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第04 讲 生物大分子 合成大分子
目录
01
考情解码·命题预警
02 体系构建·思维可视...........................................................................................................................
03 核心突破·靶向攻坚...........................................................................................................................
考点一 糖类.......................................................................................................................................
知识点1 糖类的组成和分类........................................................................................................................
知识点2 单糖................................................................................................................................................
知识点3 二糖——蔗糖与麦芽糖................................................................................................................
知识点4 多糖................................................................................................................................................
考向1 考查糖类的性质................................................................................................................................
【思维建模】
考向2 考查糖类的水解...............................................................................................................................
【思维建模】淀粉水解产物的判断
考向3 考查淀粉和纤维素的性质与应用....................................................................................................
考点二 氨基酸、蛋白质和核酸.......................................................................................................
知识点1 氨基酸的结构与性质......................................................................................................................
知识点2 蛋白质的结构与性质......................................................................................................................
知识点3 核酸的结构与性质..........................................................................................................................
考向1 考查氨基酸的结构和性质..................................................................................................................
【思维建模】氨基酸的成钛规律
考向2 考查蛋白质的结构和性质..................................................................................................................
【思维建模】蛋白质盐析和变性的比较
考向3 考查核酸的结构和性质......................................................................................................................
【思维建模】
考点三 合成高分子...........................................................................................................................
知识点1 高分子材料的组成..........................................................................................................................
知识点2 高分子材料的分类..........................................................................................................................
知识点3 高分子材料的合成方法..................................................................................................................
考向1 考查有机高分子化合物......................................................................................................................
【思维建模】高分子化合物的分类及性质
考向2 考查聚合反应及单体的判断..............................................................................................................
【思维建模】高聚物单体的推断方法
04 真题溯源·考向感知............................................................................................................................
1
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考点要求
考察形式
2025 年
2024 年
2023 年
2022 年
2021 年
糖类
选择题
非选择题
第2 题,3 分
氨基酸、蛋白质
和核酸
选择题
非选择题
第5 题,3 分
第3 题,3
分
合成高分子
选择题
非选择题
第1 题,
3 分
第1 题,3 分
考情分析:
1.从命题题型和内容上看,湖南选考单独命题不多,会与烃的衍生物融合,题目容易,主要从以下几方
面考查:(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。
2.从命题思路上看,选考仍会以新的情境载体考查生物大分子的组成、结构与性质,高聚物单体和反应
类型的推断等知识,题目难度一般适中。重点关注:(1)加强能从物质的微观层面理解糖类、氨基酸、蛋白
质、核酸的组成结构,掌握它们主要性质;(2)能结合实例认识糖类、氨基酸、蛋白质、核酸等有机物在生
产、生活领域中的重要作用;(3)理解加聚反应、缩聚反应的原理和应用;根据有机高分子化合物的合成原
理,建立由高聚物推断出其单体的“模型”。
复习目标:
1.了解糖类、氨基酸和蛋白质、核酸的组成、结构特点、主要化学性质及应用。
2.了解糖类、氨基酸和蛋白质、核酸在生命过程中的作用。
3.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。
4.了解加聚反应和缩聚反应的含义。
2
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3
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考点一 糖类
知识点1 糖类的组成和分类
1、组成:糖类化合物一般由碳、氢、氧三种元素组成,很多糖类分子中氢原子和氧原子的数目比恰好为
2:1,其组成可以用通式Cm(H2O)n来表示,如葡萄糖(C6H12O6)、蔗糖(C12H22O11)、淀粉[(C6H10O5)n]等,所
以糖类化合物也被称为碳水化合物
2、定义: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
得分速记
1、大多数糖类化合物的分子式可用通式一般为Cm(H2O)n,m 与n 是可以相同、也可以不同的正整数
2、糖类不一定均符合Cm(H2O)n组成,如:脱氧核糖的分子式为C5H10O4
3、符合Cm(H2O)n组成的物质不一定是糖类,如:乙酸的分子式为C2H4O2[或C2(H2O)2],故碳水化合物表示
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
3、分类: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 的糖称为单糖。如:葡萄糖、果糖、核糖及脱氧核糖等
(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。若水解生成2 mol 单糖,则称为二
糖,重要的二糖有 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
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
C6H12O6
CH2OH(CHOH)4CHO
—OH、—CHO
果糖
C6H12O6
CH2OH(CHOH)3COCH2OH
、—OH
核糖
C5H10O5
CH2OH(CHOH)3CHO
—OH、—CHO
脱氧核糖
C5H10O4
