2024届高考一轮复习 第九章 有机化学 第7讲 生物大分子与合成高分子 课件（共82张）

第7讲

生物大分子与合成高分子(基础落实课)逐点清(一)糖类(一)糖的组成和分类[注意]

①糖不一定均符合通式Cm(H2O)n，如脱氧核糖(C5H10O4)；符合通式Cm(H2O)n的有机物不一定均是糖类，如乙酸(C2H4O2)；②不是所有的糖都有甜味，有的糖有甜味，如葡萄糖等；有的糖没有甜味，如纤维素等。(二)单

糖1．葡萄糖易溶于水的无色晶体，有甜味结构葡萄糖分子式为__________，分子中含有醛基，属于醛糖。分子中含有5个羟基，其结构简式为____________________，属于多羟基醛化学性质①醛基性质(还原糖)：在碱性条件下，与银氨溶液混合水浴加热，有______出现；与新制Cu(OH)2共热，有__________出现。②羟基性质：与活泼金属反应，与羧酸发生酯化反应等C6H12O6CH2OH(CHOH)4CHO银镜砖红色沉淀续表2．果糖存在和应用在水果和蜂蜜中含量较高，比蔗糖的甜度高，应用于食品和医药的生产中性质和结构①无色晶体，易溶于水，吸湿性强。②分子式为__________，是________的同分异构体。③果糖是一种多羟基酮，属于酮糖C6H12O6葡萄糖3.核糖与脱氧核糖作用它们分别是生物体的遗传物质_____________

(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)的重要组成部分结构它们都是含有5个碳原子的单糖。核糖分子式为_________，结构简式为CH2OH(CHOH)3CHO；脱氧核糖分子式为C5H10O4

，结构简式为_________________________核糖核酸C5H10O5CH2OH(CHOH)2CH2CHO(三)二

糖1．蔗糖C12H22O11葡萄糖果糖2.麦芽糖C12H22O11葡萄糖[注意]

①蔗糖和麦芽糖二者分子式相同，但是结构不同，属于同分异构体。②乳糖也是二糖，乳糖经发酵可生成乳酸。(四)多

糖1．淀粉和纤维素的结构特点(1)它们是由大量葡萄糖单元相互连接组成的天然有机高分子化合物。(2)淀粉和纤维素的分子式可以表示为(C6H10O5)n，也可以表示为[C6H7O2(OH)3]n，因为二者的n值不同，所以组成和结构也不同，不属于同分异构体。2．淀粉3．纤维素醇羟基硝酸纤维醋酸纤维[注意]

淀粉和纤维素都不能被新制氢氧化铜等弱氧化剂氧化，属于非还原糖。[题点考法·全面练通]题点(一)糖类的组成、结构与性质1．下列有关糖类的叙述正确的是

()A．糖类都具有甜味B．糖类都含有羰基，对新制氢氧化铜等弱氧化剂表现出还原性C．糖类的组成都符合Cm(H2O)n的通式D．糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物解析：淀粉、纤维素等无甜味，A错；淀粉、蔗糖等不能被新制氢氧化铜氧化，B错；脱氧核糖不符合通式，C错误。答案：D2.(2022·广东等级考)我国科学家进行了如图所示的碳循环研究。下列说法正确的是

()A．淀粉是多糖，在一定条件下能水解成葡萄糖B．葡萄糖与果糖互为同分异构体，都属于烃类C．1molCO中含有6.02×1024个电子D．22.4LCO2被还原生成1molCO解析：淀粉是由葡萄糖分子聚合而成的多糖，在一定条件下水解可得到葡萄糖，故A正确；葡萄糖与果糖的分子式均为C6H12O6，结构不同，二者互为同分异构体，但含有O元素，不属于烃类，故B错误；1个CO分子含有14个电子，则1molCO中含有14×6.02×1023个电子，故C错误；未指明气体处于标准状况下，不能用标准状况下的气体摩尔体积计算其物质的量，故D错误。答案：A题点(二)糖类的性质实验探究3．(2021·山东等级考)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1mL20%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1mL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．1B．2C．3D．4解析：第1处错误：利用新制氢氧化铜溶液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与玻璃塞中SiO2反应生成具有黏性的Na2SiO3，会导致瓶盖无法打开。答案：B4.有以下实验过程。结合实验过程，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：淀粉遇到碘变蓝色，淀粉液在酸性环境下发生水解生成葡萄糖水解液，加入氢氧化钠溶液调节溶液呈碱性，再加入碘水，因为碘水能够与氢氧化钠反应，所以不能通过溶液不变蓝说明溶液中没有淀粉，在碱性环境下加入新制备的氢氧化铜，产生砖红色沉淀，说明水解液中含有葡萄糖，说明淀粉已经水解，所以通过实验能够证明淀粉已经水解，但是否水解完全无法确定。答案：D[思维建模](1)在酸性条件下糖类水解产物(葡萄糖)检验时，水解液要加碱中和至碱性。(2)淀粉水解程度的检验①实验步骤②实验现象及结论

