第5部分 第9章 第54讲 生物大分子 合成高分子 基础课 课件（共90张PPT）-2024届高考化学一轮复习

(共90张PPT)
第54讲　生物大分子　合成高分子
(基础课)
第五部分　有机化学基础
第九章　有机化学基础
　　　　　1.了解糖类、氨基酸和蛋白质的组成、结构特点、主要化学性质及应用。　2.了解核酸的组成、结构和生物功能。　3.了解糖类、氨基酸和蛋白质、核酸在生命过程中的作用。　4.了解合成高分子的组成与结构特点。能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。　5.了解加聚反应和缩聚反应的含义。　6.了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面中的贡献。
知识点一　糖类
必备知识梳理
关键能力训练
01
1．糖类的组成与分类
(1)概念：从分子结构上看，可定义为多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。
(2)组成：主要包含____________三种元素。大多数糖类化合物的通式为Cm(H2O)n，所以糖类也被称为碳水化合物。但注意糖类与Cm(H2O)n不是等同的。
C、H、O
(3)分类
2~10
2．单糖——葡萄糖、果糖和戊糖
(1)葡萄糖、果糖的组成和分子结构
C6H12O6
CH2OH(CHOH)4CHO
(2)葡萄糖的性质
(3)核糖与脱氧核糖
核糖与脱氧核糖分别是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。它们都是含有5个碳原子的单糖——戊糖。
核糖的结构简式：
脱氧核糖的结构简式：
3．二糖——蔗糖与麦芽糖
(1)相同点
①组成相同，分子式均为C12H22O11，二者互为____________。
②能发生水解反应。
同分异构体
(2)不同点
①官能团不同：蔗糖分子中不含醛基；麦芽糖分子中含有醛基，能发生银镜反应，能还原新制的Cu(OH)2。　
②水解产物不同：蔗糖和麦芽糖发生水解反应的化学方程式分别为
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
4．多糖——淀粉与纤维素
(1)相同点
①都属于天然高分子，分子式都可表示为(C6H10O5)n。
②都能发生水解反应，反应的化学方程式分别为
____________________________________________________________;
____________________________________________________________
③都不能发生银镜反应。
(2)不同点
①通式中n值不同，二者不互为同分异构体。
②淀粉遇碘呈现特殊的蓝色。
　　　　　①能发生银镜反应的糖称为还原糖如葡萄糖、麦芽糖、核糖等，不能发生银镜反应的糖称为非还原糖，如蔗糖、淀粉等。
②纤维素在人体不能被吸收作为营养物质，但具有通便功能。
1．下列说法正确的是(　　)
A．葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6，二者互为同分异构体
B．淀粉、纤维素和油脂都属于天然有机高分子
C．油脂、淀粉、蔗糖和葡萄糖在一定条件下都能发生水解反应
A　[油脂不是有机高分子，B项错误；葡萄糖不能发生水解反应，C项错误；肌醇属于醇，不属于糖类化合物，D项错误。]
2．下列关于验证蔗糖属于非还原糖，而其水解产物具有还原性的实验方案的说法中，正确的是(　　)
A．验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序：④③
B．验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序：④⑤
C．验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①④⑤　
D．验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①⑤④⑤　
B　[某糖是否属于还原糖，可通过银镜反应加以证明。银镜反应应该采取水浴加热，同时考虑到银镜反应应该在碱性条件下进行，故蔗糖水解后应先加碱中和作催化剂的酸，然后才能进行银镜反应，综上所述，B项正确。]
