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第4讲　生物大分子
【复习目标】
1.了解糖类、核酸、氨基酸和蛋白质的组成、结构特点、主要化学性质及应用。
2.了解糖类、氨基酸和蛋白质在生命过程中的作用,了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的生物功能。
考点一　糖类和核酸
1.糖类
(1)糖类的概念和分类。
①概念:从分子结构上看,糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。
②组成:　　　　三种元素。大多数糖类化合物的通式为 　　　　,所以糖类也叫碳水化合物。
③分类。
(2)单糖。
①葡萄糖。
a.葡萄糖的结构。
葡萄糖是多羟基醛,结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,它与果糖[多羟基酮,结构简式为]互为　　　　。
b.葡萄糖的性质。
②戊糖——核糖、脱氧核糖。
核糖和脱氧核糖是生物体的遗传物质——核糖核酸与脱氧核糖核酸的重要组成部分。
物质 分子式 环式结构简式
核糖 C5H10O5
脱氧核糖 C5H10O4
(3)二糖——蔗糖与麦芽糖。
比较项目 蔗糖 麦芽糖
相同点 分子式 均为　　　
性质 都能发生　　　　反应
不同点 是否含醛基 不含 含有
水解产物 　　　　　 　　　
相互关系 均为低聚糖, 互为同分异构体
(4)多糖——淀粉与纤维素。
①相似点。
a.都属于天然有机高分子化合物,均属于非还原性多糖,分子式都可表示为　　　　。
b.都能发生水解反应,如淀粉水解的化学方程式为　 。
c.都不能发生银镜反应。
②不同点。
a.n值不同,两者不互为同分异构体。
b.淀粉溶液遇碘显　　　　色,纤维素含羟基,能发生酯化反应。
c.淀粉在稀硫酸催化下发生水解反应,而纤维素在浓硫酸催化下发生水解反应。
2.核酸
(1)核酸的组成。
核酸可以看作磷酸、　　　　(核糖或脱氧核糖)和　　　　通过一定方式结合而成的生物大分子。
(2)核酸的结构。
①DNA分子:由两条多聚核苷酸链组成,两条链平行盘绕,形成　　　　结构;每条链中的
　　　　和　　　　交替连接,排列在外侧,碱基排列在内侧;两条链上的碱基通过　　　　作用,腺嘌呤(A)与　　　　　　配对,鸟嘌呤(G)与　　　　配对,结合成碱基对,遵循碱基互补配对原则。
②RNA分子:与DNA类似,以核苷酸为基本构成单位,其中的戊糖由　　　　替代了脱氧核糖,碱基由　　　 　替代了胸腺嘧啶(T),RNA分子一般呈单链状结构,比DNA分子小得多。
(3)核酸的生物功能。
核酸在生物体的生长、繁殖、遗传和变异等生命现象中起着重要的作用。
DNA分子 具有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的　　　　,决定生物体的一系列性状
RNA分子 参与遗传信息的　　　　过程
[理解·辨析] 判断正误
(1)组成符合Cn(H2O)m的有机化合物一定属于糖类。(　　)
(2)糖类和核酸都属于高分子化合物。(　　)
(3)淀粉、纤维素均为天然有机高分子,且二者互为同分异构体。(　　)
(4)核酸分为DNA和RNA,是生物体的遗传物质。(　　)
(5)淀粉和纤维素在人体内最终都水解为葡萄糖。(　　)
(6)人体内没有水解纤维素的酶,但纤维素能加快胃肠蠕动,促进消化等。(　　)
(7)核酸由C、H、O、N四种元素组成。(　　)
(8)葡萄糖分子中含有醛基和醇羟基,可发生氧化、加成、酯化等反应。(　　)
(9)核糖和脱氧核糖都是戊糖,互为同分异构体。(　　)
(10)向淀粉水解后的水解液中直接加入银氨溶液并加热,没有银镜出现,说明淀粉尚未水解。(　　)
一、糖类的结构与性质
1.下列说法正确的是(　　)
[A] 葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6,二者互为同分异构体
[B] 淀粉、纤维素和油脂都属于天然有机高分子
[C] 淀粉、蔗糖和葡萄糖在一定条件下都能发生水解反应
[D] 肌醇()与葡萄糖
　　()的元素组成相同,化学式均为C6H12O6,满足Cm(H2O)n,因此均属于糖类化合物
2.下面是某化学活动小组在研究性学习中探索葡萄糖分子的组成和结构时设计并完成的一组实验:取下列四种液体各2 mL,分别加入2 mL新制的Cu(OH)2中,充分振荡。实验现象记录如下表所示。
液体 葡萄糖 溶液 乙醇 甘油 (丙三醇) 水
实验 现象 Cu(OH)2溶解,溶液呈绛蓝色 Cu(OH)2 不溶 Cu(OH)2溶解,溶液呈绛蓝色 Cu(OH)2 不溶
根据上述实验及现象能够得出的正确结论是(　　)
[A] 葡萄糖分子中含有醛基
[B] 葡萄糖分子中含有多个羟基
[C] 葡萄糖的分子式为C6H12O6
[D] 葡萄糖分子的碳链呈锯齿形
二、糖类的水解实验
3.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,可在水解液中直接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
4.为了检验淀粉的水解程度,甲、乙、丙三位同学分别设计并完成了如下三个实验,得出了相应的结论。
甲:淀粉液水解液中和液溶液不变蓝
结论:淀粉完全水解。
乙:淀粉液水解液无银镜现象
结论:淀粉没有水解。
丙:
结论:淀粉完全水解。
请分别判断以上三位同学的结论是否正确,说明理由: 　。
三、核酸
5.2022年诺贝尔生理学或医学奖授予古人类DNA研究领域的科学家。下列有关DNA的叙述错误的是(　　)
[A] DNA中含C、H、O、N、P等元素
[B] DNA水解的最终产物为磷酸、葡萄糖和碱基
[C] DNA分子的双螺旋结构两条链上的碱基通过氢键作用
[D] DNA和RNA均以核苷酸为基本构成单元,且RNA分子一般呈单链状结构
6.图1是脱氧核糖核酸(DNA)的结构片段,它的碱基中胞嘧啶的结构如图2,下列说法正确的是(　　)
[A] 脱氧核糖核酸中含有的化学键都是不同原子形成的极性共价键
[B] 2脱氧核糖(C5H10O4)与葡萄糖互为同系物,都能发生银镜反应
[C] 胞嘧啶分子式为C4H5N3O,含有的官能团只有—NH2和
[D] 脱氧核糖核酸由磷酸、2脱氧核糖和碱基通过一定方式结合而成
考点二　氨基酸、蛋白质和酶
1.氨基酸
(1)氨基酸的组成与结构。
氨基酸是　　　　取代羧酸分子中烃基上的氢原子形成的取代羧酸。蛋白质水解后得到的几乎都是α氨基酸,结构简式可表示为　　　　　　　,官能团为　　　　　　　。
(2)氨基酸的化学性质。
①两性。
氨基酸分子中既含有酸性基团　　　　,又含有碱性基团　　　　,因此,氨基酸是两性化合物。
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。
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。
两分子氨基酸脱水形成二肽,如:
+　 。
多种氨基酸分子间脱水以　　　　相互结合,可形成蛋白质。
2.蛋白质
(1)组成与结构。
①蛋白质含有C、H、O、N、S等元素。
②蛋白质是由多种　　　　通过　　　　等相互连接形成的一类生物大分子。
(2)蛋白质的性质。
(3)酶。
①绝大多数酶是蛋白质,具有蛋白质的性质。
②酶是一种生物催化剂,催化作用具有以下特点:
a.条件温和;
b.具有高度的　　　　;
c.具有高效　　　　作用。
[理解·辨析] 判断正误
(1)棉花、羊毛完全燃烧都只生成CO2和H2O。(　　)
