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第四章　生物大分子
(考查范围：第四章　时间：75分钟　分值：100分)
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分，每小题只有一个选项符合题目要求。
1．探讨生物大分子的组成与结构，认识其性质与应用，有助于我们体会化学在生命科学发展中所起的重要作用。下列说法错误的是(　　)
A．蛋白质的一级结构是蛋白质高级结构的基础，其形成与氢键有关
B．煮鸡蛋时，蛋白质的空间结构发生变化，引起其生物活性的变化，发生蛋白质变性
C．通过研究DNA晶体X射线衍射数据，科学家提出了DNA分子的双螺旋结构模型
D．很多单糖以及寡糖和多糖中的单糖单元多以环状结构的形式存在
2．化学与社会生产、生活、环境等密切相关，下列说法错误的是(　　)
A．丝绸的主要成分是蛋白质，蛋白质属于高分子
B．牛胰岛素彻底水解的产物是纯净物
C．一种毛绒玩具所用的材料是以羊毛为原料的绒线，其主要成分为蛋白质
D．蘑菇等菌类是植物性蛋白质的来源之一
3．下列关于糖类、油脂、蛋白质的说法错误的是(　　)
A．食物中的糖类均能被人体吸收
B．眼睛长期暴露在强阳光下，会使晶状体蛋白变性
C．蛋白质是人类必需的营养物质，在纺织领域中也有重要应用
D．油脂除了能为人体提供能量外，还有助于某些维生素的吸收
4．科学家发明了利用眼泪来检测糖尿病的装置，其原理是用氯金酸钠(NaAuCl4)溶液与眼泪中的葡萄糖反应生成纳米金单质颗粒(直径为20～60 nm)。下列有关说法错误的是(　　)
A．检测时NaAuCl4发生氧化反应
B．葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO
C．葡萄糖具有还原性
D．纳米金单质颗粒分散在水中所得的分散系能产生丁达尔效应
5．下列关于蛋白质的说法正确的是(　　)
A．蛋白质是一种纯净物，主要由C、H、N、O等元素组成
B．蛋白质在蛋白酶的作用下能发生水解反应，最终生成氨基酸
C．蛋白质在(NH4)2SO4溶液中变性，在CuSO4溶液中发生盐析
D．氨基酸和蛋白质都只能与碱溶液发生反应
6．我国科学家在全球范围内率先发现了有效治疗Ⅱ型糖尿病的分子———非肽 类分子激动剂 (代号为Boc5,化学式为C54H52N4O16S2)。它能模拟人体内的某些大分子,促进人体内胰岛素的分泌,发挥对血糖的调节作用,这一发现将为千百万Ⅱ型糖尿病患者解除病痛。下列有关说法正确的是(　　)
A．Boc5中一定不含
B．葡萄糖、麦芽糖、蔗糖均能与新制氢氧化铜反应生成Cu2O
C．Boc5是高分子
D．糖类均满足通式(CH2O)n
7．尿黑酸症是由酪氨酸在人体内非正常代谢而引起的一种疾病。其转化过程如下所示：
下列说法错误的是(　　)
A．1 mol酪氨酸能与含1 mol HCl的盐酸完全反应，又能与含2 mol NaOH的溶液完全反应
B．酪氨酸能发生加成、取代、消去反应
C．1 mol对羟基苯丙酮酸最多可与4 mol H2反应
D．1 mol尿黑酸最多可与3 mol Br2反应
8．5 羟甲基糠醛的一种合成路线如下图所示，下列说法错误的是(　　)
已知：
A．反应①是水解反应
B．一定条件下链式果糖也能发生银镜反应
C．④中生成5 羟甲基糠醛与H2O的物质的量之比为1∶2
D．葡萄糖、链式果糖和环式果糖互为同分异构体
9．某DNA分子的片段如图所示。下列关于该片段的说法不正确的是(　　)
A．1 mol该片段最多与7 mol H2发生加成
B．胸腺嘧啶与酸或碱溶液均可反应生成盐
C．该片段中的①②表示氢键
D．该片段能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色
10．D 葡萄糖的醇化过程如图所示，过程①是可逆互变过程。下列说法正确的是(　　)
A．两种葡萄糖分子中都只存在4个手性碳原子
B．要实现过程③的变化需加入氧化剂
C．1 mol丙酮酸最多能与2 mol H2加成
D．等质量的葡萄糖和丙酮酸分别完全燃烧时，葡萄糖的耗氧量更大
11．核酸采样管里的红色液体叫病毒核酸保存液，其主要成分是胍盐和少量的双咪唑烷类，并添加了一种酸碱指示剂酚红，酚红在中性环境中显红色，如果保存液被污染，pH降低，就会由红色变为黄色。盐酸胍、双咪唑丁烷和酚红的分子结构如图所示。以下说法不正确的是(　　)
