第2课时 糖类和核酸
学习目标 1.认识糖类的组成和性质。2.了解淀粉和纤维素及其与葡萄糖的关系,了解葡萄糖的结构特点、主要性质与应用。3.知道糖类在食品加工和生物质能源开发上的应用。4.了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能。
一、糖类 单糖
1.糖类
(1)概念
分子中有两个或两个以上羟基的 以及水解后可以生成 或多羟基酮的有机化合物。
(2)组成与结构
糖类由C、H、O三种元素组成,官能团为 、—CHO或。
(3)分类
2.单糖
(1)葡萄糖和果糖结构与物理性质的比较
分子式 结构简式 官能团 物理性质 联系
葡萄糖 (六碳醛糖) C6H12O6 无色晶体,易溶于水,有甜味 葡萄糖和果糖互为同分异构体
果糖 (六碳酮糖) C6H12O6 无色晶体,容易吸收水分,自然界中甜度最高的单糖
(2)葡萄糖的化学性质
葡萄糖分子中含有—CHO和—OH,具有醛和醇的性质,可以发生氧化反应、还原反应和酯化反应。
①氧化反应
a.被弱氧化剂氧化——银镜反应、与新制氢氧化铜悬浊液反应
实验内容 实验操作 实验现象 解释或结论 化学方程式
用银氨 溶液检 验醛基 水浴加热后试管内壁出现一层 葡萄糖分子中含有 ,具有还原性,银氨溶液被葡萄糖还原,有Ag生成
用新制氢 氧化铜悬 浊液检验 醛基 a试管中出现蓝色絮状沉淀,c试管中出现砖红色沉淀 Cu(OH)2被葡萄糖还原,有 的Cu2O生成
b.在人体中发生缓慢的氧化反应
在人体组织中,葡萄糖在酶的作用下进行氧化反应并放出热量,提供人体所需要的能量。
c.使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
②加成反应(还原反应)
葡萄糖分子中含有醛基,醛基中的碳氧双键能够与H2发生加成反应,葡萄糖可被催化加氢还原成己六醇。
③酯化反应
1个葡萄糖分子中有5个羟基,故1mol葡萄糖可与5mol反应生成相应的酯。
④在酒化酶的作用下产生乙醇的化学方程式:
。
1.从分子结构上看,糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。据此分析下列物质中属于糖类的是 ( )
A.CH2OH(CHOH)2CHO
B.CH3CH(OH)CH2CHO
C.
D.
2.下列关于葡萄糖的叙述,错误的是 ( )
A.是无色晶体,能溶于水,有甜味
B.是一种多羟基醛,有还原性
C.能发生水解反应,生成酒精
D.与果糖互为同分异构体
二、双糖
1.常见的双糖
蔗糖 麦芽糖
分子式
分子 结构 分子中 醛基 分子中 醛基
互为同分异构体,都是双糖
2.蔗糖和麦芽糖的化学性质
(1)氧化反应
①与新制Cu(OH)2悬浊液的反应
(2)水解反应
操作 ②把蔗糖溶液换为麦芽糖溶液,重复实验操作
现象 加入银氨溶液的试管中都产生 ;加入新制Cu(OH)2悬浊液的试管中都出现
实验 结论 蔗糖的水解产物分子中含有 ,具有还原性;麦芽糖的水解产物分子中含有 ,具有还原性
化学 方程式
3.关于麦芽糖和蔗糖,下列说法中正确的是 ( )
A.它们都属于双糖,分子中都含有醛基
B.分子中碳原子个数都是葡萄糖的2倍
C.它们水解后都能生成2分子葡萄糖
D.它们都能发生银镜反应
4.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:③⑤
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:①⑤②⑤
【题后归纳】 检验蔗糖和麦芽糖的注意点
水解产物为葡萄糖时,一定要先加NaOH溶液中和做催化剂的稀硫酸,至溶液呈碱性后再加银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液,否则实验会失败。
三、多糖
1.淀粉与纤维素的结构与物理性质
淀粉 纤维素
通式
关系 ①不互为同分异构体(n值不等),也不互为同系物(结构不同,且分子组成上也不相差n个CH2原子团); ②都是天然有机高分子化合物
结构 特征 分子中含有数百个到数千个葡萄糖单元 分子中含有数千个葡萄糖单元
物理 性质 白色、无味、固态粉末,不溶于冷水,在热水中发生糊化作用 白色、无味、具有纤维状结构的固体,一般不溶于水和有机溶剂
存在 植物光合作用的产物 构成细胞壁的主要成分
用途 制葡萄糖、酿造酒和醋,人体的能源之一 纺织、造纸、制纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯等
2.淀粉与纤维素的化学性质
(1)淀粉
①水解反应
操作
现象 产生
结论 及 解释 淀粉水解的最终产物为 ; 化学方程式:
②淀粉遇碘溶液显 色,利用这一特性可以检验淀粉的存在。
(2)纤维素
①水解反应
操作
现象 试管内壁产生光亮的
结论 及 解释 纤维素水解的最终产物为 ; 化学方程式:
②酯化反应
纤维素与浓硝酸反应制得纤维素硝酸酯(俗名硝酸纤维);纤维素与乙酸反应制得纤维素乙酸酯(俗名醋酸纤维)。
5.对于淀粉和纤维素[(C6H10O5)n]的叙述,正确的是 ( )
A.因为都是多糖,所以都具有甜味
B.两者互为同分异构体
C.两者都能水解生成葡萄糖
D.两者都是人类的营养食物
6.某学生设计了如下实验方案用以检验淀粉水解的情况:
下列结论正确的是 ( )
A.淀粉尚有部分未水解
B.淀粉已完全水解
C.淀粉没有水解
D.淀粉已发生水解,但不知是否完全水解
【题后归纳】 淀粉水解程度及水解产物的检验
(1)实验步骤流程
(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
四、五碳醛糖与核酸
1.五碳醛糖
种类 核糖 脱氧核糖
分子式
结 构 式 链式 结构
环式 结构
联系 均为核酸(生命遗传物质)的重要组成部分
区别 核糖为四羟基五碳醛糖,脱氧核糖为三羟基五碳醛糖
2.核酸
(1)碱基
符号 结构简式 特点
腺嘌呤 A 双环结构
鸟嘌呤 G
胞嘧啶 C 单环结构
胸腺嘧啶 T
尿嘧啶 U
(2)核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸
核糖核苷酸 脱氧核糖核苷酸
组成 环式核糖、碱基(主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶)、磷酸基团 脱氧核糖、碱基(主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶)、磷酸基团
形成 一个核糖分子分别与一个磷酸分子、一个碱基分子通过分子间脱水连接而成 一个脱氧核糖分子分别与一个磷酸分子、一个碱基分子通过分子间脱水连接而成
3.两种核酸的比较
核糖核酸(RNA) 脱氧核糖核酸(DNA)
组成 多个核糖核苷酸分子间脱水形成磷酯键后聚合而成的 多个脱氧核糖核苷酸分子间脱水形成磷酯键后聚合而成的
区别 五碳醛糖是 五碳醛糖是
联系 参与构成DNA的碱基除将U替换成T之外,其余碱基与RNA相同
结构 结构
性质 生物学特征
7.核糖是合成核酸的重要原料,结构简式为。下列关于核糖的叙述正确的是 ( )
A.与葡萄糖互为同分异构体
B.跟氯化铁溶液作用显色
C.与银氨溶液作用形成银镜
D.能使紫色石蕊溶液变红
8.下列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
微专题2 有机物的检验和分离、提纯
1.有机物的检验
(1)利用有机物的溶解性检验
通常是加水,观察其能否溶于水。例如:用此法可以鉴别乙酸与乙酸乙酯、乙醇与氯乙烷、甘油与油脂等。
(2)利用液态有机物的密度检验