CH2OH(CHOH)2CH2CHO
—OH、—CHO
2、葡萄糖的化学性质
(1)生理氧化:
4
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(2)发酵反应:
(3)酯化反应:
(4)银镜反应:
(5)与新制Cu(OH)2反应:
(6)与H2加成:
得分速记
葡萄糖[多羟基醛CH2OH(CHOH)4CHO]与果糖[多羟基酮
]互为同分异构体。
知识点3 二糖——蔗糖与麦芽糖
1、蔗糖
(1)分子式:
(2)存在:大多数植物体内(甜菜、甘蔗中含量最高)
(3)物理性质:无色晶体,易溶于水,较难溶于乙醇,甜味仅次于果糖
(4)用途:甜味食品
(5)常见物质:红糖、白糖、冰糖
(6)化学性质:无醛基,无还原性,但水解产物有
【实验探究】
实验内容
在洁净的试管中加入1 mL 10%蔗糖溶液和5 滴10% H2SO4溶液,加热煮沸。再加入10%
NaOH 溶液至溶液呈碱性,加入银氨溶液或新制备的Cu(OH)2,加热,观察现象
实验装置
实验现象
加入银氨溶液的试管中产生 ;加入新制的Cu(OH)2的试管中出现
实验结论
蔗糖的水解产物分子中含有醛基,具有
反应方程式
蔗糖是一种二糖,可以在稀硫酸或酶的作用下水解生成葡萄糖和果糖
得分速记
1、水解反应的条件:稀硫酸(1 5)
∶
作催化剂,蔗糖水解实验需要用水浴加热
2、盛蔗糖溶液的试管要预先洗净,可先用NaOH 溶液洗涤,再用清水洗净
3、水解产物中葡萄糖的检验:检验水解产物为葡萄糖时,一定要先加NaOH 溶液中和作催化剂的稀硫
酸,至溶液呈碱性后再加银氨溶液或新制的Cu(OH)2悬浊液进行检验,否则实验会失败
2、麦芽糖 (常见物质:饴糖)
(1)分子式: (与蔗糖同分异构)
5
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(2)存在:发芽的谷粒和麦芽中
(3)物理性质:无色晶体,易溶于水,有甜味,但甜味不如蔗糖
(4)用途:甜味食品
(5)常见物质:饴糖
(6)化学性质:有醛基,有还原性,水解产物也有还原性
①有还原性:能发生银镜反应(分子中含有醛基),是还原性糖
②水解反应(产物为葡萄糖一种):
+
C12H22O11
酸或酶
2C6H12O6
麦芽糖
糖
葡萄
H2O
3、蔗糖和麦芽糖的结构与性质
蔗糖
麦芽糖
分子式
C12H22O11
C12H22O11
分子结构
分子中无醛基
分子中有醛基
互为 ,都是二糖
化学性质
水解生成
水解生成
非还原性糖,与银氨溶液或新制的Cu(OH)2
还原性糖,与银氨溶液或新制的Cu(OH)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
1、淀粉和纤维素的组成与结构
淀粉和纤维素是最重要的多糖,它们都是由大量葡萄糖单元相互连接组成,属于 ;淀粉
的相对分子质量可达到几十万,纤维素可达到几百万;淀粉和纤维素的分子式可以表示为(C6H10O5)n,其中
葡萄糖单元中一般仍有三个羟基,所以也可以表示为[C6H7O2(OH)3]n,淀粉和纤维素分子中所包含的葡萄糖
单元数目,即n 值不同,二者的结构和组成不同,不是同分异构体
2、淀粉
(1)存在与物理性质
①存在:在种子、块根和块茎中含量丰富,谷类和薯类含淀粉较多。天然淀粉由直链淀粉和支链淀粉组
成。支链淀粉含量很高的一些谷物,如糯米、糯玉米等有比较黏的口感
②物理性质:淀粉是白色粉末状物质,没有甜味,不溶于冷水。在热水中淀粉会部分溶解,形成胶状的
淀粉糊,淀粉胶体微粒不带电荷
(2)化学性质——淀粉属于
①淀粉遇I2变 ,可以用 检验淀粉
②酯化反应:分子中葡萄糖单元中有 ,与羧酸发生 。
③淀粉的水解反应
【实验探究1】
实验内容
在洁净的支试管中加入2 mL 10% NaOH 溶液,滴入5 滴5% CuSO4溶液,振荡。再加入
2 mL 淀粉溶液,加热,观察现象
实验现象
无明显现象
6
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实验结论
淀粉分子中无醛基,是非还原性糖
【实验探究2】
实验内容
在洁净的试管中加入1 mL 淀粉溶液和2 mL 10% H2SO4溶液, 加热煮沸。再加入10%
NaOH 溶液至溶液呈碱性,加入新制备的Cu(OH)2,加热,观察现象
实验现象
出现砖红色沉淀
实验结论
淀粉的水解产物分子中含有醛基,具有还原性
反应方程式
淀粉在稀硫酸或酶的作用下水解生成葡萄糖:
(C6H10O5)n
酸或酶
nC6H12O6
+
淀粉
糖
葡萄
nH2O
(3)用途:重要营养物质、食品工业原料,如:制备葡萄糖、酿制食醋、酿酒
工业酿酒原理:淀粉
麦芽糖
葡萄糖
乙醇
C6H12O6
2C2H5OH+2CO2↑
(4)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 或 和 来检验淀粉是否发生了水解及水解是否完全
②实验步骤
③实验现象和结论
现象A
现象B
结论
①
②
③
3、纤维素
(1)存在与物理性质
①存在:纤维素参与构成了植物的细胞壁,起着保护和支持作用。如自然界中的棉、麻、木材、秸秆中
存在大量纤维素
②物理性质:纤维素是白色纤维状物质,没有甜味,不溶于水,也不溶于一般的有机溶剂
(2)化学性质——不与银氨溶液和新制的氢氧化铜反应,不显还原性,为非还原性糖
①酯化反应:可以与 发生 制备醋酸纤维、硝酸纤维。
②纤维素的水解反应
实验内容
在试管中放入少量脱脂棉,加入几滴蒸馏水和几滴浓硫酸,用玻璃棒将混合物搅拌成糊
状。加入过量NaOH 溶液中和至碱性,再滴入3 滴5% CuSO4溶液,加热,观察并解释实
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验现象
实验现象
有 生成
