第7講

生物大分子與合成高分子(基礎落實課)逐點清(一)糖類(一)糖的組成和分類[注意]

①糖不一定均符合通式Cm(H2O)n，如脫氧核糖(C5H10O4)；符合通式Cm(H2O)n的有機物不一定均是糖類，如乙酸(C2H4O2)；②不是所有的糖都有甜味，有的糖有甜味，如葡萄糖等；有的糖沒有甜味，如纖維素等。(二)單

糖1．葡萄糖易溶于水的無色晶體，有甜味結構葡萄糖分子式為__________，分子中含有醛基，屬于醛糖。分子中含有5個羥基，其結構簡式為____________________，屬于多羥基醛化學性質①醛基性質(還原糖)：在堿性條件下，與銀氨溶液混合水浴加熱，有______出現；與新制Cu(OH)2共熱，有__________出現。②羥基性質：與活潑金屬反應，與羧酸發生酯化反應等C6H12O6CH2OH(CHOH)4CHO銀鏡磚紅色沉淀續表2．果糖存在和應用在水果和蜂蜜中含量較高，比蔗糖的甜度高，應用于食品和醫藥的生產中性質和結構①無色晶體，易溶于水，吸濕性強。②分子式為__________，是________的同分異構體。③果糖是一種多羥基酮，屬于酮糖C6H12O6葡萄糖3.核糖與脫氧核糖作用它們分別是生物體的遺傳物質_____________

(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)的重要組成部分結構它們都是含有5個碳原子的單糖。核糖分子式為_________，結構簡式為CH2OH(CHOH)3CHO；脫氧核糖分子式為C5H10O4

，結構簡式為_________________________核糖核酸C5H10O5CH2OH(CHOH)2CH2CHO(三)二

糖1．蔗糖C12H22O11葡萄糖果糖2.麥芽糖C12H22O11葡萄糖[注意]

①蔗糖和麥芽糖二者分子式相同，但是結構不同，屬于同分異構體。②乳糖也是二糖，乳糖經發酵可生成乳酸。(四)多

糖1．淀粉和纖維素的結構特點(1)它們是由大量葡萄糖單元相互連接組成的天然有機高分子化合物。(2)淀粉和纖維素的分子式可以表示為(C6H10O5)n，也可以表示為[C6H7O2(OH)3]n，因為二者的n值不同，所以組成和結構也不同，不屬于同分異構體。2．淀粉3．纖維素醇羥基硝酸纖維醋酸纖維[注意]

淀粉和纖維素都不能被新制氫氧化銅等弱氧化劑氧化，屬于非還原糖。[題點考法·全面練通]題點(一)糖類的組成、結構與性質1．下列有關糖類的敘述正確的是

()A．糖類都具有甜味B．糖類都含有羰基，對新制氫氧化銅等弱氧化劑表現出還原性C．糖類的組成都符合Cm(H2O)n的通式D．糖類是多羥基醛、多羥基酮和它們的脫水縮合物解析：淀粉、纖維素等無甜味，A錯；淀粉、蔗糖等不能被新制氫氧化銅氧化，B錯；脫氧核糖不符合通式，C錯誤。答案：D2.(2022·廣東等級考)我國科學家進行了如圖所示的碳循環研究。下列說法正確的是

()A．淀粉是多糖，在一定條件下能水解成葡萄糖B．葡萄糖與果糖互為同分異構體，都屬于烴類C．1molCO中含有6.02×1024個電子D．22.4LCO2被還原生成1molCO解析：淀粉是由葡萄糖分子聚合而成的多糖，在一定條件下水解可得到葡萄糖，故A正確；葡萄糖與果糖的分子式均為C6H12O6，結構不同，二者互為同分異構體，但含有O元素，不屬于烴類，故B錯誤；1個CO分子含有14個電子，則1molCO中含有14×6.02×1023個電子，故C錯誤；未指明氣體處于標準狀況下，不能用標準狀況下的氣體摩爾體積計算其物質的量，故D錯誤。答案：A題點(二)糖類的性質實驗探究3．(2021·山東等級考)某同學進行蔗糖水解實驗，并檢驗產物中的醛基，操作如下：向試管Ⅰ中加入1mL20%蔗糖溶液，加入3滴稀硫酸，水浴加熱5分鐘。打開盛有10%NaOH溶液的試劑瓶，將玻璃瓶塞倒放，取1mL溶液加入試管Ⅱ，蓋緊瓶塞；向試管Ⅱ中加入5滴2%CuSO4溶液。將試管Ⅱ中反應液加入試管Ⅰ，用酒精燈加熱試管Ⅰ并觀察現象。實驗中存在的錯誤有幾處