观察不溶于水的有机物与水混合时的分层情况,可知其与水的密度的大小关系。例如:用此法可以鉴别硝基苯与苯。
(3)利用有机物的燃烧情况检验
观察是否可燃(大部分有机物可燃,四氯化碳和多数无机物不可燃);燃烧时黑烟的多少(可区分乙烷、乙烯和乙炔,己烷和苯,聚乙烯和聚苯乙烯等);燃烧时的气味(如识别聚氯乙烯与蛋白质)。
(4)利用有机物官能团的性质检验
思维方式:官能团→性质→方法的选择。
物质 试剂与方法 现象与结论
饱和烃与 不饱和烃 加溴水或酸性 KMnO4溶液 褪色的是不饱和烃
苯与苯的 同系物 加酸性KMnO4 溶液 褪色的是苯的同系物(苯的同系物必须是与苯环直接相连的碳原子上连有氢原子)
醛基 加银氨溶液,水浴加热;加新制Cu(OH)2悬浊液,加热 有银镜产生;有砖红色沉淀生成
羧酸 加紫色石蕊溶液;加NaHCO3溶液 显红色; 有气体逸出
酚类 加FeCl3溶液; 加溴水 显紫色; 有白色沉淀产生
淀粉 加碘水 显蓝色
2.有机物的分离、提纯
有机物的分离和提纯方法很多。根据沸点的不同,可采用分馏和蒸馏的方法;根据溶解性的不同,可采取萃取、分液、结晶或过滤的方法;有时也可采用水洗、酸洗或碱洗的方法进行有机物的分离、提纯。例如:
被提纯 物质 杂质 除杂试剂 除杂方法
甲烷 乙烯或乙炔 溴水 洗气
苯 苯酚 NaOH溶液 分液
乙醇 水 CaO 蒸馏
乙酸 乙酯 乙醇和 乙酸 饱和Na2CO3 溶液 分液
溴苯 溴 NaOH溶液 分液
硝基苯 HNO3 (或NO2) NaOH溶液 分液
乙醇 乙酸 NaOH或CaO 蒸馏
乙酸 乙酯 水 无水CaCl2 蒸馏
苯酚 苯甲酸 NaHCO3 蒸馏
淀粉 NaCl 蒸馏水 渗析
苯 甲苯 酸性KMnO4溶 液、NaOH溶液 分液
甲烷 甲醛 H2O 洗气
乙炔 H2S CuSO4溶液 或NaOH溶液 洗气
1.下列提纯方法中正确的是 ( )
A.溴苯中混有溴,加入碘化钾溶液后用汽油萃取
B.乙醇中混有乙酸,加入NaOH溶液后用分液漏斗分液
C.乙烷中混有乙烯,通过盛有酸性KMnO4溶液的洗气瓶洗气
D.苯甲醛中混有苯甲酸,加入生石灰,再加热蒸馏
2.现有三组混合液:
①乙酸乙酯和乙酸钠溶液 ②乙醇和丁醇
③溴化钠和单质溴的水溶液,其中提纯方法正确的一组是 ( )
A.分液、萃取、蒸馏 B.萃取、蒸馏、分液
C.分液、蒸馏、萃取 D.蒸馏、萃取、分液
3.下列有关图示实验的叙述正确的是 ( )
A.用装置①来分离苯和乙醇的混合物
B.用装置②蒸馏工业乙醇可得到无水乙醇
C.重结晶提纯苯甲酸过程中要用到装置③进行分离操作
D.装置④为蒸发结晶装置,蒸发时用玻璃棒不断搅拌溶液,以促进液体挥发,烧杯底部垫上陶土网,能让容器受热更加均匀
1.下列关于糖类的说法正确的是 ( )
A.糖类物质的组成都符合Cm(H2O)n
B.单糖就是分子组成简单的糖
C.检验尿液中是否含有葡萄糖:将尿液与新制氢氧化铜悬浊液混合后共热,观察是否有砖红色沉淀生成
D.淀粉、纤维素都是多糖,其分子式相同
2.下列各项中,不属于核酸功能的是 ( )
A.它是生物的遗传物质
B.携带遗传信息,对生物的遗传有重要作用
C.核酸分子的变化可能引起生物的变异
D.贮存能量供应生命活动
3.进行淀粉水解实验(包括检验水解产物及水解是否完全)时,除淀粉外,还需下列试剂中的一种或几种:
①碘水 ②银氨溶液 ③NaOH溶液 ④稀硫酸
实验时所需上述试剂的顺序依次是 ( )
A.①②③④ B.④①③②
C.④①②③ D.①④③②
4.下列核苷酸中,在DNA结构中不可能具有的是 ( )
5.有A、B、C、D四种物质,它们分别是葡萄糖、蔗糖、淀粉、麦芽糖中的某一种。经实验测得:
①B、C均能发生银镜反应 ②A遇碘水变蓝色
③A、C、D均能水解,水解液加碱后均能发生银镜反应
(1)试判断它们各是什么物质。
A ,B ,C ,D 。
(2)写出实验③有关水解反应的化学方程式。
A水解: ,
C水解: ,
D水解: 。
第2课时 糖类和核酸
一、1.(1)醛或酮 多羟基醛 (2)—OH (3)葡萄糖 果糖 蔗糖 麦芽糖 2.(1)CH2OH(CHOH)4CHO —OH、—CHO —OH、
(2)①a.光亮的银镜 醛基 CH2OH(CHOH)4CHO+
2[Ag(NH3)2]OHCH2OH(CHOH)4COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O 砖红色 CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O
④C6H12O62C2H5OH+2CO2↑
对点训练
1.A [根据糖类的定义可知,A项是多羟基醛,属于糖类;B项是单羟基醛,C、D项是多羟基酸,它们不属于糖类。]
2.C [葡萄糖属于单糖,能溶于水,有甜味,A正确;葡萄糖的结构简式是CH2OH(CHOH)4CHO,含有醛基,具有还原性,B正确;葡萄糖属于单糖,不能水解,C错误;葡萄糖、果糖的分子式都是C6H12O6,葡萄糖与果糖互为同分异构体,D正确。]
二、1.C12H22O11 C12H22O11 无 有 2.(1)①无砖红色沉淀 产生砖红色沉淀 (2)银镜 砖红色沉淀 醛基 醛基 葡萄糖 葡萄糖 果糖
对点训练
3.B [麦芽糖和蔗糖都属于双糖,麦芽糖分子中含有醛基,能发生银镜反应,蔗糖分子中不含醛基,不能发生银镜反应,A、D错误;1个麦芽糖和1个蔗糖分子中碳原子个数都是12,1个葡萄糖分子中碳原子个数是6,B正确;1分子麦芽糖水解后能生成2分子葡萄糖,1分子蔗糖水解后生成1分子葡萄糖和1分子果糖,C错误。]
4.D [向蔗糖的水解液中加入NaOH溶液至溶液呈碱性,再加银氨溶液,水浴加热,生成光亮的银镜,可说明水解产物具有还原性,则验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序为①⑤②⑤;蔗糖属于非还原糖,不能发生银镜反应,则验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序为④⑤。]
三、1.(C6H10O5)n 2.(1)①砖红色沉淀 葡萄糖 ②蓝 (2)①银镜 葡萄糖
对点训练
5.C [淀粉和纤维素都是多糖,但二者都没有甜味,故A错误;淀粉和纤维素的化学式都可表示为(C6H10O5)n,但二者聚合度n值不同,所以分子式不同,不属于同分异构体,故B错误;淀粉和纤维素水解的最终产物都是葡萄糖,故C正确;人体内不含消化纤维素的消化酶,不能消化吸收纤维素,故D错误。]
6.D [因为混合液呈碱性,I2能与过量NaOH溶液反应,所以加碘水不变蓝,不能说明不含淀粉;加入新制Cu(OH)2加热后生成砖红色沉淀,说明其中含有葡萄糖。故结论应为淀粉已水解,但不能判断是否完全水解。]
四、1.C5H10O5 C5H10O4 3.核糖核苷酸链 脱氧核糖核苷酸链 核糖 脱氧核糖 螺旋状双链
对点训练
7.C [核糖的分子式是C5H10O5,葡萄糖的分子式是C6H12O6,二者分子式不同,不互为同分异构体,A错误;酚类物质与氯化铁溶液作用显紫色,核糖分子中不含有酚羟基,不能跟氯化铁溶液作用显色,B错误;核糖分子中含有醛基,能够与银氨溶液发生银镜反应,形成银镜,C正确;核糖分子中不含有能使紫色石蕊溶液变红的基团,D错误。]
8.D [核糖核酸和脱氧核糖核酸统称为核酸,对蛋白质的合成和生物遗传起重要作用,故A正确;核酸为高分子化合物,核苷酸不是高分子化合物,故D不正确。](共94张PPT)
第 节 醛和酮 糖类和核酸
第 章 官能团与有机化学反应
第 课时 糖类和核酸
2
2
3
1.认识糖类的组成和性质。2.了解淀粉和纤维素及其与葡萄糖的关系,了解葡萄糖的结构特点、主要性质与应用。3.知道糖类在食品加工和生物质能源开发上的应用。4.了解脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构特点和生物功能。
