資源簡介

第4講　生物大分子
【復習目標】
1.了解糖類、核酸、氨基酸和蛋白質的組成、結構特點、主要化學性質及應用。
2.了解糖類、氨基酸和蛋白質在生命過程中的作用,了解脫氧核糖核酸、核糖核酸的生物功能。
考點一　糖類和核酸
1.糖類
(1)糖類的概念和分類。
①概念:從分子結構上看,糖類是多羥基醛、多羥基酮和它們的脫水縮合物。
②組成:　　　　三種元素。大多數糖類化合物的通式為 　　　　,所以糖類也叫碳水化合物。
③分類。
(2)單糖。
①葡萄糖。
a.葡萄糖的結構。
葡萄糖是多羥基醛,結構簡式為CH2OH(CHOH)4CHO,它與果糖[多羥基酮,結構簡式為]互為　　　　。
b.葡萄糖的性質。
②戊糖——核糖、脫氧核糖。
核糖和脫氧核糖是生物體的遺傳物質——核糖核酸與脫氧核糖核酸的重要組成部分。
物質 分子式 環式結構簡式
核糖 C5H10O5
脫氧核糖 C5H10O4
(3)二糖——蔗糖與麥芽糖。
比較項目 蔗糖 麥芽糖
相同點 分子式 均為　　　
性質 都能發生　　　　反應
不同點 是否含醛基 不含 含有
水解產物 　　　　　 　　　
相互關系 均為低聚糖, 互為同分異構體
(4)多糖——淀粉與纖維素。
①相似點。
a.都屬于天然有機高分子化合物,均屬于非還原性多糖,分子式都可表示為　　　　。
b.都能發生水解反應,如淀粉水解的化學方程式為　 。
c.都不能發生銀鏡反應。
②不同點。
a.n值不同,兩者不互為同分異構體。
b.淀粉溶液遇碘顯　　　　色,纖維素含羥基,能發生酯化反應。
c.淀粉在稀硫酸催化下發生水解反應,而纖維素在濃硫酸催化下發生水解反應。
2.核酸
(1)核酸的組成。
核酸可以看作磷酸、　　　　(核糖或脫氧核糖)和　　　　通過一定方式結合而成的生物大分子。
(2)核酸的結構。
①DNA分子:由兩條多聚核苷酸鏈組成,兩條鏈平行盤繞,形成　　　　結構;每條鏈中的
　　　　和　　　　交替連接,排列在外側,堿基排列在內側;兩條鏈上的堿基通過　　　　作用,腺嘌呤(A)與　　　　　　配對,鳥嘌呤(G)與　　　　配對,結合成堿基對,遵循堿基互補配對原則。
②RNA分子:與DNA類似,以核苷酸為基本構成單位,其中的戊糖由　　　　替代了脫氧核糖,堿基由　　　 　替代了胸腺嘧啶(T),RNA分子一般呈單鏈狀結構,比DNA分子小得多。
(3)核酸的生物功能。
核酸在生物體的生長、繁殖、遺傳和變異等生命現象中起著重要的作用。
DNA分子 具有一定堿基排列順序的DNA片段含有特定的　　　　,決定生物體的一系列性狀
RNA分子 參與遺傳信息的　　　　過程
[理解·辨析] 判斷正誤
(1)組成符合Cn(H2O)m的有機化合物一定屬于糖類。(　　)
(2)糖類和核酸都屬于高分子化合物。(　　)
(3)淀粉、纖維素均為天然有機高分子,且二者互為同分異構體。(　　)
(4)核酸分為DNA和RNA,是生物體的遺傳物質。(　　)
(5)淀粉和纖維素在人體內最終都水解為葡萄糖。(　　)
(6)人體內沒有水解纖維素的酶,但纖維素能加快胃腸蠕動,促進消化等。(　　)
(7)核酸由C、H、O、N四種元素組成。(　　)
(8)葡萄糖分子中含有醛基和醇羥基,可發生氧化、加成、酯化等反應。(　　)
(9)核糖和脫氧核糖都是戊糖,互為同分異構體。(　　)
(10)向淀粉水解后的水解液中直接加入銀氨溶液并加熱,沒有銀鏡出現,說明淀粉尚未水解。(　　)
一、糖類的結構與性質
1.下列說法正確的是(　　)
[A] 葡萄糖、果糖的分子式均為C6H12O6,二者互為同分異構體
[B] 淀粉、纖維素和油脂都屬于天然有機高分子
[C] 淀粉、蔗糖和葡萄糖在一定條件下都能發生水解反應
[D] 肌醇()與葡萄糖
　　()的元素組成相同,化學式均為C6H12O6,滿足Cm(H2O)n,因此均屬于糖類化合物
2.下面是某化學活動小組在研究性學習中探索葡萄糖分子的組成和結構時設計并完成的一組實驗:取下列四種液體各2 mL,分別加入2 mL新制的Cu(OH)2中,充分振蕩。實驗現象記錄如下表所示。
液體 葡萄糖 溶液 乙醇 甘油 (丙三醇) 水
實驗 現象 Cu(OH)2溶解,溶液呈絳藍色 Cu(OH)2 不溶 Cu(OH)2溶解,溶液呈絳藍色 Cu(OH)2 不溶
根據上述實驗及現象能夠得出的正確結論是(　　)
[A] 葡萄糖分子中含有醛基
[B] 葡萄糖分子中含有多個羥基
[C] 葡萄糖的分子式為C6H12O6
[D] 葡萄糖分子的碳鏈呈鋸齒形
二、糖類的水解實驗
3.為了檢驗淀粉水解的情況,進行如圖所示的實驗,試管甲和丙均用60～80 ℃的水浴加熱5～6 min,試管乙不加熱。待試管甲和丙中的溶液冷卻后再進行后續實驗。
實驗1:取少量甲中溶液,加入新制的氫氧化銅,加熱,沒有磚紅色沉淀出現。
實驗2:取少量乙中溶液,滴加幾滴碘水,溶液變為藍色,但取少量甲中溶液做此實驗時,溶液不變藍色。
實驗3:取少量丙中溶液加入NaOH溶液調節至堿性,再滴加碘水,溶液顏色無明顯變化。
下列結論錯誤的是(　　)
[A] 淀粉水解需要在催化劑和一定溫度下進行
[B] 欲檢驗淀粉是否完全水解,最好在冷卻后的水解液中直接加碘
[C] 欲檢驗淀粉的水解產物具有還原性,可在水解液中直接加入新制氫氧化銅并加熱
[D] 若用唾液代替稀硫酸,則實驗1可能出現預期的現象
4.為了檢驗淀粉的水解程度,甲、乙、丙三位同學分別設計并完成了如下三個實驗,得出了相應的結論。
甲:淀粉液水解液中和液溶液不變藍
結論:淀粉完全水解。
乙:淀粉液水解液無銀鏡現象
結論:淀粉沒有水解。
丙:
結論:淀粉完全水解。
請分別判斷以上三位同學的結論是否正確,說明理由: 　。
三、核酸
5.2022年諾貝爾生理學或醫學獎授予古人類DNA研究領域的科學家。下列有關DNA的敘述錯誤的是(　　)
[A] DNA中含C、H、O、N、P等元素
[B] DNA水解的最終產物為磷酸、葡萄糖和堿基
[C] DNA分子的雙螺旋結構兩條鏈上的堿基通過氫鍵作用
[D] DNA和RNA均以核苷酸為基本構成單元,且RNA分子一般呈單鏈狀結構
6.圖1是脫氧核糖核酸(DNA)的結構片段,它的堿基中胞嘧啶的結構如圖2,下列說法正確的是(　　)
[A] 脫氧核糖核酸中含有的化學鍵都是不同原子形成的極性共價鍵
[B] 2脫氧核糖(C5H10O4)與葡萄糖互為同系物,都能發生銀鏡反應
[C] 胞嘧啶分子式為C4H5N3O,含有的官能團只有—NH2和
[D] 脫氧核糖核酸由磷酸、2脫氧核糖和堿基通過一定方式結合而成
考點二　氨基酸、蛋白質和酶
1.氨基酸
(1)氨基酸的組成與結構。
氨基酸是　　　　取代羧酸分子中烴基上的氫原子形成的取代羧酸。蛋白質水解后得到的幾乎都是α氨基酸,結構簡式可表示為　　　　　　　,官能團為　　　　　　　。
(2)氨基酸的化學性質。
①兩性。
氨基酸分子中既含有酸性基團　　　　,又含有堿性基團　　　　,因此,氨基酸是兩性化合物。
如甘氨酸與HCl、NaOH反應的化學方程式分別為+HCl、
+NaOH+H2O。
②成肽反應。
兩個氨基酸分子(可以相同,也可以不同)在一定條件下,通過氨基與羧基間縮合脫去水,形成含有　　　　()的化合物,發生成肽反應。
兩分子氨基酸脫水形成二肽,如:
+　 。
多種氨基酸分子間脫水以　　　　相互結合,可形成蛋白質。
2.蛋白質
(1)組成與結構。
①蛋白質含有C、H、O、N、S等元素。
②蛋白質是由多種　　　　通過　　　　等相互連接形成的一類生物大分子。
