一輪復習人教版第32講生物大分子合成高分子學案

第32講生物大分子合成高分子

內容要求

1.認識糖類和蛋白質的組成和性質特點。

2.了解淀粉和纖維素及其與葡萄糖的關系，了解葡萄糖的結構特點、

主要性質與應用。

3.認識氨基酸的組成、結構特點和主要化學性質，知道氨基酸和蛋白

質的關系。

4.了解脫氧核糖核酸、核糖核酸的結構特點和生物功能。

5.認識人工合成多肽、蛋白質、核酸等的意義,體會化學科學在生命

科學發(fā)展中所起的重要作用。

6.了解聚合物的組成與結構特點,認識單體和單體單元（鏈節(jié)）及其與

聚合物結構的關系。了解加聚反應與縮聚反應的特點。

7.認識塑料、合成橡膠、合成纖維的組成和結構特點，了解新型高分

子材料的優(yōu)異性能及其在高新技術領域中的應用。

知識點1糖類、蛋白質、核酸

網(wǎng)必備知識梳理

一、糖類

組成代表物的名稱、

含義

元素分子式、相互關系

單不能再水解為更小糖分子C、H、

葡萄糖一互為同分異構體.

糖的糖O?6電2。6）

果糖

?6電206)

蔗糖一互為同分異構體.

1mol糖水解生成2molC、H、

(C12H22θn)

糖單糖的糖0麥芽糖

(C12H22θιι)

淀粉_不互為同分異構體-

「口c'-(n值不同)~~

多1mol糖水解生成多摩爾C、H、(?eɑlθ??)n

糖單糖的糖0纖維素

(C6H10O5)n

⑴葡萄糖:多羥基醛［CH2OH(CHOH)4CH0］。

---------?有甜味、易溶于水

新制CU(OH)2牛成磚紂色沉淀

特?E性質,王夙情」.巴外在

葡―氨溶液發(fā)牛銀飾反應

萄一

糖

①?LC6H1AΛ^2C2H5OH+2CO2T

人體內除

緩慢氧化QHI2。6+6。2-------*■6CO2+6H2O

(2)二糖

比較項目蔗糖麥芽糖

分子式均為CI2H22O11

相同點

性質都能發(fā)生水解反應

是否含醛基不含含有

不同點

水解產(chǎn)物葡萄糖、果糖葡萄糖

相互關系互為同分異構體

(3)多糖

淀粉與纖維素不互為同分異構體,在稀硫酸作用下均發(fā)生水解,且水

解的最終產(chǎn)物均為葡萄糖。

二、蛋白質

(1)結構特點

→∣氨基(二里]-

氨rN

仃能團

基連在同一個」~~

硅原子卜氨基酸

酸Iα-

-→∣^?(Ξ-COO?]-

(2)性質

①兩性

與酸反應

含堿性基團(一NHj)

佟基酸卜與??應

含酸性基團(TOOH)

②成肽反應

氨基酸可以發(fā)生分子間脫水生成二肽或多肽。

0H0H

IIII

HN-CH-C-OH,H-N-CH-WOHHN-CH-O-N-CH-<X)0H+HO

2I+I,-*1II2

RR'RR1,

氨基酸氨基酸二肽

多種氨基酸分子間脫水以肽鍵相互結合,可形成多肽或蛋白質。

(1)組成與結構

①組成:蛋白質含有C、H、0、N、S等元素。

②結構: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。

(2)性質

I水解I-在酸、堿或酶的作用下水解,最終生成量觸

兩性上含有一NHt顯堿性,含有一COOH顯酸性

I某些濃的無機鹽溶液可降低蛋白質的溶解度

畫!一而使蛋白質從水溶液中析出,為駒過程?？?/p>

I用于分離、提純蛋白質

I加熱、紫外線、X射線、強酸、強堿、重金屬鹽、

醺一某些有機物會使蛋白質變性,屬于陋避過

I程。是殺菌、消毒原理

底Ll含苯環(huán)的強白質遇濃硝酸顯黃色一金后畫

反應口的檢驗方法

?Ξ,,一=

[?T有疹焦羽毛的氣味——檢驗毛、絲紡織品

(3)酶

①定義:酶具有生理活性,是一類由細胞產(chǎn)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(shù)是蛋白質。