学习目标
一、糖类 单糖
二、双糖
目
录
CONTENTS
课堂达标训练
课后巩固训练
三、多糖
四、五碳醛糖与核酸
一、糖类 单糖
对点训练
1.糖类
醛或酮
多羟基醛
—OH
(3)分类
葡萄糖
果糖
蔗糖
麦芽糖
2.单糖
(1)葡萄糖和果糖结构与物理性质的比较
分子式 结构简式 官能团 物理性质 联系
葡萄糖 (六碳醛糖) C6H12O6 无色晶体,易溶于水,有甜味 葡萄糖和果糖互为同分异构体
果糖 (六碳酮糖) C6H12O6 无色晶体,容易吸收水分,自然界中甜度最高的单糖 CH2OH(CHOH)4CHO
—OH、
—CHO
(2)葡萄糖的化学性质
葡萄糖分子中含有—CHO和—OH,具有醛和醇的性质,可以发生氧化反应、还原反应和酯化反应。
①氧化反应
a.被弱氧化剂氧化——银镜反应、与新制氢氧化铜悬浊液反应
实验内容 实验操作 实验现象 解释或结论 化学方程式
用银氨 溶液检 验醛基 水浴加热后试管内壁出现一层 葡萄糖分子中含有 ,具有还原性,银氨溶液被葡萄糖还原,有Ag生成
用新制氢氧 化铜悬浊液 检验醛基 a试管中出现蓝色絮状沉淀,c试管中出现砖红色沉淀 Cu(OH)2被葡萄糖还原,有 的Cu2O生成
光亮的银镜
醛基
砖红色
b.在人体中发生缓慢的氧化反应
在人体组织中,葡萄糖在酶的作用下进行氧化反应并放出热量,提供人体所需要的能量。
c.使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
②加成反应(还原反应)
葡萄糖分子中含有醛基,醛基中的碳氧双键能够与H2发生加成反应,葡萄糖可被催化加氢还原成己六醇。
1.从分子结构上看,糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。据此分析下列物质中属于糖类的是( )
解析 根据糖类的定义可知,A项是多羟基醛,属于糖类;B项是单羟基醛,C、D项是多羟基酸,它们不属于糖类。
A
2.下列关于葡萄糖的叙述,错误的是( )
A.是无色晶体,能溶于水,有甜味 B.是一种多羟基醛,有还原性
C.能发生水解反应,生成酒精 D.与果糖互为同分异构体
解析 葡萄糖属于单糖,能溶于水,有甜味,A正确;葡萄糖的结构简式是CH2OH(CHOH)4CHO,含有醛基,具有还原性,B正确;葡萄糖属于单糖,不能水解,C错误;葡萄糖、果糖的分子式都是C6H12O6,葡萄糖与果糖互为同分异构体,D正确。
C
二、双糖
对点训练
1.常见的双糖
蔗糖 麦芽糖
分子式
分子结构 分子中 醛基 分子中 醛基
互为同分异构体,都是双糖 C12H22O11
C12H22O11
无
有
2.蔗糖和麦芽糖的化学性质
(1)氧化反应
①与新制Cu(OH)2悬浊液的反应
无砖红色沉淀
产生砖红色沉淀
(2)水解反应
银镜
砖红色沉淀
醛基
醛基
葡萄糖
葡萄糖
果糖
3.关于麦芽糖和蔗糖,下列说法中正确的是( )
A.它们都属于双糖,分子中都含有醛基
B.分子中碳原子个数都是葡萄糖的2倍
C.它们水解后都能生成2分子葡萄糖
D.它们都能发生银镜反应
解析 麦芽糖和蔗糖都属于双糖,麦芽糖分子中含有醛基,能发生银镜反应,蔗糖分子中不含醛基,不能发生银镜反应,A、D错误;1个麦芽糖和1个蔗糖分子中碳原子个数都是12,1个葡萄糖分子中碳原子个数是6,B正确;1分子麦芽糖水解后能生成2分子葡萄糖,1分子蔗糖水解后生成1分子葡萄糖和1分子果糖,C错误。
B
4.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:③⑤
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:①⑤②⑤
D
解析 向蔗糖的水解液中加入NaOH溶液至溶液呈碱性,再加银氨溶液,水浴加热,生成光亮的银镜,可说明水解产物具有还原性,则验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序为①⑤②⑤;蔗糖属于非还原糖,不能发生银镜反应,则验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序为④⑤。
【题后归纳】 检验蔗糖和麦芽糖的注意点
水解产物为葡萄糖时,一定要先加NaOH溶液中和做催化剂的稀硫酸,至溶液呈碱性后再加银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液,否则实验会失败。
三、多糖
对点训练
1.淀粉与纤维素的结构与物理性质
淀粉 纤维素
通式 关系 ①不互为同分异构体(n值不等),也不互为同系物(结构不同,且分子组成上也不相差n个CH2原子团); ②都是天然有机高分子化合物 结构 特征 分子中含有数百个到数千个葡萄糖单元 分子中含有数千个葡萄糖单元
(C6H10O5)n
淀粉 纤维素
物理 性质 白色、无味、固态粉末,不溶于冷水,在热水中发生糊化作用 白色、无味、具有纤维状结构的固体,一般不溶于水和有机溶剂
存在 植物光合作用的产物 构成细胞壁的主要成分
用途 制葡萄糖、酿造酒和醋,人体的能源之一 纺织、造纸、制纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯等
2.淀粉与纤维素的化学性质
(1)淀粉
①水解反应
操作
现象 产生
结论 及解释 淀粉水解的最终产物为 ;
化学方程式:
②淀粉遇碘溶液显 色,利用这一特性可以检验淀粉的存在。
砖红色沉淀
葡萄糖
蓝
(2)纤维素
①水解反应
操作
现象 试管内壁产生光亮的
结论及 解释 纤维素水解的最终产物为 ;
化学方程式:
银镜
葡萄糖
②酯化反应
纤维素与浓硝酸反应制得纤维素硝酸酯(俗名硝酸纤维);纤维素与乙酸反应制得纤维素乙酸酯(俗名醋酸纤维)。
5.对于淀粉和纤维素[(C6H10O5)n]的叙述,正确的是( )
A.因为都是多糖,所以都具有甜味 B.两者互为同分异构体
C.两者都能水解生成葡萄糖 D.两者都是人类的营养食物
解析 淀粉和纤维素都是多糖,但二者都没有甜味,故A错误;淀粉和纤维素的化学式都可表示为(C6H10O5)n,但二者聚合度n值不同,所以分子式不同,不属于同分异构体,故B错误;淀粉和纤维素水解的最终产物都是葡萄糖,故C正确;人体内不含消化纤维素的消化酶,不能消化吸收纤维素,故D错误。
C
6.某学生设计了如下实验方案用以检验淀粉水解的情况:
下列结论正确的是( )
A.淀粉尚有部分未水解
B.淀粉已完全水解
C.淀粉没有水解
D.淀粉已发生水解,但不知是否完全水解
解析 因为混合液呈碱性,I2能与过量NaOH溶液反应,所以加碘水不变蓝,不能说明不含淀粉;加入新制Cu(OH)2加热后生成砖红色沉淀,说明其中含有葡萄糖。故结论应为淀粉已水解,但不能判断是否完全水解。
D
【题后归纳】 淀粉水解程度及水解产物的检验
(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
四、五碳醛糖与核酸
对点训练
1.五碳醛糖
C5H10O5
C5H10O4
2.核酸
(1)碱基
(2)核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸
核糖核苷酸 脱氧核糖核苷酸
组成 环式核糖、碱基(主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶)、磷酸基团 脱氧核糖、碱基(主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶)、磷酸基团
