第四章 生物大分子（复习课件）化学人教版选择性必修3

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第四章 生物大分子单元复习课件第四章生物大分子糖类蛋白质单糖二糖多糖氨基酸的组成与结构特点氨基酸的物理性质与化学性质核酸蛋白质的组成与结构特点蛋白质的物理性质与化学性质核酸的结构、组成与性质糖类一、糖类的组成和分类1．概念：糖类是指多羟基醛或多羟基酮以及能水解生成它们的物质。2．组成通式：大多数糖类的通式为Cm(H2O)n；最早称为碳水化合物，由C、H、O三种元素组成。3．分类：根据糖类能否水解以及水解后的产物，糖类可分：(1)单糖：通常将不能水解的糖称为单糖。如葡萄糖、果糖、核糖和脱氧核糖等。(2)寡糖：1 mol糖水解后能产生2～10 mol单糖的称为寡糖或低聚糖。若1 mol糖水解生成2 mol单糖，则称为二糖，常见的二糖有麦芽糖、乳糖和蔗糖等。(3)多糖：1 mol糖水解后能产生10 mol以上单糖的称为多糖，如淀粉、纤维素和糖原等。二、单糖1．葡萄糖的物理性质与结构物理性质：有甜味的无色晶体，易溶于水分子式：C6H12O6最简式：CH2O结构简式为：CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO葡萄糖的环状结构：葡萄糖分子中的醛基可以与分子内的羟基作用，形成两种六元环状结构。2．葡萄糖的化学性质与钠发生置换反应还原性不饱和性醛基醇羟基氧化反应葡萄糖易于被人体吸收，经酶的催化发生氧化反应放出热量，提供了维持生命活动所需要的能量。低血糖的患者可利用静脉注射葡萄糖溶液的方式来迅速补充营养发酵成醇被弱氧化剂(新制Cu(OH)2悬浊液、银氨溶液)氧化H2O＋2Ag↓＋3NH3＋CH2OH(CHOH)4COONH4CH2OH(CHOH)4COONa＋Cu2O↓＋3H2O酯化反应CH3COOCH2(CHOOCCH3)4CHO＋5H2O加成反应3．果糖(1)分子式：C6H12O6(与葡萄糖同分异构)(2)结构简式：CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CO—CH2OH。果糖是一种多羟基酮，属于酮糖。(3)物理性质：比蔗糖甜，纯净的果糖是白色晶体，通常是粘稠的液体，易溶于水。果糖是最甜的糖。(4)存在：存在于水果、蜂蜜中。葡萄糖生物体的遗传物质核糖核酸(RNA)与脱氧核糖核酸(DNA)的重要组成部分核糖核酸(RNA)脱氧核糖核酸(DNA)C5H10O5C5H10O4多羟基醛多羟基醛戊糖4．核糖与脱氧核糖【例1】葡萄糖是一种重要的营养物质，在食品和医药工业中有广泛的应用。在葡萄糖水溶液中，存在着链状和环状结构葡萄糖之间的平衡，如图所示。【答案】C下列说法错误的是A．一个α-D-吡喃葡萄糖分子中有5个手性碳原子B．链状葡萄糖转化为环状结构葡萄糖的反应为加成反应C． α-D- 吡喃葡萄糖与β-D-吡喃葡萄糖互为对映异构体D．在葡萄糖水溶液中，绝大多数葡萄糖为环状结构1．葡萄糖是一种营养物质，其结构如图所示。下列关于葡萄糖的说法错误的是A．属于烃的衍生物B．分子中含有两种含氧官能团C．能发生还原反应和水解反应D．葡萄糖和麦芽糖都能发生银镜反应【答案】C【答案】C2．木糖醇是一种理想的蔗糖代替品，它具有甜味足、溶解性好、防龋齿、适合糖尿病患者的优点。木糖醇是一种白色粉末状的结晶，分子式为C5H12O5，结构简式为CH2OH(CHOH)3CH2OH，下列有关木糖醇的叙述中不正确的是A．木糖醇与葡萄糖、果糖不一样，它不属于单糖B．木糖醇不能跟新制氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀C．木糖醇与乙醇属于同系物D．木糖醇是一种五元醇，可以与羧酸在一定条件下发生酯化反应【答案】D3．