()A．1B．2C．3D．4解析：第1處錯誤：利用新制氫氧化銅溶液檢驗蔗糖水解生成的葡萄糖中的醛基時，溶液需保持弱堿性，否則作水解催化劑的酸會與氫氧化銅反應，導致實驗失敗，題干實驗過程中蔗糖水解后溶液未堿化；第2處錯誤：NaOH溶液具有強堿性，不能用玻璃瓶塞，否則NaOH與玻璃塞中SiO2反應生成具有黏性的Na2SiO3，會導致瓶蓋無法打開。答案：B4.有以下實驗過程。結合實驗過程，下列結論正確的是

()A．淀粉尚有部分未水解B．淀粉已完全水解C．淀粉沒有水解D．淀粉已發生水解，但不知是否完全水解解析：淀粉遇到碘變藍色，淀粉液在酸性環境下發生水解生成葡萄糖水解液，加入氫氧化鈉溶液調節溶液呈堿性，再加入碘水，因為碘水能夠與氫氧化鈉反應，所以不能通過溶液不變藍說明溶液中沒有淀粉，在堿性環境下加入新制備的氫氧化銅，產生磚紅色沉淀，說明水解液中含有葡萄糖，說明淀粉已經水解，所以通過實驗能夠證明淀粉已經水解，但是否水解完全無法確定。答案：D[思維建模](1)在酸性條件下糖類水解產物(葡萄糖)檢驗時，水解液要加堿中和至堿性。(2)淀粉水解程度的檢驗①實驗步驟②實驗現象及結論

現象A現象B結論a未出現銀鏡溶液變藍色淀粉尚未水解b出現銀鏡溶液變藍色淀粉部分水解c出現銀鏡溶液不變藍色淀粉完全水解逐點清(二)蛋白質

核酸(一)蛋白質1．氨基酸的分子結構(1)氨基酸是羧酸分子烴基上的氫原子被_____取代得到的化合物。分子中既含有______又含有______。(2)天然氨基酸幾乎都是α－氨基酸，其結構簡式可以表示為_____________。α－氨基酸除甘氨酸外，一般均含有連接4個不同原子或原子團的手性碳原子，具有對映異構體。氨基羧基氨基2．氨基酸的性質(1)物理性質：天然氨基酸均為_____晶體，熔點_____，一般都能溶于水，難溶于乙醇、乙醚等有機溶劑。

無色較高(2)化學性質兩性氨基酸分子中含有酸性基團___________，堿性基團_______，氨基酸是兩性化合物，能與酸、堿反應生成鹽。如甘氨酸與HCl和氫氧化鈉反應的化學方程式分別為

—COOH—NH2續表肽鍵兩個蛋白質3．蛋白質的組成、結構與性質(1)蛋白質的組成蛋白質是由多種氨基酸通過肽鍵等相互連接形成的一類生物大分子。主要含有C、H、O、N、S等元素，屬于天然________化合物。高分子(2)蛋白質的性質水解在酸、堿或酶的作用下最終生成_________兩性含有_______顯堿性和含有_________顯酸性鹽析某些濃的無機鹽可降低蛋白質的溶解度而使蛋白質從水溶液中析出，為______過程。可用于分離提純蛋白質變性加熱、加壓、攪拌、振蕩、超聲波、紫外線、放射線和強酸、強堿、重金屬鹽、乙醇、甲醛等條件下，一些有機物會使蛋白質變性，屬于________過程。是殺菌、消毒的原理顯色反應含苯環的蛋白質遇濃硝酸，加熱顯黃色——蛋白質的檢驗方法燃燒有__________的氣味——檢驗毛、絲紡織品氨基酸—NH2—COOH可逆不可逆燒焦羽毛(3)酶概念一類由細胞產生的、對生物體內的化學反應具有催化作用的有機化合物，其中絕大多數是蛋白質催化特點條件溫和，不需加熱具有高度的________性具有高效________作用專一催化(4)蛋白質鹽析和變性的比較

