文档内容
第 40 讲 生物大分子 合成高分子
目录
考情分析 知识点2 蛋白质的结构与性质
网络构建 知识点3 核酸
【提升·必考题型归纳】
考点一 糖类
考向1 考查氨基酸的结构与性质
【夯基·必备基础知识梳理】
考向2 考查蛋白质的结构与性质
知识点1 糖类的定义和分类
考向3 考查核酸的组成与结构
知识点2 单糖
考点三 合成高分子
知识点3 二糖
知识点4 多糖 【夯基·必备基础知识梳理】
【提升·必考题型归纳】 知识点1 高分子化合物的组成
考向1 考查糖类的性质 知识点2 高分子化合物的分类
考向2 考查糖类的水解 知识点3 高分子化合物的合成方法
【提升·必考题型归纳】
考点二 蛋白质、核酸
考向1 考查聚合反应及单体的判断
【夯基·必备基础知识梳理】
考向2 考查高分子材料及应用
知识点1 氨基酸的结构与性质
真题感悟
考点要求 考题统计 考情分析
2023海南卷第2题，2分 一、分析近三年全国高考试题,高考命题在本讲有以下规
生物大分子 2022湖北卷第5题，3分 律，从考查题型和内容上看,高考命题以选择题和非选择
2021山东卷第7题，2分 题呈现,考查内容主要有以下两个方面:(1)考查生物大分子的性质及应用。
(2)高分子化合物一般考查聚合物的组成与结构特点、单
体和链节与聚合物结构的关系。
2023北京卷第9题，3分
二、根据高考命题的特点和规律,复习时要注意以下几个
合成高分子 2022北京卷第11题，3分
方面:
2021北京第卷11题，3分
1.生物大分子的性质及应用。
2.高分子化合物一般考查聚合物的组成与结构特点、单体
和链节与聚合物结构的关系
考点一 糖类
知识点1 糖类的定义和分类
1.定义：从分子结构上看，糖类可定义为多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。
2.组成：含碳、氢、氧三种元素。大多数糖类化合物符合通式C (H O) ，所以糖类也叫碳水化合物。
m 2 n
糖类不一定都符合该通式，如脱氧核糖(C H O)，符合该通式的不一定是糖，如乙酸(C HO)。
5 10 4 2 4 2
3.分类：
(1)根据糖类能否水解以及水解后的产物，糖类可分为
①单糖：凡是不能水解的糖称为单糖。如：葡萄糖、果糖、核糖及脱氧核糖等；
②寡糖(低聚糖)：1 mol糖水解后能产生2～10 mol单糖的称为寡糖或低聚糖。若水解生成2 mol单糖，则
称为二糖，重要的二糖有麦芽糖、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。④相互转化
(2)根据能否发生银镜反应划分
①还原性糖：能发生银镜反应的糖，如:葡萄糖、麦芽糖；
②非还原性糖：不能发生银镜反应的糖，如:蔗糖、淀粉、纤维素。
【易错提醒】 ①大多数糖类化合物的分子式可用通式一般为C (H O) ，m与n是可以相同、也可以不同的
m 2 n
正整数；
②糖类不一定均符合C (H O) 组成，如：脱氧核糖的分子式为C H O；
m 2 n 5 10 4
③符合C (H O) 组成的物质不一定是糖类，如：乙酸的分子式为C HO[或C (H O) ]，故碳水化合物表示
m 2 n 2 4 2 2 2 2
糖类并不准确；
④有甜味的不一定是糖，如：甘油、木糖醇等；没有甜味的也可能是糖，如：淀粉、纤维素等。因此，糖
类物质不完全属于碳水化合物，也不等于甜味物质。
⑤脱水缩合一般指两个或更多反应物生成一个主要产物，并伴随着失去HO等小分子的反应。
2
知识点2 单糖
1.组成和分子结构
名称 分子式 结构简式 官能团
葡萄糖 C H O CHOH(CHOH) CHO —OH、—CHO
6 12 6 2 4
果糖 C H O CHOH(CHOH) COCH OH
6 12 6 2 3 2 、—OH
核糖 C H O CHOH(CHOH) CHO —OH、—CHO
5 10 5 2 3
脱氧核糖 C H O CHOH(CHOH) CHCHO —OH、—CHO
5 10 4 2 2 2
2.葡萄糖的化学性质
(1)还原性：能发生银镜反应，能与新制Cu(OH) 悬浊液反应
2