形成 一个核糖分子分别与一个磷酸分子、一个碱基分子通过分子间脱水连接而成 一个脱氧核糖分子分别与一个磷酸分子、一个碱基分子通过分子间脱水连接而成
3.两种核酸的比较
核糖核酸(RNA) 脱氧核糖核酸(DNA)
组成 多个核糖核苷酸分子间脱水形成磷酯键后聚合而成的 多个脱氧核糖核苷酸分子间脱水形成磷酯键后聚合而成的
区别 五碳醛糖是 五碳醛糖是
联系 参与构成DNA的碱基除将U替换成T之外,其余碱基与RNA相同 结构 结构
性质 生物学特征 核糖核苷酸链
脱氧核糖核苷酸链
核糖
脱氧核糖
螺旋状双链
A.与葡萄糖互为同分异构体
B.跟氯化铁溶液作用显色
C.与银氨溶液作用形成银镜
D.能使紫色石蕊溶液变红
C
解析 核糖的分子式是C5H10O5,葡萄糖的分子式是C6H12O6,二者分子式不同,不互为同分异构体,A错误;酚类物质与氯化铁溶液作用显紫色,核糖分子中不含有酚羟基,不能跟氯化铁溶液作用显色,B错误;核糖分子中含有醛基,能够与银氨溶液发生银镜反应,形成银镜,C正确;核糖分子中不含有能使紫色石蕊溶液变红的基团,D错误。
8.下列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
解析 核糖核酸和脱氧核糖核酸统称为核酸,对蛋白质的合成和生物遗传起重要作用,故A正确;核酸为高分子化合物,核苷酸不是高分子化合物,故D不正确。
D
课堂达标训练
1.下列关于糖类的说法正确的是( )
A.糖类物质的组成都符合Cm(H2O)n
B.单糖就是分子组成简单的糖
C.检验尿液中是否含有葡萄糖:将尿液与新制氢氧化铜悬浊液混合后共热,观察是否有砖红色沉淀生成
D.淀粉、纤维素都是多糖,其分子式相同
C
解析 脱氧核糖的分子式为C5H10O4,不符合Cm(H2O)n,故A错误;糖类按照能否水解以及水解生成单糖的数目分为单糖、低聚糖和多糖,单糖是不能水解的糖,故B错误;检验尿液中是否含有葡萄糖:将尿液与新制Cu(OH)2悬浊液混合后共热,看是否有砖红色沉淀生成来判定,故C正确;淀粉、纤维素都是多糖,都可用通式(C6H10O5)n表示,但n不确定,故D错误。
2.下列各项中,不属于核酸功能的是( )
A.它是生物的遗传物质
B.携带遗传信息,对生物的遗传有重要作用
C.核酸分子的变化可能引起生物的变异
D.贮存能量供应生命活动
解析 核酸携带遗传信息,能提供能量的是糖类、脂肪和蛋白质。
D
3.进行淀粉水解实验(包括检验水解产物及水解是否完全)时,除淀粉外,还需下列试剂中的一种或几种:
①碘水 ②银氨溶液 ③NaOH溶液 ④稀硫酸
实验时所需上述试剂的顺序依次是( )
A.①②③④ B.④①③②
C.④①②③ D.①④③②
解析 淀粉水解需用④稀硫酸作催化剂,检验淀粉是否水解完全要用①碘水,检验水解产物前应用③NaOH溶液中和稀硫酸,然后用②银氨溶液检验。
B
4.下列核苷酸中,在DNA结构中不可能具有的是( )
解析 B项为尿嘧啶核糖核苷酸,为RNA的基本结构单位。
B
5.有A、B、C、D四种物质,它们分别是葡萄糖、蔗糖、淀粉、麦芽糖中的某一种。经实验测得:
①B、C均能发生银镜反应 ②A遇碘水变蓝色
③A、C、D均能水解,水解液加碱后均能发生银镜反应
(1)试判断它们各是什么物质。
A ,B ,C ,D 。
淀粉
葡萄糖
麦芽糖
蔗糖
(2)写出实验③有关水解反应的化学方程式。
A水解: ,
C水解: ,
D水解: 。
解析 由实验②知A为淀粉:由①③知C既能水解又能发生银镜反应,故C为麦芽糖,则B为葡萄糖;由③知D能水解,水解液加碱后能发生银镜反应,故D为蔗糖。
课后巩固训练
A级 合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
1.糖类习惯称为碳水化合物,对于二者的关系,下列说法正确的是( )
A.糖类和碳水化合物属于同一事物,不同称谓,糖类就是碳水化合物
B.糖类是碳水化合物的一种,碳水化合物不一定是糖
C.只要是符合糖类通式Cm(H2O)n的碳水化合物就一定是糖
D 糖是碳水化合物的说法是不准确的,是化学对糖初期的认识
解析 脱氧核糖(C5H10O4)、鼠李糖(C6H12O5)不符合碳水化合物的通式但属于糖,选项A、B错误。符合糖类通式Cm(H2O)n的碳水化合物不一定是糖,如乙酸(C2H4O2)、乳酸(C3H6O3)不是糖,选项C错误。
D
2.链式核糖的结构简式为CH2OH—(CHOH)3—CHO,它属于单糖的原因是( )
A.在糖类物质中含碳原子数最少
B.不能水解成更简单的糖
C.分子中含有多个羟基
D.在糖类中分子结构最简单
解析 糖类根据其能否水解以及水解后的产物分为单糖、低聚糖和多糖,其中单糖是不能水解为更小分子糖的糖类。
B
3.关于蔗糖的说法不正确的是( )
A.蔗糖是最重要的双糖,它的相对分子质量是葡萄糖的2倍
B.向蔗糖溶液中加入银氨溶液,水浴加热,不发生银镜反应
C.向蔗糖与稀硫酸共热后的溶液中滴加银氨溶液,再进行水浴加热,观察不到有银镜生成
D.向蔗糖中加入浓硫酸,可观察到蔗糖变黑
解析 蔗糖的相对分子质量为342,葡萄糖的相对分子质量为180,A项错误;蔗糖分子中不含醛基,B项正确;蔗糖与稀硫酸共热后的溶液应先加NaOH溶液至碱性后再加银氨溶液,水浴加热后才能观察到有银镜生成,C项正确。
A
4.只用一种试剂就可以鉴别乙酸溶液、葡萄糖溶液、蔗糖溶液,这种试剂是( )
A.NaOH溶液 B.新制Cu(OH)2悬浊液
C.紫色石蕊溶液 D.Na2CO3溶液
解析 NaOH溶液与乙酸发生中和反应,但没有明显现象,与葡萄糖、蔗糖不反应,故A不能鉴别。乙酸与新制Cu(OH)2悬浊液发生中和反应,浑浊消失;葡萄糖分子中含醛基,与新制Cu(OH)2悬浊液共热会产生砖红色沉淀;蔗糖分子中不含醛基,与新制Cu(OH)2悬浊液混合共热后无明显现象,三种溶液现象各不相同,故B能鉴别。紫色石蕊溶液为酸碱指示剂,不能用来鉴别葡萄糖和蔗糖,故C不能鉴别。Na2CO3溶液与乙酸反应可生成气体,但与葡萄糖和蔗糖不反应,故D不能鉴别。
B
5.某食品厂由葡萄糖制备葡萄糖酸钙的过程中。葡萄糖的氧化可用以下某种试剂,其中最适合的是( )
A.O2/葡萄糖氧化酶 B.酸性KMnO4溶液
C.新制Cu(OH)2悬浊液 D.[Ag(NH3)2]OH溶液
解析 新制Cu(OH)2悬浊液、[Ag(NH3)2]OH溶液氧化性较弱,且反应需要在碱性条件下进行,不利于葡萄糖的氧化;酸性高锰酸钾溶液氧化性较强,不能得到葡萄糖酸;在葡萄糖氧化酶催化作用下用氧气氧化葡萄糖可生成葡萄糖酸,A项正确。
A
6.下列实验操作和结论错误的是( )
A.用新制Cu(OH)2悬浊液可鉴别麦芽糖和蔗糖
B.用银镜反应可证明淀粉是否转化为葡萄糖,但不能证明是否完全转化
C.浓H2SO4可使蔗糖脱水变黑,证明蔗糖含C、H、O三种元素
D.蔗糖溶液中滴加几滴稀H2SO4,水浴加热几分钟,加入银氨溶液中,没有银镜产生,证明蔗糖不水解
D
解析 麦芽糖中含有醛基,蔗糖中不含有醛基,含有醛基的物质与新制Cu(OH)2悬浊液反应会生成砖红色沉淀,所以用新制Cu(OH)2悬浊液可鉴别麦芽糖和蔗糖,故A正确;发生银镜反应只能证明淀粉发生了转化,检验淀粉是否完全转化应用碘单质,故B正确;浓硫酸可使蔗糖脱水生成炭黑,说明含有C元素,同时将蔗糖中的H、O原子以2∶1的比例脱去,说明含有H、O元素,故C正确;银镜反应在碱性条件下进行,应先调节溶液呈碱性,否则实验不成功,故D错误。
7.下列说法正确的是( )
A
