第5課時糖類核酸氨基酸和蛋白質(zhì)1.能列舉典型糖類物質(zhì),能說明單糖、二糖和多糖的區(qū)別與聯(lián)系,能探究葡萄糖的化學(xué)性質(zhì),能描述淀粉、纖維素的典型性質(zhì)。2.能辨識核糖核酸、脫氧核糖核酸中的磷酯鍵,能基于氫鍵分析堿基的配對原理,能說明核糖核酸、脫氧核糖核酸對于生命遺傳的意義。3.能辨識蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的肽鍵,能說明蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)特點,能判斷氨基酸的縮合產(chǎn)物、多肽的水解產(chǎn)物,能分析說明氨基酸、蛋白質(zhì)與人體健康的關(guān)系。4.能列舉糖類、蛋白質(zhì)等有機化合物在生產(chǎn)、生活中的重要應(yīng)用,并結(jié)合這些物質(zhì)的主要性質(zhì)進行簡單說明。5.能從有機化合物及其性質(zhì)的角度對有關(guān)飲食、健康等實際問題進行分析、討論和評價。糖類和核酸1.糖類(1)糖類的概念和分類①概念:從分子結(jié)構(gòu)上看,糖類可以定義為多羥基醛、多羥基酮和它們的脫水縮合物。②組成:碳、氫、氧三種元素。大多數(shù)糖類化合物的通式為Cm(H2O)n,所以糖類也叫碳水化合物。③分類:對糖類概念的理解:有些符合通式Cm(H2O)n的物質(zhì)并不屬于糖類,如甲醛(HCHO);并不是所有的糖類物質(zhì)都有甜味,如淀粉、纖維素沒有甜味。(2)單糖①葡萄糖:多羥基醛[CH2OH(CHOH)4CHO],它與果糖[]互為同分異構(gòu)體。②戊糖——核糖、脫氧核糖核糖和脫氧核糖是生命遺傳物質(zhì)——核酸的重要組成部分物質(zhì)分子式環(huán)式結(jié)構(gòu)簡式核糖C5H10O5脫氧核糖C5H10O4(3)二糖——蔗糖與麥芽糖比較項目蔗糖麥芽糖相同點分子式C12H22O11性質(zhì)易溶于水,有甜味都能發(fā)生水解反應(yīng)不同點是否含醛基不含含有水解產(chǎn)物葡萄糖和果糖葡萄糖相互關(guān)系互為同分異構(gòu)體(4)多糖——淀粉與纖維素比較項目淀粉纖維素相同點分子式(C6H10O5)n性質(zhì)白色、沒有甜味;都能發(fā)生水解反應(yīng)是否含醛基不含不同點結(jié)構(gòu)n值不同性質(zhì)不溶于冷水,在熱水中發(fā)生糊化作用;溶液遇碘顯藍色不溶于水,也不溶于一般的有機溶劑相互關(guān)系均為天然有機高分子化合物,但不互為同分異構(gòu)體(5)學(xué)生必做實驗——蔗糖、淀粉、纖維素的水解實驗內(nèi)容實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié)論蔗糖的水解加入銀氨溶液的試管中產(chǎn)生銀鏡;加入新制的Cu(OH)2的試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀蔗糖的水解產(chǎn)物分子中含有醛基,具有還原性;C12H22O11+H2OC6H12淀粉的水解向加入2～3滴稀硫酸的試管中滴加碘水后,試管中未出現(xiàn)藍色;先加入足量NaOH溶液,再加入新制氫氧化銅后,試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀淀粉的水解產(chǎn)物分子中含有醛基,具有還原性;(C6H10n纖維素的水解①將一團脫脂棉放入干凈試管中,加入幾滴90%硫酸,用玻璃棒將脫脂棉攪成糊狀,小火微熱,得到亮棕色溶液,再加入NaOH溶液調(diào)節(jié)至堿性②在上述溶液中加入新制氫氧化銅,加熱煮沸,觀察實驗現(xiàn)象試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀纖維素的水解產(chǎn)物分子中含有醛基,具有還原性;(C6H10n2.