(2)向蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液或CuSO4溶液,都会产生白色沉淀,如再加水,都会溶解。(　　)
(3)蛋白质遇浓硝酸都会显黄色。(　　)
(4)磨豆浆的大豆富含蛋白质,豆浆煮沸后蛋白质变成了氨基酸。(　　)
(5)温度越高,酶的催化作用越好。(　　)
(6)α氨基丙酸与α氨基苯丙酸混合脱水成肽,只生成2种二肽。(　　)
(7)氨基酸能发生酯化反应、成肽反应和水解反应。(　　)
(8)氨基酸分子中的—COOH能电离出H+显酸性,—NH2能结合H+显碱性。(　　)
(9)对医疗器械高温消毒的实质是蛋白质的变性。(　　)
一、氨基酸的结构与性质
1.如图为氨基酸的结构通式,由n个氨基酸经过脱水缩合形成的物质为n肽。下列说法正确的是(　　)
[A] 氨基酸一定是手性分子
[B] 氨基酸是有机化合物,所以易溶于乙醚
[C] 氨基酸在一定条件下既能和酸发生反应,也能和碱发生反应
[D] 甘氨酸、甲硫氨酸与谷氨酸之间发生脱水缩合形成三肽,最多会有18种三肽产生(不考虑环肽)
2.氨基酸是蛋白质水解的最终产物,下列有关氨基酸的成肽反应的叙述不正确的是(　　)
[A] 氨基酸可能脱水形成环状化合物
[B] 甘氨酸与丙氨酸混合物脱水可生成4种二肽
[C] 氨基酸成肽反应中,羧基脱羟基,氨基脱氢,形成肽键
[D] 氨基酸分子生成高分子化合物的反应一定是加聚反应
二、蛋白质、多肽的性质
3.内啡肽能够调节体育运动时的人体机能,下列关于内啡肽叙述错误的是(　　)
[A] 内啡肽是一种多肽
[B] 含有四种官能团
[C] 能发生水解反应
[D] 由五种氨基酸缩合而成
4.(1)向鸡蛋清溶液中加入下列溶液,可以使蛋白质发生盐析的有　　　　　　(填字母,下同),可以使蛋白质发生变性的有　　　　　　。
A.HCl溶液　　　　 B.CuSO4溶液
C.(NH4)2SO4溶液 D.甲醛溶液
E.酒精溶液 F.NaOH溶液
G.Na2SO4溶液 H.Pb(CH3COO)2溶液
(2)请比较蛋白质的盐析和变性的区别,举例说明盐析和变性的作用: 　。
1.(2024·广东卷,4)我国饮食注重营养均衡,讲究“色香味形”。下列说法不正确的是(　　)
[A] 烹饪糖醋排骨用蔗糖炒出焦糖色,蔗糖属于二糖
[B] 新鲜榨得的花生油具有独特油香,油脂属于芳香烃
[C] 凉拌黄瓜加醋使其具有可口酸味,食醋中含有极性分子
[D] 端午时节用棕叶将糯米包裹成形,糯米中的淀粉可水解
2.(2024·北京卷,4)下列说法不正确的是(　　)
[A] 葡萄糖氧化生成CO2和H2O的反应是放热反应
[B] 核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子
[C] 由氨基乙酸形成的二肽中存在两个氨基和两个羧基
[D] 向饱和的NaCl溶液中加入少量鸡蛋清溶液会发生盐析
3.(2024·湖南卷,5)组成核酸的基本单元是核苷酸,如图是核酸的某一结构片段,下列说法错误的是(　　)
[A] 脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)结构中的碱基相同,戊糖不同
[B] 碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成核苷酸,核苷酸缩合聚合得到核酸
[C] 核苷酸在一定条件下,既可以与酸反应,又可以与碱反应
[D] 核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对
4.(2023·湖北卷,7)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溶液中的溶解性
5.(2023·湖南卷,8)葡萄糖酸钙是一种重要的补钙剂,工业上以葡萄糖、碳酸钙为原料,在溴化钠溶液中采用间接电氧化反应制备葡萄糖酸钙,其阳极区反应过程如下:
下列说法错误的是(　　)
[A] 溴化钠起催化和导电作用
[B] 每生成1 mol葡萄糖酸钙,理论上电路中转移了2 mol电子
[C] 葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物
[D] 葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应
6.(2022·广东卷,9)我国科学家进行了如图所示的碳循环研究。下列说法正确的是(　　)
[A] 淀粉是多糖,在一定条件下能水解成葡萄糖
[B] 葡萄糖与果糖互为同分异构体,都属于烃类
[C] 1 mol CO中含有6.02×1024个电子
[D] 22.4 L CO2被还原生成1 mol CO
第4讲　生物大分子
考点一　糖类和核酸
必备知识整合
1.(1)②碳、氢、氧　Cm(H2O)n　③2~10　(2)①同分异构体　银镜反应　新制的Cu(OH)2　2C2H5OH+2CO2↑　
(3)C12H22O11　水解　葡萄糖和果糖　葡萄糖　
(4)①(C6H10O5)n　+nH2O　②蓝
2.(1)戊糖　碱基　(2)①双螺旋　脱氧核糖　磷酸　氢键　胸腺嘧啶(T)　胞嘧啶(C)　②核糖　尿嘧啶(U)　(3)遗传信息　传递
[理解·辨析] (1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　
(6)√　(7)×　(8)√　(9)×　(10)×
关键能力提升
1.A　
2.B　含有多个羟基的物质与新制的Cu(OH)2反应均会生成绛蓝色溶液,与醛基无关,A错误;根据乙醇(1个—OH)、甘油(3个—OH)加入新制的Cu(OH)2后溶液的颜色变化可知,葡萄糖分子中含有多个羟基,B正确;实验无法确定分子式,C错误;实验无法确定碳链结构,D错误。
3.C　题中实验甲与乙、甲与丙都是对照实验,前者探究温度对淀粉水解的影响,后者探究催化剂对淀粉水解的影响,通过对照实验可知,A正确;因为I2可与NaOH发生反应I2+2NaOHNaI+NaIO+H2O,故用I2检验淀粉是否存在时,不能有NaOH存在,且碘易升华,故冷却后直接加入碘,可判断淀粉是否完全水解,B正确;用新制的 Cu(OH)2 检验水解产物的还原性时,必须在碱性环境中进行,故在水解液中先加NaOH中和稀硫酸至溶液呈碱性后,再加入新制的Cu(OH)2并加热,C错误;若用唾液代替稀硫酸,则不必加碱中和,直接加入新制的Cu(OH)2,加热即可出现预期现象,D正确。
4.甲的结论不正确,因为加入NaOH溶液呈碱性后,加入碘水,I2与NaOH溶液发生反应,没有I2存在,不能证明淀粉是否存在;乙的结论不正确,乙实验方案中未用碱中和作催化剂的酸,银镜反应需在碱性条件下才能发生;丙的结论正确,该方案中,中和液能发生银镜反应,说明淀粉已经水解,水解液加入碘水无现象,说明已无淀粉存在,故淀粉已完全水解
5.B　DNA中含C、H、O、N、P等元素,A正确;DNA水解的最终产物为磷酸、脱氧核糖和碱基,B错误;DNA分子的双螺旋结构两条链上的碱基之间形成氢键,通过氢键作用将两条链连接,C正确;DNA为脱氧核糖核酸,RNA为核糖核酸,两者均以核苷酸为基本构成单元,其中RNA一般呈单链状结构,DNA呈双螺旋结构,D正确。
6.D　脱氧核糖核酸中含有C—C,为非极性共价键,A错误;2脱氧核糖与葡萄糖结构不相似,两者不互为同系物,且脱氧核糖中无醛基,不能发生银镜反应,B错误;由结构简式可知,胞嘧啶含有的官能团为、—NH2、、,C错误。
考点二　氨基酸、蛋白质和酶
必备知识整合
1.(1)氨基　　—NH2和—COOH　
(2)①—COOH　—NH2　②肽键　
+H2O　肽键