葡萄糖的结构简式为CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO，下列有关葡萄糖的叙述不正确的是A．1mol葡萄糖最多可以与5mol金属钠反应放出氢气B．1mol葡萄糖最多可以与5mol乙酸发生酯化反应C．可与新制氢氧化铜悬浊液反应产生砖红色沉淀D．能够水解成更小的分子三、二糖1．蔗糖(1)蔗糖的结构分子式为C12H22O11，蔗糖分子中无醛基，与麦芽糖互为同分异构体。三、二糖1．蔗糖(2)蔗糖的化学性质蔗糖无醛基，无还原性，在酸或酶的作用下，蔗糖可水解生成葡萄糖和果糖；①水解反应：稀硫酸(1∶5)作催化剂，水解加热。②水解产物中葡萄糖的检验：欲要检验水解产物中的葡萄糖，必须先加入NaOH溶液中和多余的硫酸，再加入银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液进行检验。2．麦芽糖(1)麦芽糖的结构麦芽糖的分子式均为C12H22O11，麦芽糖分子中有醛基，与蔗糖互为同分异构体。(2)麦芽糖的化学性质a.有还原性：能发生银镜反应(分子中含有醛基)，是还原性糖。b．水解反应：在酸或酶的作用下，麦芽糖可水解生成葡萄糖【答案】B【例1】甘蔗含糖量十分丰富，其中蔗糖(结构如图所示)、葡萄糖及果糖的含量可达12%，它们极易被人体吸收利用。下列说法正确的是A．蔗糖不能使酸性高锰酸钾溶液褪色B．葡萄糖和果糖互为同分异构体C．蔗糖分子中碳元素含量最高D．基态氢原子中电子云轮廓图形状为哑铃形【答案】C1．下列关于蔗糖和麦芽糖的说法中，不正确的是A．蔗糖与麦芽糖互为同分异构体B．蔗糖与麦芽糖的分子式都是 C12H22O11C．蔗糖的水解产物是葡萄糖D．麦芽糖能发生银镜反应，蔗糖不能发生银镜反应【答案】C2．三氯蔗糖（又名蔗糖素）由蔗糖分子结构修饰而成，其甜度是蔗糖的600倍。下列说法不正确的是A．可用红外光谱法区分蔗糖和三氯蔗糖B．蔗糖的熔点比三氯蔗糖高，可能是蔗糖的羟基数多，分子间氢键数多C．三氯蔗糖溶液中滴加AgNO3溶液会产生AgCl沉淀D．在酸作用下蔗糖分子中糖苷键水解生成葡萄糖和果糖五、多糖1．淀粉(1)组成：通式为(C6H10O5)n，属天然有机高分子化合物。(2)性质：①在淀粉酶的催化下，淀粉先水解生成麦芽糖，最后水解为葡萄糖。②在酸催化下，水解生成葡萄糖。由淀粉水解制葡萄糖的过程中，判断淀粉尚未水解、正在水解(部分水解)和水解已完全的方法原理：淀粉无还原性且遇碘单质显蓝色，葡萄糖能发生银镜反应。检验淀粉水解程度的方法如下：淀粉完全水解2．纤维素(1)组成：通式为(C6H10O5)n或[C6H7O2(OH)3]n，属天然有机高分子化合物。(2)纤维素的物理性质：白色、无臭、无味的物质，不溶于水，也不溶于一般有机溶剂。(3)纤维素的化学性质①水解反应：纤维素在浓硫酸的催化下水解的化学方程式为：葡萄糖②酯化反应。纤维素分子是由很多个葡萄糖单元构成。每一个葡萄糖单元有三个醇羟基，因此，纤维素分子也可以用[C6H7O2(OH)3]n表示。由于醇羟基的存在，所以纤维素能够表现出醇的一些性质，如：生成纤维素乙酸酯，纤维素硝酸酯。纤维素在一定条件下可与浓硝酸发生酯化反应得到纤维素硝酸酯(俗称硝化纤维)；纤维素一般不容易完全酯化生成三硝酸酯(含N：14．14%)。N%：12．5～13．8% 火棉；N%：10.5～12% 胶棉，火棉：外表与棉花相似，但在密闭容器中爆炸，可用作无烟火药。胶棉：易于燃烧，但不爆炸，珂倮酊：胶棉的乙醇-乙醚溶液(封瓶口)。粘胶液铜氨纤维。[(C6H7O2)(O-NO2)3]n + 3nH2O③纤维素粘胶纤维人造棉人造丝④纤维素【答案】A【例1】淀粉是绿色植物光合作用的产物，由大量葡萄糖单元连接组成。如图是某一直链淀粉的结构示意图，下列说法错误的是A．直链淀粉遇碘变蓝色，与纤维素互为同分异构体B．葡萄糖单元通过脱水缩合形成醚键相互连接在一起C．