解析 A.葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6,结构不同,二者互为同分异构体,A正确;B.淀粉、纤维素属于天然高分子化合物,油脂是高级脂肪酸甘油酯,是油和酯的统称,油是不饱和高级脂肪酸甘油酯,脂肪是饱和高级脂肪酸甘油酯,油脂不是高分子化合物,B错误;C.油脂水解的最终产物是高级脂肪酸和丙三醇;淀粉水解最终产物是葡萄糖;蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,葡萄糖是单糖,不能水解,C错误;D.肌醇分子式为C6H12O6,葡萄糖分子式为C6H12O6,肌醇和葡萄糖的元素组成相同,化学式均为C6H12O6,满足Cm(H2O)n,但因糖类是指分子中有两个或两个以上羟基的醛或酮以及水解后可以生成多羟基醛或酮的有机化合物,所以肌醇不属于糖类化合物,D错误。
8.核酸有两种:含核糖的是核糖核酸(RNA),含脱氧核糖的是脱氧核糖核酸(DNA),人类的基因组通过从细胞核里的DNA向蛋白质的合成机制发出生产蛋白质的指令运作,这些指令通过mRNA传送。核糖是合成核酸的重要原料,常见的两种核糖结构简式为
戊醛糖:CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO。下列关于核糖的叙述不正确的是( )
A.戊醛糖和D 核糖互为同分异构体
B.它们都能发生酯化反应
C.戊醛糖属于单糖
D.由戊醛糖→脱氧核糖(CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO)可看成是一个氧化过程
D
解析 A项它们的分子式相同,都为C5H10O5,但结构不同,它们互为同分异构体;B项分子结构中都有羟基,能发生酯化反应;C项戊醛糖不能再水解,属单糖;D项戊醛糖(C5H10O5)→脱氧核糖(C5H10O4)少一个氧,应为还原过程。
9.L 链霉糖的结构如图所示,下列有关L 链霉糖的说法错误的是( )
A.能发生银镜反应
B.能发生酯化反应
C.能与H2发生加成反应
D.能与烧碱溶液发生中和反应
解析 L 链霉糖分子中含有羟基和醛基,因而能发生酯化、加成、氧化反应(如银镜反应),但不能与NaOH溶液发生中和反应。
D
10.有机物X能实现如下转化:
有机物X→CH2OH(CHOH)4CHO→有机物Y→CH3CHO
下列判断一定错误的是( )
A.有机物X可以是淀粉或纤维素
B.有机物Y在浓硫酸、加热条件下一定发生消去反应
C.有机物Y→CH3CHO的反应属于氧化反应
D.有机物X分子中可能含有醛基
B
解析 由题意可知,有机物X可以是双糖或多糖,水解生成葡萄糖后,再分解为乙醇,乙醇被氧化为乙醛。乙醇在浓硫酸存在的条件下加热至不同温度,可发生分子内脱水生成乙烯的反应,也可发生分子间脱水生成乙醚的反应,故B错误。
11.通过实验来验证纤维素水解后生成葡萄糖,其实验包括下列操作过程,这些操作过程的正确排列顺序是( )
①取小团脱脂棉放入干净试管中 ②小火微热,得到亮棕色溶液 ③加入几滴90%的浓硫酸,用玻璃棒把脱脂棉搅成糊状 ④加入过量NaOH溶液 ⑤加入新制氢氧化铜悬浊液,加热煮沸
A.①②③④⑤ B.①③②④⑤ C.①③②⑤④ D.①②③⑤④
解析 纤维素水解的条件是在纤维素中加入浓硫酸并加热,无论用新制Cu(OH)2悬浊液还是用银氨溶液来验证水解产物是葡萄糖都必须在碱性条件下才能进行,所以加鉴别试剂时必须先用过量NaOH溶液中和浓硫酸。
B
12.已知葡萄糖、淀粉和纤维素的结构如图,下列说法不正确的是( )
A.1 mol该葡萄糖最多可以和5 mol乙酸酐[(CH3CO)2O]
反应生成五乙酸葡萄糖酯
B.图中葡萄糖结构中含有羟基、醚键,不含醛基,
该葡萄糖不能发生银镜反应
C.葡萄糖1位碳和4位碳的羟基分别与另一葡萄糖
4位碳和1位碳的羟基发生缩聚反应可形成淀粉
D.纤维素可制备硝化纤维,硝化纤维化学式为
(C6H7O11N3)n
B
解析 1 mol该葡萄糖中含有5 mol的羟基,故最多可以和5 mol乙酸酐[(CH3CO)2O]反应生成五乙酸葡萄糖酯,A正确;葡萄糖具有还原性,能发生银镜反应,B错误;葡萄糖1位碳和4位碳的羟基分别与另一葡萄糖4位碳和1位碳的羟基可以发生缩聚反应脱去水分子,并生成高分子化合物淀粉,C正确;纤维素每个链节中含有3个羟基,可以和3个硝酸分子反应生成水并引入3个—NO2,故可制备硝化纤维,硝化纤维化学式为(C6H7O11N3)n,D正确。
13.如图是核酸的基本组成单位核苷酸的结构示意图,下列说法正确的是( )
A.比较组成DNA与RNA的④,只有②不同
B.若③是T,则④是胸腺嘧啶脱氧核酸
C.若③是尿嘧啶,则②是脱氧核糖
D.若②是脱氧核糖,则④构成的核酸是大多
数生命的遗传物质
D
解析 DNA与RNA在核苷酸上的不同点在②五碳醛糖和③碱基方面,A错误;若③是T,则④是DNA的组成单位,是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸,B错误;若③是尿嘧啶,则②是核糖,C错误;若②是脱氧核糖,则④是DNA的组成单位,DNA是大多数生命的遗传物质,D正确。
14.成熟的苹果中含有淀粉、葡萄糖和无机盐等,某课外兴趣小组设计了一组实验证明某些成分的存在,请你参与并协助他们完成相关实验。
碘水
取代(或酯化)
氧化
新制的氢氧化铜悬浊液(答案合理均可)
解析 (1)淀粉遇碘变蓝,利用此性质可检验淀粉的存在。(2)淀粉水解得葡萄糖,B是日常生活中有特殊香味的常见有机物,在有些饮料中含有B,可知B为乙醇,葡萄糖在酒化酶的作用下分解可得乙醇。乙醇与乙酸在浓硫酸作用下加热发生酯化反应可得乙酸乙酯,乙醇催化氧化可得乙醛。检验葡萄糖可用新制的氢氧化铜悬浊液(答案合理均可)。
15.某厂以甘蔗为原料制糖,对产生的大量甘蔗渣按如图所示转化进行综合利用(部分反应条件及产物没有列出)。
其中B是A水解的最终产物;C的分子式为C3H6O3,一定条件下2个C分子间脱去2分子水可生成一种六元环状化合物;D可使溴水褪色;H的三聚物I也是一种六元环状化合物。
消去反应
酯化反应(或取代反应)
(3)H分子中所含官能团的名称是 ,实验常用于检验该官能团的试剂的名称是 (只写一种)。
(4)写出下列物质的结构简式:高分子F: ;
六元环状化合物I: 。
醛基
新制Cu(OH)2悬浊液(或银氨溶液)
B级 素养培优练
16.葡萄糖在生物体内会发生分子内反应形成葡萄糖的半缩醛(如图所示),物质A和B分别为两种葡萄糖半缩醛,下列说法不正确的是( )
A.形成半缩醛时发生了取代反应
B.葡萄糖半缩醛A和B的分子式均为C6H12O6
C.物质A的分子具有手性
D.半缩醛的形成可看作羟基与醛基发生了加成反应
A
解析 形成半缩醛时,可以看成醇羟基与醛基发生了分子内的加成反应,葡萄糖、A和B的分子式均为C6H12O6,三者互为同分异构体,A错误,B、D正确;物质A的1个分子中含有5个不对称碳原子,具有手性,C正确。
A.蔗糖的水解产物之一在碱性条件下加热,可与银氨溶液反应
B.“半成品碳”是碳元素的一种新单质,与C60都是碳元素的同素异形体
C.向蔗糖中加入浓硫酸发生一系列反应,浓硫酸主要体现吸水性和酸性
D.焦糖烯是一种新型的烯烃,能使溴的四氯化碳溶液褪色
A
17.据《自然》杂志报道,在300~400 ℃的高温下,使砂糖(主要成分为蔗糖)形成焦糖与碳之间的“半成品碳”状态,再放进硫酸中高温加热,生成了一种叫“焦糖烯”的物质,其分子式为C36H50O25。下列有关说法正确的是( )
解析 蔗糖水解生成果糖和葡萄糖,葡萄糖是还原糖,可以与银氨溶液发生银镜反应,A正确;“半成品碳”在焦糖和碳之间,含有C、H、O元素,不是单质,B错误;浓硫酸与蔗糖反应过程中,蔗糖变黑是因为浓硫酸的脱水性,变黑后体积膨胀是碳与浓硫酸发生氧化还原反应生成大量SO2和CO2气体,体现了浓硫酸的强氧化性,C错误;焦糖烯中含有O元素,属于烃的衍生物,不属于烯烃,D错误。
18.图1是脱氧核糖核酸(DNA)的结构片段,它的碱基中胞嘧啶的结构如图2,下列说法不正确的是( )