2.(1)②氨基酸　肽键　(2)氨基酸　—NH2　—COOH　可逆　不可逆　黄　烧焦羽毛　(3)②专一性　催化
[理解·辨析] (1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　
(6)×　(7)×　(8)√　(9)√
关键能力提升
1.C　甘氨酸(H2N—CH2—COOH)中没有手性碳原子,不是手性分子,所以氨基酸不一定都是手性分子,A错误;氨基酸分子含有的氨基和羧基具有极性,所以易溶于水,难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,B错误;氨基酸含有氨基和羧基,在一定条件下既能和酸发生反应,也能和碱发生反应,C正确;三种不同氨基酸,每种氨基酸的数量无限的情况下,可形成三肽的种类数为3×3×3=27,D错误。
2.D　氨基酸分子可能形成链状、环状化合物或高聚物。如可形成环状化合物,A正确;甘氨酸与丙氨酸混合后,可相同分子也可不同分子发生缩合反应,形成4种二肽,结构简式分别为、、、,B正确;成肽反应中断键情况与酯化反应类似,即羧基脱羟基,氨基脱氢,形成肽键,C正确;氨基酸中含氨基和羧基,通过缩聚反应可生成高分子化合物,D不正确。
3.D　结构中有多个肽键,故属于多肽,A正确;结构中含有羧基、羟基、氨基、肽键四种官能团,B正确;结构中含有肽键,可以发生水解反应,C正确;结构中含有四个肽键,由四种氨基酸缩合而成,D错误。
4.(1)CG　ABDEFH　(2)盐析是物理变化,是可逆的,加水蛋白质仍然可以溶解;变性是化学变化,是不可逆的,加水蛋白质不能重新溶解。盐析可用于分离、提纯蛋白质,而变性可用于消毒、杀菌
真题验收
1.B　蔗糖属于二糖,1 mol蔗糖水解可得到1 mol 葡萄糖和 1 mol果糖,故A正确;油脂主要是高级脂肪酸和甘油形成的酯,不属于芳香烃,故B错误;食醋中含有CH3COOH、H2O等多种物质,CH3COOH、H2O均为极性分子,故C正确;糯米中的淀粉可水解,淀粉水解的最终产物为葡萄糖,故D正确。
2.C　葡萄糖氧化生成CO2和H2O是放热反应,在人体内葡萄糖缓慢氧化成CO2和H2O为人体提供能量,A项正确;核酸是一种生物大分子,分析核酸水解的产物可知,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,核苷进一步水解得到戊糖和碱基,故核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子,B项正确;氨基乙酸的结构简式为H2NCH2COOH,形成的二肽的结构简式为H2NCH2CONHCH2COOH,该二肽中含 1个氨基、1个羧基和1个肽键,C项错误;鸡蛋清溶液为蛋白质溶液,NaCl溶液属于轻金属盐溶液,向饱和NaCl溶液中加入少量鸡蛋清溶液,蛋白质发生盐析,D项正确。
3.A　脱氧核糖核酸(DNA)的戊糖为脱氧核糖,碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶,核糖核酸(RNA)的戊糖为核糖,碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶,两者的碱基不完全相同,戊糖不同,故A错误;碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成了组成核酸的基本单元——核苷酸,核苷酸缩合聚合可以得到核酸,故B正确;核苷酸中的磷酸基团能与碱反应,碱基能与酸反应,因此核苷酸在一定条件下,既可以与酸反应,又可以与碱反应,故C正确;核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对,DNA中腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对,RNA中尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T),结合成碱基对,遵循碱基互补配对原则,故D正确。
4.D　纤维素属于多糖,大量存在于我们吃的蔬菜、水果中,在自然界分布广泛,A正确;纤维素链段间规整紧密的结构使纤维素分子很难被常用的溶剂如水溶解,B正确;纤维素在低温下可溶于氢氧化钠溶液,是因为碱性体系主要破坏的是纤维素分子内和分子间的氢键,促进其溶解,C正确;由题意可知,低温提高了纤维素在NaOH溶液中的溶解性,D错误。
5.B　由图可知,溴化钠是电解装置中的电解质,其电离产生的离子可以起导电作用,且Br-在阳极上被氧化为Br2,然后Br2与H2O反应生成HBrO和Br-,HBrO再和葡萄糖反应生成葡萄糖酸和Br-,Br-在该过程中的质量和化学性质保持不变,因此,溴化钠在反应中起催化和导电作用,A正确;1 mol 葡萄糖反应生成1 mol葡萄糖酸,转移2 mol电子,1 mol葡萄糖酸与足量的碳酸钙反应可生成0.5 mol葡萄糖酸钙,因此,每生成1 mol葡萄糖酸钙,理论上电路中转移了4 mol电子,B不正确;葡萄糖酸分子内既有羧基又有羟基,因此,其能通过分子内反应生成含有六元环状结构的酯,C正确;葡萄糖分子中含有醛基和羟基,醛基上既能发生氧化反应生成羧基,也能在一定的条件下与氢气发生加成反应生成羟基,该加成反应也是还原反应,葡萄糖能与酸发生酯化反应,酯化反应也是取代反应,羟基能和与其相连的碳原子的邻位碳原子上的H(βH)发生消去反应,综上所述,葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应,D正确。
6.A　淀粉是由葡萄糖分子聚合而成的多糖,在一定条件下水解可得到葡萄糖,故A正确;葡萄糖与果糖的分子式均为C6H12O6,结构不同,两者互为同分异构体,但含有氧元素,不是烃类,属于烃的衍生物,故B错误;一个CO分子含有14个电子,则1 mol CO中含有14×6.02×1023个电子,故C错误;未指明气体是否处于标准状况下,不能用标准状况下的气体摩尔体积计算其物质的量,故D错误。
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生物大分子
第4讲
1.了解糖类、核酸、氨基酸和蛋白质的组成、结构特点、主要化学性质及
应用。
2.了解糖类、氨基酸和蛋白质在生命过程中的作用,了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的生物功能。
(1)糖类的概念和分类。
①概念:从分子结构上看,糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。
②组成: 三种元素。大多数糖类化合物的通式为 ,所以糖类也叫碳水化合物。
1.糖类
碳、氢、氧
Cm(H2O)n
必备知识整合
③分类。
2～10
必备知识整合
同分异构体
b.葡萄糖的性质。
银镜反应
新制的Cu(OH)2
2C2H5OH+2CO2↑
②戊糖——核糖、脱氧核糖。
核糖和脱氧核糖是生物体的遗传物质——核糖核酸与脱氧核糖核酸的重要组成部分。
物质 分子式 环式结构简式
核糖 C5H10O5
脱氧核糖 C5H10O4
(3)二糖——蔗糖与麦芽糖。
C12H22O11
比较项目 蔗糖 麦芽糖
相同点 分子式 均为
性质 都能发生 反应
不同点 是否含醛基 不含 含有
水解产物
相互关系 均为低聚糖,互为同分异构体
水解
葡萄糖和果糖
葡萄糖
(4)多糖——淀粉与纤维素。
①相似点。
a.都属于天然有机高分子化合物,均属于非还原性多糖,分子式都可表示为 。
b.都能发生水解反应,如淀粉水解的化学方程式为 。
c.都不能发生银镜反应。
②不同点。