核酸(1)核糖核酸的形成(2)脫氧核糖核酸的形成(3)堿基RNA中的堿基主要有腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶(分別用字母A、G、C、U表示);DNA中的堿基主要有腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶(用字母T表示)。結(jié)構(gòu)簡式分別可表示為:[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)凡能溶于水且具有甜味的物質(zhì)都屬于糖類。()(2)淀粉水解制葡萄糖不屬于取代反應(yīng)。()(3)淀粉和纖維素水解的最終產(chǎn)物都是葡萄糖,故兩者都是人體所需的能源物質(zhì)。()(4)葡萄糖與果糖、蔗糖與麥芽糖、淀粉與纖維素均互為同分異構(gòu)體。()(5)核糖和脫氧核糖互為同分異構(gòu)體。()(6)核酸分為DNA和RNA,是生命遺傳物質(zhì)。()解析:(1)能溶于水且具有甜味的物質(zhì)不一定屬于糖類,如甘油、木糖醇等不是糖類。(3)纖維素不是人體所需的能源物質(zhì)。(4)葡萄糖與果糖、蔗糖與麥芽糖互為同分異構(gòu)體,但淀粉與纖維素不互為同分異構(gòu)體(因分子式中的“n”值不同)。(5)核糖與脫氧核糖的分子式相差一個氧原子,不互為同分異構(gòu)體。答案:(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√2.想一想(1)檢驗蔗糖或淀粉水解液中是否含葡萄糖時,為什么必須先用堿液中和稀H2SO4?提示:銀鏡反應(yīng)、醛與新制Cu(OH)2的反應(yīng)都必須在堿性環(huán)境中進行,因此必須加堿中和水解后剩余的稀H2SO4并使溶液呈堿性,才能再加入銀氨溶液或新制Cu(OH)2。(2)試設(shè)計檢驗淀粉水解程度的實驗流程。提示:淀粉遇碘顯藍色,但不發(fā)生銀鏡反應(yīng)。葡萄糖遇碘不顯藍色,但可發(fā)生銀鏡反應(yīng)。因此可以利用碘水和銀鏡反應(yīng)檢驗淀粉水解的程度。因此實驗流程為:糖類的性質(zhì)與作用1.下列關(guān)于糖類的敘述,正確的是(B)A.脫氧核糖和核糖屬于核酸B.麥芽糖與新制氫氧化銅加熱后可出現(xiàn)磚紅色沉淀C.纖維素是稻米的主要成分D.蔗糖和麥芽糖的水解產(chǎn)物完全相同解析:脫氧核糖和核糖屬于糖類,是核酸的重要組成部分,A錯誤;麥芽糖屬于還原性糖,與新制氫氧化銅加熱后可出現(xiàn)磚紅色沉淀Cu2O,B正確;稻米的主要成分為淀粉,C錯誤;蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,麥芽糖水解只生成葡萄糖,D錯誤。2.(2021·山東青島二模)以脫脂棉為材質(zhì)的化妝棉,吸水效果優(yōu)于普通棉花,其主要成分為纖維素,結(jié)構(gòu)如圖。下列說法錯誤的是(C)A.纖維素的吸水性較強與其結(jié)構(gòu)中含羥基有關(guān)B.纖維素能與醋酸發(fā)生酯化反應(yīng)制得人造纖維C.淀粉和纖維素都屬于多糖,且兩者互為同分異構(gòu)體D.棉花脫脂時加入2%～5%的NaOH目的是為了促進酯的水解解析:羥基是親水基團,纖維素的吸水性較強與其結(jié)構(gòu)中含羥基有關(guān),A正確;纖維素含有羥基,可以和醋酸發(fā)生酯化反應(yīng)制得人造纖維,B正確;淀粉和纖維素都屬于多糖,但是兩者n值不一樣,不互為同分異構(gòu)體,C錯誤;酯水解生成酸性物質(zhì),加入堿性溶液可以促進酯的水解,D正確。核糖、核酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)3.(2021·天津模擬)新冠肺炎疫情的蔓延對全球公眾健康構(gòu)成了嚴重威脅。為適齡人群開展新型冠狀病毒疫苗接種是最有效的保護途徑之一,下列有關(guān)說法不正確的是(A)A.接種疫苗的部位涂抹碘酒消毒,人體表面的細菌蛋白質(zhì)會發(fā)生鹽析B.用于檢查是否感染病毒的常用方法是進行核酸檢測,核酸是一類含磷的生物高分子C.接種疫苗可使人體產(chǎn)生抗新型冠狀病毒的免疫力,可預(yù)防感染D.