(2)蛋白質的性質。
(3)酶。
①絕大多數酶是蛋白質,具有蛋白質的性質。
②酶是一種生物催化劑,催化作用具有以下特點:
a.條件溫和;
b.具有高度的　　　　;
c.具有高效　　　　作用。
[理解·辨析] 判斷正誤
(1)棉花、羊毛完全燃燒都只生成CO2和H2O。(　　)
(2)向蛋白質溶液中加入飽和(NH4)2SO4溶液或CuSO4溶液,都會產生白色沉淀,如再加水,都會溶解。(　　)
(3)蛋白質遇濃硝酸都會顯黃色。(　　)
(4)磨豆漿的大豆富含蛋白質,豆漿煮沸后蛋白質變成了氨基酸。(　　)
(5)溫度越高,酶的催化作用越好。(　　)
(6)α氨基丙酸與α氨基苯丙酸混合脫水成肽,只生成2種二肽。(　　)
(7)氨基酸能發生酯化反應、成肽反應和水解反應。(　　)
(8)氨基酸分子中的—COOH能電離出H+顯酸性,—NH2能結合H+顯堿性。(　　)
(9)對醫療器械高溫消毒的實質是蛋白質的變性。(　　)
一、氨基酸的結構與性質
1.如圖為氨基酸的結構通式,由n個氨基酸經過脫水縮合形成的物質為n肽。下列說法正確的是(　　)
[A] 氨基酸一定是手性分子
[B] 氨基酸是有機化合物,所以易溶于乙醚
[C] 氨基酸在一定條件下既能和酸發生反應,也能和堿發生反應
[D] 甘氨酸、甲硫氨酸與谷氨酸之間發生脫水縮合形成三肽,最多會有18種三肽產生(不考慮環肽)
2.氨基酸是蛋白質水解的最終產物,下列有關氨基酸的成肽反應的敘述不正確的是(　　)
[A] 氨基酸可能脫水形成環狀化合物
[B] 甘氨酸與丙氨酸混合物脫水可生成4種二肽
[C] 氨基酸成肽反應中,羧基脫羥基,氨基脫氫,形成肽鍵
[D] 氨基酸分子生成高分子化合物的反應一定是加聚反應
二、蛋白質、多肽的性質
3.內啡肽能夠調節體育運動時的人體機能,下列關于內啡肽敘述錯誤的是(　　)
[A] 內啡肽是一種多肽
[B] 含有四種官能團
[C] 能發生水解反應
[D] 由五種氨基酸縮合而成
4.(1)向雞蛋清溶液中加入下列溶液,可以使蛋白質發生鹽析的有　　　　　　(填字母,下同),可以使蛋白質發生變性的有　　　　　　。
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)請比較蛋白質的鹽析和變性的區別,舉例說明鹽析和變性的作用: 　。
1.(2024·廣東卷,4)我國飲食注重營養均衡,講究“色香味形”。下列說法不正確的是(　　)
[A] 烹飪糖醋排骨用蔗糖炒出焦糖色,蔗糖屬于二糖
[B] 新鮮榨得的花生油具有獨特油香,油脂屬于芳香烴
[C] 涼拌黃瓜加醋使其具有可口酸味,食醋中含有極性分子
[D] 端午時節用棕葉將糯米包裹成形,糯米中的淀粉可水解
2.(2024·北京卷,4)下列說法不正確的是(　　)
[A] 葡萄糖氧化生成CO2和H2O的反應是放熱反應
[B] 核酸可看作磷酸、戊糖和堿基通過一定方式結合而成的生物大分子
[C] 由氨基乙酸形成的二肽中存在兩個氨基和兩個羧基
[D] 向飽和的NaCl溶液中加入少量雞蛋清溶液會發生鹽析
3.(2024·湖南卷,5)組成核酸的基本單元是核苷酸,如圖是核酸的某一結構片段,下列說法錯誤的是(　　)
[A] 脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)結構中的堿基相同,戊糖不同
[B] 堿基與戊糖縮合形成核苷,核苷與磷酸縮合形成核苷酸,核苷酸縮合聚合得到核酸
[C] 核苷酸在一定條件下,既可以與酸反應,又可以與堿反應
[D] 核酸分子中堿基通過氫鍵實現互補配對
4.(2023·湖北卷,7)中科院院士研究發現,纖維素可在低溫下溶于NaOH溶液,恢復至室溫后不穩定,加入尿素可得到室溫下穩定的溶液,為纖維素綠色再生利用提供了新的解決方案。下列說法錯誤的是(　　)
[A] 纖維素是自然界分布廣泛的一種多糖
[B] 纖維素難溶于水的主要原因是其鏈間有多個氫鍵
[C] NaOH提供OH-破壞纖維素鏈之間的氫鍵
[D] 低溫降低了纖維素在NaOH溶液中的溶解性
5.(2023·湖南卷,8)葡萄糖酸鈣是一種重要的補鈣劑,工業上以葡萄糖、碳酸鈣為原料,在溴化鈉溶液中采用間接電氧化反應制備葡萄糖酸鈣,其陽極區反應過程如下:
下列說法錯誤的是(　　)
[A] 溴化鈉起催化和導電作用
[B] 每生成1 mol葡萄糖酸鈣,理論上電路中轉移了2 mol電子
[C] 葡萄糖酸能通過分子內反應生成含有六元環狀結構的產物
[D] 葡萄糖能發生氧化、還原、取代、加成和消去反應
6.(2022·廣東卷,9)我國科學家進行了如圖所示的碳循環研究。下列說法正確的是(　　)
[A] 淀粉是多糖,在一定條件下能水解成葡萄糖
[B] 葡萄糖與果糖互為同分異構體,都屬于烴類
[C] 1 mol CO中含有6.02×1024個電子
[D] 22.4 L CO2被還原生成1 mol CO
第4講　生物大分子
考點一　糖類和核酸
必備知識整合
1.(1)②碳、氫、氧　Cm(H2O)n　③2~10　(2)①同分異構體　銀鏡反應　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藍
2.(1)戊糖　堿基　(2)①雙螺旋　脫氧核糖　磷酸　氫鍵　胸腺嘧啶(T)　胞嘧啶(C)　②核糖　尿嘧啶(U)　(3)遺傳信息　傳遞
[理解·辨析] (1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　
(6)√　(7)×　(8)√　(9)×　(10)×
關鍵能力提升
1.A　
2.B　含有多個羥基的物質與新制的Cu(OH)2反應均會生成絳藍色溶液,與醛基無關,A錯誤;根據乙醇(1個—OH)、甘油(3個—OH)加入新制的Cu(OH)2后溶液的顏色變化可知,葡萄糖分子中含有多個羥基,B正確;實驗無法確定分子式,C錯誤;實驗無法確定碳鏈結構,D錯誤。
3.C　題中實驗甲與乙、甲與丙都是對照實驗,前者探究溫度對淀粉水解的影響,后者探究催化劑對淀粉水解的影響,通過對照實驗可知,A正確;因為I2可與NaOH發生反應I2+2NaOHNaI+NaIO+H2O,故用I2檢驗淀粉是否存在時,不能有NaOH存在,且碘易升華,故冷卻后直接加入碘,可判斷淀粉是否完全水解,B正確;用新制的 Cu(OH)2 檢驗水解產物的還原性時,必須在堿性環境中進行,故在水解液中先加NaOH中和稀硫酸至溶液呈堿性后,再加入新制的Cu(OH)2并加熱,C錯誤;若用唾液代替稀硫酸,則不必加堿中和,直接加入新制的Cu(OH)2,加熱即可出現預期現象,D正確。
4.甲的結論不正確,因為加入NaOH溶液呈堿性后,加入碘水,I2與NaOH溶液發生反應,沒有I2存在,不能證明淀粉是否存在;乙的結論不正確,乙實驗方案中未用堿中和作催化劑的酸,銀鏡反應需在堿性條件下才能發生;丙的結論正確,該方案中,中和液能發生銀鏡反應,說明淀粉已經水解,水解液加入碘水無現象,說明已無淀粉存在,故淀粉已完全水解
5.B　DNA中含C、H、O、N、P等元素,A正確;DNA水解的最終產物為磷酸、脫氧核糖和堿基,B錯誤;DNA分子的雙螺旋結構兩條鏈上的堿基之間形成氫鍵,通過氫鍵作用將兩條鏈連接,C正確;DNA為脫氧核糖核酸,RNA為核糖核酸,兩者均以核苷酸為基本構成單元,其中RNA一般呈單鏈狀結構,DNA呈雙螺旋結構,D正確。