①胞嘧啶的分子式为C4H5N3O,分
子间能形成氢键
②脱氧核糖核酸由磷酸、2 脱氧核糖
和碱基通过一定方式结合而成
③脱氧核糖核酸中含有的化学键都是不同原子形成的极性共价键
④2 脱氧核糖(C5H10O4)与葡萄糖属于同系物,都能发生银镜反应,含有的官能团是氨基和肽键
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
C
解析 脱氧核糖核酸中含有C—C非极性键,故③不正确;2 脱氧核糖与葡萄糖的结构不相似,二者不互为同系物,故④不正确。
19.木糖的分子式为C5H10O5,属于多羟基醛,木糖在浓硫酸作用下生成糠醛(结构简式如下)。
(1)木糖的结构简式为 ,木糖不可能具有的性质是 (填字母)。
A.水解反应 B.还原反应
C.氧化反应 D.取代反应
E.加成反应 F.酯化反应
(2)形成糠醛的过程中,1分子木糖脱去了 分子水。
A
3
(3)写出木糖与氢气发生加成反应的化学方程式:
。
所得产物称为木糖醇,它是一种理想的蔗糖替代品,适合糖尿病患者食用,原因是
(填字母)。
A.木糖醇不受酵母菌和细菌作用,能防龋齿
B.木糖醇是多羟基化合物,易溶于水
C.木糖醇没有蔗糖甜
D.木糖醇被食用后不提高血糖浓度
D
(4)写出糠醛被新制氢氧化铜悬浊液氧化的化学方程式:
。
20.根据下图所示转化关系,回答下列问题:
(1)工业上制镜和热水瓶胆镀银,常利用上述反应中的 (填数字序号)。
(2)①②的反应类型为 (填字母序号)。
A.氧化反应 B.加成反应 C.水解反应 D.消去反应
(3)反应⑦可用于检验糖尿病患者尿液中的葡萄糖含量,该反应的化学方程式为
。
(4)葡萄糖在人体内彻底氧化分解的化学方程式为
。
⑥
C
解析 (1)工业上制镜和热水瓶胆镀银都是利用了葡萄糖和银氨溶液反应还原出单质银的性质,所以应为反应⑥。(2)反应①②是淀粉在不同条件下的水解反应。(3)反应⑦为葡萄糖与新制Cu(OH)2的反应。
21.淀粉是植物体中贮存的养分,多贮存在种子和块茎中,各类植物中的淀粉含量都较高。淀粉是食物的重要组成部分,咀嚼米饭等食物时会感到有些甜味,这是因为唾液中的淀粉酶将淀粉水解成了双糖——麦芽糖。
为检验淀粉水解的情况,进行如图所示的实验,试管甲和丙均在60~70 ℃下水浴加热5~6 min,试管乙不加热。待试管甲和丙中的溶液冷却后再进行后续实验。
实验1:取少量甲中溶液,加入新制氢氧化铜悬浊液,加热,没有砖红色沉淀出现。
实验2:取少量乙中溶液,滴加几滴碘水,溶液变为蓝色,但取少量甲中溶液做此实验时,溶液不变蓝色。
实验3:取少量丙中溶液加入NaOH溶液调节至碱性,再滴加碘水,溶液颜色无明显变化。
(1)写出淀粉水解的化学方程式: 。
(2)设计甲和乙是为了探究 对淀粉水解的影响。
设计甲和丙是为了探究 对淀粉水解的影响。
温度
催化剂
(3)实验1失败的原因是 。
(4)实验3中溶液颜色无明显变化的原因是 。
(5)下列结论合理的是 (填字母序号)。
a.淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行
b.欲检验淀粉是否有剩余,最好在冷却后的水解液中直接加碘水
c.欲检验淀粉的水解产物具有还原性,应先在水解液中加入氢氧化钠溶液中和稀硫酸至溶液呈碱性,再加入新制氢氧化铜悬浊液并加热
没有加入碱中和作为催化剂的稀硫酸
碘水与氢氧化钠溶液反应被消耗
abc
解析 (3)甲中淀粉在酸性条件下水解生成葡萄糖,应在碱性条件下加入新制氢氧化铜悬浊液检验葡萄糖,实验1未加入碱中和酸便加入了新制氢氧化铜悬浊液,所以实验1失败。(4)加入的碘水与氢氧化钠溶液反应被消耗,导致碘水无法与淀粉反应,所以溶液颜色无明显变化。(5)根据实验可知淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行,a正确;因为碘易升华且能与NaOH溶液反应,所以最好在冷却后的水解液中直接加入碘水,检验淀粉是否有剩余,b正确;欲检验淀粉的水解产物具有还原性,应先在水解液中加入氢氧化钠溶液中和稀硫酸至溶液呈碱性,再加入新制氢氧化铜悬浊液并加热,根据是否产生砖红色沉淀判断水解产物是否具有还原性,c正确。第2章 作业13 糖类和核酸
A级 合格过关练
选择题只有1个选项符合题意(1~13题,每小题4分)
1.糖类习惯称为碳水化合物,对于二者的关系,下列说法正确的是 ( )
糖类和碳水化合物属于同一事物,不同称谓,糖类就是碳水化合物
糖类是碳水化合物的一种,碳水化合物不一定是糖
只要是符合糖类通式Cm(H2O)n的碳水化合物就一定是糖
糖是碳水化合物的说法是不准确的,是化学对糖初期的认识
2.链式核糖的结构简式为CH2OH—(CHOH)3—CHO,它属于单糖的原因是 ( )
在糖类物质中含碳原子数最少
不能水解成更简单的糖
分子中含有多个羟基
在糖类中分子结构最简单
3.关于蔗糖的说法不正确的是 ( )
蔗糖是最重要的双糖,它的相对分子质量是葡萄糖的2倍
向蔗糖溶液中加入银氨溶液,水浴加热,不发生银镜反应
向蔗糖与稀硫酸共热后的溶液中滴加银氨溶液,再进行水浴加热,观察不到有银镜生成
向蔗糖中加入浓硫酸,可观察到蔗糖变黑
4.只用一种试剂就可以鉴别乙酸溶液、葡萄糖溶液、蔗糖溶液,这种试剂是 ( )
NaOH溶液
新制Cu(OH)2悬浊液
紫色石蕊溶液
Na2CO3溶液
5.某食品厂由葡萄糖制备葡萄糖酸钙的过程中。葡萄糖的氧化可用以下某种试剂,其中最适合的是 ( )
O2/葡萄糖氧化酶
酸性KMnO4溶液
新制Cu(OH)2悬浊液
[Ag(NH3)2]OH溶液
6.下列实验操作和结论错误的是 ( )
用新制Cu(OH)2悬浊液可鉴别麦芽糖和蔗糖
用银镜反应可证明淀粉是否转化为葡萄糖,但不能证明是否完全转化
浓H2SO4可使蔗糖脱水变黑,证明蔗糖含C、H、O三种元素
蔗糖溶液中滴加几滴稀H2SO4,水浴加热几分钟,加入银氨溶液中,没有银镜产生,证明蔗糖不水解
7.下列说法正确的是 ( )
葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6,二者互为同分异构体
淀粉、纤维素和油脂都属于天然高分子化合物
油脂、淀粉、蔗糖和葡萄糖在一定条件下都能发生水解反应
肌醇()与葡萄糖()的元素组成相同,分子式均为C6H12O6,满足Cm(H2O)n,因此均属于糖类化合物
8.核酸有两种:含核糖的是核糖核酸(RNA),含脱氧核糖的是脱氧核糖核酸(DNA),人类的基因组通过从细胞核里的DNA向蛋白质的合成机制发出生产蛋白质的指令运作,这些指令通过mRNA传送。核糖是合成核酸的重要原料,常见的两种核糖结构简式为
D 核糖:;
戊醛糖:CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO。
下列关于核糖的叙述不正确的是 ( )
戊醛糖和D 核糖互为同分异构体
它们都能发生酯化反应
戊醛糖属于单糖
由戊醛糖→脱氧核糖
(CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO)
可看成是一个氧化过程
9.L 链霉糖的结构如图所示,下列有关L 链霉糖的说法错误的是 ( )
能发生银镜反应
能发生酯化反应
能与H2发生加成反应
能与烧碱溶液发生中和反应
10.有机物X能实现如下转化:
有机物X→CH2OH(CHOH)4CHO→有机物Y→CH3CHO
下列判断一定错误的是 ( )
有机物X可以是淀粉或纤维素
有机物Y在浓硫酸、加热条件下一定发生消去反应
有机物Y→CH3CHO的反应属于氧化反应
有机物X分子中可能含有醛基
11.通过实验来验证纤维素水解后生成葡萄糖,其实验包括下列操作过程,这些操作过程的正确排列顺序是 ( )