现象A现象B结论a未出现银镜溶液变蓝色淀粉尚未水解b出现银镜溶液变蓝色淀粉部分水解c出现银镜溶液不变蓝色淀粉完全水解逐点清(二)蛋白质

核酸(一)蛋白质1．氨基酸的分子结构(1)氨基酸是羧酸分子烃基上的氢原子被_____取代得到的化合物。分子中既含有______又含有______。(2)天然氨基酸几乎都是α－氨基酸，其结构简式可以表示为_____________。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。氨基羧基氨基2．氨基酸的性质(1)物理性质：天然氨基酸均为_____晶体，熔点_____，一般都能溶于水，难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。

无色较高(2)化学性质两性氨基酸分子中含有酸性基团___________，碱性基团_______，氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐。如甘氨酸与HCl和氢氧化钠反应的化学方程式分别为

—COOH—NH2续表肽键两个蛋白质3．蛋白质的组成、结构与性质(1)蛋白质的组成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。主要含有C、H、O、N、S等元素，属于天然________化合物。高分子(2)蛋白质的性质水解在酸、碱或酶的作用下最终生成_________两性含有_______显碱性和含有_________显酸性盐析某些浓的无机盐可降低蛋白质的溶解度而使蛋白质从水溶液中析出，为______过程。可用于分离提纯蛋白质变性加热、加压、搅拌、振荡、超声波、紫外线、放射线和强酸、强碱、重金属盐、乙醇、甲醛等条件下，一些有机物会使蛋白质变性，属于________过程。是杀菌、消毒的原理显色反应含苯环的蛋白质遇浓硝酸，加热显黄色——蛋白质的检验方法燃烧有__________的气味——检验毛、丝纺织品氨基酸—NH2—COOH可逆不可逆烧焦羽毛(3)酶概念一类由细胞产生的、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催化特点条件温和，不需加热具有高度的________性具有高效________作用专一催化(4)蛋白质盐析和变性的比较

盐析变性条件较浓的轻金属盐或铵盐溶液，如(NH4)2SO4、Na2SO4溶液等加热、紫外线、放射线、重金属盐、强酸、强碱、甲醛等特点可逆，蛋白质仍保持原有活性不可逆，蛋白质已失去原有活性应用分离、提纯蛋白质，如向蛋白质溶液中加入饱和Na2SO4[或(NH4)2SO4]溶液，使蛋白质析出消毒、灭菌，给果树施用波尔多液，保存动物标本等(二)核酸——生物大分子天然核酸根据其组成中所含戊糖不同，分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类，它们对遗传信息的储存和传递、蛋白质的生物合成等起着决定性作用。1．核糖核酸的形成2．脱氧核糖核酸的形成[题点考法·全面练通]题点(一)氨基酸与蛋白质的结构性质1．人类借助于超高分辨率荧光显微镜可以观察到单个的蛋白质分子。下列有关叙述不正确的是

()A．蛋白质中含有碳、氢、氧、氮等元素B．蛋白质属于高分子化合物C．蛋白质可完全水解生成氨基酸D．并不是所有的蛋白质都能水解，有些蛋白质在适当的条件下不能水解解析：蛋白质都可以水解最终生成对应的氨基酸。答案：D2．下列关于蛋白质的叙述不正确的是