实验结论
纤维素的水解产物分子中含有醛基,具有还原性
反应方程式
纤维素在浓硫酸或酶的作用下水解生成葡萄糖:(C6H10O5)n+nH2O
nC6H12O6
纤维素 葡萄糖
(3)应用
①纤维素硝酸酯又称硝酸纤维,极易燃烧,可用于生产火药、塑料和涂料等
②纤维素乙酸酯又称醋酸纤维,不易燃烧,是一种纺织工业原料,可用于生产塑料、过滤膜、胶片等。
③黏胶纤维是经化学处理后的纤维素,黏胶纤维中的长纤维一般称为人造丝,短纤维称为人造棉,都可
用于纺织工业
得分速记
人体中不含消化纤维素的酶,故纤维素不能作为人类的营养物质
4、甲壳质与壳聚糖的形成
(1)甲壳质是由乙酰氨基葡萄糖相互结合形成的一种多糖,是节肢动物外壳的重要成分
(2)壳聚糖是甲壳质在碱溶液中脱去乙酰基,生成以氨基葡萄糖为单体的高聚物。可溶于酸溶液,具有良好
的生物相溶性和一定的抑菌作用
考向1 考查糖类的性质
例1(2024·湖南·模拟预测)下列有关化学概念或性质判断正确的是
A.不锈钢是最常见的一种合金钢,它的主要元素是铬和镍
B.用新制氢氧化铜(可加热)可鉴定乙醇、乙醛、乙酸、苯、溴苯和葡萄糖溶液
C.卤代烃经氢氧化钠溶液共热,滴加
溶液后根据沉淀颜色可判定卤原子的种类
D.纤维素乙酸酯易燃烧,是生产炸药的重要原料
思维建模
1.单糖不能水解,低聚糖和多糖能水解;
2.常见的还原性糖有葡萄糖和麦芽糖,能发生银镜反应,蔗糖、纤维素和淀粉为非还原性糖,不能发生银
镜反应,但果糖能发生银镜反应。
【变式训练1】(2025·湖南岳阳·一模)葡萄糖水溶液中,存在链状和环状结构间的平衡。常温下,各种葡
萄糖结构及其所占百分含量如下图所示。下列说法错误的是
8
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A.α-D-吡喃葡萄糖与β-D-吡喃葡萄糖互为同分异构体
B.β-D-吡喃葡萄糖的稳定性大于α-D-吡喃葡萄糖
C.葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应
D.由于环状分子中无醛基,因此葡萄糖溶液很难发生银镜反应
【变式训练2】(2023·湖南张家界·二模)下列说法错误的是
A.“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”,现代用的蜡烛的主要成分是多于16 个碳的烷烃
B.“百炼成钢”反复烧红的生铁在空气中不断锤打可以制得钢,该过程中发生了化学反应
C.葡萄糖是还原性糖,工业上可用于暖瓶内壁镀银
D.跋山水库旧石器遗址发现的石英制品属于硅酸盐材料
考向2 考查糖类的水解
例2(2025·湖南邵阳·二模)下列实验操作和现象能得出相应结论的是
实验操作和现象
结论
A
向
的水溶液中滴加硝酸银溶液,无明显现象
该配合物中
的配
位数是6
B
常温下,向
溶液中滴加5 滴0.1
溶液,有白色沉淀生成,再滴加5 滴0.1
溶液,有黄色沉淀生成
C
向麦芽糖溶液中滴加稀硫酸并水浴加热,反应一段时间
后,加入
使溶液呈碱性,再加入新制的氢氧化铜悬
浊液,加热有砖红色沉淀生成
麦芽糖的水解产物具有
还原性
D
向酸性
溶液中滴加
溶液,观察到溶液紫红色
褪去
的氧化性强于
A.A
B.B
C.C
D.D
思维建模 淀粉水解产物的判断
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1.检验淀粉水解产物及水解程度的实验
2.实验现象及结论
情况
现象A
现象B
结论
1
溶液呈蓝色
未产生银镜
淀粉未水解
2
溶液呈蓝色
出现银镜
淀粉部分水解
3
溶液不呈蓝色
出现银镜
淀粉完全水解
【变式训练1】(2024·湖南·模拟预测)下列实验操作及现象与对应结论不匹配的是
实验操作
现象
结论
A
加热麦芽糖和稀硫酸的混合溶液,冷却后加
入NaOH 溶液至碱性,再加入银氨溶液,加
热
有银镜产生
水解产物中一定含有还原糖
B
将TiCl4液体和FeCl3固体分别暴露在潮湿空
气中
只有前者会冒“白
烟”
水解程度:TiCl4>FeCl3
C
向0.1mol/LNaOH 溶液滴入MgSO4溶液至不
再有沉淀产生,再滴加0.1mol/LCuSO4溶液
先有白色沉淀生
成,后变为浅蓝色
沉淀
D
在硬质试管中对石蜡油加强热,将产生的气
体通入酸性KMnO4溶液中
酸性KMnO4溶液褪
色
气体中含有不饱和烃
A.A
B.B
C.C
D.D
【变式训练2】(2025·湖南永州·模拟预测)下列关于有机物的说法不正确的是
A.正丁烷和异丁烷的沸点相同
B.麦芽糖的水解产物只有葡萄糖
C.疫苗冷藏存放的目的是避免蛋白质变性
D.苯与乙烯均可以使溴水褪色,但褪色原理不同
考向3 考查淀粉和纤维素的性质与应用
例3(2025·湖南·二模)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
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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
【变式训练1】(2025·湖南常德·一模)自然资源的利用与开发是化学科研工作者的重要工作之一,下列对
应描述错误的是
选
项
资源利用与开发
描述
A
高粱秸秆→燃料乙醇
纤维素水解最终生成了乙醇
B
乙烯
该过程发生了还原反应
C
石油→汽油
可通过催化裂化实现
D
青蒿→青蒿素
该过程涉及乙醚萃取、柱色谱分离等操作
A.A
B.B
C.C
D.D
【变式训练2】(2025·湖南邵阳·二模)我国科学家首次在实验室实现
到淀粉的合成,其路线如下,设
为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.标准状况下,
含有的
键数目为
B.