6.D　脫氧核糖核酸中含有C—C,為非極性共價鍵,A錯誤;2脫氧核糖與葡萄糖結構不相似,兩者不互為同系物,且脫氧核糖中無醛基,不能發生銀鏡反應,B錯誤;由結構簡式可知,胞嘧啶含有的官能團為、—NH2、、,C錯誤。
考點二　氨基酸、蛋白質和酶
必備知識整合
1.(1)氨基　　—NH2和—COOH　
(2)①—COOH　—NH2　②肽鍵　
+H2O　肽鍵
2.(1)②氨基酸　肽鍵　(2)氨基酸　—NH2　—COOH　可逆　不可逆　黃　燒焦羽毛　(3)②專一性　催化
[理解·辨析] (1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　
(6)×　(7)×　(8)√　(9)√
關鍵能力提升
1.C　甘氨酸(H2N—CH2—COOH)中沒有手性碳原子,不是手性分子,所以氨基酸不一定都是手性分子,A錯誤;氨基酸分子含有的氨基和羧基具有極性,所以易溶于水,難溶于乙醇、乙醚等有機溶劑,B錯誤;氨基酸含有氨基和羧基,在一定條件下既能和酸發生反應,也能和堿發生反應,C正確;三種不同氨基酸,每種氨基酸的數量無限的情況下,可形成三肽的種類數為3×3×3=27,D錯誤。
2.D　氨基酸分子可能形成鏈狀、環狀化合物或高聚物。如可形成環狀化合物,A正確;甘氨酸與丙氨酸混合后,可相同分子也可不同分子發生縮合反應,形成4種二肽,結構簡式分別為、、、,B正確;成肽反應中斷鍵情況與酯化反應類似,即羧基脫羥基,氨基脫氫,形成肽鍵,C正確;氨基酸中含氨基和羧基,通過縮聚反應可生成高分子化合物,D不正確。
3.D　結構中有多個肽鍵,故屬于多肽,A正確;結構中含有羧基、羥基、氨基、肽鍵四種官能團,B正確;結構中含有肽鍵,可以發生水解反應,C正確;結構中含有四個肽鍵,由四種氨基酸縮合而成,D錯誤。
4.(1)CG　ABDEFH　(2)鹽析是物理變化,是可逆的,加水蛋白質仍然可以溶解;變性是化學變化,是不可逆的,加水蛋白質不能重新溶解。鹽析可用于分離、提純蛋白質,而變性可用于消毒、殺菌
真題驗收
1.B　蔗糖屬于二糖,1 mol蔗糖水解可得到1 mol 葡萄糖和 1 mol果糖,故A正確;油脂主要是高級脂肪酸和甘油形成的酯,不屬于芳香烴,故B錯誤;食醋中含有CH3COOH、H2O等多種物質,CH3COOH、H2O均為極性分子,故C正確;糯米中的淀粉可水解,淀粉水解的最終產物為葡萄糖,故D正確。
2.C　葡萄糖氧化生成CO2和H2O是放熱反應,在人體內葡萄糖緩慢氧化成CO2和H2O為人體提供能量,A項正確;核酸是一種生物大分子,分析核酸水解的產物可知,核酸是由許多核苷酸單體形成的聚合物,核苷酸進一步水解得到磷酸和核苷,核苷進一步水解得到戊糖和堿基,故核酸可看作磷酸、戊糖和堿基通過一定方式結合而成的生物大分子,B項正確;氨基乙酸的結構簡式為H2NCH2COOH,形成的二肽的結構簡式為H2NCH2CONHCH2COOH,該二肽中含 1個氨基、1個羧基和1個肽鍵,C項錯誤;雞蛋清溶液為蛋白質溶液,NaCl溶液屬于輕金屬鹽溶液,向飽和NaCl溶液中加入少量雞蛋清溶液,蛋白質發生鹽析,D項正確。
3.A　脫氧核糖核酸(DNA)的戊糖為脫氧核糖,堿基主要有腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶,核糖核酸(RNA)的戊糖為核糖,堿基主要有腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶,兩者的堿基不完全相同,戊糖不同,故A錯誤;堿基與戊糖縮合形成核苷,核苷與磷酸縮合形成了組成核酸的基本單元——核苷酸,核苷酸縮合聚合可以得到核酸,故B正確;核苷酸中的磷酸基團能與堿反應,堿基能與酸反應,因此核苷酸在一定條件下,既可以與酸反應,又可以與堿反應,故C正確;核酸分子中堿基通過氫鍵實現互補配對,DNA中腺嘌呤(A)與胸腺嘧啶(T)配對,鳥嘌呤(G)與胞嘧啶(C)配對,RNA中尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T),結合成堿基對,遵循堿基互補配對原則,故D正確。
4.D　纖維素屬于多糖,大量存在于我們吃的蔬菜、水果中,在自然界分布廣泛,A正確;纖維素鏈段間規整緊密的結構使纖維素分子很難被常用的溶劑如水溶解,B正確;纖維素在低溫下可溶于氫氧化鈉溶液,是因為堿性體系主要破壞的是纖維素分子內和分子間的氫鍵,促進其溶解,C正確;由題意可知,低溫提高了纖維素在NaOH溶液中的溶解性,D錯誤。
5.B　由圖可知,溴化鈉是電解裝置中的電解質,其電離產生的離子可以起導電作用,且Br-在陽極上被氧化為Br2,然后Br2與H2O反應生成HBrO和Br-,HBrO再和葡萄糖反應生成葡萄糖酸和Br-,Br-在該過程中的質量和化學性質保持不變,因此,溴化鈉在反應中起催化和導電作用,A正確;1 mol 葡萄糖反應生成1 mol葡萄糖酸,轉移2 mol電子,1 mol葡萄糖酸與足量的碳酸鈣反應可生成0.5 mol葡萄糖酸鈣,因此,每生成1 mol葡萄糖酸鈣,理論上電路中轉移了4 mol電子,B不正確;葡萄糖酸分子內既有羧基又有羥基,因此,其能通過分子內反應生成含有六元環狀結構的酯,C正確;葡萄糖分子中含有醛基和羥基,醛基上既能發生氧化反應生成羧基,也能在一定的條件下與氫氣發生加成反應生成羥基,該加成反應也是還原反應,葡萄糖能與酸發生酯化反應,酯化反應也是取代反應,羥基能和與其相連的碳原子的鄰位碳原子上的H(βH)發生消去反應,綜上所述,葡萄糖能發生氧化、還原、取代、加成和消去反應,D正確。
6.A　淀粉是由葡萄糖分子聚合而成的多糖,在一定條件下水解可得到葡萄糖,故A正確;葡萄糖與果糖的分子式均為C6H12O6,結構不同,兩者互為同分異構體,但含有氧元素,不是烴類,屬于烴的衍生物,故B錯誤;一個CO分子含有14個電子,則1 mol CO中含有14×6.02×1023個電子,故C錯誤;未指明氣體是否處于標準狀況下,不能用標準狀況下的氣體摩爾體積計算其物質的量,故D錯誤。
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生物大分子
第4講
1.了解糖類、核酸、氨基酸和蛋白質的組成、結構特點、主要化學性質及
應用。
2.了解糖類、氨基酸和蛋白質在生命過程中的作用,了解脫氧核糖核酸、核糖核酸的生物功能。
(1)糖類的概念和分類。
①概念:從分子結構上看,糖類是多羥基醛、多羥基酮和它們的脫水縮合物。
②組成: 三種元素。大多數糖類化合物的通式為 ,所以糖類也叫碳水化合物。
1.糖類
碳、氫、氧
Cm(H2O)n
必備知識整合
③分類。
2～10
必備知識整合
同分異構體
b.葡萄糖的性質。
銀鏡反應
新制的Cu(OH)2
2C2H5OH+2CO2↑
②戊糖——核糖、脫氧核糖。
核糖和脫氧核糖是生物體的遺傳物質——核糖核酸與脫氧核糖核酸的重要組成部分。
物質 分子式 環式結構簡式
核糖 C5H10O5
脫氧核糖 C5H10O4
(3)二糖——蔗糖與麥芽糖。
C12H22O11
比較項目 蔗糖 麥芽糖
相同點 分子式 均為
性質 都能發生 反應
不同點 是否含醛基 不含 含有
水解產物
相互關系 均為低聚糖,互為同分異構體
水解
葡萄糖和果糖
葡萄糖
(4)多糖——淀粉與纖維素。
①相似點。
a.都屬于天然有機高分子化合物,均屬于非還原性多糖,分子式都可表示為 。
b.都能發生水解反應,如淀粉水解的化學方程式為 。
c.都不能發生銀鏡反應。