a.n值不同,两者不互为同分异构体。
b.淀粉溶液遇碘显 色,纤维素含羟基,能发生酯化反应。
c.淀粉在稀硫酸催化下发生水解反应,而纤维素在浓硫酸催化下发生水解反应。
(C6H10O5)n
蓝
(1)核酸的组成。
核酸可以看作磷酸、 (核糖或脱氧核糖)和 通过一定方式结合而成的生物大分子。
2.核酸
戊糖
碱基
(2)核酸的结构。
①DNA分子:由两条多聚核苷酸链组成,两条链平行盘绕,形成 结构;每条链中的 和 交替连接,排列在外侧,碱基排列在内侧;两条链上的碱基通过 作用,腺嘌呤(A)与 配对,鸟嘌呤(G)与
配对,结合成碱基对,遵循碱基互补配对原则。
②RNA分子:与DNA类似,以核苷酸为基本构成单位,其中的戊糖由 替代了脱氧核糖,碱基由 替代了胸腺嘧啶(T),RNA分子一般呈单链状结构,比DNA分子小得多。
双螺旋
脱氧核糖
磷酸
氢键
胸腺嘧啶(T)
胞嘧啶(C)
核糖
尿嘧啶(U)
(3)核酸的生物功能。
核酸在生物体的生长、繁殖、遗传和变异等生命现象中起着重要的作用。
遗传信息
DNA分子 具有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的 ,决定生物体的一系列性状
RNA分子 参与遗传信息的 过程
传递
[理解·辨析]判断正误
(1)组成符合Cn(H2O)m的有机化合物一定属于糖类。(　 　)
(2)糖类和核酸都属于高分子化合物。(　 　)
(3)淀粉、纤维素均为天然有机高分子,且二者互为同分异构体。(　 　)
(4)核酸分为DNA和RNA,是生物体的遗传物质。(　 )
(5)淀粉和纤维素在人体内最终都水解为葡萄糖。(　 　)
(6)人体内没有水解纤维素的酶,但纤维素能加快胃肠蠕动,促进消化等。
(　 　)
×
×
√
×
×
√
×
√
×
(7)核酸由C、H、O、N四种元素组成。(　 　)
(8)葡萄糖分子中含有醛基和醇羟基,可发生氧化、加成、酯化等反应。
(　 　)
(9)核糖和脱氧核糖都是戊糖,互为同分异构体。(　 　)
(10)向淀粉水解后的水解液中直接加入银氨溶液并加热,没有银镜出现,说明淀粉尚未水解。(　 　)
×
一、糖类的结构与性质
1.下列说法正确的是(　　)
[A] 葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6,二者互为同分异构体
[B] 淀粉、纤维素和油脂都属于天然有机高分子
[C] 淀粉、蔗糖和葡萄糖在一定条件下都能发生水解反应
A
B
2.下面是某化学活动小组在研究性学习中探索葡萄糖分子的组成和结构时设计并完成的一组实验:取下列四种液体各2 mL,分别加入2 mL新制的Cu(OH)2中,充分振荡。实验现象记录如下表所示。
液体 葡萄糖溶液 乙醇 甘油(丙三醇) 水
实验 现象 Cu(OH)2溶解,溶液呈绛蓝色 Cu(OH)2 不溶 Cu(OH)2溶解,溶液呈绛蓝色 Cu(OH)2
不溶
根据上述实验及现象能够得出的正确结论是(　　)
[A] 葡萄糖分子中含有醛基
[B] 葡萄糖分子中含有多个羟基
[C] 葡萄糖的分子式为C6H12O6
[D] 葡萄糖分子的碳链呈锯齿形
【解析】 含有多个羟基的物质与新制的Cu(OH)2反应均会生成绛蓝色溶液,与醛基无关,A错误;根据乙醇(1个—OH)、甘油(3个—OH)加入新制的Cu(OH)2后溶液的颜色变化可知,葡萄糖分子中含有多个羟基,B正确;实验无法确定分子式,C错误;实验无法确定碳链结构,D错误。
二、糖类的水解实验
3.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,可在水解液中直接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
C
请分别判断以上三位同学的结论是否正确,说明理由:
　 。
甲的结论不正确,因为加入NaOH溶液呈碱性后,加入碘水,I2与NaOH溶液发生反应,没有I2存在,不能证明淀粉是否存在;乙的结论不正确,乙实验方案中未用碱中和作催化剂的酸,银镜反应需在碱性条件下才能发生;丙的结论正确,该方案中,中和液能发生银镜反应,说明淀粉已经水解,水解液加入碘水无现象,说明已无淀粉存在,故淀粉已完全水解
三、核酸
5.2022年诺贝尔生理学或医学奖授予古人类DNA研究领域的科学家。下列有关DNA的叙述错误的是(　　)
[A] DNA中含C、H、O、N、P等元素
[B] DNA水解的最终产物为磷酸、葡萄糖和碱基
[C] DNA分子的双螺旋结构两条链上的碱基通过氢键作用
[D] DNA和RNA均以核苷酸为基本构成单元,且RNA分子一般呈单链状结构
B
【解析】 DNA中含C、H、O、N、P等元素,A正确;DNA水解的最终产物为磷酸、脱氧核糖和碱基,B错误;DNA分子的双螺旋结构两条链上的碱基之间形成氢键,通过氢键作用将两条链连接,C正确;DNA为脱氧核糖核酸,RNA为核糖核酸,两者均以核苷酸为基本构成单元,其中RNA一般呈单链状结构,
DNA呈双螺旋结构,D正确。
6.图1是脱氧核糖核酸(DNA)的结构片段,它的碱基中胞嘧啶的结构如图2,下列说法正确的是(　　)
[A] 脱氧核糖核酸中含有的化学键都是不同原子形成的极性共价键
[B] 2-脱氧核糖(C5H10O4)与葡萄糖互为同系物,都能发生银镜反应
[C] 胞嘧啶分子式为C4H5N3O,含有的官能团只有—NH2和
[D] 脱氧核糖核酸由磷酸、2-脱氧核糖和碱基通过一定方式结合而成
D
1.氨基酸
(1)氨基酸的组成与结构。
氨基酸是 取代羧酸分子中烃基上的氢原子形成的取代羧酸。蛋白质
水解后得到的几乎都是α-氨基酸,结构简式可表示为 ,官能团为
。
氨基
—NH2和—COOH
(2)氨基酸的化学性质。
①两性。
氨基酸分子中既含有酸性基团 ,又含有碱性基团 ,因此,氨基酸是两性化合物。
—COOH
—NH2
肽键
肽键
2.蛋白质
(1)组成与结构。
①蛋白质含有C、H、O、N、S等元素。
②蛋白质是由多种 通过 等相互连接形成的一类生物大分子。
氨基酸
肽键
(2)蛋白质的性质。
氨基酸
—NH2
—COOH
可逆
不可逆
黄
烧焦羽毛
(3)酶。
①绝大多数酶是蛋白质,具有蛋白质的性质。
②酶是一种生物催化剂,催化作用具有以下特点:
a.条件温和;
b.具有高度的 ;
c.具有高效 作用。
专一性
催化
[理解·辨析]判断正误
(1)棉花、羊毛完全燃烧都只生成CO2和H2O。(　 　)
(2)向蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液或CuSO4溶液,都会产生白色沉
淀,如再加水,都会溶解。(　 　)
(3)蛋白质遇浓硝酸都会显黄色。(　 　)
(4)磨豆浆的大豆富含蛋白质,豆浆煮沸后蛋白质变成了氨基酸。(　 　)
(5)温度越高,酶的催化作用越好。(　 　)
×
×
×
×
×
√
×
√
×
(6)α-氨基丙酸与α-氨基苯丙酸混合脱水成肽,只生成2种二肽。(　 　)
(7)氨基酸能发生酯化反应、成肽反应和水解反应。(　 　)
(8)氨基酸分子中的—COOH能电离出H+显酸性,—NH2能结合H+显碱性。
(　 　)
(9)对医疗器械高温消毒的实质是蛋白质的变性。(　 　)
1.如图为氨基酸的结构通式,由n个氨基酸经过脱水缩合形成的物质为n肽。下列说法正确的是(　　)
[A] 氨基酸一定是手性分子
[B] 氨基酸是有机化合物,所以易溶于乙醚
[C] 氨基酸在一定条件下既能和酸发生反应,也能和碱发生反应
[D] 甘氨酸、甲硫氨酸与谷氨酸之间发生脱水缩合形成三肽,最多会有18种三肽产生(不考虑环肽)
一、氨基酸的结构与性质
C
