第4章 生物大分子——【期末复习】高二化学单元复习知识点梳理（人教版2019选择性必修3）
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【知识网络】
【知识归纳】
考点1 糖类
一、糖类的组成和分类
1．概念和组成
（1）定义：多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。
（2）组成：由C、H、O三种元素组成
（3）组成通式：Cn（H2O）m，曾用名碳水化合物
①大多数糖类可用通式Cn（H2O）m表示，脱氧核糖（C5H10O4）、鼠李糖（C6H12O5）不符合；
②少数符合糖类通式的物质不是糖类，如乙酸（CH3COOH）、甲酸甲酯（HCOOCH3）
③糖类分子中并不存在水分子。
2．分类
类别 | 依据 | 举例 |
单糖 | 不能水解的糖 | 葡萄糖、果糖和脱氧核糖等 |
寡糖或 低聚糖 | 1 mol糖水解后能产生2～10mol单糖 | 以二糖最为重要，二糖有麦芽糖、乳糖和蔗糖等 |
多糖 | 1 mol糖水解后能产生10mol以上单糖 | 淀粉、纤维素和糖原等 |
转化 关系 | ||
二、单糖
1．葡萄糖
（1）组成和结构
分子式 | 结构简式 | 官能团 | 判别 |
C6H12O6 | CH2OH（CHOH）4CHO | －OH、－CHO | 多羟基醛 |
（2）化学性质
①生理氧化：C6H12O6+6O26CO2+6H2O
②发酵反应：C6H12O62C2H5OH+2CO2
③酯化反应：CH2OH（CHOH）4CHO +5CH3COOH CH3COOCH2（CHOH）4CHO+5H2O
④银镜反应：CH2OH（CHOH）4CHO+2［Ag（NH3）2］OHCH2OH（CHOH）4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
⑤与新制Cu（OH）2反应：CH2OH（CHOH）4CHO+2Cu（OH）2+NaOHCH2OH（CHOH）4COONa+Cu2O↓+3H2O
⑥与H2加成：CH2OH（CHOH）4CHO+H2CH2OH（CHOH）4CH2OH
2．其他常见单糖
单糖 | 果糖 | 核糖 | 脱氧核糖 |
物理性质 | 无色晶体，易溶于水，吸湿性强 | / | / |
类别 | 多羟基酮，属于酮糖，与葡萄糖互为同分异构体 | 多羟基醛，属于醛糖 | |
结构 简式 | CH2OH（CHOH）3－－CH2OH | CH2OH(CHOH)3CHO | CH2OH(CHOH)2CH2CHO |
分子式 | C6H12O6 | C5H10O5 | C5H10O4 |
三、二糖
1．组成、结构和用途
| 蔗糖 | 麦芽糖 |
相 似 点 | ①组成相同，分子式均为C12H22O11，互为同分异构体 | |
②都属于二糖，1mol二糖水解后生成2mol单糖 | ||
③水解产物都能发生银镜反应，都能还原新制Cu（OH）2 | ||
④都具有甜味（蔗糖更甜） | ||
不 同 点 | 不含醛基（非还原性糖） | 含有醛基（还原性糖） |
不能发生银镜反应，也不能还原新制Cu（OH）2 | 能发生银镜反应，能还原新制Cu（OH）2 | |
水解为葡萄糖和果糖 | 水解为葡萄糖 | |
2．水解反应
（1）蔗糖：C12H22O11（蔗糖）+H2OC6H12O6（葡萄糖）+C6H12O6（果糖）
（2）麦芽糖：C12H22O11（麦芽糖）+H2O2C6H12O6（葡萄糖）
3．蔗糖水解产物性质实验探究
（1）步骤
①在一支试管中加入20%蔗糖溶液1mL，加入稀硫酸，水浴加热；
②然后用NaOH溶液中和呈弱碱性；
③再加入新制的Cu（OH）2悬浊液加热
（2）现象：有砖红色沉淀生成
（3）结论：蔗糖水解产物中有还原性糖。
四、多糖
1．组成和结构
| 淀粉 | 纤维素 |
分子式 | （C6H10O5）n | （C6H10O5）n |
［C6H7O2（OH）3］n | ||
n值大小 | 大 | 更大 |
结构特点 | ①无－CHO，②1个葡萄糖单元含有三个醇羟基 | |
水解最终产物 | 葡萄糖 | 葡萄糖 |
化学性质 | 溶液遇碘变蓝色 | －－ |
可发生酯化反应 | ||
是否为纯净物 | 否 | 否 |
是否互为同分异构体 | 否 | |
2．水解反应