(2)加成反应：与H 发生加成反应生成己六醇
2
(3)发酵成醇：\s\up7(C6H12O6)――→2C HOH＋2CO↑
2 5 2
(4)生理氧化：C H O＋6O―→6CO＋6HO＋能量
6 12 6 2 2 2
知识点3 二糖
蔗糖 麦芽糖
分子式 C H O C H O
12 22 11 12 22 11
分子中无醛基 分子中有醛基
分子结构
互为同分异构体，都是二糖
水解生成葡萄糖和果糖 水解生成葡萄糖
化学性质 非还原性糖，与银氨溶液或新制 还原性糖，与银氨溶液或新制的
的Cu(OH) 不反应 Cu(OH) 反应
2 2
鉴别方法 向其溶液中分别加入银氨溶液，水浴加热，能发生银镜反应的是麦芽糖，不能发生银镜反应的是蔗糖(也可用新制的氢氧化铜鉴别)
知识点4 多糖——淀粉与纤维素
1.相似点
①都属于高分子化合物，属于多糖，分子式都可表示为(C H O)；
6 10 5 n
⃗酸或酶
②都能发生水解反应，如淀粉水解的化学方程式为(C H O) ＋nHO nCH O
6 10 5 n 2 6 12 6
③都不能发生银镜反应。
2.不同点
①结构不同；通式中n值不同；不是同分异构体。
②淀粉遇碘显蓝色。
③纤维素可以与醋酸、硝酸发生酯化反应制备醋酸纤维、硝酸纤维。
3.淀粉水解程度的判断
①实验原理：判断淀粉水解的程度时，要注意检验产物中是否生成葡萄糖，同时还要确认淀粉是否水解完
全。用银氨溶液或新制的Cu(OH) 和碘水来检验淀粉是否发生了水解及水解是否完全
2
②实验步骤
③实验现象和结论
现象A 现象B 结论
① 未出现银镜 溶液变成蓝色 淀粉尚未水解
② 出现银镜 溶液变成蓝色 淀粉部分水解
③ 出现银镜 溶液不变蓝色 淀粉完全水解
【易错提醒】①验证水解产物时,首先要加入NaOH溶液中和后再进行实验。
②要验证混合液中是否还有淀粉应直接取水解液加碘水,而不能在加入NaOH中和后再加碘水,因碘水与
NaOH溶液反应。
考向1 考查糖类的性质
例1．（2023·山东泰安·统考三模）农村谚语“烟台苹果莱阳梨，甜不过潍县的萝卜皮”，苹果、梨和萝卜
均含有丰富的碳水化合物[通式为 ]和多种维生素。下列有关说法中错误的是
A．蔗糖能在催化剂的作用下水解，生成葡萄糖和果糖
B．淀粉和纤维素互为同分异构体
C．维生素是维持人体生命活动必需的一类有机物质
D．葡萄糖是还原糖，能与新制的氢氧化铜反应
【变式训练】（2023·重庆万州·重庆市万州第二高级中学校考模拟预测）资源回收与利用是环保的重要课
题之一、某小组拟利用银镜制备硝酸银，其流程如下[已知： ]；下列说法正确的是
A．加入银氨溶液之前加入NaOH的目的是中和
B．从环保和成本角度考虑应选择浓硝酸溶解银镜
C．“一系列操作”过程包括蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、高温烘干
D．若以葡萄糖为原料给瓶胆镀银，则0.1mol葡萄糖最多镀1.2mol银
考向2 考查糖类的水解
例2．（2023·全国·高三）某同学检验淀粉水解程度的实验如下：
步骤1：向淀粉溶液中加入一定量稀HSO ，加热反应几分钟；冷却后取少量水解液，加入碘水，溶液显
2 4
蓝色。
步骤2：另取少量水解液加入足量NaOH溶液，再加入新制Cu(OH) 悬浊液并加热至沸腾，有砖红色沉淀
2
生成。
该同学结合实验情况做出了以下判断，你认为其中说法不正确的是
A．步骤1加入稀HSO ，目的是为了加快淀粉的水解速率
2 4
B．步骤2产生沉淀的方程式为：
C．步骤1、2的现象说明淀粉发生了部分水解
D．实验结果并不能得出淀粉的水解反应是可逆过程的结论
【变式训练】（2023·全国·模拟预测）某实验小组为探究淀粉是否水解，操作如下：在洁净的试管中加入
0.5 g淀粉和4 mL 20%的硫酸溶液，加热试管3~4 min，冷却后，取少量反应后的溶液于试管中，再滴入适
量现配的银氨溶液，用酒精灯直接加热，并不断振荡，通过观察试管内壁是否出现一层光亮如镜的银单质
来判断淀粉的水解。实验过程中存在的错误有
A．1处 B．2处 C．3处 D．4处
考点二 蛋白质、核酸
知识点1 氨基酸的结构与性质