【解析】 甘氨酸(H2N—CH2—COOH)中没有手性碳原子,不是手性分子,所以氨基酸不一定都是手性分子,A错误;氨基酸分子含有的氨基和羧基具有极性,所以易溶于水,难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,B错误;氨基酸含有氨基和羧基,在一定条件下既能和酸发生反应,也能和碱发生反应,C正确;三种不同氨基酸,每种氨基酸的数量无限的情况下,可形成三肽的种类数为3×3×3=27,D错误。
2.氨基酸是蛋白质水解的最终产物,下列有关氨基酸的成肽反应的叙述不正确的是(　　)
[A] 氨基酸可能脱水形成环状化合物
[B]甘氨酸与丙氨酸混合物脱水可生成4种二肽
[C]氨基酸成肽反应中,羧基脱羟基,氨基脱氢,形成肽键
[D]氨基酸分子生成高分子化合物的反应一定是加聚反应
D
D
二、蛋白质、多肽的性质
3.内啡肽能够调节体育运动时的人体机能,下列关于内啡肽叙述错误的是
(　　)
[A] 内啡肽是一种多肽
[B] 含有四种官能团
[C] 能发生水解反应
[D] 由五种氨基酸缩合而成
【解析】 结构中有多个肽键,故属于多肽,A正确;结构中含有羧基、羟基、氨基、肽键四种官能团,B正确;结构中含有肽键,可以发生水解反应,C正确;结构中含有四个肽键,由四种氨基酸缩合而成,D错误。
4.(1)向鸡蛋清溶液中加入下列溶液,可以使蛋白质发生盐析的有　　 (填字母,下同),可以使蛋白质发生变性的有　　　　　　。
A.HCl溶液 B.CuSO4溶液
C.(NH4)2SO4溶液 D.甲醛溶液
E.酒精溶液 F.NaOH溶液
G.Na2SO4溶液 H.Pb(CH3COO)2溶液
CG
ABDEFH
(2)请比较蛋白质的盐析和变性的区别,举例说明盐析和变性的作用:
　 。
盐析是物理变化,是可逆的,加水蛋白质仍然可以溶解;变性是化学变化,是不可逆的,加水蛋白质不能重新溶解。盐析可用于分离、提纯蛋白质,而变性可用于消毒、杀菌
1.(2024·广东卷,4)我国饮食注重营养均衡,讲究“色香味形”。下列说法不正确的是(　　)
[A] 烹饪糖醋排骨用蔗糖炒出焦糖色,蔗糖属于二糖
[B] 新鲜榨得的花生油具有独特油香,油脂属于芳香烃
[C] 凉拌黄瓜加醋使其具有可口酸味,食醋中含有极性分子
[D] 端午时节用棕叶将糯米包裹成形,糯米中的淀粉可水解
B
【解析】 蔗糖属于二糖,1 mol蔗糖水解可得到1 mol 葡萄糖和1 mol果糖,故A正确;油脂主要是高级脂肪酸和甘油形成的酯,不属于芳香烃,故B错误;食醋中含有CH3COOH、H2O等多种物质,CH3COOH、H2O均为极性分子,故C正确;糯米中的淀粉可水解,淀粉水解的最终产物为葡萄糖,故D正确。
2.(2024·北京卷,4)下列说法不正确的是(　　)
[A] 葡萄糖氧化生成CO2和H2O的反应是放热反应
[B] 核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子
[C] 由氨基乙酸形成的二肽中存在两个氨基和两个羧基
[D] 向饱和的NaCl溶液中加入少量鸡蛋清溶液会发生盐析
C
【解析】 葡萄糖氧化生成CO2和H2O是放热反应,在人体内葡萄糖缓慢氧化成CO2和H2O为人体提供能量,A项正确;核酸是一种生物大分子,分析核酸水解的产物可知,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,核苷进一步水解得到戊糖和碱基,故核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子,B项正确;氨基乙酸的结构简式为H2NCH2COOH,形成的二肽的结构简式为H2NCH2CONHCH2COOH,该二肽中含1个氨基、1个羧基和1个肽键,C项错误;鸡蛋清溶液为蛋白质溶液,NaCl溶液属于轻金属盐溶液,向饱和NaCl溶液中加入少量鸡蛋清溶液,蛋白质发生盐析,D项正确。
3.(2024·湖南卷,5)组成核酸的基本单元是核苷酸,如图是核酸的某一结构片段,下列说法错误的是(　　)
[A] 脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)结构中的碱基相同,戊糖不同
[B] 碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成核苷酸,核苷酸缩合聚合得到核酸
[C] 核苷酸在一定条件下,既可以与酸反应,又可以与碱反应
[D] 核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对
A
【解析】 脱氧核糖核酸(DNA)的戊糖为脱氧核糖,碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶,核糖核酸(RNA)的戊糖为核糖,碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶,两者的碱基不完全相同,戊糖不同,故A错误;碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成了组成核酸的基本单元——核苷酸,核苷酸缩合聚合可以得到核酸,故B正确;核苷酸中的磷酸基团能与碱反应,碱基能与酸反应,因此核苷酸在一定条件下,既可以与酸反应,又可以与碱反应,故C正确;核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对,DNA中腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对,
RNA中尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T),结合成碱基对,遵循碱基互补配对原则,故D
正确。
4.(2023·湖北卷,7)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溶液中的溶解性
D
【解析】 纤维素属于多糖,大量存在于我们吃的蔬菜、水果中,在自然界分布广泛,A正确;纤维素链段间规整紧密的结构使纤维素分子很难被常用的溶剂如水溶解,B正确;纤维素在低温下可溶于氢氧化钠溶液,是因为碱性体系主要破坏的是纤维素分子内和分子间的氢键,促进其溶解,C正确;由题意可知,低温提高了纤维素在NaOH溶液中的溶解性,D错误。
5.(2023·湖南卷,8)葡萄糖酸钙是一种重要的补钙剂,工业上以葡萄糖、碳酸钙为原料,在溴化钠溶液中采用间接电氧化反应制备葡萄糖酸钙,其阳极区反应过程如下:
下列说法错误的是(　　)
[A] 溴化钠起催化和导电作用
[B] 每生成1 mol葡萄糖酸钙,理论上电路中转移了2 mol电子
[C] 葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物
[D] 葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应
B
【解析】 由图可知,溴化钠是电解装置中的电解质,其电离产生的离子可以起导电作用,且Br-在阳极上被氧化为Br2,然后Br2与H2O反应生成HBrO和Br-,HBrO再和葡萄糖反应生成葡萄糖酸和Br-,Br-在该过程中的质量和化学性质保持不变,因此,溴化钠在反应中起催化和导电作用,A正确;1 mol 葡萄糖反应生成1 mol葡萄糖酸,转移2 mol电子,1 mol葡萄糖酸与足量的碳酸钙反应可生成0.5 mol葡萄糖酸钙,因此,每生成1 mol葡萄糖酸钙,理论上电路中转移了4 mol电子,B不正确;葡萄糖酸分子内既有羧基又有羟基,因此,其能通过分子内反应生成含有六元环状结构的酯,C正确;葡萄糖分子中含有醛基和羟基,醛基上既能发生氧化反应生成羧基,也能在一定的条件下与氢气发生加成反应生成羟基,该加成反应也是还原反应,葡萄糖能与酸发生酯化反应,酯化反应也是取代反应,羟基能和与其相连的碳原子的邻位碳原子上的H(β-H)发生消去反应,综上所述,葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应,D正确。