①取小团脱脂棉放入干净试管中 ②小火微热,得到亮棕色溶液 ③加入几滴90%的浓硫酸,用玻璃棒把脱脂棉搅成糊状 ④加入过量NaOH溶液
⑤加入新制氢氧化铜悬浊液,加热煮沸
①②③④⑤ ①③②④⑤
①③②⑤④ ①②③⑤④
12.已知葡萄糖、淀粉和纤维素的结构如图,下列说法不正确的是 ( )
1mol该葡萄糖最多可以和5mol乙酸酐[(CH3CO)2O]反应生成五乙酸葡萄糖酯
图中葡萄糖结构中含有羟基、醚键,不含醛基,该葡萄糖不能发生银镜反应
葡萄糖1位碳和4位碳的羟基分别与另一葡萄糖4位碳和1位碳的羟基发生缩聚反应可形成淀粉
纤维素可制备硝化纤维,硝化纤维化学式为(C6H7O11N3)n
13.如图是核酸的基本组成单位核苷酸的结构示意图,下列说法正确的是 ( )
比较组成DNA与RNA的④,只有②不同
若③是T,则④是胸腺嘧啶脱氧核酸
若③是尿嘧啶,则②是脱氧核糖
若②是脱氧核糖,则④构成的核酸是大多数生命的遗传物质
14.(6分)成熟的苹果中含有淀粉、葡萄糖和无机盐等,某课外兴趣小组设计了一组实验证明某些成分的存在,请你参与并协助他们完成相关实验。
(1)(1分)用小试管取少量的苹果汁,加入 ,
溶液变蓝,则苹果中含有淀粉。
(2)(5分)利用含淀粉的物质可以生产醋酸。下面是生产醋酸的流程,根据流程回答下列问题:
淀粉ABC醋酸
B是日常生活中有特殊香味的常见有机物,在有些饮料中含有B。
①写出反应的化学方程式,并注明反应类型。
B与醋酸反应: ,
属于 反应。
BC: ,
属于 反应。
②可用于检验A的试剂是 。
15.(8分)某厂以甘蔗为原料制糖,对产生的大量甘蔗渣按如图所示转化进行综合利用(部分反应条件及产物没有列出)。
其中B是A水解的最终产物;C的分子式为C3H6O3,一定条件下2个C分子间脱去2分子水可生成一种六元环状化合物;D可使溴水褪色;H的三聚物I也是一种六元环状化合物。
提示:葡萄糖在乳酸菌作用下生成乳酸()。
(1)(2分)C→D的反应类型为 ,D→E的反应类型为 。
(2)(2分)写出A→B反应的化学方程式:
。
(3)(2分)H分子中所含官能团的名称是 ,实验常用于检验该官能团的试剂的名称是 (只写一种)。
(4)(2分)写出下列物质的结构简式:高分子F: ;六元环状化合物I: 。
B级 素养培优练
(16~18题,每小题4分)
16.葡萄糖在生物体内会发生分子内反应形成葡萄糖的半缩醛(如图所示),物质A和B分别为两种葡萄糖半缩醛,下列说法不正确的是 ( )
形成半缩醛时发生了取代反应
葡萄糖半缩醛A和B的分子式均为C6H12O6
物质A的分子具有手性
半缩醛的形成可看作羟基与醛基发生了加成反应
17.据《自然》杂志报道,在300~400℃的高温下,使砂糖(主要成分为蔗糖)形成焦糖与碳之间的“半成品碳”状态,再放进硫酸中高温加热,生成了一种叫“焦糖烯”的物质,其分子式为C36H50O25。下列有关说法正确的是 ( )
蔗糖的水解产物之一在碱性条件下加热,可与银氨溶液反应
“半成品碳”是碳元素的一种新单质,与C60都是碳元素的同素异形体
向蔗糖中加入浓硫酸发生一系列反应,浓硫酸主要体现吸水性和酸性
焦糖烯是一种新型的烯烃,能使溴的四氯化碳溶液褪色
18.图1是脱氧核糖核酸(DNA)的结构片段,它的碱基中胞嘧啶的结构如图2,下列说法不正确的是 ( )
①胞嘧啶的分子式为C4H5N3O,分子间能形成氢键
②脱氧核糖核酸由磷酸、2 脱氧核糖和碱基通过一定方式结合而成
③脱氧核糖核酸中含有的化学键都是不同原子形成的极性共价键
④2 脱氧核糖(C5H10O4)与葡萄糖属于同系物,都能发生银镜反应,含有的官能团是氨基和肽键
①② ②③
③④ ①④
19.(8分)木糖的分子式为C5H10O5,属于多羟基醛,木糖在浓硫酸作用下生成糠醛(结构简式如下)。
(1)(2分)木糖的结构简式为 ,木糖不可能具有的性质是 (填字母)。
A.水解反应 B.还原反应
C.氧化反应 D.取代反应
E.加成反应 F.酯化反应
(2)(1分)形成糠醛的过程中,1分子木糖脱去了 分子水。
(3)(3分)写出木糖与氢气发生加成反应的化学方程式:
(2分)。
所得产物称为木糖醇,它是一种理想的蔗糖替代品,适合糖尿病患者食用,原因是 (1分)(填字母)。
A.木糖醇不受酵母菌和细菌作用,能防龋齿
B.木糖醇是多羟基化合物,易溶于水
C.木糖醇没有蔗糖甜
D.木糖醇被食用后不提高血糖浓度
(4)(2分)写出糠醛被新制氢氧化铜悬浊液氧化的化学方程式:
。
20.(6分)根据下图所示转化关系,回答下列问题:
(1)(1分)工业上制镜和热水瓶胆镀银,常利用上述反应中的 (填数字序号)。
(2)(1分)①②的反应类型为 (填字母序号)。
A.氧化反应 B.加成反应
C.水解反应 D.消去反应
(3)(2分)反应⑦可用于检验糖尿病患者尿液中的葡萄糖含量,该反应的化学方程式为
。
(4)(2分)葡萄糖在人体内彻底氧化分解的化学方程式为
。
21.(8分)淀粉是植物体中贮存的养分,多贮存在种子和块茎中,各类植物中的淀粉含量都较高。淀粉是食物的重要组成部分,咀嚼米饭等食物时会感到有些甜味,这是因为唾液中的淀粉酶将淀粉水解成了双糖——麦芽糖。
为检验淀粉水解的情况,进行如图所示的实验,试管甲和丙均在60~70℃下水浴加热5~6min,试管乙不加热。待试管甲和丙中的溶液冷却后再进行后续实验。
实验1:取少量甲中溶液,加入新制氢氧化铜悬浊液,加热,没有砖红色沉淀出现。
实验2:取少量乙中溶液,滴加几滴碘水,溶液变为蓝色,但取少量甲中溶液做此实验时,溶液不变蓝色。
实验3:取少量丙中溶液加入NaOH溶液调节至碱性,再滴加碘水,溶液颜色无明显变化。
(1)(2分)写出淀粉水解的化学方程式:
。
(2)(2分)设计甲和乙是为了探究 对淀粉水解的影响。
设计甲和丙是为了探究 对淀粉水解的影响。
(3)(1分)实验1失败的原因是 。
(4)(1分)实验3中溶液颜色无明显变化的原因是
。
(5)(2分)下列结论合理的是 (填字母序号)。
a.淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行
b.欲检验淀粉是否有剩余,最好在冷却后的水解液中直接加碘水
c.欲检验淀粉的水解产物具有还原性,应先在水解液中加入氢氧化钠溶液中和稀硫酸至溶液呈碱性,再加入新制氢氧化铜悬浊液并加热
作业13 糖类和核酸
1.D [脱氧核糖(C5H10O4)、鼠李糖(C6H12O5)不符合碳水化合物的通式但属于糖,选项A、B错误。符合糖类通式Cm(H2O)n的碳水化合物不一定是糖,如乙酸(C2H4O2)、乳酸(C3H6O3)不是糖,选项C错误。]
2.B [糖类根据其能否水解以及水解后的产物分为单糖、低聚糖和多糖,其中单糖是不能水解为更小分子糖的糖类。]
3.A [蔗糖的相对分子质量为342,葡萄糖的相对分子质量为180,A项错误;蔗糖分子中不含醛基,B项正确;蔗糖与稀硫酸共热后的溶液应先加NaOH溶液至碱性后再加银氨溶液,水浴加热后才能观察到有银镜生成,C项正确。]
4.B [NaOH溶液与乙酸发生中和反应,但没有明显现象,与葡萄糖、蔗糖不反应,故A不能鉴别。乙酸与新制Cu(OH)2悬浊液发生中和反应,浑浊消失;葡萄糖分子中含醛基,与新制Cu(OH)2悬浊液共热会产生砖红色沉淀;蔗糖分子中不含醛基,与新制Cu(OH)2悬浊液混合共热后无明显现象,三种溶液现象各不相同,故B能鉴别。紫色石蕊溶液为酸碱指示剂,不能用来鉴别葡萄糖和蔗糖,故C不能鉴别。Na2CO3溶液与乙酸反应可生成气体,但与葡萄糖和蔗糖不反应,故D不能鉴别。]
5.A [新制Cu(OH)2悬浊液、[Ag(NH3)2]OH溶液氧化性较弱,且反应需要在碱性条件下进行,不利于葡萄糖的氧化;酸性高锰酸钾溶液氧化性较强,不能得到葡萄糖酸;在葡萄糖氧化酶催化作用下用氧气氧化葡萄糖可生成葡萄糖酸,A项正确。]
