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(共34张PPT)
微题型4　生物大分子与合成高分子
核心精讲
1.糖类
(1)糖类组成与分类。
糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物,是生物体所需能量的主要来源。
(2)糖类的性质。
①葡萄糖:多羟基醛[CH2OH(CHOH)4CHO]。
②二糖:在酸或酶的催化下发生水解反应,如蔗糖水解生成葡萄糖和果糖。
③寡糖(低聚糖):由2～10个相同或不同的单糖单元通过糖苷键连接起来而形成的直链或含分支链的糖类化合物。寡糖和单糖的物理及化学性质相似。
④多糖:在酸或酶的催化下发生水解反应,如淀粉发生水解,最终产物是葡萄糖。
2.蛋白质
3.核酸的分类和组成
(1)核酸的分类。
天然的核酸根据其组成中所含戊糖的不同,分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。
(2)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。因此,核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子。其中的戊糖是核糖或脱氧核糖,它们均以环状结构存在于核酸中,对应的核酸分别是核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。转化关系如图所示:
(3)戊糖结构简式。
4.合成高分子
(1)高分子材料的分类。
(2)合成高分子的基本方法。
①加成聚合反应(加聚反应)。
a.单体必须是含有双键、三键等不饱和键的化合物(例如:烯、二烯、炔、醛等)。
b.反应只生成高聚物,没有副产物产生。
c.聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同。
d.聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。
②缩合聚合反应(缩聚反应)。
a.单体分子中至少含有两个官能团,如—OH(或—NH2)与—COOH等。
b.缩聚反应生成聚合物的同时,还有小分子副产物(如H2O等)生成。
c.聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同。
d.书写缩聚物的结构简式时,要在方括号外侧写出端基原子或原子团。如:
③酚醛树脂的生成。
典例示范
[典例1] (2024·河北卷,3)高分子材料在生产、生活中得到广泛应用。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
B
【解析】 线型聚乙烯塑料具有热塑性,受热易软化,A正确;聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚合成,具有一定的热稳定性,受热不易分解,B错误;尼龙66即聚己二酰己二胺,由己二酸和己二胺缩聚合成,强度高、韧性好,C正确;聚甲基丙烯酸酯由甲基丙烯酸酯加聚合成,又名有机玻璃,说明其透明度高,D正确。
[典例2] (2025·黑吉辽内蒙古卷,10)人体皮肤细胞受到紫外线(UV)照射可能造成DNA损伤,原因之一是脱氧核苷上的碱基发生了如下反应。下列说法错误的是(　　)
[A]该反应为取代反应
[B]Ⅰ和Ⅱ均可发生酯化反应
[C]Ⅰ和Ⅱ均可发生水解反应
[D]乙烯在UV下能生成环丁烷
A
【解析】 由反应Ⅰ→ Ⅱ可知,2分子Ⅰ通过加成得到1分子Ⅱ,该反应为加成反应,A错误; Ⅰ和Ⅱ中都存在羟基,可以发生酯化反应,B正确; Ⅰ和Ⅱ中都存在酰胺基,可以发生水解反应,C正确;根据反应Ⅰ→ Ⅱ可知,2分子Ⅰ通过加成得到1分子Ⅱ,双键加成形成环状结构,则乙烯在UV下能生成环丁烷,D正确。
[典例3] (2024·全国甲卷,9)我国化学工作者开发了一种回收利用聚乳酸(PLA)高分子材料的方法,其转化路线如图所示。
下列叙述错误的是(　　)
[A]PLA在碱性条件下可发生降解反应
[B]MP的化学名称是丙酸甲酯
[C]MP的同分异构体中含羧基的有3种
C
题型验收
1.(2022·山东卷,4)下列高分子材料制备方法正确的是(　　)
经典再现
B
【解析】 聚乳酸是由乳酸分子间脱水缩聚而得,即发生缩聚反应,A错误;聚四氟乙烯是由四氟乙烯经加聚反应制备,B正确;尼龙66是由己二胺和己二酸经过缩聚反应制得,C错误;聚乙烯醇由聚乙酸乙烯酯发生水解反应制得,D错误。
2.(2025·湖南卷,10)天冬氨酸广泛应用于医药、食品和化工等领域。天冬氨酸的一条合成路线如图所示:
下列说法正确的是(　　)
[A]X的核磁共振氢谱有4组峰
[B]1 mol Y与NaOH水溶液反应,最多可消耗2 mol NaOH
[C]天冬氨酸是两性化合物,能与酸、碱反应生成盐
[D]天冬氨酸通过加聚反应可合成聚天冬氨酸
C
【解析】 X是对称结构,分子中两个亚甲基上的氢原子等效,两个羧基上的氢原子等效,核磁共振氢谱有2组峰,A错误;1 mol Y含有2 mol 羧基、
1 mol 碳溴键,羧基和碳溴键均能和NaOH水溶液反应,最多可消耗3 mol NaOH,B错误;天冬氨酸含有羧基,能和碱反应生成羧酸盐,含有氨基,能和酸反应生成铵盐,属于两性化合物,C正确;天冬氨酸含有羧基和氨基,可通过缩聚反应合成聚天冬氨酸,D错误。
3.(2024·安徽卷,5)D-乙酰氨基葡萄糖(结构简式如图所示)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]分子式为C8H14O6N
[B]能发生缩聚反应
[C]与葡萄糖互为同系物
[D]分子中含有σ键,不含π键
B
4.(2024·新课标卷,8)一种点击化学方法合成聚硫酸酯(W)的路线如图所示:
B
1.(2025·云南昆明一模)葡萄糖水溶液中存在着链状和环状结构之间的异构化平衡,转化关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
[A]葡萄糖水溶液不能使溴水褪色
[B]链状葡萄糖和环状葡萄糖互为同分异构体
[C]链状葡萄糖通过加成反应转化为环状葡萄糖
A
模拟预测
2.(2025·四川雅安二模)合成高分子材料T的反应如图所示:
下列说法错误的是(　　)
[A]合成T的反应属于缩聚反应
[B]T是可以降解的高分子材料
[C]M可以发生分子内的酯化反应
[D]1 mol N可与2 mol NaHCO3发生反应
D
【解析】 M和N发生缩聚反应,生成高分子化合物T,A正确;由羟基酸缩聚得到的聚酯(如聚乳酸等)均较易水解降解,B正确;M分子中含有羟基和羧基,在一定条件下可以发生分子内的酯化反应,C正确;N分子中只含有1个羧基,1 mol N可与NaHCO3发生反应,D错误。
3.CO2的资源化利用有利于实现碳中和。一种功能性聚碳酸酯高分子材料G可由如下反应制备。
下列说法错误的是(　　)
[A]x=m+n
[B]反应的原子利用率为100%
[C]G在酸性或碱性条件下均能降解
[D]E与F均能使溴的四氯化碳溶液褪色
D
【解析】 根据元素守恒,有x=m+n,A正确;该反应为环氧基和碳氧双键打开的加成聚合反应,原子利用率为100%,B正确;G为聚碳酸酯,酯基在酸性或碱性条件下都能水解,C正确;E为饱和结构,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,F中有碳碳双键,可以使溴的四氯化碳溶液褪色,D错误。

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