1.氨基酸的组成与结构
①氨基酸的概念：羧酸分子中烃基的氢原子被氨基取代后得到的化合物称为氨基酸。
②氨基酸的结构：天然蛋白质水解后得到的几乎都是α－氨基酸，其通式为 ，官能团为—NH
2
和—COOH。
2.氨基酸的化学性质
①两性：氨基酸分子中既含有酸性基团—COOH，又含有碱性基团—NH ，因此，氨基酸是两性化合物，
2
如甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为②成肽反应：两个氨基酸分子(可以相同，也可以不同)，在酸或碱的存在下加热，通过一分子的氨基与另
一分子的羧基间脱去一分子水，缩合形成含肽键( )的化合物，称为成肽反应。多种氨基酸分子
间脱水以肽键相互结合，可形成蛋白质。如丙氨酸分子成肽反应方程式为：
【特别注意】两种不同的氨基酸可形成四种二肽。
知识点2 蛋白质的结构与性质
1.组成与结构：
a.蛋白质含有C、H、O、N、S等元素。
b.蛋白质是由氨基酸通过缩聚反应生成的，蛋白质属于天然有机高分子。
2.性质
3.酶（1）大部分酶是一种蛋白质，具有蛋白质的性质。
（2）酶是一种生物催化剂，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
知识点3 核酸
1.核酸的形成
2.核糖核酸(RNA)与脱氧核糖核酸(DNA)比较
物质 核糖核酸(RNA) 脱氧核糖核酸(DNA)
元素组成 C、H、O、N、P
基本组成单位 核糖核苷酸(4种) 脱氧核糖核苷酸(4种)
戊糖 核糖 脱氧核糖
化学
U(尿嘧啶) T(胸腺嘧啶)
碱基
组成 A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)
磷酸 相同
一般结构 由一条核糖核苷酸链构成 由两条脱氧核糖核苷酸链构成
分布 主要在细胞质中 主要在细胞核中
考向1 考查氨基酸的结构与性质
例1．（2023·北京东城·统考一模）硒代半胱氨酸(含C、H、N、O、 Se5种元素)是一种氨基酸，其分子空
34
间结构如图，下列说法不正确的是A．Se位于元素周期表中第四周期VIA族
B．图中最大的球代表Se
C．硒代半胱氨酸分子中含一个手性碳原子
D．硒代半胱氨酸难溶于水，易溶于苯
【变式训练】（2023秋·河北张家口·高三统考开学考试）氨基酸是蛋白质水解产物，某氨基酸的结构简式
如图所示。下列有关说法正确的是
A．该有机物能与碱反应不与酸反应
B．该有机物与浓硝酸能发生显色反应
C．该分子分子内和分子间都能形成氢键
D．键长：
考向2 考查蛋白质的结构与性质
例2．（2023秋·江西吉安·高三宁冈中学校考开学考试）下列关于蛋白质的叙述错误的是
A．浓HNO 溅到皮肤上，使皮肤呈黄色，是由于浓HNO 和蛋白质发生显色反应
3 3
B．灼烧羊毛时会产生烧焦羽毛的气味
C．蛋白质水解的最终产物是肽类化合物
D．高温灭菌的原理是加热后使蛋白质变性，从而使细菌死亡
【变式训练】（2023秋·北京西城·高三北京十四中校考开学考试）新冠病毒是一种具有包膜的RNA病毒，
包膜的主要成分是蛋白质和脂质。核酸检测就是检测新冠病毒的RNA。下列说法不正确的是
A．核酸和蛋白质都是生物大分子
B．核酸和蛋白质都不能发生水解反应
C．核酸中核苷酸之间通过磷酯键连接
D．一定浓度的含氯消毒液可使新冠病毒中的蛋白质变性
考向3 考查核酸的组成与结构
例3．（2023春·湖北孝感·高三校联考开学考试）核酸检测和抗原检测是抗击新冠疫情中的有力手段。下
列说法正确的是
A．部分抗原是蛋白质，因此是碱性物质
B．DNA两条链上的碱基通过共价键连接C．蛋白质抗原在高温下仍然可以生效
D．核酸分子水解可以得到磷酸
【变式训练】（2023·全国·模拟预测）同学们知道核酸采样管中的红色液体是什么吗？它是一种样本保护
液。它们可以裂解蛋白，保护并释放出核酸。其中胍盐，是病毒核酸保存液的重要成分之一。胍是一元碱，
碱性与氢氧化钠相近。胍在碱性条件下不稳定，易水解为氨和尿素。保存液的红色是因为其中添加了一种
叫酚红的指示剂，酚红遇碱显红色。以下说法错误的是
A．核酸和蛋白质都是高分子化合物
