第十章 第52讲 生物大分子 合成高分子-2025年高考化学一轮总复习课件
展开1.糖类的组成与分类(1)概念:从分子结构上看,糖类是_________、_________和它们的脱水缩合物。(2)组成:一般由___________三种元素组成,很多糖类分子的组成可用通式___________表示,所以糖类也被称为___________。
(2)核糖和脱氧核糖核糖与脱氧核糖分别是生物体的遗传物质核糖核酸(RNA)与脱氧核糖核酸(DNA)的重要组成部分。
3.二糖——蔗糖和麦芽糖
4.多糖——淀粉和纤维素
判断正误:正确的打“√”,错误的打“×”。(1)(2023·天津卷)淀粉是一种多糖,葡萄糖有还原性( )(2)(2022·辽宁卷)向淀粉水解液中加入碘水,检验淀粉是否发生了水解( )(3)(2023·新课标全国卷)竹简的成分之一纤维素属于天然高分子( )(4)(2023·浙江1月选考卷)从分子结构上看糖类都是多羟基醛及其缩合产物( )
5.核酸(1)天然核酸的分类与作用
(2)核酸的组成①核酸可以看作_______、_______和_______通过一定方式结合而成的生物大分子。碱基与戊糖缩合形成_______,再与磷酸缩合形成了_______,继续缩合聚合得到核酸。
②戊糖是_______或_________,它们均以_______结构存在于核酸中,对应的核酸分别是_________和_____________;③碱基是具有碱性的_______有机化合物,RNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶(分别用字母A、G、C、U表示),DNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶(用字母T表示)。
考向一 糖的结构与性质 [例1] (2024·北京市第二十中学模拟)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M和N分别为两种葡萄糖半缩醛,下列说法正确的是( )
A.葡萄糖半缩醛含有羟基、醚键,该葡萄糖不能发生银镜反应B.半缩醛的形成可看作羟基与醛基发生了加成反应C.物质M分子不具有手性D.葡萄糖半缩醛M和N的分子式均为C6H10O5
葡萄糖中醛基具有还原性,能发生银镜反应,A错误;根据半缩醛M和N的结构简式可知,半缩醛的形成可看作羟基与醛基发生加成反应,B正确;连接四种不同原子或原子团的碳原子是手性碳原子,物质M分子含有5个手性碳原子,具有手性,C错误;葡萄糖半缩醛M和N的分子式均为C6H12O6,D错误。
[练1] 葡萄糖分子中的醛基可以与分子内的羟基作用,形成两种六元环状结构。在葡萄糖水溶液中,存在着链状和环状结构葡萄糖之间的平衡,其中绝大部分葡萄糖为环状结构。三种不同结构的葡萄糖之间的转化关系如图所示:
下列说法错误的是( )A.1 ml P完全燃烧时,最多可消耗6 ml O2B.M能与金属钠发生反应C.一定条件下,P、M、R均能发生酯化反应D.P、M、R分子中,均不是所有原子共面,且P、M、R均不能发生还原反应
考向二 实验探究糖类的水解反应[例2] 为了检验淀粉水解的情况,进行如图所示的实验,试管甲和丙均用60~80 ℃的水浴加热5~6 min,试管乙不加热。待试管甲和丙中的溶液冷却后再进行后续实验。
实验1:取少量甲中溶液,加入新制的氢氧化铜,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的氢氧化铜并加热D.若用唾液代替稀硫酸,则实验1可能出现预期的现象
欲检验淀粉的水解产物具有还原性,应先在水溶液中加入氢氧化钠溶液中和稀硫酸至溶液呈弱碱性,再加入新制的氢氧化铜并加热,根据砖红色沉淀的产生判断产物的还原性。