()①蛋白质溶液里加入饱和硫酸铵溶液有蛋白质析出，即使再加入水也不溶解

②人工合成的具有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素是我国科学家在1965年首次合成的

③重金属盐能使蛋白质变性，所以误食重金属盐会中毒

④浓硝酸溅在皮肤上使皮肤呈黄色，是由于浓硝酸与蛋白质发生了显色反应

⑤蛋白质溶液里的蛋白质分子能透过半透膜

⑥灼烧可以用来检验蛋白质

⑦酶是一种重要的蛋白质，在高温下有很强的活性，几乎能催化人体中的各类反应A．①④

B．①④⑤

C．①⑤⑦ D．⑤⑥⑦解析：蛋白质溶液里加入饱和硫酸铵溶液有蛋白质析出，此过程为蛋白质的盐析，蛋白质没有失去生理活性，加水后可以继续溶解，①错误；蛋白质溶液里的蛋白质分子属于高分子，不能透过半透膜，⑤错误；酶是一种生物催化剂，具有高度的专一性，一种酶只能催化一类化学反应，不能催化身体中的各类反应，⑦错误。答案：C3．(2022·北京等级考)高分子Y是一种人工合成的多肽，其合成路线如下。下列说法不正确的是

()A．F中含有2个酰胺基B．高分子Y水解可得到E和GC．高分子X中存在氢键D．高分子Y的合成过程中进行了官能团保护答案：B[思维建模]

氨基酸的成肽规律题点(二)核酸的组成、结构与生物功能4．下列关于核酸的说法正确的是

()A．核酸是由C、H、O、N、P等元素组成的小分子有机化合物B．组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸C．RNA是生物遗传信息的载体，还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂D．对核酸的结构和生物功能的研究有助于认识生命活动规律答案：D5．对某个DNA分子进行化学分析，发现鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的54%，又知该DNA的一条链(A链)所含的碱基中腺嘌呤占28%，问与A链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的

()A．26%B．24%C．18%D．11%解析：鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的54%，可知G＝C＝27%、A＝T＝50%－27%＝23%。又因DNA的一条链(A链)所含的碱基中腺嘌呤占28%，假设每条链有100个碱基，两条链共含腺嘌呤等于200×23%＝46，A链中腺嘌呤的数量等于100×28%＝28，则另一条链中腺嘌呤数为18，占该链全部碱基数的18%，C正确。答案：C[归纳拓展]

碱基互补配对的两个规律逐点清(三)合成高分子(一)合成高分子的基本方法1．高分子的特点(1)高分子的相对分子质量比一般有机化合物大得多，通常在104以上。(2)高分子的相对分子质量是一个平均值，聚合反应得到的是分子长短不一的混合物。[注意]

因为n值不确定，所以高分子化合物的成分也不确定，所以不是纯净物，一般认为是混合物。2．加成聚合反应(1)概念：由单体分子间通过_______反应生成高分子的反应称为加成聚合反应，简称_______反应。反应生成的聚合物称为_____________，简称加聚物。(2)加聚物的组成与结构(以聚氯乙烯为例)已知聚氯乙烯的结构简式为

。加成加聚加成聚合物单体能合成高分子的小分子物质称为单体。由此可知聚氯乙烯的单体是____________链节高分子链中可重复的结构称为链节，又称重复结构单元。聚氯乙烯的链节是________________聚合度高分子链中含有的_______数目称为聚合度，通常用n表示加聚物的平均相对分子质量加聚物的平均相对分子质量＝链节的相对质量×nCH2==CHCl—CH2—CHCl—链节3．缩合聚合反应(1)概念：由单体分子间通过______反应生成高分子的反应称为缩合聚合反应，简称______反应。反应生成的聚合物称为___________，简称缩聚物。(2)反应特点①在生产缩聚物的同时，还伴有_______的副产物(如H2O等)的生成。②大多缩聚反应是_____反应，为提高产率，并得到具有较高聚合度的缩聚物，需要及时移除反应产生的小分子副产物。缩合缩聚缩合聚合物小分子可逆(3)缩聚物的结构简式书写缩聚物的结构简式时，一般在方括号外侧写出端基原子或原子团。例如，(4)缩聚反应方程式的书写①各单体物质的量与缩聚物结构简式的下角标一般要一致，大部分化学方程式中的都是n。②注意生成的小分子的物质的量：由一种单体进行缩聚反应，生成的小分子物质的量一般为(n－1)；由两种单体进行缩聚反应，生成的小分子物质的量一般为(2n－1)。如：(二)高分子材料1．高分子材料的分类2．通用高分子材料(1)塑料：塑料的主要成分是合成树脂，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂等。塑料可分为：热塑性塑料性能：可以反复加热熔融加工实例：聚乙烯、聚氯乙烯等热固性塑料性能：不能加热熔融，只能一次成型实例：酚醛树脂等①聚乙烯分类低密度聚乙烯(LDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)结构与性能的关系高分子链之间的作用力与链的长短有关，高分子链越长，高分子相对分子质量越大，高分子链之间的作用力越大，软化温度和密度越高应用低密度聚乙烯可做食品包装袋等，高密度聚乙烯较硬，可做瓶、桶、板、管与棒材等。超高相对分子质量聚乙烯，具有高强度和高耐磨性，使用温度范围广，耐化学腐蚀，可用于制造防弹服、防弹头盔、绳缆等[注意]