3．可通过实验来验证淀粉水解生成还原糖，其实验包括下列一些操作过程，这些操作过程正确的顺序是(　　)
①取少量淀粉加水制成溶液　②加热煮沸　③加入碱液中和并呈碱性　④加入新制的Cu(OH)2　⑤加入几滴稀硫酸　⑥再加热
A．①②⑤⑥④③ B．①⑤②④⑥③
C．①⑤②③④⑥ D．①⑥④⑤③②
C　[淀粉水解的实验步骤为取少量纯淀粉加适量水配成溶液；在淀粉溶液中加入3～5滴稀硫酸；将混合液煮沸几分钟、冷却；由于水解生成还原性葡萄糖，与新制的Cu(OH)2发生氧化还原反应须在碱性条件下进行，所以加入碱液，调pH至碱性，然后在冷却后的溶液中加入新制的Cu(OH)2并加热，其实验结果有砖红色沉淀产生。所以该实验中操作步骤的正确排列顺序为①⑤②③④⑥。]
糖类水解产物的检验方法
(1)实验流程
(2)注意问题
①检验淀粉时，必须直接取水解液加入碘水，不能取呈碱性的中和液，因为I2能与NaOH溶液反应。
②淀粉、蔗糖的水解实验是用稀硫酸作催化剂，而银镜反应或与新制的Cu(OH)2反应的实验必须在碱性条件下进行，所以检验淀粉或蔗糖的水解产物前应先加入NaOH溶液至溶液呈碱性。
知识点二　蛋白质　核酸
02
必备知识梳理
关键能力训练
1．氨基酸
氨基
—NH2
—COOH
(2)氨基酸的化学性质
①两性：如甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为
②成肽反应：如丙氨酸分子成肽反应方程式为
　　　　　两种不同氨基酸最多可形成4种二肽。
③缩聚反应：可形成多肽
2．蛋白质的组成、结构与性质
(1)组成与结构：蛋白质主要含有C、H、O、N、S等元素，是由多种________通过______反应生成的结构复杂的有机物，蛋白质属于天然有机高分子。
氨基酸
缩聚
(2)性质
氨基酸
—NH2
—COOH
可逆
不可逆
黄
烧焦羽毛
(3)酶——生物催化剂
大部分酶是蛋白质，具有蛋白质的性质。酶是一种生物催化剂，酶的催化作用具有以下特点：①条件温和、不需加热；②具有高度的专一性；③具有高效催化作用。
3．核酸
(1)核酸的组成
①核酸的基本组成单位——核苷酸
核酸的水解过程如图所示：
②核酸的形成
a．核酸可以看作______、______和______通过一定方式结合而成的生物大分子，其中戊糖是核糖或脱氧核糖，它们均以______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)。
b．碱基的组成
碱基是具有碱性的杂环有机化合物，RNA(DNA)中的碱基主要有________、________、________和尿嘧啶(__________)。
磷酸
戊糖
碱基
环状
腺嘌呤
鸟嘌呤
胞嘧啶
胸腺嘧啶
(2)核酸结构
①DNA的结构——DNA分子的双螺旋结构模型
a．DNA分子由两条多聚核苷酸链组成，两条链平行盘绕，形成双螺旋结构。
b．每条链中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，______排列在内侧。
碱基
c．两条链上的碱基通过______作用，腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对，________(G)与胞嘧啶(C)配对，结合成碱基对，遵循碱基互补配对原则。
②RNA以________为基本构成单位，RNA分子一般呈______状结构，比DNA分子小得多。
氢键
鸟嘌呤
核苷酸
单链
　　　　　根据配对原则，DNA分子中碱基数目A＝T与G＝C。
(3)核酸的生物功能
①核酸是生物体遗传信息的载体。细胞内携带__________的物质。有一定的碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息，被称为基因。
②在生物体遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
遗传信息
　　　　　氨基酸与蛋白质
D　[半胱氨酸官能团不变的同分异构体有：巯基与氨基换位，巯基和氨基同在α 碳原子或同在β 碳原子上。共有3种，故D错误。]
2．现有分子式为C36H57O18N11的十一肽完全水解成甘氨酸(C2H5O2N)、丙氨酸(C3H7O2N)、谷氨酸(C5H9O4N)，缩合十一肽化合物时，这3种氨基酸的物质的量之比为(　　)
A．3∶3∶5 B．3∶5∶3
C．5∶3∶3 D．8∶7∶7