②不同點。
a.n值不同,兩者不互為同分異構體。
b.淀粉溶液遇碘顯 色,纖維素含羥基,能發生酯化反應。
c.淀粉在稀硫酸催化下發生水解反應,而纖維素在濃硫酸催化下發生水解反應。
(C6H10O5)n
藍
(1)核酸的組成。
核酸可以看作磷酸、 (核糖或脫氧核糖)和 通過一定方式結合而成的生物大分子。
2.核酸
戊糖
堿基
(2)核酸的結構。
①DNA分子:由兩條多聚核苷酸鏈組成,兩條鏈平行盤繞,形成 結構;每條鏈中的 和 交替連接,排列在外側,堿基排列在內側;兩條鏈上的堿基通過 作用,腺嘌呤(A)與 配對,鳥嘌呤(G)與
配對,結合成堿基對,遵循堿基互補配對原則。
②RNA分子:與DNA類似,以核苷酸為基本構成單位,其中的戊糖由 替代了脫氧核糖,堿基由 替代了胸腺嘧啶(T),RNA分子一般呈單鏈狀結構,比DNA分子小得多。
雙螺旋
脫氧核糖
磷酸
氫鍵
胸腺嘧啶(T)
胞嘧啶(C)
核糖
尿嘧啶(U)
(3)核酸的生物功能。
核酸在生物體的生長、繁殖、遺傳和變異等生命現象中起著重要的作用。
遺傳信息
DNA分子 具有一定堿基排列順序的DNA片段含有特定的 ,決定生物體的一系列性狀
RNA分子 參與遺傳信息的 過程
傳遞
[理解·辨析]判斷正誤
(1)組成符合Cn(H2O)m的有機化合物一定屬于糖類。(　 　)
(2)糖類和核酸都屬于高分子化合物。(　 　)
(3)淀粉、纖維素均為天然有機高分子,且二者互為同分異構體。(　 　)
(4)核酸分為DNA和RNA,是生物體的遺傳物質。(　 )
(5)淀粉和纖維素在人體內最終都水解為葡萄糖。(　 　)
(6)人體內沒有水解纖維素的酶,但纖維素能加快胃腸蠕動,促進消化等。
(　 　)
×
×
√
×
×
√
×
√
×
(7)核酸由C、H、O、N四種元素組成。(　 　)
(8)葡萄糖分子中含有醛基和醇羥基,可發生氧化、加成、酯化等反應。
(　 　)
(9)核糖和脫氧核糖都是戊糖,互為同分異構體。(　 　)
(10)向淀粉水解后的水解液中直接加入銀氨溶液并加熱,沒有銀鏡出現,說明淀粉尚未水解。(　 　)
×
一、糖類的結構與性質
1.下列說法正確的是(　　)
[A] 葡萄糖、果糖的分子式均為C6H12O6,二者互為同分異構體
[B] 淀粉、纖維素和油脂都屬于天然有機高分子
[C] 淀粉、蔗糖和葡萄糖在一定條件下都能發生水解反應
A
B
2.下面是某化學活動小組在研究性學習中探索葡萄糖分子的組成和結構時設計并完成的一組實驗:取下列四種液體各2 mL,分別加入2 mL新制的Cu(OH)2中,充分振蕩。實驗現象記錄如下表所示。
液體 葡萄糖溶液 乙醇 甘油(丙三醇) 水
實驗 現象 Cu(OH)2溶解,溶液呈絳藍色 Cu(OH)2 不溶 Cu(OH)2溶解,溶液呈絳藍色 Cu(OH)2
不溶
根據上述實驗及現象能夠得出的正確結論是(　　)
[A] 葡萄糖分子中含有醛基
[B] 葡萄糖分子中含有多個羥基
[C] 葡萄糖的分子式為C6H12O6
[D] 葡萄糖分子的碳鏈呈鋸齒形
【解析】 含有多個羥基的物質與新制的Cu(OH)2反應均會生成絳藍色溶液,與醛基無關,A錯誤;根據乙醇(1個—OH)、甘油(3個—OH)加入新制的Cu(OH)2后溶液的顏色變化可知,葡萄糖分子中含有多個羥基,B正確;實驗無法確定分子式,C錯誤;實驗無法確定碳鏈結構,D錯誤。
二、糖類的水解實驗
3.為了檢驗淀粉水解的情況,進行如圖所示的實驗,試管甲和丙均用60~80 ℃的水浴加熱5~6 min,試管乙不加熱。待試管甲和丙中的溶液冷卻后再進行后續實驗。
實驗1:取少量甲中溶液,加入新制的氫氧化銅,加熱,沒有磚紅色沉淀出現。
實驗2:取少量乙中溶液,滴加幾滴碘水,溶液變為藍色,但取少量甲中溶液做此實驗時,溶液不變藍色。
實驗3:取少量丙中溶液加入NaOH溶液調節至堿性,再滴加碘水,溶液顏色無明顯變化。
下列結論錯誤的是(　　)
[A] 淀粉水解需要在催化劑和一定溫度下進行
[B] 欲檢驗淀粉是否完全水解,最好在冷卻后的水解液中直接加碘
[C] 欲檢驗淀粉的水解產物具有還原性,可在水解液中直接加入新制氫氧化銅并加熱
[D] 若用唾液代替稀硫酸,則實驗1可能出現預期的現象
C
請分別判斷以上三位同學的結論是否正確,說明理由:
　 。
甲的結論不正確,因為加入NaOH溶液呈堿性后,加入碘水,I2與NaOH溶液發生反應,沒有I2存在,不能證明淀粉是否存在;乙的結論不正確,乙實驗方案中未用堿中和作催化劑的酸,銀鏡反應需在堿性條件下才能發生;丙的結論正確,該方案中,中和液能發生銀鏡反應,說明淀粉已經水解,水解液加入碘水無現象,說明已無淀粉存在,故淀粉已完全水解
三、核酸
5.2022年諾貝爾生理學或醫學獎授予古人類DNA研究領域的科學家。下列有關DNA的敘述錯誤的是(　　)
[A] DNA中含C、H、O、N、P等元素
[B] DNA水解的最終產物為磷酸、葡萄糖和堿基
[C] DNA分子的雙螺旋結構兩條鏈上的堿基通過氫鍵作用
[D] DNA和RNA均以核苷酸為基本構成單元,且RNA分子一般呈單鏈狀結構
B
【解析】 DNA中含C、H、O、N、P等元素,A正確;DNA水解的最終產物為磷酸、脫氧核糖和堿基,B錯誤;DNA分子的雙螺旋結構兩條鏈上的堿基之間形成氫鍵,通過氫鍵作用將兩條鏈連接,C正確;DNA為脫氧核糖核酸,RNA為核糖核酸,兩者均以核苷酸為基本構成單元,其中RNA一般呈單鏈狀結構,
DNA呈雙螺旋結構,D正確。
6.圖1是脫氧核糖核酸(DNA)的結構片段,它的堿基中胞嘧啶的結構如圖2,下列說法正確的是(　　)
[A] 脫氧核糖核酸中含有的化學鍵都是不同原子形成的極性共價鍵
[B] 2-脫氧核糖(C5H10O4)與葡萄糖互為同系物,都能發生銀鏡反應
[C] 胞嘧啶分子式為C4H5N3O,含有的官能團只有—NH2和
[D] 脫氧核糖核酸由磷酸、2-脫氧核糖和堿基通過一定方式結合而成
D
1.氨基酸
(1)氨基酸的組成與結構。
氨基酸是 取代羧酸分子中烴基上的氫原子形成的取代羧酸。蛋白質
水解后得到的幾乎都是α-氨基酸,結構簡式可表示為 ,官能團為
。
氨基
—NH2和—COOH
(2)氨基酸的化學性質。
①兩性。
氨基酸分子中既含有酸性基團 ,又含有堿性基團 ,因此,氨基酸是兩性化合物。
—COOH
—NH2
肽鍵
肽鍵
2.蛋白質
(1)組成與結構。
①蛋白質含有C、H、O、N、S等元素。
②蛋白質是由多種 通過 等相互連接形成的一類生物大分子。
氨基酸
肽鍵
(2)蛋白質的性質。
氨基酸
—NH2
—COOH
可逆
不可逆
黃
燒焦羽毛
(3)酶。
①絕大多數酶是蛋白質,具有蛋白質的性質。
②酶是一種生物催化劑,催化作用具有以下特點:
a.條件溫和;
b.具有高度的 ;
c.具有高效 作用。
專一性
催化
[理解·辨析]判斷正誤
(1)棉花、羊毛完全燃燒都只生成CO2和H2O。(　 　)
(2)向蛋白質溶液中加入飽和(NH4)2SO4溶液或CuSO4溶液,都會產生白色沉
淀,如再加水,都會溶解。(　 　)
(3)蛋白質遇濃硝酸都會顯黃色。(　 　)
(4)磨豆漿的大豆富含蛋白質,豆漿煮沸后蛋白質變成了氨基酸。(　 　)
(5)溫度越高,酶的催化作用越好。(　 　)
×
×
×
×
×
√
×
√
×
(6)α-氨基丙酸與α-氨基苯丙酸混合脫水成肽,只生成2種二肽。(　 　)
(7)氨基酸能發生酯化反應、成肽反應和水解反應。(　 　)