淀粉与乙酸酯化,最多可消耗的乙酸分子数目为
C.反应①和反应④的过程中均有非极性键和极性键的形成
D.反应①和反应②的过程中,碳原子的杂化方式由
考点二 氨基酸、蛋白质和核酸
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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 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 ,其通式为 ,官能团为 和
。
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 ,又含有碱性基团 ,因此,氨基酸是 化
合物,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 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 。如丙氨酸分子成肽反应方程式为:
得分速记
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、结构
(1)形成过程
由氨基酸通过 等相互连接而形成的一类具有
结构和一定
功能的生物大分子。
(2)四级结构
一级结构:氨基酸残基在蛋白质肽链中的排列顺序称为蛋白质的一级结构。 蛋白质的 首先取
决于蛋白质的一级结构。
二级结构:蛋白质分子中肽链按一定的规律卷曲或折叠形成
的空间结构。
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三级结构:在二级结构的基础上,肽链还按照一定的空间结构进一步形成 的结构。
四级结构:具有三级结构的多肽链按一定的空间排列方式结合在一起形成的
结构。
2、化学性质
(1)两性
在多肽链的两端存在着自由的
和
,因此蛋白质既能与酸反应,又能与碱反
应。
(2)水解
①水解原理:
+H2O
②水解过程:
蛋白质
(3)盐析
①实质:向蛋白质溶液中加入浓的
溶液(如饱和硫酸铵溶液、硫酸钠溶液等),能够破坏蛋
白质溶解形成的
结构而降低蛋白质的
,使蛋白质转变为沉淀析出。
②特点:盐析是一个
过程,盐析出的蛋白质在水中能 ,并不影响其
。
③应用:多次盐析和溶解可以
蛋白质。
(4)变性
①概念:蛋白质遇到重金属盐、强酸、强碱、甲醛、酒精等物质,或用紫外线、X 射线等照射蛋白质,会
生成沉淀。
②特点:变性后的蛋白质 重新溶解,失去原有的 ,发生了
的变化。
(5)颜色反应
①蛋白质遇双缩脲试剂会呈现
。
②含有苯环的蛋白质与浓硝酸作用时会产生
固态物质。
3、存在和作用
(1)存在:蛋白质是细胞和组织结构的重要组成部分,存在于一切生物体中。
(2)作用:有些蛋白质负责输送氧气,激素或酶在新陈代谢中起调节或催化作用,抗体能预防疾病的发生,
核蛋白与遗传相关。
4、酶的催化特点
绝大多数的酶是蛋白质,具有催化作用,其催化反应具有 、
、
等特
点。
知识点3 核酸的结构与性质
1、核酸的形成
核酸可以看做磷酸、 和 通过一定方式结合而成的 。
(1)戊糖:分为 和 ,对应的核酸分别是 和 。
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(2)碱基:具有碱性的杂环化合物,RNA 的碱基和DNA 的碱基不同,共同的类别有3 种。如下图所示:
(3)水解及产物的缩合过程:
2、核酸的结构
(1)DNA 分子:由 条多聚核苷酸链组成,两条链平行盘绕,形成 结构;每条链中的脱氧
核糖和磷酸 连接,排列在 侧,碱基排列在 侧;两条链上的碱基通过
作用结合成碱基对,腺嘌呤与 配对,鸟嘌呤与 配对,遵循碱基 配对
原则。
(2)RNA 分子:与DNA 类似,以核苷酸为基本构成单位,其中的戊糖由核糖替代了脱氧核糖、碱基由尿
嘧啶替代了胸腺嘧啶,RNA 分子一般成 结构,比DNA 小的多。
3、生物功能
DNA 分子
具有一定碱基排列顺序的DNA 片段含有特定的 ,决定生物体的
。
RNA 分子
负责 、 和 DNA 分子所携带的 。
4、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)
化学
组成
戊糖
糖
糖
碱基
A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)
磷酸
相同
一般结构
由 条核糖核苷酸链构成
由 条脱氧核糖核苷酸链构成
分布
主要在 中
主要在 中
考向1 考查氨基酸的结构和性质
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例1(2024·湖南·模拟预测)如图为氨基酸的结构通式,由n 个氨基酸经过脱水缩合形成的物质为n 肽。下
列说法正确的是
A.氨基酸一定是手性分子
B.氨基酸是有机物,所以易溶于乙醚
C.氨基酸在一定条件下既能和酸发生反应,也能和碱发生反应