B　[在氨基酸缩合成多肽时，分子中碳原子数不变。3种氨基酸分子中的碳原子数总和应为36。若按各项中的数目来组成十一肽，A中碳原子总数为40，C中碳原子总数为34，D中碳原子总数为72，皆不为36，应舍去；只有B中碳原子总数为36，正确。]
3．埃博拉病毒主要成分是核酸和蛋白质，核酸构成核心，蛋白质构成外壳。下列相关说法中错误的是 (　　)
A．因为高温能使蛋白质变性，所以加热煮沸能杀灭埃博拉病毒
C．蛋白质是天然高分子，水解产物都是α 氨基酸
D．氨基酸和蛋白质既能和盐酸又能和NaOH反应生成盐
C　[天然蛋白质水解产物大部分是α 氨基酸；不是所有都是，C错误。]
4．下列关于蛋白质的说法不正确的是(　　)
A．所有蛋白质遇浓HNO3均变黄色
B．通常用酒精消毒，其原理是酒精使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性
C．浓的Na2SO4溶液能使溶液中的蛋白质析出，加水后析出的蛋白质又溶解
D．鉴别织物成分是蚕丝还是“人造丝”可采用灼烧闻气味的方法
A　[一般含苯环的蛋白质遇浓HNO3变黄色，A错误。]
　　　　　核酸
5．因为核酸是生命的基础物质，是病毒的“身份证”，所以患者的确诊需要病毒的核酸检验。以下关于核酸的论述正确的是 (　　)
A．核酸是核蛋白的非蛋白部分，也是由氨基酸残基组成的
B．核酸水解产物中含有磷酸、葡萄糖和碱基
C．核酸、核苷酸都是有机高分子
D．核酸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
D　[核酸是由磷酸、戊糖和碱基通过一定的方式结合而成的，故A错误；核酸水解的最终产物是磷酸、戊糖和碱基，故B错误；核酸是有机高分子，但核苷酸不是有机高分子，故C错误；核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类，分别是RNA和DNA，它们共同对蛋白质的合成和生物遗传起到重要作用，故D正确。]
6．某种海洋生物的DNA分子中，腺嘌呤的数量约占碱基总数的32%，则胸腺嘧啶、鸟嘌呤、胞嘧啶的数量占碱基总数的百分比分别为 、 、 。
[解析]　DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，鸟嘌呤与胞嘧啶配对。
[答案]　32%　18%　18%
DNA分子中的配对原则
双链DNA分子中，腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对，二者数量相同；鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对，二者数量相同。
知识点三　合成高分子
03
必备知识梳理
关键能力训练
1．有机高分子简介
高分子化合物是相对小分子而言的，简称________。大部分高分子是由小分子通过______反应制得的，所以常被称为聚合物或高聚物。
(1)单体：能够进行__________形成________的小分子化合物。
(2)链节：高分子中化学组成相同、可重复的______单元。
高分子
聚合
聚合反应
高分子
最小
(3)聚合度：高分子链中含有链节的______。
数目
单体
链节
聚合度
2．高分子材料的分类及性质
热塑
热塑
热固
3．两大聚合反应
(1)加成聚合反应——加聚反应
①定义：由不饱和的单体加成聚合生成高分子的反应。
②产物特征：高聚物与单体具有相同的组成，生成物一般为线型结构。
③类型
a．聚乙烯类(塑料、纤维)：
c．混合加聚类：两种或两种以上单体加聚
如：nCH2===CH—CH===CH2＋
__________________________________________________________________________
(2)缩合聚合反应——缩聚反应
①定义：单体分子间通过缩合反应生成高分子，同时还生成小分子的副产物(如水、氨、卤化氢等)的聚合反应。
②产物特征：生成高聚物和小分子，高聚物与单体有不同的组成。
③类型
a．聚酯类：—OH与—COOH间的缩聚
_____________________________________________________________________________________。
b．聚氨基酸类：—NH2与—COOH间的缩聚
c．酚醛树脂类：