直链淀粉通过分子内氢键形成螺旋状D．葡萄糖单元一般含三个羟基，可表示为[C6H7O2(OH)3]n 1．研究发现，纤维素难溶于水，但可在低温下溶于NaOH溶液，恢复至室温后会重新析出。下列说法正确的是A．纤维素是一种低聚糖B．纤维素与淀粉互为同系物C．纤维素难溶于水的主要原因是其链间有多个氢键D．纤维素溶于NaOH溶液是因为水解生成了葡萄糖【答案】C2．关于淀粉和纤维素的下列说法中，不正确的是A．两者都能水解且水解的最终产物相同B．两者实验式相同，通式相同，互为同分异构体C．两者都属于糖类，与新制Cu(OH)2悬浊液共热都无砖红色沉淀生成D．两者均属于高分子化合物，淀粉遇I2变蓝色，而纤维素不能【答案】B3．为了检验淀粉的水解程度，某实验小组同学设计完成如下实验，并得出了相应的结论。下列说法错误的是A． 可选择2 mol/L左右的稀硫酸B．若现象Ⅰ为溶液不变蓝，说明淀粉完全水解C．若现象Ⅱ为无银镜出现，不能说明淀粉没有水解D．实验后可用稀硝酸洗去银镜【答案】B蛋白质一、氨基酸的组成和结构1．组成：氨基酸可看作是羧酸分子中烃基上的H被氨基取代的化合物。2．结构：氨基酸的结构简式可表示为氨基羧基3．常见的氨基酸甘氨酸(氨基乙酸)丙氨酸(2-氨基丙酸)苯丙氨酸(2-氨基-3-苯基丙酸)NH2α-氨基酸RCCOHHα氨基连接在与羧基相邻的 α 位的碳原子上α- 氨基酸除甘氨酸外，一般均含有连接4个不同原子或原子团的手性碳原子，具有对映异构体。【答案】C【例1】天冬氨酸广泛应用于医药、食品和化工等领域，其化学式为 。下列有关天冬氨酸的说法不正确的是A．天冬氨酸由碳、氢、氧、氮四种元素组成B．一个天冬氨酸分子由16个原子构成C．天冬氨酸的相对分子质量为133 gD．天冬氨酸中氧元素的质量分数最大【答案】B1．酪氨酸学名为2-氨基-3-对羟苯基丙酸，是一种生命活动不可缺少的氨基酸，其结构如图所示。下列说法正确的是A．酪氨酸为高分子化合物B．酪氨酸分子中含有1个手性碳原子C．酪氨酸既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应，且消耗盐酸和NaOH的物质的量之比为1：1D．1mol酪氨酸分子与足量金属Na反应可产生22.4LH2二、氨基酸的的性质1．物理性质天然氨基酸均为无色晶体，熔点较高，多在 200~300 ℃ 熔化时分解。一般能溶于水，而难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。二、氨基酸的的性质2．化学性质(1)两性：氨基酸分子中含有酸性官能团—COOH和碱性官能团—NH2，因此具有两性，可与酸、碱反应生成盐。内盐＋HCl示例(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，形成含有肽键的化合物，发生成肽反应 二肽还可以继续与其他氨基酸分子缩合生成三肽、四肽、五肽，以至生成长链的多肽。成肽反应由n个氨基酸分子发生成肽反应，生成一个肽链时，会生成(n-1)个水分子和(n-1)个肽键。(3)氨基酸缩合的反应规律规律一：两分子间缩合＋甘氨酸(氨基乙酸)规律二：分子间缩合成环规律三：分子内缩合成环归纳总结：氨基酸的缩合机理－H2O【答案】C【例1】关于生物体内氨基酸的叙述错误的是A．构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式可表示为 B．人体内氨基酸的分解代谢最终产物是水、二氧化碳和尿素C．人体内所有氨基酸均可以互相转化D．两分子氨基酸通过脱水缩合可以形成二肽三、蛋白质的组成和结构1．蛋白质的存在动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁及毛、发、蹄、角等，或植物的种子里。2．蛋白质的组成蛋白质是一类非常重要的含氮生物高分子化合物，其相对分子质量从几万到几千万。