鹽析變性條件較濃的輕金屬鹽或銨鹽溶液，如(NH4)2SO4、Na2SO4溶液等加熱、紫外線、放射線、重金屬鹽、強酸、強堿、甲醛等特點可逆，蛋白質仍保持原有活性不可逆，蛋白質已失去原有活性應用分離、提純蛋白質，如向蛋白質溶液中加入飽和Na2SO4[或(NH4)2SO4]溶液，使蛋白質析出消毒、滅菌，給果樹施用波爾多液，保存動物標本等(二)核酸——生物大分子天然核酸根據其組成中所含戊糖不同，分為核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)兩大類，它們對遺傳信息的儲存和傳遞、蛋白質的生物合成等起著決定性作用。1．核糖核酸的形成2．脫氧核糖核酸的形成[題點考法·全面練通]題點(一)氨基酸與蛋白質的結構性質1．人類借助于超高分辨率熒光顯微鏡可以觀察到單個的蛋白質分子。下列有關敘述不正確的是

()A．蛋白質中含有碳、氫、氧、氮等元素B．蛋白質屬于高分子化合物C．蛋白質可完全水解生成氨基酸D．并不是所有的蛋白質都能水解，有些蛋白質在適當的條件下不能水解解析：蛋白質都可以水解最終生成對應的氨基酸。答案：D2．下列關于蛋白質的敘述不正確的是

()①蛋白質溶液里加入飽和硫酸銨溶液有蛋白質析出，即使再加入水也不溶解

②人工合成的具有生命活力的蛋白質——結晶牛胰島素是我國科學家在1965年首次合成的

③重金屬鹽能使蛋白質變性，所以誤食重金屬鹽會中毒

④濃硝酸濺在皮膚上使皮膚呈黃色，是由于濃硝酸與蛋白質發生了顯色反應

⑤蛋白質溶液里的蛋白質分子能透過半透膜

⑥灼燒可以用來檢驗蛋白質

⑦酶是一種重要的蛋白質，在高溫下有很強的活性，幾乎能催化人體中的各類反應A．①④

B．①④⑤

C．①⑤⑦ D．⑤⑥⑦解析：蛋白質溶液里加入飽和硫酸銨溶液有蛋白質析出，此過程為蛋白質的鹽析，蛋白質沒有失去生理活性，加水后可以繼續溶解，①錯誤；蛋白質溶液里的蛋白質分子屬于高分子，不能透過半透膜，⑤錯誤；酶是一種生物催化劑，具有高度的專一性，一種酶只能催化一類化學反應，不能催化身體中的各類反應，⑦錯誤。答案：C3．(2022·北京等級考)高分子Y是一種人工合成的多肽，其合成路線如下。下列說法不正確的是

()A．F中含有2個酰胺基B．高分子Y水解可得到E和GC．高分子X中存在氫鍵D．高分子Y的合成過程中進行了官能團保護答案：B[思維建模]

氨基酸的成肽規律題點(二)核酸的組成、結構與生物功能4．下列關于核酸的說法正確的是

()A．核酸是由C、H、O、N、P等元素組成的小分子有機化合物B．組成核酸的基本單位是脫氧核苷酸C．RNA是生物遺傳信息的載體，還指揮著蛋白質的合成、細胞的分裂D．對核酸的結構和生物功能的研究有助于認識生命活動規律答案：D5．對某個DNA分子進行化學分析，發現鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數的54%，又知該DNA的一條鏈(A鏈)所含的堿基中腺嘌呤占28%，問與A鏈相對應的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數的