1．(2022·河北选择性考试，T3)化学是材料科学的基础。下列说法错误的是(　　)
A．制造5G芯片的氮化铝晶体属于无机非金属材料
B．制造阻燃或防火线缆的橡胶不能由加聚反应合成
C．制造特种防护服的芳纶纤维属于有机高分子材料
D．可降解聚乳酸塑料的推广应用可减少“白色污染”
B　[氮化铝是一种高温结构陶瓷，属于新型无机非金属材料，A正确；天然橡胶的单体为异戊二烯，合成橡胶的单体中含有碳碳双键，通过加聚反应合成制得橡胶，B错误；“涤纶”“锦纶”“腈纶”“丙纶”“维纶”“氯纶”“芳纶”等均为合成纤维，属于有机高分子材料，C正确；可降解聚乳酸塑料的推广应用，可以减少难以降解塑料的使用，从而减少“白色污染”，D正确。]
2．合成导电高分子材料PPV的反应：
下列说法正确的是(　　)
A．合成PPV的反应为加聚反应
B．PPV与聚苯乙烯具有相同的重复结构单元
C． 和苯乙烯互为同系物
D．通过质谱法测定PPV的平均相对分子质量，可得其聚合度
3．关于下列三种常见高分子材料的说法中，正确的是(　　)
A．合成顺丁橡胶的单体是2 丁烯　
B．顺丁橡胶、涤纶和酚醛树脂都属于天然有机高分子
C．涤纶是由对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应制得
D．合成酚醛树脂的单体是苯酚和甲醇
(2)下图是一种线型高分子结构的一部分：
由此分析，这种高分子的单体至少有 种，它们的结构简式分别为 。
根据高分子结构确定单体的思维模板
真题感悟·明确考向
04
真题 感悟
情境 探究
1．(2022·山东等级考，T4)下列高分子材料制备方法正确的是(　　)
1
3
2
4
1
3
2
4
2．(2022·湖南选择性考试，T3)聚乳酸是一种新型的生物可降解高分子材料，其合成路线如下：
下列说法错误的是(　　)
A．m＝n－1
B．聚乳酸分子中含有两种官能团
C．1 mol乳酸与足量的Na反应生成1 mol H2
D．两分子乳酸反应能够生成含六元环的分子
1
3
2
4
1
3
2
4
3．(2022·辽宁选择性考试，T1)北京冬奥会备受世界瞩目。下列说法错误的是(　　)
A．冰壶主材料花岗岩属于无机非金属材料
B．火炬“飞扬”使用的碳纤维属于有机高分子材料
C．冬奥会“同心”金属奖牌属于合金材料
D．短道速滑服使用的超高分子量聚乙烯属于有机高分子材料
1
3
2
4
B　[花岗岩的主要成分是石英、云母、长石等矿物，属于无机非金属材料，A正确；碳纤维指的是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维，属于无机非金属材料，B错误；金属奖牌属于合金材料，C正确；聚乙烯属于有机高分子材料，D正确。]
1
3
2
4
4．(2021·山东等级考，T7)某同学进行蔗糖水解实验，并检验产物中的醛基，操作如下：向试管Ⅰ中加入1 mL 20%蔗糖溶液，加入3滴稀硫酸，水浴加热5分钟。打开盛有10%NaOH溶液的试剂瓶，将玻璃瓶塞倒放，取1 mL溶液加入试管Ⅱ，盖紧瓶塞；向试管Ⅱ中加入5滴2%CuSO4溶液。将试管Ⅱ中反应液加入试管Ⅰ，用酒精灯加热试管Ⅰ并观察现象。实验中存在的错误有几处(　　)
A．1　　　　 B．2　　　　
C．3　　　　 D．4
2
3
4
1
B　[第1处错误：利用新制的氢氧化铜检验蔗糖水解生成的葡萄糖中的醛基时，溶液需保持弱碱性，否则作水解催化剂的酸会与氢氧化铜反应，导致实验失败，题干实验过程中蔗糖水解后溶液未碱化；第2处错误：NaOH溶液具有强碱性，不能用玻璃瓶塞，否则NaOH与玻璃瓶塞中含有的SiO2反应生成具有黏性的Na2SiO3，会导致瓶盖无法打开。]
2
3
4
1
　褪黑素是一种内源性生物钟调节剂，在人体内由食物中的色氨酸转化得到。
下列说法不正确的是(　　)
A．色氨酸分子中存在氨基和羧基，可形成内盐，具有较高的熔点
B．在色氨酸水溶液中，可通过调节溶液的pH使其形成晶体析出
C．在一定条件下，色氨酸可发生缩聚反应
D．褪黑素与色氨酸结构相似，也具有两性化合物的特性
D　[色氨酸分子中存在氨基和羧基，可以分子内脱水形成内盐，色氨酸分子间可以形成氢键，具有较高的熔点，A项正确；色氨酸含有氨基和羧基，能与酸、碱反应，因此调节pH能使其形成晶体析出，B项正确；色氨酸含有氨基和羧基，分子间可发生缩聚反应，C项正确；色氨酸含有氨基和羧基，褪黑素含有酰胺基，二者的结构不相似，但都既能与酸反应又能与碱反应，D项错误。]
谢谢观看 THANK YOU!