②酶的催化作用具有以下特點：

a.條件溫和，不需加熱。

專一性。

高效的催化作用。

三、核酸

(1)組成:核酸含有C、H、0、N、P等元素。

⑵結構:核酸是由許多核甘酸單體形成的生物大分子；核酸分為脫氧

核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。

以題]獸核立獸核甘酸強絲生核酸

堿基J水解磷酸J水解水解

核酸是生物體遺傳信息的載體。有一定堿基排列順序的DNA片段含有

特定的遺傳信息,被稱為基因。

易,錯易混,

1.蔗糖溶液中加入稀硫酸,水浴加熱一段時間后,冷卻加入少量新制

氫氧化銅,加熱,檢驗蔗糖水解產(chǎn)生的葡萄糖。（）

2.淀粉、油脂、蛋白質為有機高分子化合物。（）

3.氨基酸既能與鹽酸反應,又能與燒堿反應。（）

4.蛋白質溶液中加入濃（NH）SO4溶液會發(fā)生鹽析。（）

5.DNA和RNA的堿基組成相同,五碳糖不同。（）

6.細胞中的DNA一定有氫鍵。（）

答案：1.×2.×3.√4.√5.×6.√

阿關鍵能力提升

題點一糖類的組成、結構和性質

1.葡萄糖作為維持生命的基礎物質，下列敘述錯誤的是（D）

A.常溫下,葡萄糖遇到新制的氫氧化銅變?yōu)榻{藍色

2發(fā)生反應生成六羥基多元醇

D.1mol葡萄糖最多與6mol乙酸反應

20H（CHOH）4CHO,醛基可以與氫氣發(fā)生加成反應生成羥基,所以葡萄糖

與乩發(fā)生反應生成六羥基多元醇,正確;D.1mol葡萄糖含有5mol羥

基,最多與5mol乙酸反應,錯誤。

2.某學習小組擬設計實驗探究淀粉在酸性條件下的水解反應。請回答

下列問題：

—~~?!未變藍色I

I淀粉溶液圖置酶]NaoH溶液

新制片化銅,函詢

(1)在淀粉水解實驗中“稀硫酸”的作用是

(2)淀粉水解時最適宜的加熱方式為o

⑶流程中能證明淀粉已經(jīng)開始水解成葡萄糖的實驗現(xiàn)象

為；甲同學認為根據(jù)流程中加入碘水后溶液未變藍

色的現(xiàn)象不能得到“淀粉已完全水解”的結論,他的理由為_。

解析：(3)含有醛基的有機物能和新制氫氧化銅在加熱條件下反應生

成磚紅色固體,淀粉水解生成的葡萄糖分子中有醛基，所以流程中能

證明淀粉已經(jīng)開始水解成葡萄糖的實驗現(xiàn)象為有磚紅色固體出現(xiàn)。水

解后加入的氫氧化鈉可能過量,碘能與過量的氫氧化鈉反應I2+2NaOH

—NaI+NaI0+H20o即使淀粉未完全水解,也可能導致加入碘水,溶液不

變色。應該取加入氫氧化鈉溶液之前的溶液進行實驗,用碘水檢驗是

否有淀粉溶液。

答案：(1)作催化劑

(2)水浴加熱

(3)有磚紅色固體出現(xiàn)碘水可與過量的NaOH反應

糖類還原性的檢驗及水解產(chǎn)物的檢驗

[AgCNHROH溶液

Agl優(yōu)亮的根好

還―水溶加熱―

原

性

新制GMoH)

糖I(Cι?O∣0?紅色沉淀)