D.甘氨酸、甲硫氨酸与谷氨酸之间发生脱水缩合形成三肽,最多会有18 种三肽产生(不考虑环肽)
思维建模 氨基酸的成肽规律
1、2 种不同氨基酸(只含一个氨基和一个羧基),脱水可形成4 种二肽(可以是相同分子之间,也可以是
不同分子之间),如甘氨酸与丙氨酸混合后可形成以下4 种二肽:
2、分子间或分子内脱水成环
3、氨基酸分子缩聚成高分子化合物
【变式训练1】(2024·湖南长沙·一模)下列说法正确的是
A.仅用酸性高锰酸钾溶液不能区分乙酸和乙二酸
B.聚乳酸和聚甲基丙烯酸甲酯均可通过缩聚反应制得
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C.少量的硫酸铵能促进蛋白质在水中的溶解
D.天然氨基酸一般既易溶于水,又易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂
【变式训练2】(2023·湖南邵阳·二模)一种治疗糖尿病药物的合成路线如下(部分反应条件已省略)。
回答下列问题:
(1)有机物I 中含氧官能团的名称为 、 。
(2)反应③、反应⑤的反应类型分别是 、 。
(3)反应②的化学方程式为 。
(4)H 是一种氨基酸,其结构简式为 ,其本身发生聚合反应,所得高分子化合物的结构简式为
。
(5)符合下列条件的E 的同分异构体有 种,其中核磁共振氢谱有5 组峰,且峰面积之比为
6 2 2 1 1
∶∶∶∶的结构简式为 。
①属于芳香族化合物且苯环上有3 个取代基;
②既可发生银镜反应,又可发生水解反应。
(6)设计以甲醛、甲苯为起始原料制备
的合成路线: (无机
试剂任用)。
考向2 考查蛋白质的结构和性质
例2(2025·湖南长沙·三模)一种检测甲醛的“甲醛分子探针”的制备原理如图所示。下列叙述正确的是
A.甲中所有原子共平面
B.乙的官能团为氨基,化学名称为邻二苯胺
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C.该反应中氮原子价层电子对数未发生变化
D.甲醛可以与蛋白质发生反应
思维建模 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、X 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
【变式训练1】(2025·湖南长沙·二模)2024 年诺贝尔化学奖一半殊荣授予
和
,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
【变式训练2】(2025·湖南·三模)2024 年诺贝尔化学奖揭晓。授予相关科学家以表彰他们在计算蛋白质
设计方面和蛋白质预测方面的贡献。下列有关说法正确的是
A.蛋白质是由C、H、O、N 等元素组成的烃类有机物
B.为提纯蛋白质,可以在蛋白质溶液中加入
使其盐析出来
C.氨基酸是天然蛋白质分解产生的基本结构单元
D.实验室一般通过测定有机样品中氮元素的质量分数计算其中蛋白质的含量
考向3 考查核酸的结构和性质
例3(2025·湖南·三模)物质P 和Q 是生产核酸类药物的中间体,下列说法不正确的是
A.P 和Q 中的碱基部分是腺嘌呤,是DNA 和RNA 中的主要碱基
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B.P 为核苷,Q 为核苷酸,Q 在酶的作用下水解得到P 和磷酸
C.组成P 和Q 的核糖结构为
D.物质Q 还可以和两个磷酸分子反应生成ATP
思维建模
1、DNA 分子相当于蛋白质结构中的肽链,核苷酸相当于蛋白质结构中的氨基酸,磷脂键相当于蛋白质结
构中的肽键,故核酸的基本单位是核苷酸。
2、DNA 和RNA 中所含戊糖的不同,故可根据戊糖的不同将天然核酸分为DNA 和RNA。
3、在DNA 中,根据碱基互补配对的原则,一条链上的A 一定等于互补链上的T;一条链上的G 一定等于互
补链上的C,反之亦然。因此,可推知用于碱基计算的规律:在一个双链DNA 分子中,A=T、G=C,即
A+G=T+C 或A+C=T+G。也就是说,嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数,各占全部碱基总数的50%。
4、DNA 决定生物体的一系列性状,RNA 主要负责传递、翻译和表达DNA 携带的遗传信息。
【变式训练1】(2025·湖南·二模)化学与生活密切相关,下列涉及生产生活有关的化学原理的表述,错误
的是
A.淀粉、蔗糖水解产生的葡萄糖发生还原反应为生物体提供能量
B.谷氨酸钠(味精)常用于增味剂,碳酸氢钠、碳酸氢铵用于食品膨松剂
C.聚酰胺纤维、聚对苯二甲酸乙二酯纤维等强度高、弹性好、耐磨,可用作渔网、绳索
D.在DNA 的双螺旋结构中,依靠形成氢键实现碱基互补配对
【变式训练2】(2024·湖南·模拟预测)下列有关物质结构与性质的说法错误的是
A.铅晶体的颗粒小于200nm 时,其熔点会降低
B.DNA 双螺旋结构通过碱基(A 和T、C 和G)相互配对形成
C.