()A．26%B．24%C．18%D．11%解析：鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數的54%，可知G＝C＝27%、A＝T＝50%－27%＝23%。又因DNA的一條鏈(A鏈)所含的堿基中腺嘌呤占28%，假設每條鏈有100個堿基，兩條鏈共含腺嘌呤等于200×23%＝46，A鏈中腺嘌呤的數量等于100×28%＝28，則另一條鏈中腺嘌呤數為18，占該鏈全部堿基數的18%，C正確。答案：C[歸納拓展]

堿基互補配對的兩個規律逐點清(三)合成高分子(一)合成高分子的基本方法1．高分子的特點(1)高分子的相對分子質量比一般有機化合物大得多，通常在104以上。(2)高分子的相對分子質量是一個平均值，聚合反應得到的是分子長短不一的混合物。[注意]

因為n值不確定，所以高分子化合物的成分也不確定，所以不是純凈物，一般認為是混合物。2．加成聚合反應(1)概念：由單體分子間通過_______反應生成高分子的反應稱為加成聚合反應，簡稱_______反應。反應生成的聚合物稱為_____________，簡稱加聚物。(2)加聚物的組成與結構(以聚氯乙烯為例)已知聚氯乙烯的結構簡式為

。加成加聚加成聚合物單體能合成高分子的小分子物質稱為單體。由此可知聚氯乙烯的單體是____________鏈節高分子鏈中可重復的結構稱為鏈節，又稱重復結構單元。聚氯乙烯的鏈節是________________聚合度高分子鏈中含有的_______數目稱為聚合度，通常用n表示加聚物的平均相對分子質量加聚物的平均相對分子質量＝鏈節的相對質量×nCH2==CHCl—CH2—CHCl—鏈節3．縮合聚合反應(1)概念：由單體分子間通過______反應生成高分子的反應稱為縮合聚合反應，簡稱______反應。反應生成的聚合物稱為___________，簡稱縮聚物。(2)反應特點①在生產縮聚物的同時，還伴有_______的副產物(如H2O等)的生成。②大多縮聚反應是_____反應，為提高產率，并得到具有較高聚合度的縮聚物，需要及時移除反應產生的小分子副產物。縮合縮聚縮合聚合物小分子可逆(3)縮聚物的結構簡式書寫縮聚物的結構簡式時，一般在方括號外側寫出端基原子或原子團。例如，(4)縮聚反應方程式的書寫①各單體物質的量與縮聚物結構簡式的下角標一般要一致，大部分化學方程式中的都是n。②注意生成的小分子的物質的量：由一種單體進行縮聚反應，生成的小分子物質的量一般為(n－1)；由兩種單體進行縮聚反應，生成的小分子物質的量一般為(2n－1)。如：(二)高分子材料1．高分子材料的分類2．通用高分子材料(1)塑料：塑料的主要成分是合成樹脂，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛樹脂、脲醛樹脂等。塑料可分為：熱塑性塑料性能：可以反復加熱熔融加工實例：聚乙烯、聚氯乙烯等熱固性塑料性能：不能加熱熔融，只能一次成型實例：酚醛樹脂等①聚乙烯分類低密度聚乙烯(LDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)結構與性能的關系高分子鏈之間的作用力與鏈的長短有關，高分子鏈越長，高分子相對分子質量越大，高分子鏈之間的作用力越大，軟化溫度和密度越高應用低密度聚乙烯可做食品包裝袋等，高密度聚乙烯較硬，可做瓶、桶、板、管與棒材等。超高相對分子質量聚乙烯，具有高強度和高耐磨性，使用溫度范圍廣，耐化學腐蝕，可用于制造防彈服、防彈頭盔、繩纜等[注意]