A．盐酸胍的化学式为 CH6N3Cl，属于盐类
B．双咪唑丁烷可以与羧酸反应生成酰胺
C．双咪唑丁烷常用作配体，其配位原子是N
D．酚红中的苯环上的一氯代物有6种
12．有机物A的结构如图所示。下列关于该有机物的说法正确的是(　　)
A．该化合物的分子式为C6H6N2O3SCl
B．分子中有5种不同化学环境的氢原子
C．分子中含有3个手性碳原子
D．不存在分子中含有苯环的同分异构体
13．环六糊精(D 吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构，腔内极性较小，腔外极性较大，可包合某些分子形成超分子。下列说法错误的是(　　)
A．环六糊精属于寡糖
B．非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子
C．图2中甲氧基的对位暴露在反应环境中
D．可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚
14．氨基酸在溶液中按两种方式电离：
以下判断正确的是(　　)
A．增大溶液的pH，浓度减小
B．降低溶液的pH，浓度减小
C．如溶液的pH适当，两种氨基酸离子的浓度可能相同
D．pH改变，对电离方式没有影响
15．多巴胺的一种合成路线如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．原料甲与苯酚互为同系物
B．中间产物乙、丙和多巴胺都具有两性
C．多巴胺不存在氨基酸类同分异构体
D．1 mol甲最多可以和2 mol Br2发生取代反应
二、非选择题：本题共4小题，共55分。
16．(10分)如图所示是某种只含有C、H、O、N的有机物简易球棍模型。
请回答下列问题：
(1)该分子属于氨基酸，其分子式为________。
(2)在一定条件下，该分子可以通过化学反应生成________(填“糖类”“油脂”或“蛋白质”)。
(3)在一定条件下，该分子可以与乙醇发生反应，请写出该反应的化学方程式____________________________________________________________________
(4)味精是日常生活中不可缺少的调味品。味精的主要成分是谷氨酸钠，其结构简式为。
写出下列反应的离子方程式。
谷氨酸钠和盐酸：_______________________________________________。
谷氨酸钠和NaOH溶液：_____________________________________________。
17．(17分)实验室用燃烧法测定某种氨基酸(CxHyOzNp)的分子组成。取w g该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成CO2、H2O和N2。现用下图所示装置进行实验(铁架台、铁夹、酒精灯等未画出)。
请回答有关问题：
(1)实验开始时，首先打开止水夹a，关闭止水夹b，通一段时间的纯氧，这样做的目的是________________；之后则需关闭止水夹________，打开止水夹________。
(2)实验中需要加热的装置有________(填装置序号，下同)，操作时应先点燃________处的酒精灯。
(3)装置A中发生反应的化学方程式为________________________。
(4)装置D的作用 _______________________。
(5)为将N2所排出水的体积测准，反应前应将连接E和F装置的玻璃导管中充满________(填“水”“空气”或“氧气”)，简述理由：_________________________________________________________________ 。
(6)读取N2所排出水的体积时，要注意：
①_______________________________________________________________
②_______________________________________________________________
(7)实验中测得N2的体积为V mL(已换算成标准状况)。为确定此氨基酸的分子式，还需得到的数据有__________________(填字母序号)。
A．生成CO2的质量
B．生成水的质量
C．通入氧气的体积
D．该氨基酸的摩尔质量