（1）淀粉：（C6H10O5）n（淀粉）+nH2OnC6H12O6（葡萄糖）
（2）纤维素：（C6H10O5）n（纤维素）+nH2OnC6H12O6（葡萄糖）
（3）水解难易程度：纤维素比淀粉难水解
3．淀粉水解程度的实验探究
（1）实验步骤
（2）实验现象及结论
| 现象A | 现象B | 结论 |
1 | 未出现银镜 | 溶液变蓝色 | 淀粉尚未水解 |
2 | 出现银镜 | 溶液变蓝色 | 淀粉部分水解 |
3 | 出现银镜 | 溶液不变蓝色 | 淀粉完全水解 |
考点2 蛋白质
一、氨基酸
1．氨基酸的结构
（1）概念：羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代形成的取代羧酸。
（2）分子结构
（3）几种常见的氨基酸
俗名 | 结构简式 | 系统命名 |
甘氨酸 | H2N－CH2COOH | 氨基乙酸 |
丙氨酸 | CH3－COOH | 2－氨基丙酸 |
谷氨酸 | HOOC－CH2－CH2－COOH | 2－氨基戊二酸 |
苯丙氨酸 | CH2－COOH | 2－氨基－3－苯基丙酸 |
缬氨酸 | CH3－COOH | 2－氨基－3－甲基丁酸 |
半胱氨酸 | HS－CH2－COOH | －氨基－－巯基丙氨酸 |
2．氨基酸的物理性质
3．氨基酸的化学性质
（1）两性
①与酸反应：HOOC－CH2－NH2+HClHOOC－CH2－NH3Cl
②与碱反应：H2N－CH2COOH+NaOHH2N－CH2COONa+H2O
（2）成肽反应：羧基脱羟基，氨基脱氢，形成肽键（）
4．氨基酸的脱水反应
（1）分子间单分子脱水形成二肽（两种不同的氨基酸可以生成4种二肽）
①H2N－CH2－COOH+H2N－COOH→H2N－CH2COOH+H2O
②H2N－COOH+H2N－CH2－COOH→H2N－CH2－COOH+H2O
③H2N－CH2－COOH+ H2N－CH2－COOH→H2N－CH2CH2－COOH+H2O
④H2N－COOH +H2N－COOH→H2N－COOH+H2O
（2）分子间或分子内缩合成环
①分子间双分子脱水成环肽
②分子内单分子脱水成环肽
（3）脱水缩合生成多肽或蛋白质
+（n－1）H2O
二、蛋白质
1．蛋白质的结构
（1）组成与结构
①蛋白质是由多种氨基酸通过肽键等相互连接形成的一类生物大分子。
②蛋白质主要由C、H、O、N、S等元素组成。
（2）四级结构
2．蛋白质的性质
（1）两性：蛋白质的结构中含有－NH2和－COOH两种官能团，因此既能与酸反应又能与碱反应。
（2）水解
①水解条件：酸、碱或酶催化
②水解过程：蛋白质多肽化合物α－氨基酸
（3）盐析
①概念：向蛋白质溶液中加入大量的浓轻金属盐或铵盐溶液，使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出
②现象：试管A中出现白色沉淀，试管B中沉淀消失
③特点：盐析不影响蛋白质的结构和生物活性，属于物理变化，是一个可逆过程
④应用：分离提纯蛋白质
（4）变性
①含义：蛋白质在某些条件下聚沉，失去原有的生理活性
②条件：加热，紫外线，X射线，强酸，强碱，强氧化剂，重金属盐，甲醛、酒精、苯酚等有机物
③特点：不可逆，蛋白质失去原有的生理活性
④实质：化学变化（结构、性质改变）
（5）显色反应：含有苯环的蛋白质遇浓硝酸会有白色沉淀产生，加热后沉淀变黄色。
（6）灼烧：有烧焦的羽毛味
三、酶
考点3 核酸
一、核酸的组成
1．概念：核酸是一种生物大分子，相对分子质量可达上百万。
2．分类
3．组成
（1）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。
（2）核酸的水解和生成
二、核酸的结构
1．DNA的结构
2．RNA的结构
三、核酸的生物功能
1．核酸是生物体遗传信息的载体
2．DNA的生物功能
（1）基因：有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息。
（2）基因作用：DNA分子上有许多基因，决定了生物体的一系列性状。
3．RNA的生物功能：主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。
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