醇/乙醚。 化学性质 水 强酸/碱乙醇/乙醚 (1)两性（与酸、1 碱反应) 与盐酸反应 R 0 与NaOH反应 +HCI H2N月 OH R-CH-COOH NaOH R-CH-COOH→R-CH-COOH NH2 →R-CH-C00Na+H2O NH2 NH3Cl NH2 【特别提醒】 【特别提醒】 -NH2基团接受质子， -C0OH基团给出质子， 体现碱性。 体现酸性。 (2)成肽反应（脱水缩合） 幸中 20 肽键(-CO-NH-) R1-CH-COOH+H2N-CH-COOH->R1-CH-CO-NH-CH-COOH +H2O NH2 R2 NH2 R2 【特别提醒】 成环：分子内或分子间脱水形成环状肽。 形成n个肽键需脱去n 分子水（链状为n-1) 缩聚成高分子：nR-CH-COOH→[NH-CH-CO]n+nH2O NH2 R 高中化学知识清单：蛋白质的组成和结构 1.存在 2.组成 动物肌肉、皮肤、血液、 含C、H、O、N元素，部分含S、P及微量Fe、 乳汁、毛发等；植物种子。 Cu等，相对分子质量几万至几千万的生物高分子。 【特别提醒) N是蛋白质区别于糖类 和脂质的特征元素， 平均含氮量约16%。 相对分子质量(Mr):104~107Da 3.结构层次 级结构 多肽链中氨基酸的排列顺序（决定空 间结构)。 二级结构 H 多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构 H H (如a-螺旋、阝-折叠)。 H 三级结构 【特别提醒】三级结构 主要靠侧链R基团间的相 多肽链进一步折叠形成的球状分子结 互作用维持（如二硫撻、 构（亚基）。 离子键、疏水作用等)。 四级结构 亚基的立体排布及相互作用。 4.性质决定因素氨基酸的种类、数目、排列顺序及特定空间结构。 氨基酸种类/数目/顺序 特定的空间结构 蛋白质的生物功能与性质 蛋白质的化学性质-高中化学知识清单 1.特征反应(Characteristic Reactions) (1)颜色反应：含苯环的蛋白质遇浓硝 (2)灼烧：有烧焦羽毛的特殊气味 酸加热显黄色（鉴别蛋白质）。 (区分毛料与合成纤维) 鉴别蛋白质 换朱羽毛气味 区分毛料（蛋白质） 浓HNO: 与合成好维 2.两性(Amphotericity) 3.水解(Hydrolysis) 多肽链两端及侧链含-NH2和-COOH, 蛋白质→多肽→氦基酸（酸、 碱成晦催化)。 能与酸、碱反应。 H+ 品海 催化剂 -NH2 OH 显酸性， 显碱性，与酸反应 与腕反应 蛋白质 多肽 氨基酸 4.盐析(Salting0ut) 现象：加入饱和(NH4)2SOa、Na2S0,等盐溶液， 蛋白质沉淀；加蒸馏水沉淀溶解。 可逆 -原理：盐浓度较大时降低蛋白质溶解度， 可逆过程。 加入饱和盐溶液 加寨馏水 (如(NH)2S0) -应用：分离提纯蛋白质（多次盐析）。 刍 紫外线 重金属盐 5.变性(Denaturation) -因素：物理（加热、加压、紫外线、超声 加热 不可逆 波等)；化学（强酸、强碱、重金 属盐、乙醇、丙酮等)。 变性蛋白质 加蒸榴水 乙醇（酒精） (沉淀) -现象：蛋白质沉淀，加黍馏水不溶解， 失去生理活性（不可逆）。 应用：杀菌消毒（如酒精消毒）；疫 苗冷冻保存（防止变性）。 酒精消毒 疫苗冷冻保存 五、酶(Enzymes) 五、酶(Enzymes) 1.定义： 由细胞产生的、对生物体内化学反应 具有催化作用的【有机物】 (绝大多数 00 是蛋白质)。 【特别提醒】 注意酶的本质绝大多数是蛋白质 ,少数是RNA。酶的活性受温 度、pH值等因素影响较大。 2.催化特点： 条件温和 专一性 高效性 常温、近中性条件 一种酶只催化一种或 催化速率比普通催 下发挥作用。 类反应（如【蛋白 化剂高【107~1013 酶催化蛋白质水解】 倍】。 pH ))。 107~1013倍 酵素 蛋白 淀粉 25°d 8 00月 普通催化剂 酶 核酸的组成与ATP-高中化学知识清单 第三节核酸一、核酸的组成 1.分类与作用 类别 存在 生理作用 DNA(脱氧核糖核酸) 细胞核 【遗传信息载体】，控制蛋白质合成、细胞分裂 RNA(核糖核酸) 细胞质 根据DNA信息【控制蛋白质合成】 2。基本组成单位 核苷酸 磷酸 五碳糖 含氮碱基 元素：【C、H、O、N、P】 DNA基本单位：脱氧核苷酸 RNA基本单位：核糖核苷酸 磷酸 +0◆C可 【特剂堆鹽]注衰五 磷酸 碱基【A、G、C、T】 碳糖2号位碳原子的 区别(H vs OH)以 碱基【A、G、C、U】 HH 及特有碱墓基的区别 OH OH 【肤氣核糖】 (TvsU). 【核糖】 3.腺苷三磷酸(ATP) 【高能碳酸键】 N 腺嘌呤 核糖 功能：生物体内【直筱能量来瀏，水解时择放大量能量：ATP→ADP+P1+能量米 (ATP酶催化) 合成：植物光合作用、动物食物氧化分解提供能量，ADP+Pi→ATP k+ 【特别提醒]ATP中的五猿糖是核糖，ATP分子去掉了 两个磷酸基团后，剩下的结构是腺嘌呤核糖核苷酸 (AMP),是RNA的基本组成单位之一。 核酸的结构与功能-高中化学知识清单 1. DNA(脱氧核糖核酸) 5 3 组成：脱氧核苷酸链（碱基 脱氧核糖磷酸骨架 A、T、G、C)。 (外侧) 碱基 (A,T,G,或C) 2个氢键 脱氧核糖 G OH H 3个氩鍵 结构：双螺旋结构，两条链 反向互补，通过碱基氧键配 碱基对 9 对(A-T,G-C),脱氧核 (内侧) 【特别提醒】DNA 特有碱基是胸腺嘧 糖-磷酸链在*外侧，碱基在 啶(T),没有尿 内侧。 5 诚基对 咤啶(U)! 2,RNA(核糖核酸) [特别提醒】RNA特 组成：核糖核苷酸链（碱基 有碱基是尿嘘啶 A、U、G、C) (U),五碳糖是核糖， 且通常是单链！ 碱基 (A,U,G,或C) 0 核糖 mRNA 发夹结构 OH OH (信使RNA) (局部双螺旋) ■结构：通常为单链，部分区 域可形成局部双螺旋。 ■功能：引导蛋白质合成 (mRNA、tRNA、rRNA)o 核运体 tRNA rRNA (转运RNA) (核糖体RNA)