(8)氨基酸分子中的—COOH能電離出H+顯酸性,—NH2能結合H+顯堿性。
(　 　)
(9)對醫療器械高溫消毒的實質是蛋白質的變性。(　 　)
1.如圖為氨基酸的結構通式,由n個氨基酸經過脫水縮合形成的物質為n肽。下列說法正確的是(　　)
[A] 氨基酸一定是手性分子
[B] 氨基酸是有機化合物,所以易溶于乙醚
[C] 氨基酸在一定條件下既能和酸發生反應,也能和堿發生反應
[D] 甘氨酸、甲硫氨酸與谷氨酸之間發生脫水縮合形成三肽,最多會有18種三肽產生(不考慮環肽)
一、氨基酸的結構與性質
C
【解析】 甘氨酸(H2N—CH2—COOH)中沒有手性碳原子,不是手性分子,所以氨基酸不一定都是手性分子,A錯誤;氨基酸分子含有的氨基和羧基具有極性,所以易溶于水,難溶于乙醇、乙醚等有機溶劑,B錯誤;氨基酸含有氨基和羧基,在一定條件下既能和酸發生反應,也能和堿發生反應,C正確;三種不同氨基酸,每種氨基酸的數量無限的情況下,可形成三肽的種類數為3×3×3=27,D錯誤。
2.氨基酸是蛋白質水解的最終產物,下列有關氨基酸的成肽反應的敘述不正確的是(　　)
[A] 氨基酸可能脫水形成環狀化合物
[B]甘氨酸與丙氨酸混合物脫水可生成4種二肽
[C]氨基酸成肽反應中,羧基脫羥基,氨基脫氫,形成肽鍵
[D]氨基酸分子生成高分子化合物的反應一定是加聚反應
D
D
二、蛋白質、多肽的性質
3.內啡肽能夠調節體育運動時的人體機能,下列關于內啡肽敘述錯誤的是
(　　)
[A] 內啡肽是一種多肽
[B] 含有四種官能團
[C] 能發生水解反應
[D] 由五種氨基酸縮合而成
【解析】 結構中有多個肽鍵,故屬于多肽,A正確;結構中含有羧基、羥基、氨基、肽鍵四種官能團,B正確;結構中含有肽鍵,可以發生水解反應,C正確;結構中含有四個肽鍵,由四種氨基酸縮合而成,D錯誤。
4.(1)向雞蛋清溶液中加入下列溶液,可以使蛋白質發生鹽析的有　　 (填字母,下同),可以使蛋白質發生變性的有　　　　　　。
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)請比較蛋白質的鹽析和變性的區別,舉例說明鹽析和變性的作用:
　 。
鹽析是物理變化,是可逆的,加水蛋白質仍然可以溶解;變性是化學變化,是不可逆的,加水蛋白質不能重新溶解。鹽析可用于分離、提純蛋白質,而變性可用于消毒、殺菌
1.(2024·廣東卷,4)我國飲食注重營養均衡,講究“色香味形”。下列說法不正確的是(　　)
[A] 烹飪糖醋排骨用蔗糖炒出焦糖色,蔗糖屬于二糖
[B] 新鮮榨得的花生油具有獨特油香,油脂屬于芳香烴
[C] 涼拌黃瓜加醋使其具有可口酸味,食醋中含有極性分子
[D] 端午時節用棕葉將糯米包裹成形,糯米中的淀粉可水解
B
【解析】 蔗糖屬于二糖,1 mol蔗糖水解可得到1 mol 葡萄糖和1 mol果糖,故A正確;油脂主要是高級脂肪酸和甘油形成的酯,不屬于芳香烴,故B錯誤;食醋中含有CH3COOH、H2O等多種物質,CH3COOH、H2O均為極性分子,故C正確;糯米中的淀粉可水解,淀粉水解的最終產物為葡萄糖,故D正確。
2.(2024·北京卷,4)下列說法不正確的是(　　)
[A] 葡萄糖氧化生成CO2和H2O的反應是放熱反應
[B] 核酸可看作磷酸、戊糖和堿基通過一定方式結合而成的生物大分子
[C] 由氨基乙酸形成的二肽中存在兩個氨基和兩個羧基
[D] 向飽和的NaCl溶液中加入少量雞蛋清溶液會發生鹽析
C
【解析】 葡萄糖氧化生成CO2和H2O是放熱反應,在人體內葡萄糖緩慢氧化成CO2和H2O為人體提供能量,A項正確;核酸是一種生物大分子,分析核酸水解的產物可知,核酸是由許多核苷酸單體形成的聚合物,核苷酸進一步水解得到磷酸和核苷,核苷進一步水解得到戊糖和堿基,故核酸可看作磷酸、戊糖和堿基通過一定方式結合而成的生物大分子,B項正確;氨基乙酸的結構簡式為H2NCH2COOH,形成的二肽的結構簡式為H2NCH2CONHCH2COOH,該二肽中含1個氨基、1個羧基和1個肽鍵,C項錯誤;雞蛋清溶液為蛋白質溶液,NaCl溶液屬于輕金屬鹽溶液,向飽和NaCl溶液中加入少量雞蛋清溶液,蛋白質發生鹽析,D項正確。
3.(2024·湖南卷,5)組成核酸的基本單元是核苷酸,如圖是核酸的某一結構片段,下列說法錯誤的是(　　)
[A] 脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)結構中的堿基相同,戊糖不同
[B] 堿基與戊糖縮合形成核苷,核苷與磷酸縮合形成核苷酸,核苷酸縮合聚合得到核酸
[C] 核苷酸在一定條件下,既可以與酸反應,又可以與堿反應
[D] 核酸分子中堿基通過氫鍵實現互補配對
A
【解析】 脫氧核糖核酸(DNA)的戊糖為脫氧核糖,堿基主要有腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶,核糖核酸(RNA)的戊糖為核糖,堿基主要有腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶,兩者的堿基不完全相同,戊糖不同,故A錯誤;堿基與戊糖縮合形成核苷,核苷與磷酸縮合形成了組成核酸的基本單元——核苷酸,核苷酸縮合聚合可以得到核酸,故B正確;核苷酸中的磷酸基團能與堿反應,堿基能與酸反應,因此核苷酸在一定條件下,既可以與酸反應,又可以與堿反應,故C正確;核酸分子中堿基通過氫鍵實現互補配對,DNA中腺嘌呤(A)與胸腺嘧啶(T)配對,鳥嘌呤(G)與胞嘧啶(C)配對,
RNA中尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T),結合成堿基對,遵循堿基互補配對原則,故D
正確。
4.(2023·湖北卷,7)中科院院士研究發現,纖維素可在低溫下溶于NaOH溶液,恢復至室溫后不穩定,加入尿素可得到室溫下穩定的溶液,為纖維素綠色再生利用提供了新的解決方案。下列說法錯誤的是(　　)
[A] 纖維素是自然界分布廣泛的一種多糖
[B] 纖維素難溶于水的主要原因是其鏈間有多個氫鍵
[C] NaOH提供OH-破壞纖維素鏈之間的氫鍵
[D] 低溫降低了纖維素在NaOH溶液中的溶解性
D
【解析】 纖維素屬于多糖,大量存在于我們吃的蔬菜、水果中,在自然界分布廣泛,A正確;纖維素鏈段間規整緊密的結構使纖維素分子很難被常用的溶劑如水溶解,B正確;纖維素在低溫下可溶于氫氧化鈉溶液,是因為堿性體系主要破壞的是纖維素分子內和分子間的氫鍵,促進其溶解,C正確;由題意可知,低溫提高了纖維素在NaOH溶液中的溶解性,D錯誤。
5.(2023·湖南卷,8)葡萄糖酸鈣是一種重要的補鈣劑,工業上以葡萄糖、碳酸鈣為原料,在溴化鈉溶液中采用間接電氧化反應制備葡萄糖酸鈣,其陽極區反應過程如下:
下列說法錯誤的是(　　)
[A] 溴化鈉起催化和導電作用
[B] 每生成1 mol葡萄糖酸鈣,理論上電路中轉移了2 mol電子
[C] 葡萄糖酸能通過分子內反應生成含有六元環狀結構的產物
[D] 葡萄糖能發生氧化、還原、取代、加成和消去反應
B