在水中的溶解度比
的小
D.
可形成二聚体
考点三 合成高分子
知识点1 高分子材料的组成
1、概念
有机高分子化合物是由许多小分子化合物以共价键结合成的, 很大(通常在104以上)的一类化
合物。
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2、与有机高分子化合物相关的概念
概念
定义
示例
单体
能够进行聚合反应形成高分子化合物的
链节
高分子化合物中化学组成相同、可重复的
聚合度
高分子链中含有 ,通常用n 表示
聚合物
由单体 形成的相对分子质量较大的化合物
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
(通常104~106)
以下
相对分子质量的数值
平均值
有明确的
分子的基本结构
由若干个重复 组成
单一分子结构
性质
在物理、化学性质上有较大差异
联系
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同
系物组成的 物,也称为聚合物
得分速记
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)。
知识点2 高分子材料的分类
结构
结构
结构
结构可分
高分子分
高分子
用高分子
高水性
高分子材料
料
合成纤维
合成橡胶
合
料
用高分子材料
用和性可分
合成高分子材料
天然高分子材料,如:淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶
高分子材料
知识点3 高分子化合物的合成方法
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1、加成聚合反应
(1)概念:由含有不饱和键的化合物分子以 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:
1
②,3-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× 。
(4)反应特点
①单体分子中需有 键、 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 ,聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的 。
③反应只生成高聚物,没有 产生,原子利用率为 。
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。
得分速记
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 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HOCH2COOH 的缩聚: 。
HOOC(CH2)5OH 的缩聚: 。
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):
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(3)反应特点
①缩聚反应的单体至少含有 个官能团(如—OH、—COOH、—NH2、—X 及活泼氢原子等)或
官能团的小分子。
②所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成 。
③反应除了生成聚合物外还生成 ,如H2O、 等。
④仅含 官能团的单体缩聚后生成的聚合物呈 结构,含 官能团的单体缩聚后的
聚合物呈 结构。
(4)缩聚物单体的判断方法
步骤第一步
第二步
第三步
方法
采用“切割法”去掉缩聚物结构简式中
的方括号与“n”,变为小分子
断开分子中的肽键或酯基
在断开的羰基碳原子上连接—
OH,在氧或氮原子上连接—H,
还原为单体小分子
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
单体
特征
含不饱和键
(如
)
至少含两个特征官能团
(如—OH、
、—NH2)
单体种类
含碳碳双键或碳碳三键的有机物或环状有机物等
酚和醛,二元醇、二元酸、氨基酸
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
聚合物特征
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
产物
只产生高聚物
高聚物和小分子
考向1 考查有机高分子化合物
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例1(2025·湖南长沙·三模)化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列说法错误的是
A.有“金属塑料”“赛钢”“超钢”之称的聚甲醛,以其优异的机械强度、刚性和耐磨性而著称,
可以反复加热熔融加工,是一种综合性能优良的热塑性树脂
B.美好生活靠劳动创造,用纤维素制取醋酸纤维、核酸检测中的DNA 复制、白酒陈化过程产生香味
都发生了酯化反应
C.2025 央视春晚舞台上,创意融合舞蹈《秩BOT》,机器人的机身应用了碳纤维,是一种含碳量在
90%以上的高强度纤维,属于有机高分子材料
D.纳米晶体在声、光、电、磁、热等性能上常会呈现新特征,有广阔的应用前景,它有不同于大块
晶体的特性主要原因是因为晶体的表面积增大
思维建模 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。
【变式训练1】(2025·湖南株洲·一模)材料是人类赖以生存和发展的物质基础,下列说法错误的是
A.硬铝的密度小、强度高,具有较强的抗腐蚀能力,是制造航空器的理想材料
B.稀土金属用途广泛,制造硬盘驱动器常用的就是稀土元素镝
C.压电陶瓷主要有钛酸盐和锆酸盐等,能实现化学能与电能的相互转化
D.我国歼-20 歼击机使用的隐形涂料是一类有机高分子涂料
【变式训练2】(2025·湖南·三模)化学物质与生活生产非常密切,下列有关说法错误的是
A.餐后桌上残留的油渍,可用热的纯碱溶液除去
B.胃酸患者常用含
或
的药物治疗
C.
