生命活动的物质基础

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1、第三单元 生命活动的物质基础,了解糖类、油脂、蛋白质的组成、结构和性质。 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。 了解加聚反应和缩聚反应。 了解新型高分子材料的性能及其在高新技术领域中的应用。 了解合成高分子有机化合物在发展经济、提高生活质量方面的贡献。 了解化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。,1,2,3,4,5,6,基本营养物质 糖类的结构和性质 糖的概念与分类 (1)概念：指分子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多羟基酮的有机化合物。 (2)分类(从能否水解及水解后的产物分),一、,(一),1,葡萄糖与果糖 (1)组成和分子

2、结构,2,(2)葡萄糖的化学性质 还原性：能发生银镜反应，能与新制Cu(OH)2反应。 加成反应：与H2发生加成反应生成己六醇。 酯化反应：葡萄糖含有醇羟基，能与羧酸发生酯化反应。 发酵成醇：由葡萄糖发酵制乙醇的化学方程式为： 。 蔗糖与麦芽糖 (1)相似点 组成相同，分子式均为C12H22O11，二者互为同分异构体。 都属于双糖，能发生水解反应。,3,(2)不同点 官能团不同 蔗糖中不含醛基，麦芽糖分子中含有醛基，能发生银镜反应，能还原新制Cu(OH)2。 水解产物不同 蔗糖和麦芽糖发生水解反应的化学方程式分别为： ； 。,淀粉与纤维素 (1)相似点 都属于高分子化合物，属于多糖，分子式都可

3、表示为(C6H10O5)n。 都能发生水解反应，反应的化学方程式分别为 ； 。,4,都不能发生银镜反应。 (2)不同点 通式中n值不同；淀粉遇碘呈现特殊的蓝色。,淀粉和纤维素的分子式都是(C6H10O5)n，它们是同分异构体关系吗？ 提示 它们分子中都含有单糖单元，由于它们都属于高分子化合物，其中的单糖单元的数目不尽相同，故不能说它们具有相同的分子式。倒是可以说它们具有相同的最简式。,用淀粉为原料酿酒的反应原理是什么？ 提示 食品工业上用淀粉酿酒发生的反应方程式为,油脂的结构和性质 概念 油脂属于_，是_和_生成的酯。常见的形成油脂的高级脂肪酸有,C17H35COOH,C15H31COOH,C

4、17H33COOH,C17H31COOH,酯类,高级脂肪酸,甘油,1,(二),结构 ，官能团：_，有的可能 含有_，若R、R、R相同，称为_；若R、R、R不同，称为_ 。,简单甘油酯,混合甘油酯,2,物理性质 (1)油脂一般_溶于水，密度比水_。 (2)天然油脂都是混合物，没有固定的_。 含不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯常温下一般呈_态。 含饱和脂肪酸成分较多的甘油酯常温下一般呈_态。 化学性质 (1)油脂的氢化(油脂的硬化) 经硬化制得的油脂叫_，也称_。如油酸甘油酯与H2发生加成反应的化学方程式为： _ 。,3,4,不,小,熔、沸点,液,固,人造脂肪,硬化油,(2)水解反应 分别写出硬脂酸甘

5、油酯在酸性和碱性条件下水解的化学方程式： _ _ 。,(三)氨基酸和蛋白质 1氨基酸的结构与性质 (1)氨基酸的组成和结构 氨基酸是羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物。官能团为COOH和NH2。 氨基酸结构简式可表示为： 。 (2)几种重要的氨基酸 甘氨酸：_、 丙氨酸： 、苯丙氨酸：,(3)氨基酸的化学性质 两性 氨基酸分子中既含有酸性基团COOH，又含有碱性基团 NH2，因此，氨基酸是两性化合物。 溶液的pH不同，氨基酸分子可以发生不同的解离。通常以两性离子形式存在。 成肽反应 两分子氨基酸缩水形成二肽,多种氨基酸分子间脱水以肽键相互结合，可形成蛋白质。 蛋白质的结构与性质 (1)蛋

6、白质的组成与结构 蛋白质含有C、H、O、N、S等元素。 蛋白质是由氨基酸组成的，通过缩聚反应产生，蛋白质属于 天然有机高分子化合物。 (2)蛋白质的性质 水解：在酸、碱或酶的作用下最终水解生成氨基酸。 两性：具有氨基酸的性质。,2,盐析：向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐如(NH4)2SO4、Na2SO4等溶液后，可以使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，为可逆过程，可用于分离和提纯蛋白质。 变性：加热、紫外线、X射线、强酸、强碱、重金属盐、一些有机物(甲醛、酒精、苯甲酸等)会使蛋白质变性，属于不可逆过程。 颜色反应：含有苯环的蛋白质遇浓HNO3变黄色，该性质可用于蛋白质的检验。 蛋白质灼烧有烧焦

7、羽毛的气味。 酶 (1)酶是一种蛋白质，易变性(与蛋白质相似)。 (2)酶是一种生物催化剂，催化作用具有以下特点： 条件温和，不需加热；具有高度的专一性；具有高效的催化作用。,3,蛋白质与盐溶液作用时受什么因素影响，从而出现不同的变化过程？ 提示 蛋白质溶液与盐溶液作用时，盐溶液的浓稀程度，轻金属盐(或铵盐)溶液和重金属盐溶液对蛋白质的影响是不同的，可总结如下： (1)浓的轻金属盐(或铵盐)溶液能使蛋白质盐析，蛋白质凝聚而从溶液中析出，析出来的蛋白质仍保持原有的性质和生理活性，盐析是物理过程，也是可逆的。 (2)重金属盐溶液，不论是浓溶液还是稀溶液，均能使蛋白质变性，变性后的蛋白质不再具有原有