【解析】 由圖可知,溴化鈉是電解裝置中的電解質,其電離產生的離子可以起導電作用,且Br-在陽極上被氧化為Br2,然后Br2與H2O反應生成HBrO和Br-,HBrO再和葡萄糖反應生成葡萄糖酸和Br-,Br-在該過程中的質量和化學性質保持不變,因此,溴化鈉在反應中起催化和導電作用,A正確;1 mol 葡萄糖反應生成1 mol葡萄糖酸,轉移2 mol電子,1 mol葡萄糖酸與足量的碳酸鈣反應可生成0.5 mol葡萄糖酸鈣,因此,每生成1 mol葡萄糖酸鈣,理論上電路中轉移了4 mol電子,B不正確;葡萄糖酸分子內既有羧基又有羥基,因此,其能通過分子內反應生成含有六元環狀結構的酯,C正確;葡萄糖分子中含有醛基和羥基,醛基上既能發生氧化反應生成羧基,也能在一定的條件下與氫氣發生加成反應生成羥基,該加成反應也是還原反應,葡萄糖能與酸發生酯化反應,酯化反應也是取代反應,羥基能和與其相連的碳原子的鄰位碳原子上的H(β-H)發生消去反應,綜上所述,葡萄糖能發生氧化、還原、取代、加成和消去反應,D正確。
6.(2022·廣東卷,9)我國科學家進行了如圖所示的碳循環研究。下列說法正確的是(　　)
[A] 淀粉是多糖,在一定條件下能水解成葡萄糖
[B] 葡萄糖與果糖互為同分異構體,都屬于烴類
[C] 1 mol CO中含有6.02×1024個電子
[D] 22.4 L CO2被還原生成1 mol CO
A
【解析】 淀粉是由葡萄糖分子聚合而成的多糖,在一定條件下水解可得到葡萄糖,故A正確;葡萄糖與果糖的分子式均為C6H12O6,結構不同,兩者互為同分異構體,但含有氧元素,不是烴類,屬于烴的衍生物,故B錯誤;一個CO分子含有14個電子,則1 mol CO中含有14×6.02×1023個電子,故C錯誤;未指明氣體是否處于標準狀況下,不能用標準狀況下的氣體摩爾體積計算其物質的量,故D錯誤。
課時作業46　生物大分子
(時間:30分鐘　滿分:100分)
一、選擇題(共10小題,每小題6分,共60分)
1.(2025·遼寧部分學校期中)生物大分子與生命活動息息相關。下列有關敘述正確的是(　　)
[A] 由2～10個單糖通過糖苷鍵連接而成的分子稱為多糖
[B] 淀粉、油脂和蛋白質都是天然高分子化合物
[C] 甘油醛[HOCH2CH(OH)CHO]存在對映異構體
[D] 核酸水解最終生成兩種產物,分別為戊糖和堿基
C
【解析】 由2～10個單糖通過糖苷鍵連接而成的分子稱為寡糖或低聚糖,多糖是由10個以上單糖聚合而成的分子,A錯誤;油脂不屬于高分子化合物,B錯誤;甘油醛分子含1個手性碳原子,存在對映異構體,C正確;核酸水解最終生成三種產物,分別為戊糖、堿基和磷酸,D錯誤。
2.(2024·四川攀枝花模擬)某同學為了檢驗纖維素的水解產物是否為葡萄糖,他將纖維素與70%的H2SO4溶液共熱后加入新制的Cu(OH)2并加熱煮沸,無磚紅色沉淀生成,下列解釋正確的是(　　)
[A] 纖維素水解產物中無葡萄糖
[B] 使用的H2SO4溶液過濃只發生了脫水反應
[C] 由于水解后混合液中含有H2SO4,所以見不到磚紅色沉淀
[D] 加熱時間不夠長,所以見不到磚紅色沉淀
C
【解析】 葡萄糖與新制的Cu(OH)2反應必須在堿性環境下,因而纖維素水解后應先加入NaOH溶液中和硫酸,再和新制的Cu(OH)2反應。
3.(2025·四川高考適應性考試)下列關于生物有機分子的說法錯誤的是(　　)
[A] 纖維素能被氫氧化銅氧化
[B] 蔗糖和麥芽糖的水解產物都含有葡萄糖
[C] 蛋白質的空間結構發生變化會導致其生物活性改變
[D] 核酸可以看作磷酸、戊糖和堿基通過一定方式結合而成的分子
A
【解析】 纖維素不能被弱氧化劑氫氧化銅氧化,故A錯誤;蔗糖水解產物是葡萄糖和果糖,麥芽糖水解產物是葡萄糖,故B正確;蛋白質的空間結構發生變化會導致其生物活性改變,這種改變是不可逆的,故C正確;核酸可以看作磷酸、戊糖和堿基通過一定方式結合而成的分子,故D正確。
4.(2024·吉林四平模擬)已知半胱氨酸的結構簡式為 ,則下列說法錯誤的是(　　)
[A] 半胱氨酸屬于α-氨基酸
[B] 半胱氨酸既能跟強酸反應又能跟強堿反應
[C] 半胱氨酸不能與NaOH溶液反應放出堿性氣體
[D] 兩分子半胱氨酸脫水形成的二肽結構簡式為
D
5.(2024·江西宜春模擬)核酸是生命的基礎物質。以下關于核酸的論述正確的是(　　)
[A] 核酸是核蛋白的非蛋白部分,也是由氨基酸殘基組成的
[B] 核酸水解產物中含有磷酸、葡萄糖和堿基
[C] 核酸、核苷酸都是高分子化合物
[D] 核酸有核糖核酸和脫氧核糖核酸兩類,對蛋白質的合成和生物遺傳起重要作用
D
【解析】 核酸是由許多核苷酸單體形成的聚合物,A錯誤;核酸水解的最終產物是磷酸、五碳糖和堿基,B錯誤;核酸是高分子化合物,核苷酸不是高分子化合物,C錯誤;核酸有核糖核酸和脫氧核糖核酸兩類,分別是RNA和DNA,他們共同對蛋白質的合成和生物遺傳起到重要作用,D正確。
6.下列關于葡萄糖[CH2OH(CHOH)4CHO]的說法不正確的是(　　)
[A] 含有2種官能團
[B] 能發生銀鏡反應
[C] 不能與NaHCO3溶液反應生成CO2
[D] 經酶催化水解,可轉化為燃料乙醇
D
【解析】 根據葡萄糖結構簡式可知,含有羥基和醛基2種官能團,A正確;葡萄糖分子中含有醛基,能發生銀鏡反應,B正確;葡萄糖只含有羥基和醛基,不能與NaHCO3溶液反應生成CO2,C正確;葡萄糖不能水解,經酶催化氧化可轉化為燃料乙醇,D錯誤。
7.(2025·重慶期中)D-乙酰氨基葡萄糖(結構簡式如圖)是一種天然存在的特殊單糖。下列有關該物質的說法正確的是(　　)
[A] 含有4種官能團
[B] 分子式為C8H14O6N
[C] 含有4個手性碳原子
[D] 能發生氧化反應、消去反應和縮聚反應
D
【解析】 該有機物分子中含有羥基、醚鍵、酰胺基,共3種官能團,A錯誤;根據該有機物分子的結構簡式可知,其分子式為C8H15O6N,B錯誤;連接 4個不同的原子或原子團的碳原子為手性碳原子,則分子中環上的碳原子均為手性碳原子,含有 5個手性碳原子,C錯誤;分子中含有多個羥基,能發生縮聚反應,羥基所連的碳原子上有氫原子,能發生氧化反應,羥基所連的碳原子的鄰位碳上有氫原子,能發生消去反應,D正確。
C
8.下列有關淀粉和纖維素兩種物質的說法正確的是(　　)
[A] 二者都能水解,水解的最終產物不相同
[B] 二者含C、H、O三種元素的質量分數相同,且互為同分異構體
[C] 它們都屬于糖類,且都是高分子化合物
[D] 都可用(C6H10O5)n表示,但淀粉能發生銀鏡反應而纖維素不能
【解析】 淀粉、纖維素都屬于多糖,它們在一定條件下均能水解,最終產物均為葡萄糖,A錯誤,C正確;二者的組成都可用(C6H10O5)n表示,所以二者分子中C、H、O的質量分數相同,但由于n值不同,故二者不互為同分異構體,B錯誤;二者都不能發生銀鏡反應,D錯誤。
9.(2024·遼寧沈陽模擬)在葡萄糖水溶液中,鏈狀結構與環狀結構的平衡關系及百分含量
如下:
下列說法錯誤的是(　　)
[A] 鏈狀葡萄糖成環是—OH與—CHO發生加成反應的結果
[B] 鏈狀葡萄糖成環后,分子中多了一個手性碳原子
[C] 三種葡萄糖分子相互轉化發生了化學反應,不能互稱為同分異構體
[D] 水溶液中,β-D-吡喃葡萄糖比α-D-吡喃葡萄糖穩定
C
【解析】 由鏈狀葡萄糖和環狀葡萄糖的結構簡式可知,鏈狀葡萄糖成環是
—OH與—CHO發生加成反應,故A正確;鏈狀葡萄糖成環后,醛基變為羥基,醛基中的碳原子變為手性碳原子,分子中多了一個手性碳原子,故B正確;三種葡萄糖分子式相同,結構式不同,互為同分異構體,故C錯誤;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,說明β-D-吡喃葡萄糖比α-D-吡喃葡萄糖穩定,故D正確。