加熱煮沸

(1)蔗糖和麥芽糖:稀硫酸作催化劑,水浴加熱。

⑵淀粉:稀硫酸或酶作催化劑,水浴加熱。

⑶纖維素:濃硫酸作催化劑,小火微熱。

沒有

無銀儻反應一無葡萄糖與伍應「含淀粉一?加碘變藍

加的變強一無淀粉含葡萄糖一酸鏡

完全反應

水解

并加熱隨IT臥］NaO缶H溶液酒I-------T?-I水≡格加∣熱4鏡產(chǎn)鬟生銀

［盛水加熱煮沸［新制CU(OH)

≡I

看溶液是否變藍看有無磚紅色沉淀產(chǎn)生

題點二氨基酸、蛋白質、核酸的結構和性質

3.下列說法不正確的是(B)

B.加熱能使蛋白質變性,蛋白質變性是可逆的過程

C.重金屬鹽能使蛋白質變性,但吞食“根餐”不會引起中毒

解析:A.氨基酸是蛋白質的基本組成單位,蛋白質水解后最終產(chǎn)物是

氨基酸,正確;B.加熱能使蛋白質變性,失去了原來的生理活性,蛋白

質變性是不可逆的過程,錯誤;C.重金屬離子能使蛋白質變性，“鋼餐”

是硫酸鋼,硫酸鋼是不溶于水和酸的，不會引起中毒,正確;D.酒精能

使蛋白質變性,失去生理活性,所以酒精能消滅病毒,正確。

4.核酸檢測為確認病毒感染提供了關鍵的支持性證據(jù)。某核糖核酸

(RNA)的結構片段示意圖如圖，它在蛋白酶的催化作用下能完全水解

生成戊糖、堿基和某酸。下列說法錯誤的是(C)

B.該核糖核酸催化水解所使用的蛋白酶是蛋白質，其催化活性與溫度

有關

3P01

解析:A.核酸序列已知，能通過人工合成的方法得到,正確;B.題述蛋

白酶屬于蛋白質，其催化活性與溫度有關，正確;C?堿基中含有C、H、

N等元素,錯誤;D.該核糖核酸為磷酸、戊糖、堿基發(fā)生縮聚反應生成,

可水解生成磷酸,正確。

WM≡儂.氨基酸的成肽規(guī)律

1.2種不同氨基酸脫水可形成4種二肽（可以是相同分子之間，也可以

是不同分子之間），如甘氨酸與丙氨酸混合后可形成以下4種二肽:

OHOH

OHIIII

、H2N-CH-C-N-CH-COOHH2N-CH2-C-N-CH-COOH

H2N-CH2-C-N-CH2COOH

CH3CH3CH3

OH

IlI

H2N-CH-C-N-CH2-COOHo

CH3

O=C-NH

2R—CH-COOH

*R-CHCH-R+2H0;

NHZ2

2HN-C-O

CH2-C=O

CH2-COOH

IzNH+?0o

CH2-CH2NH2

CH2-CH2

O

nRCH—COOHIl

I―>H∈NH-cn—C?OH+(∏-l)H20o

NH2I

R

知識點2合成有機高分子

何必備知識梳理

一、有機高分子化合物的相關概念

1.單體:能合成高分子的小分子物質。

2.鏈節(jié):高分子化合物中化學組成相同、可重復的最小結構單元。

3.聚合度:高分子鏈中含有鏈節(jié)的數(shù)目。如

n?CH2=CH建幽?向H?-CH?

,…1—Vi

單體鏈節(jié)聚合度

二、合成高分子化合物的基本反應

(1)概念：由相對分子質量小的化合物分子互相結合成相對分子質量

大的聚合物的反應叫做加聚反應。

⑵加聚反應方程式的書寫

由不飽和的單體加成聚合生成高分子化合物的反應。如：

1--

HC?