B．核酸水解产物中含有磷酸，葡萄糖和碱基
C．尿素是一种重要的化肥，可以促进农作物的生长，提高产量，但是也不要过度使用
D．我们常见的指示剂酚酞石蕊、甲基橙都是有机物
考点三 合成高分子
知识点1 高分子化合物的组成
1．概念
有机高分子化合物是由许多不分子化合物以共价键结合成的，相对分子质量很大(通常在104以上)的一类
化合物。
2．与有机高分子化合物相关的概念
概念 定义 示例
能够进行聚合反应形成高分子化合
单体
物的低分子化合物
高分子化合物中化学组成相同、可
链节
重复的最小单位
高分子链中含有链节的数目，通常
聚合度
用n表示
由单体聚合形成的相对分子质量较
聚合物
大的化合物
【易错提醒】(1)高分子的合成是利用有机物相互反应的性能，得到相对分子质量较大的高分子的过程。
(2)聚合反应得到的是分子长短不一的混合物，所以有机高分子没有固定的熔、沸点。
(3)因为聚合物是混合物，所以没有固定的相对分子质量。聚合物的平均相对分子质量=链节的相对式量×聚
合度(n)。
3．高分子有机化合物与低分子有机物的区别
有机高分子化合物 低分子有机物
相对分子质量 很大(通常104～106) 1000以下
相对分子质量的数值 平均值 有明确的数值
分子的基本结构 由若干个重复结构单元组成 单一分子结构性质 在物理、化学性质上有较大差异
以低分子有机物为原料，经聚合反应得到各种相对分子质量不等的
联系
同系物组成的混合物，也称为聚合物
知识点2 高分子化合物的分类及性质
1.高分子化合物的分类
(1)按来源分：天然高分子、合成高分子。
(2)按结构分：线型高分子、体型高分子、支链型高分子。
(3)按性质分：热塑性高分子、热固性高分子。
(4)按用途分：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、黏合剂等。其中，塑料、合成纤维、合成橡胶又被称为
“三大合成材料”。
2.高分子化合物的基本性质
(1)溶解性:线型高分子(如有机玻璃)能溶解在适当的有机溶剂中;网状结构高分子(如硫化橡胶)不溶于有机溶
剂,只有一定程度的溶胀。
(2)热塑性和热固性:线型高分子具有热塑性(如聚乙烯),网状结构高分子具有热固性(如电木、硫化橡胶)。
(3)强度:高分子材料强度一般比较大。
(4)电绝缘性:通常高分子材料电绝缘性良好。
知识点3 高分子化合物的合成方法
1．加成聚合反应
(1)概念:由含有不饱和键的化合物分子以加成反应的形式结合成高分子化合物的反应，简称加聚反应。
(2)加聚反应方程式的书写
①乙烯的加聚：nCH=CH
2 2
②1,3－丁二烯的加聚： 。
(3)聚合物的平均相对分子质量＝链节的相对分子质量×聚合度(n)。
(4)反应特点
①单体分子中需有双键、叁键等不饱和键，如烯、二烯、炔、醛等含不饱和键的化合物，加聚反应只发生
在不饱和键上。
②单体和聚合物组成相同，聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。
③反应只生成高聚物，没有副产物产生，原子利用率为100%。
④加成聚合物(简称加聚物)结构式的书写：将链节写在方括号内，聚合度n在方括号的右下角。
(5)巧断加聚物的单体：已知加聚物的结构简式，可用下面介绍的“单双键互换法”巧断合成它的单体，其
步骤是：
①首先去掉加聚物两端的“ ”、“ ”。
②再将高分子链节中主链上的碳碳单键改为碳碳双键，碳碳双键改为碳碳单键。
③再从左到右检查高分子链节中各碳原子的价键，把碳原子的价键超过4价的碳原子找出来。用“△”符号标示出来。
④去掉不符合4价的碳原子间的价键（一般为双键），即得合成该加聚物的单体。
【易错提醒】某些环状化合物开环后可以相互结合，生成聚合物，如环氧乙烷的开环聚合
该反应也属于加聚反应。
2．缩合聚合反应
(1)概念:由一种或一种以上的单体相互结合生成聚合物，同时有小分子生成的反应，简称缩聚反应。得到的
高分子称为缩聚物。
(2)类型
①羟基酸缩聚，如HOCH COOH的缩聚： 。
2
HOOC(CH )OH的缩聚： 。
2 5
②二元醇与二元酸缩聚，如乙二酸与乙二醇的缩聚：
。
己二酸与乙二醇的缩聚：
。