具有漂白性,能使品红溶液及紫色石蕊溶液褪色
D.酚醛树脂既可能有热塑性,也可能有热固性
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考向2 考查聚合反应及单体的判断
例2(2025·湖南长沙·三模)化学与科技、生产、生活密切相关,下列说法错误的是
A.已知有机硅橡胶结构为
,则用于合成有机硅橡胶的单体是
B.某聚碳酸酯(PC)的结构为
,则在催化剂的作用下该聚碳酸酯
可降解为小分子物质
C.乙烯在较高压力与较高温度下生成的高密度聚乙烯(HDPE),可用于生产食品包装袋
D.尿素和甲醛发生反应生成线型脲醛树脂的方程式为
思维建模 高聚物单体的推断方法
1.加聚产物的主链一般全为碳原子,按“凡双键,四个碳;无双键,两个碳”的规律画线断键,然后半
键闭合、单双键互换。如
的单体为CH2===CH2和CH2===CHCN,
的单体为CH2===CHCH3和CH2===CH—CH===CH2。
2.缩聚产物的链节中不全为碳,一般有“COO、CONH”等结构,在
画线处断
键,碳原子上连—OH,氧原子和氮原子上连—H,即得单体。
【变式训练1】(2024·湖南·模拟预测)某聚合物商品的结构简式(假设为理想单一结构)如下:
下列有关该聚合物的叙述错误的是
A.属于线型高分子,具有热塑性
B.属于合成纤维,可降解
C.可通过缩聚反应制得
D.聚合单体有3 种
【变式训练2】(2024·湖南·模拟预测)生能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如图反应制备。
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下列说法不正确的是
A.异山梨醇中含有2 个手性碳原子
B.反应式中化合物X 为甲醇
C.聚碳酸异山梨醇酯在碱性条件下可发生降解
D.聚碳酸异山梨醇酯的重复单元中有两种官能团
1.(2025·湖南·高考真题)材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列材料属于金属材料的是
A.高强韧无磁不锈钢——聚变能实验装置中的低温结构部件
B.金刚石薄膜——“梦想”号大洋钻探船使用的钻头表面涂层
C.超细玄武岩纤维——嫦娥六号携带的月面国旗的纺织材料
D.超细玻璃纤维——国产大飞机中隔音隔热的“飞机棉”
2.(2022·湖南·高考真题)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.
B.聚乳酸分子中含有两种官能团
C.
乳酸与足量的
反应生成
D.两分子乳酸反应能够生成含六元环的分子
3.(2023·湖南·高考真题)中华文化源远流长,化学与文化传承密不可分。下列说法错误的是
A.青铜器“四羊方尊”的主要材质为合金
B.长沙走马楼出土的竹木简牍主要成分是纤维素
C.蔡伦采用碱液蒸煮制浆法造纸,该过程不涉及化学变化
D.铜官窑彩瓷是以黏土为主要原料,经高温烧结而成
4.(2024·湖南·高考真题)组成核酸的基本单元是核苷酸,下图是核酸的某一结构片段,下列说法错误的
是
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A.脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)结构中的碱基相同,戊糖不同
B.碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成核苷酸,核苷酸缩合聚合得到核酸
C.核苷酸在一定条件下,既可以与酸反应,又可以与碱反应
D.核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对
5.(2021·湖南·高考真题)下列说法正确的是
A.糖类、蛋白质均属于天然有机高分子化合物
B.
粉末在空气中受热,迅速被氧化成
C.
可漂白纸浆,不可用于杀菌、消毒
D.镀锌铁皮的镀层破损后,铁皮会加速腐蚀
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