6.D [麦芽糖中含有醛基,蔗糖中不含有醛基,含有醛基的物质与新制Cu(OH)2悬浊液反应会生成砖红色沉淀,所以用新制Cu(OH)2悬浊液可鉴别麦芽糖和蔗糖,故A正确;发生银镜反应只能证明淀粉发生了转化,检验淀粉是否完全转化应用碘单质,故B正确;浓硫酸可使蔗糖脱水生成炭黑,说明含有C元素,同时将蔗糖中的H、O原子以2∶1的比例脱去,说明含有H、O元素,故C正确;银镜反应在碱性条件下进行,应先调节溶液呈碱性,否则实验不成功,故D错误。]
7.A [A.葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6,结构不同,二者互为同分异构体,A正确;B.淀粉、纤维素属于天然高分子化合物,油脂是高级脂肪酸甘油酯,是油和酯的统称,油是不饱和高级脂肪酸甘油酯,脂肪是饱和高级脂肪酸甘油酯,油脂不是高分子化合物,B错误;C.油脂水解的最终产物是高级脂肪酸和丙三醇;淀粉水解最终产物是葡萄糖;蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,葡萄糖是单糖,不能水解,C错误;D.肌醇分子式为C6H12O6,葡萄糖分子式为C6H12O6,肌醇和葡萄糖的元素组成相同,化学式均为C6H12O6,满足Cm(H2O)n,但因糖类是指分子中有两个或两个以上羟基的醛或酮以及水解后可以生成多羟基醛或酮的有机化合物,所以肌醇不属于糖类化合物,D错误。]
8.D [A项它们的分子式相同,都为C5H10O5,但结构不同,它们互为同分异构体;B项分子结构中都有羟基,能发生酯化反应;C项戊醛糖不能再水解,属单糖;D项戊醛糖(C5H10O5)→脱氧核糖(C5H10O4)少一个氧,应为还原过程。]
9.D [L-链霉糖分子中含有羟基和醛基,因而能发生酯化、加成、氧化反应(如银镜反应),但不能与NaOH溶液发生中和反应。]
10.B [由题意可知,有机物X可以是双糖或多糖,水解生成葡萄糖后,再分解为乙醇,乙醇被氧化为乙醛。乙醇在浓硫酸存在的条件下加热至不同温度,可发生分子内脱水生成乙烯的反应,也可发生分子间脱水生成乙醚的反应,故B错误。]
11.B [纤维素水解的条件是在纤维素中加入浓硫酸并加热,无论用新制Cu(OH)2悬浊液还是用银氨溶液来验证水解产物是葡萄糖都必须在碱性条件下才能进行,所以加鉴别试剂时必须先用过量NaOH溶液中和浓硫酸。]
12.B [1 mol该葡萄糖中含有5 mol的羟基,故最多可以和5 mol乙酸酐[(CH3CO)2O]反应生成五乙酸葡萄糖酯,A正确;葡萄糖具有还原性,能发生银镜反应,B错误;葡萄糖1位碳和4位碳的羟基分别与另一葡萄糖4位碳和1位碳的羟基可以发生缩聚反应脱去水分子,并生成高分子化合物淀粉,C正确;纤维素每个链节中含有3个羟基,可以和3个硝酸分子反应生成水并引入3个—NO2,故可制备硝化纤维,硝化纤维化学式为(C6H7O11N3)n,D正确。]
13.D [DNA与RNA在核苷酸上的不同点在②五碳醛糖和③碱基方面,A错误;若③是T,则④是DNA的组成单位,是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸,B错误;若③是尿嘧啶,则②是核糖,C错误;若②是脱氧核糖,则④是DNA的组成单位,DNA是大多数生命的遗传物质,D正确。]
14.(1)碘水
(2)①CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O 取代(或酯化) 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 氧化 ②新制的氢氧化铜悬浊液(答案合理均可)
解析 (1)淀粉遇碘变蓝,利用此性质可检验淀粉的存在。(2)淀粉水解得葡萄糖,B是日常生活中有特殊香味的常见有机物,在有些饮料中含有B,可知B为乙醇,葡萄糖在酒化酶的作用下分解可得乙醇。乙醇与乙酸在浓硫酸作用下加热发生酯化反应可得乙酸乙酯,乙醇催化氧化可得乙醛。检验葡萄糖可用新制的氢氧化铜悬浊液(答案合理均可)。
15.(1)消去反应 酯化反应(或取代反应)
(2)
(3)醛基 新制Cu(OH)2悬浊液(或银氨溶液)
(4)
解析 甘蔗渣经处理得到纤维素(A),它经催化剂与水作用生成葡萄糖(B),葡萄糖在乳酸菌作用下生成乳酸(),乳酸在浓硫酸、加热的条件下脱水生成CH2CHCOOH(D)。葡萄糖(B)在酒化酶作用下生成乙醇(G),乙醇在Cu催化并加热的条件下被O2氧化生成乙醛(H),三分子乙醛生成六元环状化合物(I)。CH2CH—COOH(D)与CH3CH2OH(G)在浓硫酸、加热的条件下发生酯化反应生成CH2CHCOOCH2CH3(E),E加聚生成F。
16.A [形成半缩醛时,可以看成醇羟基与醛基发生了分子内的加成反应,葡萄糖、A和B的分子式均为C6H12O6,三者互为同分异构体,A错误,B、D正确;物质A的1个分子中含有5个不对称碳原子,具有手性,C正确。]
17.A [蔗糖水解生成果糖和葡萄糖,葡萄糖是还原糖,可以与银氨溶液发生银镜反应,A正确;“半成品碳”在焦糖和碳之间,含有C、H、O元素,不是单质,B错误;浓硫酸与蔗糖反应过程中,蔗糖变黑是因为浓硫酸的脱水性,变黑后体积膨胀是碳与浓硫酸发生氧化还原反应生成大量SO2和CO2气体,体现了浓硫酸的强氧化性,C错误;焦糖烯中含有O元素,属于烃的衍生物,不属于烯烃,D错误。]
18.C [脱氧核糖核酸中含有C—C非极性键,故③不正确;2-脱氧核糖与葡萄糖的结构不相似,二者不互为同系物,故④不正确。]
19.(1) A (2)3
(3)HO—CH2(CHOH)3CHO+H2HOCH2(CHOH)3CH2OH D
(4)+NaOH+Cu2O↓+3H2O
解析 (1)木糖在浓硫酸作用下生成糠醛,将其水解还原得木糖的结构简式为;木糖没有能水解的结构,醛基能发生还原反应、氧化反应和加成反应,羟基能发生氧化反应、取代反应和酯化反应。(3)木糖醇被食用后不提高血糖浓度,故它是一种理想的蔗糖替代品,适合糖尿病患者食用。
20.(1)⑥ (2)C (3)CH2OH—(CHOH)4—CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH2OH—(CHOH)4—COONa+Cu2O↓+3H2O
(4)C6H12O6+6O26CO2+6H2O
解析 (1)工业上制镜和热水瓶胆镀银都是利用了葡萄糖和银氨溶液反应还原出单质银的性质,所以应为反应⑥。(2)反应①②是淀粉在不同条件下的水解反应。(3)反应⑦为葡萄糖与新制Cu(OH)2的反应。
21.(1)
(2)温度 催化剂
(3)没有加入碱中和作为催化剂的稀硫酸
(4)碘水与氢氧化钠溶液反应被消耗
(5)abc
解析 (1)在酸性条件下加热,淀粉最终水解生成葡萄糖,化学方程式是。(2)甲与乙的反应物均相同,但甲加热,乙未加热,所以甲、乙是探究温度对淀粉水解的影响;甲中有稀硫酸.而丙中无稀硫酸,所以甲、丙是探究催化剂对淀粉水解的影响。(3)甲中淀粉在酸性条件下水解生成葡萄糖,应在碱性条件下加入新制氢氧化铜悬浊液检验葡萄糖,实验1未加入碱中和酸便加入了新制氢氧化铜悬浊液,所以实验1失败。(4)加入的碘水与氢氧化钠溶液反应被消耗,导致碘水无法与淀粉反应,所以溶液颜色无明显变化。(5)根据实验可知淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行,a正确;因为碘易升华且能与NaOH溶液反应,所以最好在冷却后的水解液中直接加入碘水,检验淀粉是否有剩余,b正确;欲检验淀粉的水解产物具有还原性,应先在水解液中加入氢氧化钠溶液中和稀硫酸至溶液呈碱性,再加入新制氢氧化铜悬浊液并加热,根据是否产生砖红色沉淀判断水解产物是否具有还原性,c正确。