￡c2I

C

H3

⑴概念:有機小分子單體間通過縮合反應生成高分子化合物，同時產(chǎn)

生小分子副產(chǎn)物的反應,簡稱縮聚反應。

⑵產(chǎn)物特征:生成高聚物和小分子,高聚物與單體有不同的組成。

⑶反應類型

①聚酯類:一OH與一COOH間的縮聚

而CHLCHQH+nHOOC—C。。HgHTOH「。OC工。H+(2…HO

麗―CHLCHLC00H3H-H￡。-

②聚氨基酸類:一NH2與一COOH間的縮聚

、

nH,N-CHC00H^≡HO,

2■IIln(n-lH2O;

H-EN-CH2CiOH+

OO

nHNCH-COOH催化劑

2jII.

nH2NCH2COOH+I≡*H÷NH-CH2C-NH-CH-C?OH+(2n-1)H2O

CH3

CH3

③酚醛樹脂類

(n-l)H20

天然高分子化合物

'線型結構:具有熱塑

合成性,如低壓聚乙烯

(1)高分子化合物型照《圖分按結構＜支鏈型結構：具有熱

子化塑性,如高壓聚乙烯

合物網(wǎng)狀結構:具有熱固

、性,如酚醛樹脂

塑料

傳統(tǒng)高分聚酯纖維

合成纖維

子材料聚酰胺纖維

(2)高分子材料《

合成橡膠

功能高分子材料

新型高分子材料

復合材料

@,\易黃易通］

1.聚乙烯為純凈物,具有固定的熔點。()

2.聚氯乙烯塑料可用于包裝食品。()

3.高聚物的鏈節(jié)和單體的組成相同、結構不同。()

4.從實驗中測得某種高分子的相對分子質量只能是平均值。()

5.縮聚反應生成的小分子的化學計量數(shù)為(n-l)。()

CH=CH

2&()

答案：1.X2.×3.X4.√5.X6.√

㈣關鍵能力提升

題點一有機高分子化合物的合成及性質

1.高分子材料在疫情防控和治療中起到了重要的作用。下列說法正確

的是(B)

A.聚乙烯是生產(chǎn)隔離衣的主要材料,能使酸性高鋅酸鉀溶液褪色

B.聚丙烯酸樹脂是3D打印護目鏡鏡框材料的成分之一,可以與NaOH

溶液反應

C.天然橡膠是制作醫(yī)用無菌橡膠手套的原料,它是異戊二烯發(fā)生縮聚

反應的產(chǎn)物

D.聚乙二醇可用于制備治療病毒的藥物，聚乙二醇的結構簡式為

解析：乙烯通過加聚反應生成聚乙烯，聚乙烯中不含碳碳雙鍵,不能使

酸性高鋅酸鉀溶液褪色,故A錯誤;丙烯酸的結構簡式為CH2-CHCOOH,

它通過加聚反應生成聚丙烯酸樹脂,該聚合物中含有竣基,具有酸性,

可與氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應,故B正確；天然橡膠的主要成分是

聚異戊二烯,它是由異戊二烯通過加聚反應生成的，故C錯誤；乙二醇

分子含有兩個羥基,可發(fā)生縮聚反應生成聚乙二醇，該聚合物的結構

簡式為HOECHj-CHl-OiH,故D錯誤。

O

CH3

CH3CO?

2.（2020?浙江1月選考）下列關于RHZ￥二）的說法,正確的

C∞H2CH2OC"

OO

是（C）

B.0.1mol該物質完全燃燒,生成33.6L（標準狀況）的CO2

D.1mol該物質與足量NaoH溶液反應,最多可消耗3nmolNaOH

解析:A項,該有機物的單體為×15nmol=l.5nmol.