(8)如果将装置中B、C的连接顺序变为C、B，该实验的目的能否达到？简述理由。_________________________________________________________________
18．(12分)有机物X是天然蛋白质的水解产物，由C、H、O、N四种元素组成。其相对分子质量为165，分子中N与C的原子个数比为1∶9，回答下列问题。
(1)X的化学式为____________________。
(2)X中所含官能团名称为____________________。
(3)X分子中苯环上仅有一个侧链，且含有一个—CH2—、一个，则X的结构简式为____________________________，X可以发生反应的类型是________(填字母序号)。
A．酯化反应
B．加成反应
C．消去反应
D．水解反应
(4)有机反应常发生在官能团处，写出X在一定条件下生成六元环状化合物(化学式为C18H18O2N2)的化学方程式(有机物写结构简式)：
_________________________________________________________________
(5)X在肝脏中经一种酶作用可转化为酪氨酸(为α-氨基酸)，即X―→酪氨酸(C9H11NO3)，酪氨酸遇FeCl3溶液显紫色，且苯环上的一溴代物有两种，则酪氨酸的结构简式为____________________，写出酪氨酸与NaOH溶液反应的化学方程式：____________________________________________________________
_________________________________________________________________
19．(16分)有机物M的一种合成路线如图所示。
已知：RCOOH
(1)A的化学名称为______________，B中的官能团名称为______________。
(2)反应②的反应条件为________________，E的结构简式为________________。
(3)H可以和NaHCO3反应，请补充反应⑥的化学方程式：G＋____________________―→M＋____________________。
(4)在有机物A～H中能发生消去反应的物质有________。
(5)N是有机物C的一种同分异构体，则满足下列条件的N的结构有________种(不考虑立体异构)，其中核磁共振氢谱有5组峰，且峰面积比为6∶2∶2∶1∶1的N的结构简式为________________________。
①分子中含有苯环，且苯环上只有两个取代基
②能与FeCl3溶液发生显色反应
③能发生水解反应，且水解产物可以发生银镜反应
(6)根据已知信息设计以乙苯和苯乙胺为原料制备的合成路线(无机试剂任选)。
第四章　生物大分子
(考查范围：第四章　时间：75分钟　分值：100分)
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分，每小题只有一个选项符合题目要求。
1．A　解析：蛋白质的一级结构是蛋白质高级结构的基础，其形成与氢键无关，故A错误；加热会引起蛋白质的空间结构发生变化，使其失去生物活性，发生蛋白质变性，故B正确；通过研究DNA晶体X射线衍射数据，科学家提出了DNA分子的双螺旋结构模型，故C正确；很多单糖以及寡糖和多糖中的单糖单元多以环状结构的形式存在，故D正确。
2．B　解析：丝绸的主要成分是蛋白质，蛋白质属于高分子，A正确；胰岛素属于蛋白质，水解后得到多种氨基酸，水解产物为混合物，B错误；以羊毛为原料的绒线，其主要成分为蛋白质，C正确；蘑菇等菌类是植物性蛋白质的来源之一，D正确。
3．A　解析：人体内没有消化纤维素的酶，纤维素并不能被人体吸收，A错误；强光会使晶状体蛋白变性，B正确；蛋白质是由氨基酸通过缩聚反应得到的高分子，是人类必需的营养物质，同时毛发、蚕丝等也富含蛋白质，在纺织领域中也有重要应用，C正确；油脂氧化放出的热量高，能为人体提供能量，同时油脂还有助于某些维生素的吸收，如维生素A、维生素D，D正确。
4．A　解析：检测时NaAuCl4中Au元素的化合价由＋3价降为0价，化合价降低，被还原，发生的是还原反应。
5．B　解析：蛋白质属于高分子，是混合物，含有C、H、O、N等元素，A错误；蛋白质在蛋白酶的作用下能发生水解反应，最终生成氨基酸，B正确；蛋白质在CuSO4溶液中发生变性，在(NH4)2SO4溶液中发生盐析，C错误；氨基酸和蛋白质均显两性，既能与酸反应，又能与碱反应，D错误。