聚乙烯不屬于純凈物。聚乙烯中沒有碳碳雙鍵，所以不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化。高、低密度聚乙烯加熱均可熔融。合成方法在酸催化下，等物質的量的苯酚與甲醛發生反應，苯酚鄰位或對位的氫原子與甲醛的羰基加成生成羥甲基苯酚，然后羥甲基苯酚之間相互脫水縮合成線型結構的高分子。具體反應如下：在堿催化下，苯酚與過量的甲醛反應，生成羥甲基苯酚的同時，還生成二羥甲基苯酚、三羥甲基苯酚等，繼續反應生成_______結構的酚醛樹脂②酚醛樹脂網狀性能及應用具有網狀結構的高分子受熱后不能軟化或熔融，也不溶于一般溶劑。酚醛樹脂主要用作絕緣、隔熱、阻燃、隔音材料和復合材料。可用于生成烹飪器具的手柄，一些電器與汽車的零部件，火箭發動機、返回式衛星和宇宙飛船外殼等的燒蝕材料續表(2)合成纖維①聚酯纖維合成方法合成纖維中產量最大的是聚酯纖維中的滌綸，是對苯二甲酸與乙二醇在催化劑作用下發生縮聚反應生成，化學方程式為性能與應用滌綸纖維的強度大，耐磨，易洗，快干，保形性好，但透氣性和吸濕性差。滌綸大量應用于服裝與床上用品、各種裝飾布料、國防軍工特殊織物，以及工業用纖維制品等②聚酰胺纖維合成方法聚酰胺纖維中的錦綸是較早面世的合成纖維之一，由己二胺和己二酸發生縮聚反應生成聚己二酰己二胺纖維(又稱錦綸66、尼龍66)，化學方程式為性能及應用聚己二酰己二胺不溶于普通溶劑，拉制的纖維具有天然絲的外觀和光澤，耐磨性和強度超過當時任何一種纖維。可用于生產絲襪、降落傘、漁網、輪胎簾子線等(3)合成橡膠①性能及應用：橡膠是一類具有彈性的物質，在外力作用下，橡膠的形狀會發生改變，去除外力后又能恢復原來的形狀。橡膠在耐磨、耐油、耐寒、耐熱、耐腐蝕等方面有著獨特的優勢。廣泛應用于工業、農業、國防、交通及日常生活的方方面面。②順丁橡膠合成方法順丁橡膠是以1,3－丁二烯為原料，在催化劑作用下發生加聚反應，得到以順式結構為主的聚合物，化學方程式為橡膠的硫化呈線型結構的橡膠，分子鏈較柔軟，性能較差。將其與硫等硫化劑混合后加熱，硫化劑將聚合物中的雙鍵打開，以二硫鍵(—S—S—)等把______結構連接為______結構，得到既有彈性又有強度的順丁橡膠。但硫化交聯的程度不宜過大，否則會使橡膠失去彈性。順丁橡膠具有很好的彈性，耐磨、耐寒性好，主要用于制造輪胎線型網狀3．功能高分子材料(1)高吸水性樹脂①應用：可在干旱地區用于農業、林業抗旱保水，改良土壤。可以用于嬰幼兒紙尿褲等。②合成思路：一是改造纖維素或淀粉分子，接入強親水基團；二是合成新的帶有強親水基團的高分子。③淀粉、纖維素等天然吸水材料的改性。在淀粉或纖維素的主鏈上再接入帶有_________基團的支鏈，提高吸水性能。例如，淀粉與丙烯酸鈉在一定條件下發生反應，生成以淀粉為主鏈的接枝共聚物。為防止此共聚物溶于水，還需在交聯劑作用下生成網狀結構的淀粉－聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂。④用帶有強親水基團的烯類單體進行聚合，得到含親水基團的高聚物。例如，在丙烯酸鈉中加入少量交聯劑，再在一定條件下發生聚合，可得到具有網狀結構的聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂。強親水(2)高分子分離膜性能分離膜一般只允許水及一些小分子物質通過，其余物質則被截留在膜的另一側，形成濃縮液，達到對原液凈化、分離和濃縮的目的分類分離膜根據膜孔大小可分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜等，可用于分離不同的物質主要材料主要是有機高分子材料，如醋酸纖維、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等應用廣泛應用于海水淡化和飲用水的制取，以及果汁濃縮、乳制品加工、藥物提純、血液透析等領域[題點考法·全面練通]題點(一)聚合反應及單體的判斷1．(2022·山東等級考)下列高分子材料制備方法正確的是

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