10.(2024·天津南開區模擬)核酸是一類生物大分子,關于核酸的說法正確的是(　　)
[A] 核酸在酶的催化下水解可以得到核苷和戊糖
[B] DNA兩條鏈上的堿基通過形成氫鍵進行互補配對
[C] 核苷酸是磷酸與戊糖脫水形成的酯
[D] 腺嘌呤分子中的碳原子與氮原子雜化方式完全相同
B
【解析】 核酸水解得到磷酸和核苷,核苷水解得到戊糖和堿基,其中戊糖有脫氧核糖和核糖,故A錯誤;DNA分子由兩條多聚核苷酸鏈組成,每條鏈中的脫氧核糖與磷酸之間通過磷酯鍵連接,兩條鏈上的堿基之間都是通過氫鍵而連接,故B正確;堿基與戊糖縮合形成核苷,核苷與磷酸縮合形成核苷酸,故C錯
誤;腺嘌呤分子中六元環中的氮原子為sp2雜化,—NH2中氮原子為sp3雜化,碳原子為雙鍵的連接方式,因此只有sp2雜化,故D錯誤。
二、非選擇題(共2小題,共40分)
11.(22分,每空2分)木薯的塊根富含淀粉,可供食用或作糊料,被稱為“淀粉之王”,其栽培較粗放,且產量高,因塊根含氰酸毒素,需經漂浸處理后方可食用,若用提取的淀粉進行如圖所示實驗,請回答下列問題。
(1)淀粉的化學式為　　 　　,淀粉水解產物A(單糖)的結構簡式為　　　 　　　　　　,常向淀粉水解后的溶液中加入少量　　　　　來檢驗淀粉是否完全水解。
(C6H10O5)n
CH2OH(CHOH)4CHO
碘水
【解析】 淀粉水解生成的單糖A為葡萄糖,和水發生加成反應生成乙醇的B為乙烯,乙醇氧化生成的C為乙醛,繼續氧化得到的D為乙酸。(1)淀粉的化學式為(C6H10O5)n,淀粉水解生成葡萄糖,其結構簡式為CH2OH(CHOH)4CHO,向淀粉水解后的溶液中加入少量碘水檢驗淀粉是否水解完全。
(2)B是一種植物生長調節劑,既能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,又能使溴的四氯化碳溶液褪色,上述反應的反應類型分別是　　　　　、　　　　　。
氧化反應
【解析】 (2)乙烯和酸性高錳酸鉀溶液發生氧化反應,和溴的四氯化碳溶液發生加成反應。
加成反應
(3)A可以與新制的氫氧化銅反應,生成沉淀的顏色為　　　 　,也可以與
　　　　　　水浴加熱生成銀,在試管內壁形成光亮的銀鏡,與直接加熱相比,采用水浴加熱的優點是　　　　　。A在酒化酶的催化作用下可制得乙醇,若有 150 kg淀粉,理論上可生產無水乙醇　　 kg(結果保留一位小數)。
磚紅色
銀氨溶液
受熱均勻
85.2
(4)反應②的化學方程式是 　　　 　　　　　　　,D與硬脂酸甘油酯在酸性條件下的水解產物之一硬脂酸互為　　　　。
同系物
12.(18分,每空3分)下列是某蛋白質的結構片段:
(1)上述蛋白質結構片段的水解產物中不屬于α-氨基酸的是　　　　 　　(填結構簡式)。
(2)上述蛋白質結構片段水解后產生的氨基酸中,某氨基酸分子中碳、氫原子數比值最大。
①該氨基酸與NaOH溶液反應的化學方程式為　 。
②兩分子該氨基酸縮合形成環狀結構物質的分子式為　　　　　　　　　　。
C16H14N2O2
③該氨基酸的同分異構體中,屬于硝基化合物且苯環上連有兩個甲基的有
　　種,其中核磁共振氫譜中有3組吸收峰,且吸收峰面積比為2∶1∶6的同
分異構體的結構簡式為　　　　　　　　　　　。
6
(3)已知上述蛋白質結構片段的相對分子質量為364,則水解生成的各種氨基酸的相對分子質量之和為　　　　。
436
【解析】(3)1 mol題給蛋白質結構片段水解需要4 mol水,故水解生成的各種氨基酸的相對分子質量之和為364+18×4=436。課時作業46　生物大分子
(時間:30分鐘　滿分:100分)
一、選擇題(共10小題,每小題6分,共60分)
1.(2025·遼寧部分學校期中)生物大分子與生命活動息息相關。下列有關敘述正確的是(　　)
[A] 由2～10個單糖通過糖苷鍵連接而成的分子稱為多糖
[B] 淀粉、油脂和蛋白質都是天然高分子化合物
[C] 甘油醛[HOCH2CH(OH)CHO]存在對映異構體
[D] 核酸水解最終生成兩種產物,分別為戊糖和堿基
2.(2024·四川攀枝花模擬)某同學為了檢驗纖維素的水解產物是否為葡萄糖,他將纖維素與70%的H2SO4溶液共熱后加入新制的 Cu(OH)2并加熱煮沸,無磚紅色沉淀生成,下列解釋正確的是(　　)
[A] 纖維素水解產物中無葡萄糖
[B] 使用的H2SO4溶液過濃只發生了脫水反應
[C] 由于水解后混合液中含有H2SO4,所以見不到磚紅色沉淀
[D] 加熱時間不夠長,所以見不到磚紅色沉淀
3.(2025·四川高考適應性考試)下列關于生物有機分子的說法錯誤的是(　　)
[A] 纖維素能被氫氧化銅氧化
[B] 蔗糖和麥芽糖的水解產物都含有葡萄糖
[C] 蛋白質的空間結構發生變化會導致其生物活性改變
[D] 核酸可以看作磷酸、戊糖和堿基通過一定方式結合而成的分子
4.(2024·吉林四平模擬)已知半胱氨酸的結構簡式為,則下列說法錯誤的是(　　)
[A] 半胱氨酸屬于α氨基酸
[B] 半胱氨酸既能跟強酸反應又能跟強堿反應
[C] 半胱氨酸不能與NaOH溶液反應放出堿性氣體
[D] 兩分子半胱氨酸脫水形成的二肽結構簡式為
　
5.(2024·江西宜春模擬)核酸是生命的基礎物質。以下關于核酸的論述正確的是(　　)
[A] 核酸是核蛋白的非蛋白部分,也是由氨基酸殘基組成的
[B] 核酸水解產物中含有磷酸、葡萄糖和堿基
[C] 核酸、核苷酸都是高分子化合物
[D] 核酸有核糖核酸和脫氧核糖核酸兩類,對蛋白質的合成和生物遺傳起重要作用
6.下列關于葡萄糖[CH2OH(CHOH)4CHO]的說法不正確的是(　　)
[A] 含有2種官能團
[B] 能發生銀鏡反應
[C] 不能與NaHCO3溶液反應生成CO2
[D] 經酶催化水解,可轉化為燃料乙醇
7.(2025·重慶期中)D乙酰氨基葡萄糖(結構簡式如圖)是一種天然存在的特殊單糖。下列有關該物質的說法正確的是(　　)
[A] 含有4種官能團
[B] 分子式為C8H14O6N
[C] 含有4個手性碳原子
[D] 能發生氧化反應、消去反應和縮聚反應
8.下列有關淀粉和纖維素兩種物質的說法正確的是(　　)
[A] 二者都能水解,水解的最終產物不相同
[B] 二者含C、H、O三種元素的質量分數相同,且互為同分異構體
[C] 它們都屬于糖類,且都是高分子化合物
[D] 都可用(C6H10O5)n表示,但淀粉能發生銀鏡反應而纖維素不能
9.(2024·遼寧沈陽模擬)在葡萄糖水溶液中,鏈狀結構與環狀結構的平衡關系及百分含量
如下:
下列說法錯誤的是(　　)
[A] 鏈狀葡萄糖成環是—OH與—CHO發生加成反應的結果
[B] 鏈狀葡萄糖成環后,分子中多了一個手性碳原子
[C] 三種葡萄糖分子相互轉化發生了化學反應,不能互稱為同分異構體
[D] 水溶液中,βD吡喃葡萄糖比αD吡喃葡萄糖穩定
10.(2024·天津南開區模擬)核酸是一類生物大分子,關于核酸的說法正確的是(　　)
[A] 核酸在酶的催化下水解可以得到核苷和戊糖
[B] DNA兩條鏈上的堿基通過形成氫鍵進行互補配對
[C] 核苷酸是磷酸與戊糖脫水形成的酯
[D] 腺嘌呤分子中的碳原子與氮原子雜化方式完全相同
二、非選擇題(共2小題,共40分)
