06第44讲生物大分子合成高分子【正文】听课手册

第44讲生物大分子合成高分子1.认识糖类和蛋白质的组成和性质特点;了解淀粉和纤维素及其与葡萄糖的关系,了解葡萄糖的结构特点、主要性质及应用。

2.认识氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质,知道氨基酸和蛋白质的关系;了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能。

3.了解聚合物的组成及结构特点,认识单体和单体单元(链节)及其与聚合物结构的关系;了解加聚反应和缩聚反应的特点。考点一生物大分子1.糖类(1)概念:多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。由三种元素组成,大多数糖类化合物的通式为。

(2)分类(3)单糖——葡萄糖、果糖和戊糖①葡萄糖、果糖的组成和分子结构葡萄糖果糖分子式

结构简式

CH2OH(CHOH)3COCH2OH官能团—OH、—CHO—OH、二者关系互为同分异构体②葡萄糖的化学性质③核糖与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,它们都是含有5个碳原子的单糖——戊糖。核糖的结构简式:;脱氧核糖的结构简式:。(4)二糖——蔗糖和麦芽糖比较项目蔗糖麦芽糖相同点分子式均为

性质都能发生

不同点是否含醛基不含含有水解产物

相互关系互为同分异构体(5)多糖——淀粉和纤维素比较项目淀粉纤维素相同点分子式都属于天然有机高分子化合物,分子式都可表示为

化学性质都能发生水解反应,最终生成葡萄糖;都不能发生银镜反应不同点组成通式中n值不同显色反应淀粉遇碘呈现特殊的,纤维素则不能

2.氨基酸与蛋白质(1)氨基酸的概念:羧酸分子烃基上的氢原子被取代后的产物。天然蛋白质水解后得到的几乎都是α-氨基酸,其通式为,官能团为和。

(2)氨基酸的化学性质①两性:如甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为+HCl;+NaOH+H2O。②成肽反应:如两个丙氨酸分子成肽反应方程式为+H2O。(3)蛋白质的结构与性质①组成与结构:蛋白质含有C、H、O、N、S等元素,是由多种通过等相互连接形成的,蛋白质属于天然有机高分子化合物。