6.(2022·广东卷,9)我国科学家进行了如图所示的碳循环研究。下列说法正确的是(　　)
[A] 淀粉是多糖,在一定条件下能水解成葡萄糖
[B] 葡萄糖与果糖互为同分异构体,都属于烃类
[C] 1 mol CO中含有6.02×1024个电子
[D] 22.4 L CO2被还原生成1 mol CO
A
【解析】 淀粉是由葡萄糖分子聚合而成的多糖,在一定条件下水解可得到葡萄糖,故A正确;葡萄糖与果糖的分子式均为C6H12O6,结构不同,两者互为同分异构体,但含有氧元素,不是烃类,属于烃的衍生物,故B错误;一个CO分子含有14个电子,则1 mol CO中含有14×6.02×1023个电子,故C错误;未指明气体是否处于标准状况下,不能用标准状况下的气体摩尔体积计算其物质的量,故D错误。
课时作业46　生物大分子
(时间:30分钟　满分:100分)
一、选择题(共10小题,每小题6分,共60分)
1.(2025·辽宁部分学校期中)生物大分子与生命活动息息相关。下列有关叙述正确的是(　　)
[A] 由2～10个单糖通过糖苷键连接而成的分子称为多糖
[B] 淀粉、油脂和蛋白质都是天然高分子化合物
[C] 甘油醛[HOCH2CH(OH)CHO]存在对映异构体
[D] 核酸水解最终生成两种产物,分别为戊糖和碱基
C
【解析】 由2～10个单糖通过糖苷键连接而成的分子称为寡糖或低聚糖,多糖是由10个以上单糖聚合而成的分子,A错误;油脂不属于高分子化合物,B错误;甘油醛分子含1个手性碳原子,存在对映异构体,C正确;核酸水解最终生成三种产物,分别为戊糖、碱基和磷酸,D错误。
2.(2024·四川攀枝花模拟)某同学为了检验纤维素的水解产物是否为葡萄糖,他将纤维素与70%的H2SO4溶液共热后加入新制的Cu(OH)2并加热煮沸,无砖红色沉淀生成,下列解释正确的是(　　)
[A] 纤维素水解产物中无葡萄糖
[B] 使用的H2SO4溶液过浓只发生了脱水反应
[C] 由于水解后混合液中含有H2SO4,所以见不到砖红色沉淀
[D] 加热时间不够长,所以见不到砖红色沉淀
C
【解析】 葡萄糖与新制的Cu(OH)2反应必须在碱性环境下,因而纤维素水解后应先加入NaOH溶液中和硫酸,再和新制的Cu(OH)2反应。
3.(2025·四川高考适应性考试)下列关于生物有机分子的说法错误的是(　　)
[A] 纤维素能被氢氧化铜氧化
[B] 蔗糖和麦芽糖的水解产物都含有葡萄糖
[C] 蛋白质的空间结构发生变化会导致其生物活性改变
[D] 核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的分子
A
【解析】 纤维素不能被弱氧化剂氢氧化铜氧化,故A错误;蔗糖水解产物是葡萄糖和果糖,麦芽糖水解产物是葡萄糖,故B正确;蛋白质的空间结构发生变化会导致其生物活性改变,这种改变是不可逆的,故C正确;核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的分子,故D正确。
4.(2024·吉林四平模拟)已知半胱氨酸的结构简式为 ,则下列说法错误的是(　　)
[A] 半胱氨酸属于α-氨基酸
[B] 半胱氨酸既能跟强酸反应又能跟强碱反应
[C] 半胱氨酸不能与NaOH溶液反应放出碱性气体
[D] 两分子半胱氨酸脱水形成的二肽结构简式为
D
5.(2024·江西宜春模拟)核酸是生命的基础物质。以下关于核酸的论述正确的是(　　)
[A] 核酸是核蛋白的非蛋白部分,也是由氨基酸残基组成的
[B] 核酸水解产物中含有磷酸、葡萄糖和碱基
[C] 核酸、核苷酸都是高分子化合物
[D] 核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类,对蛋白质的合成和生物遗传起重要作用
D
【解析】 核酸是由许多核苷酸单体形成的聚合物,A错误;核酸水解的最终产物是磷酸、五碳糖和碱基,B错误;核酸是高分子化合物,核苷酸不是高分子化合物,C错误;核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类,分别是RNA和DNA,他们共同对蛋白质的合成和生物遗传起到重要作用,D正确。
6.下列关于葡萄糖[CH2OH(CHOH)4CHO]的说法不正确的是(　　)
[A] 含有2种官能团
[B] 能发生银镜反应
[C] 不能与NaHCO3溶液反应生成CO2
[D] 经酶催化水解,可转化为燃料乙醇
D
【解析】 根据葡萄糖结构简式可知,含有羟基和醛基2种官能团,A正确;葡萄糖分子中含有醛基,能发生银镜反应,B正确;葡萄糖只含有羟基和醛基,不能与NaHCO3溶液反应生成CO2,C正确;葡萄糖不能水解,经酶催化氧化可转化为燃料乙醇,D错误。
7.(2025·重庆期中)D-乙酰氨基葡萄糖(结构简式如图)是一种天然存在的特殊单糖。下列有关该物质的说法正确的是(　　)
[A] 含有4种官能团
[B] 分子式为C8H14O6N
[C] 含有4个手性碳原子
[D] 能发生氧化反应、消去反应和缩聚反应
D
【解析】 该有机物分子中含有羟基、醚键、酰胺基,共3种官能团,A错误;根据该有机物分子的结构简式可知,其分子式为C8H15O6N,B错误;连接 4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,则分子中环上的碳原子均为手性碳原子,含有 5个手性碳原子,C错误;分子中含有多个羟基,能发生缩聚反应,羟基所连的碳原子上有氢原子,能发生氧化反应,羟基所连的碳原子的邻位碳上有氢原子,能发生消去反应,D正确。
C
8.下列有关淀粉和纤维素两种物质的说法正确的是(　　)
[A] 二者都能水解,水解的最终产物不相同
[B] 二者含C、H、O三种元素的质量分数相同,且互为同分异构体
[C] 它们都属于糖类,且都是高分子化合物
[D] 都可用(C6H10O5)n表示,但淀粉能发生银镜反应而纤维素不能
【解析】 淀粉、纤维素都属于多糖,它们在一定条件下均能水解,最终产物均为葡萄糖,A错误,C正确;二者的组成都可用(C6H10O5)n表示,所以二者分子中C、H、O的质量分数相同,但由于n值不同,故二者不互为同分异构体,B错误;二者都不能发生银镜反应,D错误。
9.(2024·辽宁沈阳模拟)在葡萄糖水溶液中,链状结构与环状结构的平衡关系及百分含量
如下:
下列说法错误的是(　　)
[A] 链状葡萄糖成环是—OH与—CHO发生加成反应的结果
[B] 链状葡萄糖成环后,分子中多了一个手性碳原子
[C] 三种葡萄糖分子相互转化发生了化学反应,不能互称为同分异构体
[D] 水溶液中,β-D-吡喃葡萄糖比α-D-吡喃葡萄糖稳定
C
【解析】 由链状葡萄糖和环状葡萄糖的结构简式可知,链状葡萄糖成环是
—OH与—CHO发生加成反应,故A正确;链状葡萄糖成环后,醛基变为羟基,醛基中的碳原子变为手性碳原子,分子中多了一个手性碳原子,故B正确;三种葡萄糖分子式相同,结构式不同,互为同分异构体,故C错误;水溶液中,β-D-吡喃葡萄糖比α-D-吡喃葡萄糖含量高,更易形成β-D-吡喃葡萄糖,说明β-D-吡喃葡萄糖比α-D-吡喃葡萄糖稳定,故D正确。
10.(2024·天津南开区模拟)核酸是一类生物大分子,关于核酸的说法正确的是(　　)
[A] 核酸在酶的催化下水解可以得到核苷和戊糖