11.(22分,每空2分)木薯的塊根富含淀粉,可供食用或作糊料,被稱為“淀粉之王”,其栽培較粗放,且產量高,因塊根含氰酸毒素,需經漂浸處理后方可食用,若用提取的淀粉進行如圖所示實驗,請回答下列問題。
(1)淀粉的化學式為　　　 　　,淀粉水解產物A(單糖)的結構簡式為　　　　　　　　　　,常向淀粉水解后的溶液中加入少量　　　　　來檢驗淀粉是否完全水解。
(2)B是一種植物生長調節劑,既能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,又能使溴的四氯化碳溶液褪色,上述反應的反應類型分別是　 、 　　　　　。
(3)A可以與新制的氫氧化銅反應,生成沉淀的顏色為　　　　　,也可以與　　　　　　水浴加熱生成銀,在試管內壁形成光亮的銀鏡,與直接加熱相比,采用水浴加熱的優點是　　　　　　　。A在酒化酶的催化作用下可制得乙醇,若有150 kg淀粉,理論上可生產無水乙醇　　　　 kg(結果保留一位小數)。
(4)反應②的化學方程式是 　　　　　　　　　　,D與硬脂酸甘油酯在酸性條件下的水解產物之一硬脂酸互為　　　　。
12.(18分,每空3分)下列是某蛋白質的結構片段:
(1)上述蛋白質結構片段的水解產物中不屬于α氨基酸的是　　　　　　　　(填結構簡式)。
(2)上述蛋白質結構片段水解后產生的氨基酸中,某氨基酸分子中碳、氫原子數比值最大。
①該氨基酸與NaOH溶液反應的化學方程式為　 。
②兩分子該氨基酸縮合形成環狀結構物質的分子式為　　　　　　　　　　。
③該氨基酸的同分異構體中,屬于硝基化合物且苯環上連有兩個甲基的有　　　　種,其中核磁共振氫譜中有3組吸收峰,且吸收峰面積比為 2∶1∶6的同分異構體的結構簡式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)已知上述蛋白質結構片段的相對分子質量為364,則水解生成的各種氨基酸的相對分子質量之和為　　 　　。
課時作業46　生物大分子
1.C　由2～10個單糖通過糖苷鍵連接而成的分子稱為寡糖或低聚糖,多糖是由10個以上單糖聚合而成的分子,A錯誤;油脂不屬于高分子化合物,B錯誤;甘油醛分子含1個手性碳原子,存在對映異構體,C正確;核酸水解最終生成三種產物,分別為戊糖、堿基和磷酸,D錯誤。
2.C　葡萄糖與新制的Cu(OH)2反應必須在堿性環境下,因而纖維素水解后應先加入NaOH溶液中和硫酸,再和新制的Cu(OH)2反應。
3.A　纖維素不能被弱氧化劑氫氧化銅氧化,故A錯誤;蔗糖水解產物是葡萄糖和果糖,麥芽糖水解產物是葡萄糖,故B正確;蛋白質的空間結構發生變化會導致其生物活性改變,這種改變是不可逆的,故C正確;核酸可以看作磷酸、戊糖和堿基通過一定方式結合而成的分子,故D正確。
4.D　半胱氨酸可以看作是HSCH2CH2COOH中α碳原子上的氫原子被氨基取代的產物,是α氨基酸,A正確;半胱氨酸既含有羧基又含有氨基,既能跟強堿反應又能跟強酸反應,B正確;半胱氨酸與NaOH溶液反應只能生成半胱氨酸鈉,不能生成氨,C正確;兩分子半胱氨酸脫水形成的二肽結構簡式應為,D錯誤。
5.D　核酸是由許多核苷酸單體形成的聚合物,A錯誤;核酸水解的最終產物是磷酸、五碳糖和堿基,B錯誤;核酸是高分子化合物,核苷酸不是高分子化合物,C錯誤;核酸有核糖核酸和脫氧核糖核酸兩類,分別是RNA和DNA,他們共同對蛋白質的合成和生物遺傳起到重要作用,D正確。
6.D　根據葡萄糖結構簡式可知,含有羥基和醛基2種官能團,A正確;葡萄糖分子中含有醛基,能發生銀鏡反應,B正確;葡萄糖只含有羥基和醛基,不能與NaHCO3溶液反應生成CO2,C正確;葡萄糖不能水解,經酶催化氧化可轉化為燃料乙醇,D錯誤。
7.D　該有機物分子中含有羥基、醚鍵、酰胺基,共3種官能團,A錯誤;根據該有機物分子的結構簡式可知,其分子式為C8H15O6N,B錯誤;連接 4個不同的原子或原子團的碳原子為手性碳原子,則分子中環上的碳原子均為手性碳原子,含有 5個手性碳原子,C錯誤;分子中含有多個羥基,能發生縮聚反應,羥基所連的碳原子上有氫原子,能發生氧化反應,羥基所連的碳原子的鄰位碳上有氫原子,能發生消去反應,D正確。
8.C　淀粉、纖維素都屬于多糖,它們在一定條件下均能水解,最終產物均為葡萄糖,A錯誤,C正確;二者的組成都可用(C6H10O5)n表示,所以二者分子中C、H、O的質量分數相同,但由于n值不同,故二者不互為同分異構體,B錯誤;二者都不能發生銀鏡反應,D錯誤。
9.C　由鏈狀葡萄糖和環狀葡萄糖的結構簡式可知,鏈狀葡萄糖成環是—OH與—CHO發生加成反應,故A正確;鏈狀葡萄糖成環后,醛基變為羥基,醛基中的碳原子變為手性碳原子,分子中多了一個手性碳原子,故B正確;三種葡萄糖分子式相同,結構式不同,互為同分異構體,故C錯誤;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,說明βD吡喃葡萄糖比αD吡喃葡萄糖穩定,故D正確。
10.B　核酸水解得到磷酸和核苷,核苷水解得到戊糖和堿基,其中戊糖有脫氧核糖和核糖,故A錯誤;DNA分子由兩條多聚核苷酸鏈組成,每條鏈中的脫氧核糖與磷酸之間通過磷酯鍵連接,兩條鏈上的堿基之間都是通過氫鍵而連接,故B正確;堿基與戊糖縮合形成核苷,核苷與磷酸縮合形成核苷酸,故C錯誤;腺嘌呤分子中六元環中的氮原子為sp2雜化,—NH2中氮原子為sp3雜化,碳原子為雙鍵的連接方式,因此只有sp2雜化,故D錯誤。
11.【答案】 (1)(C6H10O5)n　CH2OH(CHOH)4CHO　碘水
(2)氧化反應　加成反應　
(3)磚紅色　銀氨溶液　受熱均勻　85.2
(4)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O　同系物
【解析】 淀粉水解生成的單糖A為葡萄糖,和水發生加成反應生成乙醇的B為乙烯,乙醇氧化生成的C為乙醛,繼續氧化得到的D為乙酸。(1)淀粉的化學式為(C6H10O5)n,淀粉水解生成葡萄糖,其結構簡式為CH2OH(CHOH)4CHO,向淀粉水解后的溶液中加入少量碘水檢驗淀粉是否水解完全。(2)乙烯和酸性高錳酸鉀溶液發生氧化反應,和溴的四氯化碳溶液發生加成反應。(3)葡萄糖中含醛基,能與新制的氫氧化銅反應生成磚紅色沉淀Cu2O,也能與銀氨溶液在水浴加熱時生成銀,在試管內壁形成光亮的銀鏡,與直接加熱相比,采用水浴加熱的優點是受熱均勻。A在酒化酶的催化作用下可制得乙醇,發生反應 C6H12O62C2H5OH+2CO2↑,若有150 kg淀粉參加反應,理論上可生產無水乙醇 ×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)蛋白質水解時斷開肽鍵,題中蛋白質結構片段水解可生成、、H2N—CH2—COOH和四種氨基酸。α氨基酸中—COOH和—NH2連在同一碳原子上,故四種氨基酸中只有不屬于α氨基酸。
(2)所得四種氨基酸中碳、氫原子數比值最大的是。②兩分子該氨基酸縮合形成的環狀物質為,其分子式為 C16H14N2O2。③符合條件的有、(序號位置為另一個—CH3的位置),共 6種;其中核磁共振氫譜中吸收峰面積比為2∶1∶6的同分異構體的結構簡式為、。
(3)1 mol題給蛋白質結構片段水解需要4 mol水,故水解生成的各種氨基酸的相對分子質量之和為364+18×4=436。
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