②化学性质(4)酶绝大多数酶是蛋白质,具有蛋白质的性质。酶是一种生物催化剂,催化作用具有以下特点:①条件温和;②具有高度的专一性;③具有高效催化作用。3.核酸(1)核酸的组成:核酸是由许多核苷酸单体形成的聚合物,核苷酸进一步水解得到磷酸和核苷,核苷继续水解得到戊糖和碱基。(2)核酸的结构(3)核酸的生物功能核酸是生物体遗传信息的载体,有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息,被称为基因。DNA分子上有许多基因,决定了生物体的一系列性状。RNA参与遗传信息的传递过程。【对点自测】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)[2024·广东卷]烹饪糖醋排骨用蔗糖炒出焦糖色,蔗糖属于二糖 ()(2)[2024·广东卷]端午时节用棕叶将糯米包裹成形,糯米中的淀粉可水解 ()(3)[2024·北京卷]由氨基乙酸形成的二肽中存在两个氨基和两个羧基 ()(4)[2023·天津卷]氨基酸具有两性 ()(5)[2023·广东卷]均衡膳食助健康,主食中的淀粉可水解为葡萄糖 ()(6)[2023·浙江卷]从分子结构上看糖类都是多羟基醛及其缩合产物 ()(7)[2022·全国乙卷]向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热,加入新制的氢氧化铜悬浊液,无砖红色沉淀,则糖未发生水解 ()题组一糖类的性质1.[2024·四川成都模拟]葡萄糖水溶液中,存在链状和环状结构间的平衡,常温下相关组分及占比如下,下列说法正确的是 ()A.葡萄糖由链状转化为环状结构时发生了分子内脱水B.β-D-吡喃葡萄糖的稳定性小于α-D-吡喃葡萄糖C.同浓度的乙醛和葡萄糖水溶液,前者进行银镜反应的速率更快D.葡萄糖的链状和环状结构中均有4个手性碳原子2.[2025·湖北荆州中学调研]为了检验淀粉水解的情况,进行如图所示实验,试管甲和丙均用60~80℃的水浴加热5~6min,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易错警示检验糖类水解产物的注意事项1.检验蔗糖、淀粉水解产物时,必须先加入NaOH溶液中和作为催化剂的硫酸,再加入银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液进行检验,因为这两个反应都是在碱性条件下进行的。2.淀粉水解程度的判断方法(1)实验流程(2)实验现象及结论现象A现象B结论溶液呈蓝色未产生银镜淀粉尚未水解溶液呈蓝色出现银镜淀粉部分水解溶液不呈蓝色出现银镜淀粉完全水解题组二氨基酸、蛋白质的性质3.[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4.下列有关蛋白质的说法不正确的是 ()A.在紫外线、CuSO4溶液等作用下,蛋白质均会发生变性B.加热可破坏蛋白质中的氢键,从而使病毒因丧失生物活性而死亡C.向蛋白质溶液中加入饱和氯化钠溶液,有沉淀析出,再加蒸馏水,也不溶解D.浓硝酸溅在皮肤上,使皮肤变黄是由于浓硝酸与蛋白质发生了显色反应易错警示蛋白质盐析和变性的比较盐析变性内涵加入一定浓度某些无机盐溶液,使蛋白质的溶解度降低而析出在某些物理或化学因素的影响下,蛋白质的性质和生理功能发生改变的现象条件较浓的轻金属盐或铵盐溶液,如(NH4)2SO4、Na2SO4溶液等加热、紫外线、X射线、重金属盐、强酸、强碱、甲醛等特点可逆,蛋白质仍保持原有活性不可逆,蛋白质已失去原有活性应用分离、提纯蛋白质,如向蛋白质溶液中加入饱和Na2SO4[或(NH4)2SO4]溶液,使蛋白质析出消毒,灭菌,给果树施用波尔多液,保存动物标本等题组三核酸的性质5.[2025·江苏苏州名校联盟联考]核酸是生物体遗传信息的携带者,被誉为“生命之源”。下列有关说法中不正确的是 ()A.五碳糖与磷酸、碱基之间通过分子间脱水形成核苷酸B.核苷酸分子之间通过磷酯键形成核酸,反应类型为加聚反应C.DNA是核酸中的一种,其对应的五碳糖为脱氧核糖D.DNA分子两条链上的碱基按照形成氢键数目最多、结构最稳定的原则配对6.[2025·湖南长沙长郡中学模拟]某核糖核酸(RNA)的结构片段示意图如图所示,它在蛋白酶的催化作用下能完全水解生成戊糖、碱基和某酸,下列说法错误的是 ()A.核酸是由许多核苷酸单体形成的聚合物B.该核糖核酸催化水解所使用的蛋白酶是蛋白质,其催化活性与温度有关C.该核糖核酸完全水解生成的酸是H3PO4D.该核糖核酸完全水解生成的产物中不含氮元素考点二合成高分子1.高分子化合物的组成(1)单体:能够进行聚合反应形成高分子化合物的。

(2)链节:高分子化合物中化学组成相同、可重复的单位,又称重复结构单元。

(3)聚合度:高分子链中含有的链节,以n表示。

(4)平均相对分子质量:链接的相对质量×n。如合成聚乙烯:2.合成高分子的方法(1)加成聚合(加聚)反应由单体通过加成反应的方式生成高分子化合物,既属于反应,又属于聚合反应,如合成聚异戊二烯的化学方程式为