6．A　解析：因为该分子为非肽类分子，故不含肽键，A正确；蔗糖不含醛基，B错误；Boc5化学式为，不是高分子，C错误；蔗糖的分子式为C12H22O11，不满足通式(CH2O)n，D错误。
7．B　解析：1 mol酪氨酸含1 mol—NH2，能与含1 mol HCl的盐酸完全反应，1 mol酪氨酸含1 mol—COOH、1 mol酚羟基，能与含2 mol NaOH的溶液完全反应，A正确；酪氨酸不能发生消去反应，B错误；1 mol对羟基苯丙酮酸中的苯环、羰基都能与H2反应，最多可与4 mol H2反应，C正确；1 mol尿黑酸的酚羟基的邻、对位上的氢原子被取代，最多可与3 mol Br2反应，D正确。
8．C　解析：在催化剂作用下纤维素发生水解反应生成葡萄糖，葡萄糖发生构型转化生成链式果糖，链式果糖发生分子内加成反应生成环式果糖，环式果糖脱水生成5 羟甲基糠醛。反应①为在催化剂作用下纤维素发生水解反应生成葡萄糖，A正确；葡萄糖发生构型转化生成链式果糖的反应是可逆反应，一定条件下链式果糖可能转化为葡萄糖，能发生银镜反应，B正确；环式果糖的分子式为C6H12O6，5 羟甲基糠醛的分子式为C6H6O3，由质量守恒定律可知，反应④中生成5 羟甲基糠醛与水的物质的量之比为1∶3，C错误；葡萄糖、链式果糖和环式果糖的分子式都为C6H12O6，结构不同，互为同分异构体，D正确。
9．A　解析：由结构可知，该片段中的碳碳双键和碳氮双键在一定条件下能与H2发生加成反应，则1 mol该片段最多与5 mol H2发生加成反应，A错误；胸腺嘧啶分子中含有的肽键能在酸性条件或碱性条件下发生水解反应生成盐，B正确；DNA分子中两条链上的碱基通过氢键作用结合成碱基对，该片段中①②表示氢键，C正确；该片段中碳碳双键能与溴水发生加成反应使溴水褪色，与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使高锰酸钾溶液褪色，D正确。
10．D　解析：连接4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子，葡萄糖链状结构中有4个手性碳原子，如图所示：，环状结构中有5个手性碳原子，，A错误；过程③的变化为将丙酮酸先脱羧变成乙醛，乙醛再还原成乙醇，故需要加入还原剂，B错误；丙酮酸中羧基不能和H2反应，羰基能和H2发生加成反应，1 mol丙酮酸最多能与1 mol H2加成，C错误；葡萄糖的分子式为C6H12O6，可以视作2个C3H6O3分子组合，丙酮酸的分子式为C3H4O3，则等质量的葡萄糖和丙酮酸中，葡萄糖的氢元素含量更高，分别完全燃烧时，葡萄糖的耗氧量更大，D正确。
11．B　解析：根据盐酸胍的结构可知，其化学式为CH6N3Cl，属于盐类，A正确；双咪唑丁烷属于烃的衍生物，不含氨基或亚氨基，不可以与羧酸反应生成酰胺，B错误；双咪唑丁烷中的氮原子含有孤电子对，常用作配体，配位原子是N，C正确；根据酚红的结构简式可知，其苯环上有6种不同化学环境的氢原子，则苯环上的一氯代物有6种，D正确。
12．B　解析：该物质的分子式为C7H7N2O3SCl，A错误；该分子为不对称分子，有5种不同化学环境的氢原子，B正确；手性碳原子的特点是连接四个不同的原子或原子团，该分子中有2个手性碳原子，如图标记黑点：，C错误；该分子的不饱和度为5，存在含有苯环的同分异构体，D错误。
13．B　解析：1 mol糖水解后能产生2～10 mol单糖的糖称为寡糖或者低聚糖，环六糊精是葡萄糖的缩合物，属于寡糖，A正确；要和环六糊精形成超分子，该分子的直径必须要匹配环六糊精的空腔尺寸，不是所有的非极性分子都可以被环六糊精包合形成超分子，B错误；由于环六糊精腔内极性小，将苯环包合在其中，腔外极性大，故将极性基团甲氧基暴露在反应环境中，由图3反应可知，甲氧基对位也暴露在反应环境中，C正确；环六糊精空腔外有多个羟基，可和水形成分子间氢键，故环六糊精能溶解在水中，而氯代苯甲醚不溶于水，选择水作为萃取剂分离环六糊精和氯代苯甲醚，D正确。
14．C　解析：增大溶液的pH，c(H3O＋)减小，平衡正向移动，浓度增大，故A错误；降低溶液的pH，c(H3O＋)增大，平衡逆向移动，的浓度增大，故B错误；根据电荷守恒，当溶液呈中性时，两种氨基酸离子的浓度可能相同，故C正确；pH改变会影响电离平衡的移动方向，故D错误。