[练2] 某同学设计了如下实验来检验淀粉水解的程度,下列说法正确的是( )
1.氨基酸的结构与性质(1)组成与结构羧酸分子中烃基的氢原子被_______取代后得到的化合物。蛋白质水解后得到的几乎都是α-氨基酸,其通式为_____________,官能团为_________________________。
(2)化学性质①两性氨基酸分子中既含有羧基,又含有氨基,故氨基酸是_______化合物,能与酸、碱反应生成盐。
②成肽反应两个氨基酸分子(可以相同,也可以不同)在一定条件下,通过氨基与羧基间缩合脱去水,形成含有_______ 的化合物,发生成肽反应。由两个氨基酸分子缩合后形成的含有_______的化合物称为_______,反应通式如下:
二肽还可以继续与其他氨基酸分子缩合生成三肽、四肽、五肽,以至生成长链的多肽,多肽的结构表示如下:多肽常呈_______,因此也叫肽链,肽链能盘曲、折叠,还可以相互结合,形成_______。
2.蛋白质的结构与性质(1)组成与结构①蛋白质含有C、H、O、N、S等元素。②蛋白质是由_______通过_______等相互连接形成的一类生物大分子,蛋白质属于天然有机高分子。
判断正误:正确的打“√”,错误的打“×”。(1)(2022·湖北卷)蛋白质只能由蛋白酶催化水解( )(2)(2023·浙江6月选考卷)利用盐析的方法可将蛋白质从溶液中分离( )(3)(2023·浙江1月选考卷)蛋白质溶液与浓硝酸作用产生白色沉淀,加热后沉淀变黄色( )
考向一 氨基酸的结构与性质 [例1] (教材改编题)甘氨酸(H2NCH2COOH)是最简单的氨基酸。下列说法不正确的是( )A.甘氨酸是两性化合物,既能与NaOH溶液反应,也能与盐酸反应B.一定条件下,氨基酸之间能发生成肽反应生成更为复杂的多肽,进而构成蛋白质C.甘氨酸分子中有手性碳原子,存在对映异构体D.在一定条件下,两分子甘氨酸只能形成1种二肽
甘氨酸中含有羧基和氨基,羧基能与NaOH溶液反应,氨基显碱性,能与盐酸反应,因此甘氨酸属于两性物质,A正确;构成蛋白质的基石是氨基酸,氨基酸通过脱水缩合(成肽反应)形成多肽,进而构成蛋白质,B正确;手性碳原子连有四个不同的原子或原子团,根据甘氨酸的结构简式可知,甘氨酸中不含有手性碳原子,C错误;在一定条件下,两分子甘氨酸脱水形成二肽,其结构为H2NCH2CONHCH2COOH,D正确。
[练1] (2024·山西大同一中月考)L-多巴胺是一种有机化合物,它可用于帕金森综合征的治疗,其结构简式如下: 。下列关于L-多巴胺的叙述不正确的是( )A.属于α-氨基酸,既具有酸性,又具有碱性B.遇到FeCl3溶液显紫色C.可以两分子间缩合形成分子式为C18H18O6N2的化合物,该化合物中有3个六元环D.既与酸反应又与碱反应,等物质的量的L-多巴胺最多消耗NaOH与HCl的物质的量之比为1∶1
含有羧基、氨基,且连接在同一碳原子上,属于α-氨基酸,既具有酸性,又具有碱性,A正确;含有酚羟基,遇到FeCl3溶液显紫色,B正确;两分子通过形成2个肽键缩合形成分子式为C18H18O6N2的化合物,含有肽键形成的六元环及2个苯环,有3个六元环,C正确;酚羟基、羧基都能与氢氧化钠反应,只有氨基与HCl反应,等物质的量的L-多巴胺最多消耗NaOH与HCl物质的量之比为3∶1,D错误。
考向二 蛋白质的结构与性质[例2] (2024·北京首都师大附中调研)诺贝尔化学奖曾授予将“化学生物学提升为现代最大科学”的三位化学家,利用三人的研究成果,可以迅速地辨识蛋白质,制造出溶液中蛋白质分子的三维空间影像。下列关于蛋白质的说法不正确的是( )A.蛋白质在酶的作用下最终水解成氨基酸B.阿胶的主要成分是蛋白质,蚕丝的主要成分是纤维素C.向蛋白质溶液中加入饱和硫酸钠溶液,析出蛋白质固体,加蒸馏水后又溶解D.浓硝酸溅到皮肤上,使皮肤呈现黄色是由于浓硝酸与皮肤发生了颜色反应