。

(2)缩合聚合(缩聚)反应单体分子间通过生成高分子的反应,反应过程中伴有(如H2O、HX等)的生成。如对苯二甲酸与乙二醇发生缩聚反应的化学方程式为

。

3.高分子材料的分类及性质(1)(2)通用高分子材料塑料【对点自测】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)[2023·浙江卷]苯酚与甲醛通过加聚反应得到酚醛树脂 ()(2)由氨基酸合成蛋白质发生加聚反应 ()(3)由1,3-丁二烯合成顺丁橡胶发生加聚反应 ()(4)棉花、蚕丝、羊毛、天然橡胶都属于天然高分子化合物 ()(5)盛放汽油的试剂瓶不能用橡胶塞 ()(6)的单体是CH2CH2和Cl—CHCH2 ()(7)聚乙烯塑料可用于包装食品,而聚氯乙烯塑料不可用于包装食品 ()(8)[2024·湖北卷]制备芳纶纤维凯芙拉的化学方程式:++(2n-1)H2O ()(9)[2023·湖北卷]尿素与甲醛制备线型脲醛树脂的化学方程式:++nH2O ()题组一合成高分子的基本方法1.[2022·山东卷]下列高分子材料制备方法正确的是 ()A.聚乳酸()由乳酸经加聚反应制备B.聚四氟乙烯()由四氟乙烯经加聚反应制备C.尼龙-66()由己胺和己酸经缩聚反应制备D.聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯酯()经消去反应制备2.[2023·全国新课标卷]光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。下列说法错误的是 ()n+n+(2n-1)XA.该高分子材料可降解B.异山梨醇分子中有3个手性碳C.反应式中化合物X为甲醇D.该聚合反应为缩聚反应规律小结高分子化合物单体的判断物质类别高分子化合物方法单体备注加聚物CH2—CH2CH2CH2加聚产物的主链一般全为碳原子,按“凡双键,四个碳;无双键,两个碳”的规律画线断键,然后半键闭合、单双键互换CH2CH—CH3和CH2CH2缩聚物和HOCH2CH2OH缩聚产物的链节中不全为碳,一般有、等结构,在或画线处断键,碳原子上连—OH,氧原子或氮原子上连—H,即得单体和题组二高分子材料3.[2025·江西多所学校大联考]2024年7月第33届夏季奥林匹克运动会在法国巴黎举办。下列属于有机高分子材料的是 ()A.奥林匹克烯(五环标志)——C19H12B.举重运动员使用的“镁粉”——碳酸镁C.篮球和排球运动鞋底——顺丁橡胶D.跳高运动员使用的撑杆——碳纤维4.高分子材料在生产、生活中得到了广泛应用。下列说法错误的是 ()A.线型聚乙烯塑料为长链高分子,受热易软化B.聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚合成,受热易分解C.尼龙66由己二酸和己二胺缩聚合成,强度高、韧性好D.聚甲基丙烯酸酯(有机玻璃)由甲基丙烯酸酯加聚合成,透明度高考点三化学品的合理使用环境保护与绿色化学一、化肥、农药的合理施用1.化肥分类:农业生产中,大量使用的化肥主要是、和。

2.施用化肥(1)合理施用化肥,除了要考虑土壤的、作物营养状况等因素,还必须根据化肥本身的进行科学施用。

(2)不合理施用化肥的后果①过量施用不仅会造成浪费,部分化肥会随着雨水流入河流和湖泊,造成,产生等污染现象。

②不合理施用化肥还会影响土壤的和土壤结构。

3.农药分类人类早期使用的农药有除虫菊、烟草等

和波尔多液、石灰硫黄合剂等。后来,人们研制出了有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯类农药等农药,使农药向着、和的方向发展。

4.农药的危害(1)农药可能会破坏害虫与天敌之间的,一些害虫还会产生。

(2)蜜蜂等传粉昆虫对农药很敏感,大田用药如不注意就会引起这些昆虫的大量死亡。(3)农药施用方法、用量和时机不当,会造成

和的农药残留超标,以及、

和的污染。

二、合理用药1.药物的种类很多,按照来源可以分为

与。现有药物中的大部分属于。

2.阿司匹林是一种重要的。

(1)功效:具有作用。

(2)不良反应:阿司匹林在人体内产生的会刺激胃黏膜,长期大量服用可能会导致胃痛、头痛、眩晕、恶心等不适症状。出现水杨酸反应是中毒的表现,应立即停药,并静脉滴注NaHCO3溶液。