③氨基酸缩聚：
④二元酸与二胺缩聚：
⑤苯酚与甲醛的缩聚(酚醛树脂)：
3)反应特点
①缩聚反应的单体至少含有两个官能团（如—OH、—COOH、—NH 、—X及活泼氢原子等）或多官能团
2
的小分子。
②所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同。
③反应除了生成聚合物外还生成小分子副产物，如HO、HX等。
2
④仅含两个官能团的单体缩聚后生成的聚合物呈线型结构，含三个或三个以上官能团的单体缩聚后的聚合
物呈体型(网状)结构。
4)缩聚物单体的判断方法
步骤 第一步 第二步 第三步在断开的羰基碳原子上连接—OH,
采用“切割法”去掉缩聚物结构简式中断开分子中的肽键或酯基
方法 在氧或氮原子上连接—H,还原为
的方括号与“n”,变为小分子
单体小分子
实
例
3. 加聚反应和缩聚反应的比较
类别 加聚反应 缩聚反应
至少含两个特征官能团
含不饱和键
单体
特征
(如 )
(如—OH、 、—NH )
2
含碳碳双键或碳碳三键的有机物或
单体种类 酚和醛，二元醇、二元酸、氨基酸
环状有机物等
聚合方式 通过不饱和键、破环加成 通过缩合脱去小分子而连接
聚合物
高聚物与单体具有相同的组成 高聚物和单体具有不同的组成
特征
产物 只产生高聚物 高聚物和小分子
考向1 考查聚合反应及单体的判断
例1．（2023·山东·校联考模拟预测）下列高分子材料说法错误的是
A．合成橡胶( )没有顺反异构体
B．高分子材料( )是由苯乙烯和丙烯腈通过加聚反应合成
C．聚乙烯醇( )在水中有很好的溶解性D．酚醛树脂( )是由苯酚和甲醛通过缩聚反应合成
【变式训练】（2023·山东临沂·统考二模）北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”“雪容融”由PVC、ABS、PC和
亚克力等环保材料制作而成。下列说法错误的是
A．通过质谱法测定PVC( )的平均相对分子质量，可得其聚合度
B．ABS的单体之一是丁二烯，其碳的百分含量和乙炔相同
C．PC( )是一种可降解塑料
D．亚克力( )的单体能使溴水褪色
考向2 考查高分子材料及应用
例2．（2023·江苏徐州·统考三模）2022年世界杯官方用球“旅程”由聚氨酯材料通过热粘合组合而成。
下列有关说法错误的是
A．聚氨酯难溶于水 B．聚氨酯稳定性较好
C．聚氨酯属于高分子化合物 D．该聚氨酯分子为体型结构
【变式材料】（2023春·河北邯郸·高三校联考开学考试）材料的发展是人类文明的里程碑。下列说法正确
的是
A．生活中使用的材料都是有机高分子化合物B．人造丝和头发丝的主要成分相同
C．塑料、橡胶等材料均为人工合成 D．乙二酸与乙二醇可合成高分子材料
1．（2023·浙江·统考高考真题）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。下列说法不正确的是
A．药剂A具有还原性
B．①→②过程若有 键断裂，则转移 电子C．②→③过程若药剂B是 ，其还原产物为
D．化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中 键位置来实现头发的定型
2．（2023·海南·统考高考真题）化学实验中的颜色变化，可将化学抽象之美具体为形象之美。下列叙述错
误的是
A．土豆片遇到碘溶液，呈蓝色
B．蛋白质遇到浓硫酸，呈黄色
C． 溶液( )中滴加乙醇，呈绿色
D．苯酚溶液( )中滴加 溶液( )，呈紫色
3．（2023·浙江·高考真题）下列说法不正确的是
A．从分子结构上看糖类都是多羟基醛及其缩合产物
B．蛋白质溶液与浓硝酸作用产生白色沉淀，加热后沉淀变黄色
C．水果中因含有低级酯类物质而具有特殊香味
D．聚乙烯、聚氯乙烯是热塑性塑料
4．（2022·重庆·统考高考真题）PEEK是一种特种高分子材料，可由X和Y在一定条件下反应制得，相应
结构简式如图。下列说法正确的是
A．PEEK是纯净物
B．X与Y经加聚反应制得PEEK
C．X苯环上H被Br所取代，一溴代物只有一种
D．1molY与H 发生加成反应，最多消耗6molH
2 2