15．B　解析：酚羟基数目不同,不是同系物,故 A 错误;乙、丙和多巴胺均含酚羟基、氨基,则均具有两性,故 B正确;多巴胺含氨基、苯环和酚羟基,其同分异构体可存在羧基、氨基,则多巴胺存在氨基酸类同分异构体,故 C 错误;酚羟基的邻、对位氢原子可被溴原子取代,则1 mol甲最多可以和4 mol Br2 发生取代反应,故 D错误。
二、非选择题：本题共4小题，共55分。
16．解析：(1)由有机物简易球棍模型可知，该有机物的结构简式为CH3CH(NH2)COOH，分子式为C3H7O2N。(2)氨基酸之间能发生反应生成多肽，构成蛋白质。(3)该分子含—COOH，可以与乙醇发生酯化反应。(4)谷氨酸钠中含氨基、羧基，能与盐酸、NaOH溶液反应。
答案：(1)C3H7O2N (2)蛋白质
(3)CH3CH(NH2)COOH＋CH3CH2OHCH3CH(NH2)COOCH2CH3＋H2O
17．解析：(1)由于装置中含有空气，而空气中含有氮气，会干扰实验。所以通一段时间纯氧的目的是将装置中的N2排尽，防止干扰，造成实验误差。然后再关闭止水夹a，打开止水夹b。(2)氨基酸和氧气的反应，以及铜网和氧气的反应都需要加热；为了防止氧气被吸收进入E中，所以首先要点燃D处酒精灯。(3)氨基酸和氧气反应的化学方程式是CxHyOzNp＋O2xCO2＋H2O＋N2。(4)根据以上分析可知，铜网的作用是吸收未反应的氧气，保证最终收集到的气体是反应生成的N2。(5)为将N2所排水的体积测准，反应前应将连接E和F装置的玻璃导管中充满水。(6)读数时必须保证压强相同,量筒中的液面应与广口瓶中的液面持平;视线应与凹液面最低点相切。(7)要测定氨基酸的化学式，则根据质量守恒定律可知，还需要的数据是生成CO2的质量、生成水的质量以及该氨基酸的摩尔质量。(8)因为碱石灰是碱性干燥剂，将同时吸收H2O和CO2两种气体，使实验结果缺少必要的数据，无法确定该氨基酸的分子组成，所以装置B和C不能对调。
答案：(1)将装置中的N2排尽　a　b (2)A和D　D
(3)CxHyOzNp＋O2xCO2＋H2O＋N2
(4)吸收未反应的氧气，保证最终收集到的气体是反应生成的N2
(5)水　玻璃导管中充满水时能保证进入装置E的气体体积与排出水的体积基本相等
(6)①量筒中的液面应与广口瓶中的液面持平　②视线应与凹液面最低点相切
(7)A、B、D
(8)不能达到该实验的目的，因为碱石灰是碱性干燥剂，同时吸收H2O和CO2两种气体，使实验结果缺少必要的数据，无法确定该氨基酸分子组成
18．解析：(1)由题意知X是α-氨基酸，分子中N与C的原子个数比为1∶9，且相对分子质量为165，则1个X分子中含9个C原子，1个N原子，从而确定X的分子式为。(3)X是α-氨基酸与—COOH连在一个碳原子上，有一个侧链，且含有一个—CH2—，一个，则X的结构简式为，X分子结构中含有一个苯环，能发生加成反应，含有—COOH，能发生酯化反应。
答案：(1)C9H11NO2　(2)羧基、氨基
(3)　AB
2
＋2H2O
19．解析：A中含酚羟基，发生取代反应生成B，B发生酯的水解反应生成C()，C发生取代反应生成D()。(1)A的化学名称为2，6-二甲基苯酚，B中的官能团名称为醚键、酯基。(2)反应②为酸性条件下酯的水解(或碱性条件下水解，再酸化)，反应条件为稀硫酸，加热(或NaOH溶液，加热后，再酸化)；由D与F的结构可推知E的结构为。(3)反应⑥为取代反应，官能团变化为羧基和氨基反应生成酰胺基，故反应为G+M+H2O。(4)根据消去反应的条件可知在有机物A~H中能发生消去反应的物质有E、F、G。(5)由于N能发生显色反应和水解反应，且水解产物可以发生银镜反应，说明N含有HCOO—和酚羟基，除苯环外还有3个碳原子，相当于HCOO—和取代CH3CH2CH3上的氢原子，有5种结构，苯环上的两种取代基还可以处于邻位和间位，共5×3=15种，其中核磁共振氢谱示有5组峰，且峰面积比为6∶2∶2∶1∶1的N的结构简式为。(6)乙苯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成苯甲酸，与SOCl2反应后，再与苯乙胺发生反应④，合成路线为。
答案：(1)2，6-二甲基苯酚　醚键、酯基
(2)稀硫酸，加热(或NaOH溶液，加热后，再酸化)　
(3)　H2O
(4)EFG
(5)15　
(6)
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