3.合理用药(1)合理用药必须在医生、药师指导下,遵循安全、有效、经济和适当等原则,主要考虑和

两个方面。(2)处方药和非处方药:(3)滥用药物的巨大危害:没有医生处方长期服用或;滥用抗生素;运动员服用、非法获得及使用受管制药物等,对个人和社会危害极大。

三、安全使用食品添加剂1.食品添加剂:食品添加剂是指为改善

和,以及防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或天然物质。

2.食品添加剂的分类(1)按照来源可分为的和的两大类。

(2)按照主要功能可以分为二十多类。3.几种常见食品添加剂着色剂、增味剂、膨松剂、凝固剂、防腐剂、抗氧化剂、营养强化剂。4.食品添加剂使用的基本要求(1)不应对人体产生任何健康危害。(2)不应掩盖食品腐败变质。(3)不应掩盖食品本身或加工过程中的质量缺陷,或者以掺杂、掺假、伪造为目的而使用食品添加剂。(4)不应降低食品本身的营养价值。(5)在达到预期效果的前提下尽可能降低在食品中的使用量。四、化学与环境保护1.环境问题主要是指由于人类不合理地开发和利用而造成的破坏,以及和所造成的环境污染。

2.“三废”污染(1)“三废”主要指、和。

(2)大气污染物主要来自和工业生产过程中产生的及其携带的。

(3)工农业生产和生活中产生的污水往往含有复杂的成分,任意排放会导致和的污染,必须经过多步处理才能达到排放标准。污水的处理方法常用的有、和等。

(4)工业废渣和生活垃圾等固体废弃物的处理应遵循、和的原则,达到和这两个重要目的。

五、绿色化学1.绿色化学也称化学。

2.核心思想改变“先污染后治理”的观念和做法,利用化学原理和技术手段,减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质,实现从或环境污染。

3.原子经济性反应反应物的原子全部转化为期望的最终产物,这时原子利用率达到100%。4.绿色化学对化学反应的要求题组一化学品的合理使用1.下列关于化学品合理使用的说法中,正确的是()A.OTC需要凭医生处方才能从药房或药店获得,且必须在医生的指导下使用B.农药的开发需本着“高效、低毒、低残留”的原则C.常见的天然色素有β-胡萝卜素、红曲红、柠檬黄、靛蓝等D.抗坏血酸(即维生素C)是水果罐头中常用的营养强化剂2.化学与社会生活密切相关。下列有关说法错误的是 ()A.为防止食用油变质,可向其中加入叔丁基对苯二酚作抗氧化剂B.过量服用阿司匹林引起酸中毒后,可用静脉注射NaHCO3溶液的方法解毒C.橡胶的硫化程度越高,强度和弹性越大D.DNA的结构和生理活性都与氢键在生命现象中的作用有关题组二环境保护与绿色化学3.[2025·湖南长沙一中检测]“绿水青山,就是金山银山”。近年来我国的环境保护工作取得了长足进步,人们的生活环境得到了极大改善,下列说法错误的是 ()A.使用聚乳酸可降解餐具可减少白色垃圾B.水泥厂和冶金厂常用高压直流电除去大量烟尘,减少对空气的污染C.乙醇汽油的广泛使用不能减少汽车尾气中NOx的排放D.燃煤时鼓入过量的空气可以减少酸雨的产生4.食品、大气、工业尾气中SO2均需严格检测或转化吸收。下列有关SO2的检测或吸收方法正确的是 ()A.滴定法:用酸性KMnO4溶液滴定葡萄酒试样以测定葡萄酒中SO2的浓度B.沉淀法:用Ba(OH)2溶液沉淀SO2,然后将沉淀在空气中洗涤、过滤、干燥、称重以测定大气中SO2的浓度C.氨酸法:用氨水吸收尾气中的SO2后再将吸收液与硫酸反应,将富集后的SO2循环使用D.石灰-石膏法:常温下用石灰石吸收尾气中的SO2得到CaS