核酸根據(jù)其組成可分為脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)解析:碘酒中的溶質(zhì)、溶劑都可以使細菌的蛋白質(zhì)發(fā)生變性而失去其生理活性,因而可以殺滅細菌,保護人體健康,A錯誤;常用核酸檢測來檢查人是否感染新型冠狀病毒,而核酸是一類含磷的生物高分子化合物,B正確;可以通過接種疫苗來防止人體感染新型冠狀病毒,從而達到預(yù)防感染的目的,C正確;根據(jù)核酸的組成,可將核酸分為脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)兩類,D正確。4.圖1是脫氧核糖核酸(DNA)的結(jié)構(gòu)片段,它的堿基中胞嘧啶的結(jié)構(gòu)如圖2,下列說法正確的是(D)A.脫氧核糖核酸中含有的化學(xué)鍵都是不同原子形成的極性共價鍵B.2-脫氧核糖(C5H10O4)與葡萄糖互為同系物,都能發(fā)生銀鏡反應(yīng)C.胞嘧啶分子式為C4H5N3O,含有的官能團是氨基和肽鍵D.脫氧核糖核酸由磷酸、2-脫氧核糖和堿基通過一定方式結(jié)合而成解析:脫氧核糖核酸中含有C—C,為非極性鍵,A錯誤;2-脫氧核糖為C5H10O4,與葡萄糖在分子組成上不相差n個CH2,兩者不互為同系物,B錯誤;由胞嘧啶的結(jié)構(gòu)簡式可知,含有肽鍵、氨基和碳碳雙鍵等官能團,C錯誤;由脫氧核糖核酸的結(jié)構(gòu)片段可知,磷酸、2-脫氧核糖和堿基可通過取代、加成反應(yīng)等生成脫氧核糖核酸,D正確。(1)由于糖類水解常用無機酸(一般是稀硫酸)作催化劑,檢驗水解產(chǎn)物之前,必須先加堿中和酸,以免硫酸與銀氨溶液或新制Cu(OH)2反應(yīng),導(dǎo)致實驗失敗。(2)用I2檢驗淀粉時,應(yīng)直接取水解后的混合液加碘水。若取中和液加碘水,因I2與NaOH溶液反應(yīng)而影響淀粉的檢驗。氨基酸、蛋白質(zhì)和酶1.氨基酸(1)氨基酸的概念:羧酸分子中烴基上的氫原子被氨基取代后的產(chǎn)物。天然蛋白質(zhì)水解后得到的都是α-氨基酸,其通式為,官能團為—NH2和—COOH。(2)氨基酸的化學(xué)性質(zhì)①兩性:如甘氨酸與HCl、NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為;。②成肽反應(yīng):如丙氨酸分子成肽反應(yīng)的化學(xué)方程式為++H2O。2.蛋白質(zhì)(1)組成與結(jié)構(gòu)①蛋白質(zhì)含有C、H、O、N、S等元素。②蛋白質(zhì)是由氨基酸通過縮聚反應(yīng)生成的,蛋白質(zhì)屬于天然有機高分子化合物。(2)蛋白質(zhì)的性質(zhì)(3)酶①大部分酶是一種蛋白質(zhì),具有蛋白質(zhì)的性質(zhì)。②酶是一種生物催化劑,催化作用具有以下特點:a.條件溫和,不需加熱。b.具有高度的專一性。c.具有高效催化作用。蛋白質(zhì)的鹽析是物理變化,蛋白質(zhì)的變性是化學(xué)變化,兩者均是一定條件下,蛋白質(zhì)凝聚成固體的過程。[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)氨基酸既能與鹽酸反應(yīng)又能與燒堿反應(yīng)。()(2)向蛋白質(zhì)溶液中加入硫酸鈉,蛋白質(zhì)因變性而凝結(jié)析出。()(3)在酶催化淀粉水解反應(yīng)中,溫度越高淀粉水解速率越快。()(4)食用花生油和雞蛋清都能發(fā)生水解反應(yīng)。()解析:(1)氨基酸含—NH2顯堿性,能與鹽酸反應(yīng);含—COOH顯酸性,能與燒堿反應(yīng)。(2)硫酸鈉不是重金屬鹽,該變化屬于鹽析。(3)大部分酶是蛋白質(zhì),溫度太高會變性,失去催化作用。(4)花生油含酯基,雞蛋清主要成分為蛋白質(zhì),含肽鍵,均可水解。答案:(1)√(2)×(3)×(4)√2.做一做(1)如圖多肽鏈屬于肽,形成該化合物的氨基酸有種,含有肽鍵的數(shù)目是。