它是由C、H、O、N等元素组成，有些蛋白质中含有S、P，少量蛋白质还含有微量Fe、Cu、Zn、Mn等。3．蛋白质的结构蛋白质分子中氨基酸单体的排列顺序对蛋白质的性质和功能起着决定性作用一级结构肽链在二级结构基础上还会进一步盘曲折叠，形成更复杂的三级结构三级结构四级结构多个具有特定三级结构的多肽链通过非共价键相互作用(如氢键等)排列组装，形成蛋白质的四级结构四、蛋白质的化学性质1．蛋白质的特征反应(1)颜色反应：取一小块鸡皮，置于蒸发皿中，滴加3～5滴浓硝酸，在酒精灯上微热，观察到的现象是鸡皮遇浓硝酸变黄色。实验结论：浓硝酸可使某些蛋白质显黄色，常用此反应来鉴别蛋白质。(2)蘸取少量鸡蛋清或取一根头发，放在酒精灯火焰上灼烧，可闻到烧焦羽毛的特殊气味。常用此反应区分毛料纤维与合成纤维。2．蛋白质的两性形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸发生成肽反应形成的，在多肽链的两端存在着自由的氨基和羧基，侧链中也有酸性或碱性基团，所以蛋白质与氨基酸一样具有两性，能与酸或碱反应。3．蛋白质的水解蛋白质二氧化碳、水和尿素等多肽氨基酸重新组合肌肉、皮肤、毛发、血液和激素等酶、酸或碱逐步水解4．蛋白质的盐析大鹿化学 向蛋白质溶液中加入一定浓度的盐(如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)溶液，会使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出的现象称为蛋白质的盐析+水浑浊消失+盐出现浑浊5．蛋白质的变性 在某些物理或化学因素的影响下，蛋白质的性质和生理功能发生改变的现象称为蛋白质的变性。物理因素包括：加热、加压、搅拌、振荡、超声波、紫外线和放射线等；化学因素包括：强酸、强碱、重金属盐、乙醇、甲醛等蛋白质变性后在水中不能重新溶解，是不可逆过程，可用于杀菌消毒五、酶酶是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催化作用的有机化合物，其中绝大多数是蛋白质(少数酶是由RNA分子构成)，酶的催化作用具有以下特点。注意温度：高温条件下，酶失去了生理活性②具有高度的专一性①条件温和，一般在接近体温和中性的条件下进行③具有高效催化作用，一般是普通催化剂的107倍【答案】A【例1】 2024年诺贝尔化学奖一半殊荣授予D和L，他们凭借在“蛋白质结构预测”方面的突出成就获此殊荣。下列有关蛋白质的说法不正确的是A．蛋白质的结构可分为多个层次，其中一级结构是氢键使肽链盘绕或折叠成特定的空间结构B．肽键之间形成的氢键、范德华力等非共价键，对维持蛋白质的三维结构稳定至关重要C．生物样品中蛋白质的含量可以通过测定样品中氮元素的质量分数得到D．浓硝酸可用于某些蛋白质的分析检测【答案】C1．蛋白质是结构非常复杂的高分子化合物。下列说法错误的是A．绝大多数酶是蛋白质B．常温下，蛋白质由C、H、O、N、S等元素组成C．福尔马林能使蛋白质原有的空间结构发生改变，这种变化称为盐析D．蛋白质发生水解反应后，最终转化为各种小分子的氨基酸【答案】C2．化学改变生活，化学烫发巧妙利用了头发中蛋白质发生化学反应实现对头发的“定型”，其变化过程示意图如下。下列说法错误的是A．含硫氨基酸形成的二硫键是维持头发弹性和形状的重要结构B．①→②过程若有2 mol S—S断裂，则转移4 mol电子C．②→③过程若药剂B是H2O2，则其还原产物为O2D．药剂A具有还原性，使二硫键断裂产生巯基，药剂B具有氧化性，可以生成新的二硫键【答案】A3．2018年诺贝尔化学奖获得者为弗朗西斯·阿诺德（FrancesH·Amold）、乔治·史密斯（GeorgeP·Smith）及格雷戈里·温特（GregoryP·Winter）爵士。