完全燃燒生成33.6nL（標準狀況）的CO2,錯誤;C項,酸性條件下，該物

質水解產(chǎn)物之一為可作汽車發(fā)動機的抗凍劑,正確;D項，1mol

CH2OH

該物質中有3nmol酯基,可與3nmolNaOH反應,水解后生成nmol

酚羥基,又消耗nmolNaOH,故1mol該物質與NaOH溶液反應時,最

多消耗4nmolNaOH,錯誤。

3.合成導電高分子材料PPV的反應：

HHCH十

+碼（U-Q4-CH,型絲?！鰝洌輎÷2"HJ

LPPV

下列說法正確的是（D）

HH

c.HcI?vIch和苯乙烯互為同系物

D.通過質譜法測定PPV的平均相對分子質量,可得其聚合度

解析:A.合成PPV的反應為縮聚反應,錯誤;B.聚苯乙烯的結構單元中

無碳碳雙鍵，PPV的結構單元中含有碳碳雙鍵，錯誤；C.

HZo=CHOCH-CH2與OCIlCHZ的官能團(碳碳雙鍵)的數(shù)目不同，兩

者不互為同系物,錯誤;D.質譜法可以測定PPV的相對分子質量,再依

據(jù)PPV的結構單元的相對分子質量,可計算出PPV的聚合度,正確。

題點二有機高分子化合物單體的判斷

4.填寫下列單體的結構簡式。

-tCH2-CH?

(1)。一。的單體結構簡式為。

OCH3

-ECH-CH2-CH2-CH-CH-CH2?

(2)A的單體結構簡式為

(3)"i、的單體結構簡式為______

HO~trC(CH2)sO^jnH

OO

⑷HoGGCHdgH的單體結構簡式為和

HOHO

⑸HkH,4TLC…UH的單體結構簡式為

和________

答案：(l)CH2-CHC00CH3

(2)QrCH-CHz、CH2-CH-CH-CH2

z、O

3I

HO-C-(CH2)5OH

OO

⑷H。VlOHHOCH2CH2OH

(5)H2NCH2COOHH2NCH2CH2C00H

RS簸￡高聚物單體的判斷方法

1.由加聚產(chǎn)物推斷單體一一半鍵還原法

結構中有雙鍵的一般以雙鍵為

結構中無雙鍵，以兩個碳原

中心左右各兩個碳原子,共四個

子為一組,從中間斷開共價

碳原子為一組，雙鍵打開，在原

類型鍵,然后兩個碳原子間形成

雙鍵兩側生成新雙鍵，即“有雙

雙鍵，即“無雙鍵,兩個碳，

鍵，四個碳,單鍵變雙鍵,雙鍵變

單鍵變雙鍵”

單鍵”

高

七CHz-CH-C-CH2』

聚X??iiq??-,HitCH,?-

'1H,CH

實3

物

例

單

CH2=-CH2

CH2-CH-C-CH2

CH

體CHLCH=CH23

在聚酯中斷開鍛基與氧原子在蛋白質中斷開短基與氮原

類型間的共價鍵,皴基連羥基,氧子間的共價鍵，?；B羥基，

原子連氫原子氮原子連氫原子

高

加一H

加一H

H?Il

H?NH-CH—C-^NH—CH-C?0ll

聚HO?fi^C—CτpO—CH—CH-O?)?H1

11uVz

實

物tlΠ-OH

例

H2NCHCOOH

單H00C—C00H

CH3

體HOCH2CH2OHH2NCH2COOH

當堂檢測

1.（2021?河北卷）高分子材料在生產(chǎn)生活中應用廣泛。下列說法錯誤

的是（B）

A.蘆葦可用于制造黏膠纖維,其主要成分為纖維素

B.聚氯乙烯通過加聚反應制得,可用于制作不粘鍋的耐熱涂層

解析:蘆葦?shù)闹饕煞质抢w維素,可用于制造黏膠纖維,A說法正確；聚

氯乙烯有毒，不能用于制作不粘鍋的耐熱涂層，不粘鍋的耐熱涂層是

聚四氟乙烯等耐熱材料,B說法錯誤;淀粉是天然高分子物質，其相對

分子質量可達幾十萬,C說法正確;大豆蛋白纖維可降解,D說法正確。

2.（2021?浙江1月選考）下列說法不正確的是（B）

A.甘氨酸和丙氨酸混合,在一定條件下可生成4種二肽

B.乙酸、苯甲酸、乙二酸（草酸）均