(2)甘氨酸與丙氨酸最多能形成種二肽,寫出其結(jié)構(gòu)簡式:

。(3)由n個氨基酸分子發(fā)生成肽反應(yīng),生成一個肽鏈時,會生成個水分子和個肽鍵。

答案:(1)三32(2)4、、、(3)(n-1)(n-1)蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ),氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位,回答下列問題。(1)某蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)片段如圖所示。①該片段完全水解可得到種氨基酸。

②其中相對分子質(zhì)量最小的一種氨基酸縮合為一種六元環(huán)狀結(jié)構(gòu),該縮合物的結(jié)構(gòu)簡式為。

(2)苯丙氨酸的結(jié)構(gòu)簡式為,W是其芳香族化合物的同分異構(gòu)體,結(jié)構(gòu)中含硝基且其核磁共振氫譜有3組峰,則W的結(jié)構(gòu)簡式為。

(3)色氨酸是植物體內(nèi)生長素生物合成重要的前體物質(zhì),普遍存在于高等植物中。純凈的色氨酸為白色或微黃色結(jié)晶,微溶于水,易溶于鹽酸或氫氧化鈉溶液,其結(jié)構(gòu)如圖所示,下列關(guān)于色氨酸的說法不正確的是(填字母)。

a.色氨酸的分子式為C11H13N2O2b.色氨酸能發(fā)生取代、加成、酯化、中和反應(yīng)c.色氨酸微溶于水而易溶于酸或堿溶液是因為其與酸、堿都能反應(yīng)生成鹽d.將色氨酸與甘氨酸(NH2CH2COOH)混合,在一定條件下最多可形成3種二肽解析:(1)①觀察題圖可知,構(gòu)成該多肽片段的氨基酸的R基分別是—CH3、—H、—CH3、—CH2—SH、—H,其中有2個氨基酸的R基均是—H,有2個氨基酸的R基均是—CH3,其他R基均不相同,即R基有3種,所以將該多肽片段完全水解后會得到3種氨基酸。②其中相對分子質(zhì)量最小的一種氨基酸為甘氨酸,縮合為一種六元環(huán)狀結(jié)構(gòu),該縮合物的結(jié)構(gòu)簡式為。(2)該硝基取代物W是苯丙氨酸的芳香族化合物同分異構(gòu)體,由此可知W中苯環(huán)的側(cè)鏈上共有3個C原子,由結(jié)構(gòu)中含硝基且其核磁共振氫譜有3組峰,可知W的結(jié)構(gòu)簡式為、。(3)根據(jù)結(jié)構(gòu)簡式可知色氨酸的分子式為C11H12N2O2,a錯誤;色氨酸分子中含有羧基、氨基、碳碳雙鍵和苯環(huán),能發(fā)生取代、加成、酯化、中和反應(yīng),b正確;氨基是堿性基團,羧基是酸性基團,則色氨酸微溶于水而易溶于酸或堿溶液是因為其與酸、堿都能反應(yīng)生成鹽,c正確;由于同種氨基酸之間也能形成二肽,則將色氨酸與甘氨酸混合,在一定條件下形成的二肽不止3種,d錯誤。答案:(1)①3②(2)、(3)ad氨基酸的成肽規(guī)律(1)2種不同氨基酸(只含一個氨基和一個羧基),脫水可形成4種二肽(可以是相同分子之間,也可以是不同分子之間)。(2)分子間或分子內(nèi)脫水成環(huán)+2H2O+H2O(3)氨基酸分子縮聚成高分子化合物+(n-1)H2O(對應(yīng)學(xué)生用書第248頁)1.(2021·河北卷,2)高分子材料在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。下列說法錯誤的是(B)A.蘆葦可用于制造黏膠纖維,其主要成分為纖維素B.聚氯乙烯通過加聚反應(yīng)制得,可用于制作不粘鍋的耐熱涂層C.淀粉是相對分子質(zhì)量可達幾十萬的天然高分子物質(zhì)D.大豆蛋白纖維是一種可降解材料解析:蘆葦?shù)闹饕煞质抢w維素,可用于制造黏膠纖維,A說法正確;聚氯乙烯有毒,不能用于制作不粘鍋的耐熱涂層,不粘鍋的耐熱涂層是聚四氟乙烯等耐熱材料,B說法錯誤;淀粉是天然高分子物質(zhì),其相對分子質(zhì)量可達幾十萬,C說法正確;大豆蛋白纖維可降解,D說法正確。2.(2020·北京卷,8)淀粉在人體內(nèi)的變化過程如圖:淀粉(C6H10O5)n糊精(C6H10O5)m麥芽糖C12H22O11葡萄糖C6H12O6CO2、H2O下列說法不正確的是(A)A.n<mB.麥芽糖屬于二糖C.③的反應(yīng)是水解反應(yīng)D.④的反應(yīng)為人體提供能量解析:淀粉在加熱、酸或淀粉酶作用下發(fā)生分解和水解時,大分子的淀粉首先轉(zhuǎn)化成為小分子的中間物質(zhì),這時的中間小分子物質(zhì)為糊精,故n>m,