蛋白质在酶的作用下能水解,最终产物为氨基酸,A正确;蚕丝的主要成分是蛋白质,B错误;向蛋白质溶液中加入饱和硫酸钠溶液,使蛋白质盐析,盐析是可逆过程,故析出的蛋白质固体加蒸馏水后又重新溶解,C正确;浓硝酸与皮肤上含苯环的蛋白质能发生颜色反应,从而在皮肤上呈现黄色,D正确。
[练2] 科学家借助AI技术可以快速可靠地预测大多数蛋白质的三维形状。下列说法错误的是( )A.α-氨基酸是构成蛋白质的结构单元B.由两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽C.可利用氨基酸既能与酸反应又能与碱反应的性质对氨基酸进行分离D.向蛋白质溶液中加入(NH4)2SO4浓溶液,能使蛋白质变性
天然蛋白质是α-氨基酸的脱水缩合物,故α-氨基酸是构成蛋白质的结构单元,A正确;两个氨基酸通过脱水缩合以后形成的化合物称为二肽,B正确;氨基酸既能与酸反应又能与碱反应,通过调节pH可以降低氨基酸的溶解度,对氨基酸进行分离,C正确;加入(NH4)2SO4浓溶液使蛋白质发生盐析,而不是变性,D错误。
1.基本概念(1)单体:能够进行___________形成高分子的小分子。(2)链节:高分子中化学组成_______、可重复的_______单位。
(3)聚合度:高分子链中含有链节的_______。例如:
2.合成高分子的基本反应(1)加聚反应:由含有_________的小分子以_______反应形式生成高分子的反应。(2)缩聚反应:由单体分子间缩合脱去_______(如H2O、HX等)生成高分子的反应。
3.高分子的分类及特性
其中,_______、__________、_________又被称为“三大合成材料”。
考向 合成高分子的方法[例] (2022·山东卷)下列高分子材料制备方法正确的是( )
[练] (2022·北京卷)高分子Y是一种人工合成的多肽,其合成路线如下:
下列说法不正确的是( )A.F中含有2个酰胺基B.高分子Y水解可得到E和GC.高分子X中存在氢键D.高分子Y的合成过程中进行了官能团保护
1.中国是世界上最早制糖的国家,人体所需70%左右的能量由糖提供。下列说法正确的是( )A.公元674年,我国发明的用黄泥浆使红糖脱色的方法,是利用了黄泥浆的吸附性B.唐朝大历年间,四川遂宁出现用甘蔗制取冰糖的工艺,冰糖的主要成分是葡萄糖
C.饴糖是以米(主要成分淀粉)和麦芽经过糖化熬煮而成的糖,饴糖就是葡萄糖D.“床头冬酿压琼浆”中的“冬酿”指的是蜂蜜,蜂蜜中几乎不含单糖(葡萄糖和果糖)
黄泥浆使红糖脱色是物理变化,利用了黄泥浆的吸附性,A正确;冰糖的主要成分是蔗糖,B错误;饴糖的主要成分是麦芽糖,不是葡萄糖,C错误;蜂蜜的主要成分是葡萄糖和果糖,二者都是单糖,D错误。
2.(2024·浙江金华十校联考)下列说法不正确的是( )A.氨基酸之间能发生聚合反应生成多肽,进而构成蛋白质B.向鸡蛋清溶液中加入硝酸,可析出蛋白质,再加水重新溶解C.免洗手消毒液成分中的乙醇、活性银离子均能使蛋白质变性D.疫苗一般要在规定的冷链状态下运输和储存,其目的是防止蛋白质变性
氨基酸分子通过成肽反应生成多肽,多肽的肽链盘曲、折叠或相互结合,形成蛋白质,A正确;向鸡蛋清溶液中加入硝酸,蛋白质发生变性而凝固,析出蛋白质,再加水不能重新溶解,B错误;75%乙醇、重金属活性银离子均能使蛋白质变性,C正确;疫苗采用冷链状态下运输和储存,防止蛋白质变性而失效,D正确。
3.科学家研究发现蛇毒可以对抗病毒,某蛇毒血清蛋白样肽结构如图所示,下列有关该物质的叙述错误的是( )A.分子式为C17H24O3N4B.能发生加成反应、取代反应C.该物质分子可看成是三个氨基酸分子脱水形成D.既能与盐酸反应,也能与NaOH溶液反应