8、的可溶性和生理活性，变性过程是化学过程，是不可逆的。,有机高分子化合物及其合成途径 有机高分子化合物 高分子化合物是相对小分子而言的，简称_。大部分高分子化合物是由小分子通过聚合反应制得的，所以常被称为聚合物或高聚物。 链节：_； 聚合度：_； 单体：_。 加聚反应和缩聚反应 (1)加聚反应 定义：由不饱和的单体加成聚合生成高分子化合物的反应。,1,2,二、,高分子,高分子化合物中重复的结构单元,链节的重复次数，符号为n,能够合成高分子化合物的小分子物质,产物特征：高聚物与单体具有相同的组成，生成物一般为线型结构。 反应类型 a聚乙烯类(塑料纤维),b聚二烯类(橡胶) R可为H、Cl、CH3等

9、。 c混聚：两种或两种以上单体加聚：nCH2=CHCH=CH2nCH2=CHCN d聚乙炔类：,(2)缩聚反应 定义：单体间相互作用生成高分子，同时还生成小分子(如水、氨、卤化氢等)的聚合反应。 产物特征：高聚物和小分子，高聚物与单体有不同组成。 反应类型 a聚酯类：OH与COOH间的缩聚,b聚氨基酸类：NH2与COOH间的缩聚,c酚醛树脂类,天然高分子和合成高分子有什么区别？ 提示 天然高分子和合成高分子的主要区别是：合成高分子是由单体通过聚合反应而生成的，天然高分子是自然界存在的，不需要单体进行反应而来，天然高分子都能水解，而合成高分子一般都不易与水发生反应。,有机合成过程的基础知识 碳骨

10、架的构建 (1)碳链增长的反应主要有：酯化反应 加聚反应 缩聚反应 根据题中所给信息 如：卤代烃与NaCN的取代 (2)减少碳链的反应主要有：水解反应：酯的水解，糖类、 蛋白质的水解；裂化和裂解反应；氧化反应：燃烧， 烯催化氧化(信息题)；脱羧反应(信息题)。 如：烯烃的氧化,1,三、,RCNNaX,官能团的引入 (1)引入碳碳双键 醇的消去： _； 卤代烃的消去： _； 炔烃的不完全加成：,2,(2)引入羟基 烯烃与水反应： _； 卤代烃的水解： 醛(酮)的加成： 酯的水解： ROH。,(3)引入卤素原子 烷烃或苯及其同系物的卤代： _ 不饱和烃与HX、X2的加成： 醇与氢卤酸的取代： _。

11、,CH3CH2OHHBrCH3CH2BrH2O,官能团的消除 (1)通过有机物加成消除不饱和键， (2)通过消去、氧化或酯化消除羟基， (3)通过加成或氧化消除醛基， (4)通过消去或取代消除卤素原子。 官能团的转化(以乙烯为起始物),3,4,有机合成的初始原料一般是石油或绿色植物合成的淀粉，如何由石油制乙二醇？如何由淀粉制乙二醇？ 提示 CH2OHCH2OH,5,两种比较 酯和油脂的区别和联系,1,蛋白质盐析和变性的比较,2.,一种方法 淀粉水解程度的判断方法 淀粉在酸的作用下能够发生水解反应最终生成葡萄糖。反应物淀粉遇碘能变蓝，不能发生银镜反应；产物葡萄糖遇碘不能变蓝，能发生银镜反应。依据

12、这一性质可以判断淀粉在水溶液中是否已发生了水解和水解是否已进行完全。如果淀粉还没有水解，其溶液中没有葡萄糖则不能发生银镜反应；如果淀粉已完全水解，其溶液中没有淀粉，遇碘则不能变蓝；如果淀粉仅部分水解，其溶液中有淀粉还有葡萄糖，则既能发生银镜反应，又能遇碘变蓝。,盐类水解 (1)强酸弱碱盐水解呈酸性，如CuSO4、NH4NO3、FeCl3、Al2(SO4)3等。 (2)强碱弱酸盐水解呈碱性，如KF、Na2CO3、K2SiO3、NaAlO2等。 (3)弱酸弱碱盐水解可呈中性，也可能呈酸性或碱性。,1,我的总结 能够发生水解反应的物质归纳：,卤化物水解生成酸 PCl33H2O=H3PO33HCl P

13、Cl54H2O=H3PO45HCl BrClH2O=HClHBrO 金属氮化物水解生成金属氢氧化物和氨 Mg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3 金属碳化物水解生成金属氢氧化物和烃类物质 Al4C312H2O4Al(OH)33CH4 CaC22H2OCa(OH)2HCCH 卤代烃的水解(碱性介质中),2,3,4,5,酯类水解 (1)在酸性介质中生成酸和醇 (2)在碱性介质中生成盐和醇 糖类的水解 (1)在酸性介质中低聚糖的水解 (2)在酸性介质中多糖的水解 蛋白质的水解：在酶的作用下生成氨基酸,6,7,8,糖类,生命活动中的基本营养物质,1,油脂 蛋白质与氨基酸,2.,3,(1)氨基酸能与HNO2反应得到羟基酸。如： 试写出下列变化中A、B、C、D四种有机物的结构简式：,【典例1】,A_、B_、 C_、D_。 (2)下列物质中，既能与NaOH反应，又能与硝酸反应，还能水解的是_(填选项号)。 Al2O3 Al(OH)3 氨基酸 二肽 (NH4)2CO3 NaHCO3 纤维素 蛋白质 NH4I A B C