上述三位化学奖得主成功利用基因变异和选择研究出可以解决人类化学问题的蛋白质。关于蛋白质的组成与性质的叙述正确的是A．蛋白质在酶的作用下水解的最终产物为氨基酸B．向蛋白质溶液中加入 、CuSO4、Na2SO4浓溶液，均会使其变性C．天然蛋白质仅由碳、氢、氧、氮四种元素组成D．蛋白质、纤维素、油脂都是高分子化合物核酸一、核酸的组成1．核酸的分类核酸一类含磷的生物高分子化合物，相对分子量可达十几万至几百万。核酸在生物体的生长、繁殖、遗传、变异等生命现象中起着决定性的作用。核酸具有酸性。(1)核酸的分类：2．核酸的基本组成单位(1)每分子核苷酸由一分子五碳糖、一分子磷酸、一分子含氮碱基组成。(2)元素组成：C、H、O、N、P。(3)种类：根据五碳糖的不同，可分为两类——脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸(4)基本单位：核苷酸——磷酸、五碳糖、含氮碱基。(5)DNA的基本单位：脱氧(核糖)核苷酸——磷酸、脱氧核糖、含氮碱基(A、G、C、T)。(6)RNA的基本单位：核糖核苷酸——磷酸、核糖、含氮碱基(A、G、C、U)。3．腺苷三磷酸(1)核糖可与腺嘌呤形成腺嘌呤核苷，其中核糖的羟基继续与磷酸反应，可形成磷酸酯(AMP，腺嘌呤核苷酸，又称腺苷酸)、二磷酸酯(ADP，腺苷二磷酸)及三磷酸酯(ATP，腺苷三磷酸)。(2)腺苷三磷酸是一种不稳定的高能化合物，由1分子腺嘌呤，1分子核糖和3分子磷酸基团连接而成，水解时释放出能量较多，是生物体内最直接的能量来源，生命的维持和运动均需要持续的化学能供应。(3)大量储存的或来自于食物中的潜在能量可被转化为肌肉利用的能源。外侧的两个磷酸键可在水解后断裂，并释放出化学能。ATP通过ATP酶的水解反应可生成能量，以及腺苷二磷酸腺苷(ADP)和无机磷酸。3．腺苷三磷酸(4)植物光合作用和动物体内食物氧化分解提供的能量，又可使ADP与磷酸重新反应合成ATP。二、核酸的结构1．DNA脱氧核糖核酸(DNA)是生物细胞内含有的四种生物大分子之一核酸的一种。DNA携带有合成RNA和蛋白质所必需的遗传信息，是生物体发育和正常运作必不可少的生物大分子。DNA由脱氧核苷酸组成的大分子聚合物。脱氧核苷酸由碱基、脱氧核糖和磷酸构成。其中碱基有4种：腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。DNA 分子结构中，两条多脱氧核苷酸链围绕一个共同的中心轴盘绕，构成双螺旋结构。脱氧核糖-磷酸链在螺旋结构的外面，碱基朝向里面。两条多脱氧核苷酸链反向互补，通过碱基间的氢键形成的碱基配对相连，形成相当稳定的组合。2．RNA核糖核酸(RNA)，存在于生物细胞以及部分病毒、类病毒中的遗传信息载体。RNA由核糖核苷酸经磷酸二酯键缩合而成长链状分子。一个核糖核苷酸分子由磷酸，核糖和碱基构成。RNA的碱基主要有4种，即A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)、U(尿嘧啶)，其中，U(尿嘧啶)取代了DNA中的T。核糖核酸在体内的作用主要是引导蛋白质的合成。【答案】D【例1】 2020年的春节期间，新冠病毒肆虐。因为核酸是生命的基础物质，是病毒的“身份证”，所以疑似病人需要做病毒的核酸检测，来确认是否感染。以下关于核酸的说法不正确的是A．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B．核酸完全水解产物中，含有磷酸、五碳醛糖和碱基C．DNA双螺旋的两个螺旋链是通过氢键相结合的D．核酸、核苷酸都是高分子化合物【答案】D1．关于核酸功能的说法中不正确的是A．核酸是生物体遗传信息的载体B．DNA分子上存在基因，决定生物体的性状C．RNA的主要功能其中包括传递遗传信息D．在细胞繁殖分裂过程中，发生RNA分子的复制感谢您的聆听THANKS