聚乙烯不属于纯净物。聚乙烯中没有碳碳双键，所以不能被酸性高锰酸钾溶液氧化。高、低密度聚乙烯加热均可熔融。合成方法在酸催化下，等物质的量的苯酚与甲醛发生反应，苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基加成生成羟甲基苯酚，然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成线型结构的高分子。具体反应如下：在碱催化下，苯酚与过量的甲醛反应，生成羟甲基苯酚的同时，还生成二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等，继续反应生成_______结构的酚醛树脂②酚醛树脂网状性能及应用具有网状结构的高分子受热后不能软化或熔融，也不溶于一般溶剂。酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料。可用于生成烹饪器具的手柄，一些电器与汽车的零部件，火箭发动机、返回式卫星和宇宙飞船外壳等的烧蚀材料续表(2)合成纤维①聚酯纤维合成方法合成纤维中产量最大的是聚酯纤维中的涤纶，是对苯二甲酸与乙二醇在催化剂作用下发生缩聚反应生成，化学方程式为性能与应用涤纶纤维的强度大，耐磨，易洗，快干，保形性好，但透气性和吸湿性差。涤纶大量应用于服装与床上用品、各种装饰布料、国防军工特殊织物，以及工业用纤维制品等②聚酰胺纤维合成方法聚酰胺纤维中的锦纶是较早面世的合成纤维之一，由己二胺和己二酸发生缩聚反应生成聚己二酰己二胺纤维(又称锦纶66、尼龙66)，化学方程式为性能及应用聚己二酰己二胺不溶于普通溶剂，拉制的纤维具有天然丝的外观和光泽，耐磨性和强度超过当时任何一种纤维。可用于生产丝袜、降落伞、渔网、轮胎帘子线等(3)合成橡胶①性能及应用：橡胶是一类具有弹性的物质，在外力作用下，橡胶的形状会发生改变，去除外力后又能恢复原来的形状。橡胶在耐磨、耐油、耐寒、耐热、耐腐蚀等方面有着独特的优势。广泛应用于工业、农业、国防、交通及日常生活的方方面面。②顺丁橡胶合成方法顺丁橡胶是以1,3－丁二烯为原料，在催化剂作用下发生加聚反应，得到以顺式结构为主的聚合物，化学方程式为橡胶的硫化呈线型结构的橡胶，分子链较柔软，性能较差。将其与硫等硫化剂混合后加热，硫化剂将聚合物中的双键打开，以二硫键(—S—S—)等把______结构连接为______结构，得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶。但硫化交联的程度不宜过大，否则会使橡胶失去弹性。顺丁橡胶具有很好的弹性，耐磨、耐寒性好，主要用于制造轮胎线型网状3．功能高分子材料(1)高吸水性树脂①应用：可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤。可以用于婴幼儿纸尿裤等。②合成思路：一是改造纤维素或淀粉分子，接入强亲水基团；二是合成新的带有强亲水基团的高分子。③淀粉、纤维素等天然吸水材料的改性。在淀粉或纤维素的主链上再接入带有_________基团的支链，提高吸水性能。例如，淀粉与丙烯酸钠在一定条件下发生反应，生成以淀粉为主链的接枝共聚物。为防止此共聚物溶于水，还需在交联剂作用下生成网状结构的淀粉－聚丙烯酸钠高吸水性树脂。④用带有强亲水基团的烯类单体进行聚合，得到含亲水基团的高聚物。例如，在丙烯酸钠中加入少量交联剂，再在一定条件下发生聚合，可得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。强亲水(2)高分子分离膜性能分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过，其余物质则被截留在膜的另一侧，形成浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的分类分离膜根据膜孔大小可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等，可用于分离不同的物质主要材料主要是有机高分子材料，如醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等应用广泛应用于海水淡化和饮用水的制取，以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域[题点考法·全面练通]题点(一)聚合反应及单体的判断1．(2022·山东等级考)下列高分子材料制备方法正确的是

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