[B] DNA两条链上的碱基通过形成氢键进行互补配对
[C] 核苷酸是磷酸与戊糖脱水形成的酯
[D] 腺嘌呤分子中的碳原子与氮原子杂化方式完全相同
B
【解析】 核酸水解得到磷酸和核苷,核苷水解得到戊糖和碱基,其中戊糖有脱氧核糖和核糖,故A错误;DNA分子由两条多聚核苷酸链组成,每条链中的脱氧核糖与磷酸之间通过磷酯键连接,两条链上的碱基之间都是通过氢键而连接,故B正确;碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成核苷酸,故C错
误;腺嘌呤分子中六元环中的氮原子为sp2杂化,—NH2中氮原子为sp3杂化,碳原子为双键的连接方式,因此只有sp2杂化,故D错误。
二、非选择题(共2小题,共40分)
11.(22分,每空2分)木薯的块根富含淀粉,可供食用或作糊料,被称为“淀粉之王”,其栽培较粗放,且产量高,因块根含氰酸毒素,需经漂浸处理后方可食用,若用提取的淀粉进行如图所示实验,请回答下列问题。
(1)淀粉的化学式为　　 　　,淀粉水解产物A(单糖)的结构简式为　　　 　　　　　　,常向淀粉水解后的溶液中加入少量　　　　　来检验淀粉是否完全水解。
(C6H10O5)n
CH2OH(CHOH)4CHO
碘水
【解析】 淀粉水解生成的单糖A为葡萄糖,和水发生加成反应生成乙醇的B为乙烯,乙醇氧化生成的C为乙醛,继续氧化得到的D为乙酸。(1)淀粉的化学式为(C6H10O5)n,淀粉水解生成葡萄糖,其结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,向淀粉水解后的溶液中加入少量碘水检验淀粉是否水解完全。
(2)B是一种植物生长调节剂,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能使溴的四氯化碳溶液褪色,上述反应的反应类型分别是　　　　　、　　　　　。
氧化反应
【解析】 (2)乙烯和酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,和溴的四氯化碳溶液发生加成反应。
加成反应
(3)A可以与新制的氢氧化铜反应,生成沉淀的颜色为　　　 　,也可以与
　　　　　　水浴加热生成银,在试管内壁形成光亮的银镜,与直接加热相比,采用水浴加热的优点是　　　　　。A在酒化酶的催化作用下可制得乙醇,若有 150 kg淀粉,理论上可生产无水乙醇　　 kg(结果保留一位小数)。
砖红色
银氨溶液
受热均匀
85.2
(4)反应②的化学方程式是 　　　 　　　　　　　,D与硬脂酸甘油酯在酸性条件下的水解产物之一硬脂酸互为　　　　。
同系物
12.(18分,每空3分)下列是某蛋白质的结构片段:
(1)上述蛋白质结构片段的水解产物中不属于α-氨基酸的是　　　　 　　(填结构简式)。
(2)上述蛋白质结构片段水解后产生的氨基酸中,某氨基酸分子中碳、氢原子数比值最大。
①该氨基酸与NaOH溶液反应的化学方程式为　 。
②两分子该氨基酸缩合形成环状结构物质的分子式为　　　　　　　　　　。
C16H14N2O2
③该氨基酸的同分异构体中,属于硝基化合物且苯环上连有两个甲基的有
　　种,其中核磁共振氢谱中有3组吸收峰,且吸收峰面积比为2∶1∶6的同
分异构体的结构简式为　　　　　　　　　　　。
6
(3)已知上述蛋白质结构片段的相对分子质量为364,则水解生成的各种氨基酸的相对分子质量之和为　　　　。
436
【解析】(3)1 mol题给蛋白质结构片段水解需要4 mol水,故水解生成的各种氨基酸的相对分子质量之和为364+18×4=436。课时作业46　生物大分子
(时间:30分钟　满分:100分)
一、选择题(共10小题,每小题6分,共60分)
1.(2025·辽宁部分学校期中)生物大分子与生命活动息息相关。下列有关叙述正确的是(　　)
[A] 由2～10个单糖通过糖苷键连接而成的分子称为多糖
[B] 淀粉、油脂和蛋白质都是天然高分子化合物
[C] 甘油醛[HOCH2CH(OH)CHO]存在对映异构体
[D] 核酸水解最终生成两种产物,分别为戊糖和碱基
2.(2024·四川攀枝花模拟)某同学为了检验纤维素的水解产物是否为葡萄糖,他将纤维素与70%的H2SO4溶液共热后加入新制的 Cu(OH)2并加热煮沸,无砖红色沉淀生成,下列解释正确的是(　　)
[A] 纤维素水解产物中无葡萄糖
[B] 使用的H2SO4溶液过浓只发生了脱水反应
[C] 由于水解后混合液中含有H2SO4,所以见不到砖红色沉淀
[D] 加热时间不够长,所以见不到砖红色沉淀
3.(2025·四川高考适应性考试)下列关于生物有机分子的说法错误的是(　　)
[A] 纤维素能被氢氧化铜氧化
[B] 蔗糖和麦芽糖的水解产物都含有葡萄糖
[C] 蛋白质的空间结构发生变化会导致其生物活性改变
[D] 核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的分子
4.(2024·吉林四平模拟)已知半胱氨酸的结构简式为,则下列说法错误的是(　　)
[A] 半胱氨酸属于α氨基酸
[B] 半胱氨酸既能跟强酸反应又能跟强碱反应
[C] 半胱氨酸不能与NaOH溶液反应放出碱性气体
[D] 两分子半胱氨酸脱水形成的二肽结构简式为
　
5.(2024·江西宜春模拟)核酸是生命的基础物质。以下关于核酸的论述正确的是(　　)
[A] 核酸是核蛋白的非蛋白部分,也是由氨基酸残基组成的
[B] 核酸水解产物中含有磷酸、葡萄糖和碱基
[C] 核酸、核苷酸都是高分子化合物
[D] 核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类,对蛋白质的合成和生物遗传起重要作用
6.下列关于葡萄糖[CH2OH(CHOH)4CHO]的说法不正确的是(　　)
[A] 含有2种官能团
[B] 能发生银镜反应
[C] 不能与NaHCO3溶液反应生成CO2
[D] 经酶催化水解,可转化为燃料乙醇
7.(2025·重庆期中)D乙酰氨基葡萄糖(结构简式如图)是一种天然存在的特殊单糖。下列有关该物质的说法正确的是(　　)
[A] 含有4种官能团
[B] 分子式为C8H14O6N
[C] 含有4个手性碳原子
[D] 能发生氧化反应、消去反应和缩聚反应
8.下列有关淀粉和纤维素两种物质的说法正确的是(　　)
[A] 二者都能水解,水解的最终产物不相同
[B] 二者含C、H、O三种元素的质量分数相同,且互为同分异构体
[C] 它们都属于糖类,且都是高分子化合物
[D] 都可用(C6H10O5)n表示,但淀粉能发生银镜反应而纤维素不能
9.(2024·辽宁沈阳模拟)在葡萄糖水溶液中,链状结构与环状结构的平衡关系及百分含量
如下:
下列说法错误的是(　　)
[A] 链状葡萄糖成环是—OH与—CHO发生加成反应的结果
[B] 链状葡萄糖成环后,分子中多了一个手性碳原子
[C] 三种葡萄糖分子相互转化发生了化学反应,不能互称为同分异构体
[D] 水溶液中,βD吡喃葡萄糖比αD吡喃葡萄糖稳定
10.(2024·天津南开区模拟)核酸是一类生物大分子,关于核酸的说法正确的是(　　)
[A] 核酸在酶的催化下水解可以得到核苷和戊糖
[B] DNA两条链上的碱基通过形成氢键进行互补配对
[C] 核苷酸是磷酸与戊糖脱水形成的酯
[D] 腺嘌呤分子中的碳原子与氮原子杂化方式完全相同
二、非选择题(共2小题,共40分)
11.(22分,每空2分)木薯的块根富含淀粉,可供食用或作糊料,被称为“淀粉之王”,其栽培较粗放,且产量高,因块根含氰酸毒素,需经漂浸处理后方可食用,若用提取的淀粉进行如图所示实验,请回答下列问题。