由结构简式可知,该有机化合物的分子式为C17H24O3N4,A正确;该有机化合物分子中含有的苯环能与氢气发生加成反应,含有的氨基和酰胺基,能发生取代反应,B正确;该有机化合物是三个氨基酸分子和苯甲胺发生取代反应而生成,C错误;该有机化合物含有的氨基、酰胺基可与盐酸反应,含有的酰胺基也能与氢氧化钠溶液反应,D正确。
4.(2024·辽宁沈阳六校联考)秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称,是一种具有多用途的可再生的生物资源,以秸秆(含多糖物质)为原料合成乙酸乙酯的绿色合成路线为
下列说法错误的是( )A.葡萄糖、淀粉和纤维素都是多糖类天然高分子B.M的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHOC.反应①④的反应类型为取代反应,③的反应类型为氧化反应D.菜籽油、乙酸乙酯都属于酯类物质
秸秆主要成分是纤维素,纤维素的最终水解产物是葡萄糖,葡萄糖在酒化酶作用下分解成乙醇和二氧化碳,乙醇被氧化成乙酸,乙醇与乙酸发生酯化反应,生成乙酸乙酯。葡萄糖不是天然高分子,淀粉、纤维素属于多糖,属于天然高分子,A错误;M为葡萄糖,结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,B正确;反应①为纤维素的水解,属于取代反应,反应③乙醇被氧化成乙酸,属于氧化反应,反应④为酯化反应,属于取代反应,C正确;菜籽油和乙酸乙酯属于酯类物质,D正确。
5.(2023·湖北卷)中科院院士研究发现,纤维素可在低温下溶于NaOH溶液,恢复至室温后不稳定,加入尿素可得到室温下稳定的溶液,为纤维素绿色再生利用提供了新的解决方案。下列说法错误的是( )
A.纤维素是自然界分布广泛的一种多糖B.纤维素难溶于水的主要原因是其链间有多个氢键C.NaOH提供OH-破坏纤维素链之间的氢键D.低温降低了纤维素在NaOH溶液中的溶解度
自然界中秸秆、树皮、棉花等主要成分均为纤维素,A正确;构成纤维素的葡萄糖单元中存在三个—OH,纤维素单链之间可以形成氢键,降低了溶解度,NaOH的OH-破坏纤维素链之间的氢键,增大其溶解度,B、C正确;纤维素在低温下溶于NaOH溶液,而恢复至室温后不稳定,故低温增大了纤维素溶解度,D错误。
6.(2023·北京卷)一种聚合物PHA的结构简式如下,下列说法不正确的是( )
7.(2023·浙江6月选考卷)化学烫发巧妙利用了头发中蛋白质发生化学反应实现对头发的“定型”,其变化过程示意图如下。下列说法不正确的是( )
A.药剂A具有还原性B.①→②过程若有2 ml S—S断裂,则转移4 ml电子C.②→③过程若药剂B是H2O2,其还原产物为O2D.化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S位置来实现头发的定型
①→②是氢原子添加进去,该过程是还原反应,因此①是氧化剂,具有氧化性,则药剂A具有还原性,A正确;①→②过程中S的价态由-1变为-2,若有2 ml S—S断裂,则转移4 ml电子,B正确;②→③过程发生氧化反应,若药剂B是H2O2,则B中氧元素的化合价应该降低,其还原产物为H2O,C错误;通过①→②过程和②→③过程,某些蛋白质中S—S位置发生了改变,化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S位置来实现头发的定型,D正确。
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