(1)淀粉的化学式为　　　 　　,淀粉水解产物A(单糖)的结构简式为　　　　　　　　　　,常向淀粉水解后的溶液中加入少量　　　　　来检验淀粉是否完全水解。
(2)B是一种植物生长调节剂,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能使溴的四氯化碳溶液褪色,上述反应的反应类型分别是　 、 　　　　　。
(3)A可以与新制的氢氧化铜反应,生成沉淀的颜色为　　　　　,也可以与　　　　　　水浴加热生成银,在试管内壁形成光亮的银镜,与直接加热相比,采用水浴加热的优点是　　　　　　　。A在酒化酶的催化作用下可制得乙醇,若有150 kg淀粉,理论上可生产无水乙醇　　　　 kg(结果保留一位小数)。
(4)反应②的化学方程式是 　　　　　　　　　　,D与硬脂酸甘油酯在酸性条件下的水解产物之一硬脂酸互为　　　　。
12.(18分,每空3分)下列是某蛋白质的结构片段:
(1)上述蛋白质结构片段的水解产物中不属于α氨基酸的是　　　　　　　　(填结构简式)。
(2)上述蛋白质结构片段水解后产生的氨基酸中,某氨基酸分子中碳、氢原子数比值最大。
①该氨基酸与NaOH溶液反应的化学方程式为　 。
②两分子该氨基酸缩合形成环状结构物质的分子式为　　　　　　　　　　。
③该氨基酸的同分异构体中,属于硝基化合物且苯环上连有两个甲基的有　　　　种,其中核磁共振氢谱中有3组吸收峰,且吸收峰面积比为 2∶1∶6的同分异构体的结构简式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)已知上述蛋白质结构片段的相对分子质量为364,则水解生成的各种氨基酸的相对分子质量之和为　　 　　。
课时作业46　生物大分子
1.C　由2～10个单糖通过糖苷键连接而成的分子称为寡糖或低聚糖,多糖是由10个以上单糖聚合而成的分子,A错误;油脂不属于高分子化合物,B错误;甘油醛分子含1个手性碳原子,存在对映异构体,C正确;核酸水解最终生成三种产物,分别为戊糖、碱基和磷酸,D错误。
2.C　葡萄糖与新制的Cu(OH)2反应必须在碱性环境下,因而纤维素水解后应先加入NaOH溶液中和硫酸,再和新制的Cu(OH)2反应。
3.A　纤维素不能被弱氧化剂氢氧化铜氧化,故A错误;蔗糖水解产物是葡萄糖和果糖,麦芽糖水解产物是葡萄糖,故B正确;蛋白质的空间结构发生变化会导致其生物活性改变,这种改变是不可逆的,故C正确;核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的分子,故D正确。
4.D　半胱氨酸可以看作是HSCH2CH2COOH中α碳原子上的氢原子被氨基取代的产物,是α氨基酸,A正确;半胱氨酸既含有羧基又含有氨基,既能跟强碱反应又能跟强酸反应,B正确;半胱氨酸与NaOH溶液反应只能生成半胱氨酸钠,不能生成氨,C正确;两分子半胱氨酸脱水形成的二肽结构简式应为,D错误。
5.D　核酸是由许多核苷酸单体形成的聚合物,A错误;核酸水解的最终产物是磷酸、五碳糖和碱基,B错误;核酸是高分子化合物,核苷酸不是高分子化合物,C错误;核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类,分别是RNA和DNA,他们共同对蛋白质的合成和生物遗传起到重要作用,D正确。
6.D　根据葡萄糖结构简式可知,含有羟基和醛基2种官能团,A正确;葡萄糖分子中含有醛基,能发生银镜反应,B正确;葡萄糖只含有羟基和醛基,不能与NaHCO3溶液反应生成CO2,C正确;葡萄糖不能水解,经酶催化氧化可转化为燃料乙醇,D错误。
7.D　该有机物分子中含有羟基、醚键、酰胺基,共3种官能团,A错误;根据该有机物分子的结构简式可知,其分子式为C8H15O6N,B错误;连接 4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,则分子中环上的碳原子均为手性碳原子,含有 5个手性碳原子,C错误;分子中含有多个羟基,能发生缩聚反应,羟基所连的碳原子上有氢原子,能发生氧化反应,羟基所连的碳原子的邻位碳上有氢原子,能发生消去反应,D正确。
8.C　淀粉、纤维素都属于多糖,它们在一定条件下均能水解,最终产物均为葡萄糖,A错误,C正确;二者的组成都可用(C6H10O5)n表示,所以二者分子中C、H、O的质量分数相同,但由于n值不同,故二者不互为同分异构体,B错误;二者都不能发生银镜反应,D错误。
9.C　由链状葡萄糖和环状葡萄糖的结构简式可知,链状葡萄糖成环是—OH与—CHO发生加成反应,故A正确;链状葡萄糖成环后,醛基变为羟基,醛基中的碳原子变为手性碳原子,分子中多了一个手性碳原子,故B正确;三种葡萄糖分子式相同,结构式不同,互为同分异构体,故C错误;水溶液中,βD吡喃葡萄糖比αD吡喃葡萄糖含量高,更易形成βD吡喃葡萄糖,说明βD吡喃葡萄糖比αD吡喃葡萄糖稳定,故D正确。
10.B　核酸水解得到磷酸和核苷,核苷水解得到戊糖和碱基,其中戊糖有脱氧核糖和核糖,故A错误;DNA分子由两条多聚核苷酸链组成,每条链中的脱氧核糖与磷酸之间通过磷酯键连接,两条链上的碱基之间都是通过氢键而连接,故B正确;碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成核苷酸,故C错误;腺嘌呤分子中六元环中的氮原子为sp2杂化,—NH2中氮原子为sp3杂化,碳原子为双键的连接方式,因此只有sp2杂化,故D错误。
11.【答案】 (1)(C6H10O5)n　CH2OH(CHOH)4CHO　碘水
(2)氧化反应　加成反应　
(3)砖红色　银氨溶液　受热均匀　85.2
(4)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O　同系物
【解析】 淀粉水解生成的单糖A为葡萄糖,和水发生加成反应生成乙醇的B为乙烯,乙醇氧化生成的C为乙醛,继续氧化得到的D为乙酸。(1)淀粉的化学式为(C6H10O5)n,淀粉水解生成葡萄糖,其结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,向淀粉水解后的溶液中加入少量碘水检验淀粉是否水解完全。(2)乙烯和酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,和溴的四氯化碳溶液发生加成反应。(3)葡萄糖中含醛基,能与新制的氢氧化铜反应生成砖红色沉淀Cu2O,也能与银氨溶液在水浴加热时生成银,在试管内壁形成光亮的银镜,与直接加热相比,采用水浴加热的优点是受热均匀。A在酒化酶的催化作用下可制得乙醇,发生反应 C6H12O62C2H5OH+2CO2↑,若有150 kg淀粉参加反应,理论上可生产无水乙醇 ×2×46 g/mol≈85.2×103 g=85.2 kg。
12.【答案】 (1)
(2)①+NaOH
+H2O　②C16H14N2O2　③6　、　(3)436
【解析】 (1)蛋白质水解时断开肽键,题中蛋白质结构片段水解可生成、、H2N—CH2—COOH和四种氨基酸。α氨基酸中—COOH和—NH2连在同一碳原子上,故四种氨基酸中只有不属于α氨基酸。
(2)所得四种氨基酸中碳、氢原子数比值最大的是。②两分子该氨基酸缩合形成的环状物质为,其分子式为 C16H14N2O2。③符合条件的有、(序号位置为另一个—CH3的位置),共 6种;其中核磁共振氢谱中吸收峰面积比为2∶1∶6的同分异构体的结构简式为、。
(3)1 mol题给蛋白质结构片段水解需要4 mol水,故水解生成的各种氨基酸的相对分子质量之和为364+18×4=436。
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