【2025届一轮】第42讲 生命中的重要化学物质 (糖类、氨基酸、蛋白质、核酸、酶)

文摘   2024-09-24 11:28   广东  

一、糖类

1.定义:是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物,由C、H、O三种元素组成,大多数糖类化合物的通式为Cm(H2O)n

并不是所有糖的组成都符合上述通式,如脱氧核糖(C5H10O4),而某些符合此通式的物质却不属于糖类,如乙酸(C2H4O2)

2.分类:

3.葡萄糖和果糖【六碳糖】

①对比

②葡萄糖的性质与用途

还原反应——与氢气反应生成己六醇

取代反应——与羧酸发生酯化反应

氧化反应(银镜反应)——制镜工业

氧化反应(体外氧化)——酿酒工艺

氧化反应(体内氧化)

有氧呼吸:C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+能量

无氧呼吸:C6H12O6→2CH3CH(OH)COOH+能量

4.脱氧核糖和核糖【五碳糖】

5.蔗糖和麦芽糖【二糖】

②化学性质

6.乳糖【二糖】

乳糖也是一种常见的二糖 ,主要存在于哺乳动物的乳汁中,可用于婴儿食品、糖果、药物等的生产。乳糖经发酵产生的乳酸是酸奶酸味的主要来源。部分人群由于肠道内缺乏乳糖酶导致乳糖消化吸收障碍,饮用牛奶后容易出现腹胀、腹泻等乳糖不耐受的症状。

7.淀粉和纤维素【多糖】

①对比

②应用

淀粉是食物的一种重要成分,也是重要的工业原料。以淀粉或淀粉水解生成的葡萄糖等为原料,经发酵可以得到多种产品,如燃料乙醇、白酒、食醋、味精,以及氨基酸、抗生素等药物。淀粉经酯化后可用于生产食品添加剂、表面活性剂和可降解塑料等。

棉和麻的纤维大量用于纺织工业。纤维素还可以用来制造纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯和黏胶纤维等。

利用秸秆生产燃料乙醇,包括原料预处理、纤维素水解糖化、糖类发酵和蒸馏脱水等过程,使用5吨秸秆可以生产1吨左右的乙醇。

二、氨基酸和蛋白质

1.氨基酸概念:羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代后的产物。

2.结构:α-氨基酸是指氨基连接在与羧基相邻的α位的碳原子上,官能团为—NH2和—COOH。其中大多数氨基酸具有手性碳原子(甘氨酸除外),具有对映异构体

3.氨基酸的物理性质:天然氨基酸均为无色晶体,熔点较高,多在200-300℃熔化时分解。一般能溶于水,难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂

4.氨基酸的化学性质:

①两性:

和酸、碱均可反应

②成肽反应:通过氨基与羧基间缩合脱去水,

形成含有肽键的化合物

5.蛋白质的结构

一级结构:肽键作用

二级结构:氨基羧基的氢键作用

三级结构:R基团相互作用(疏水相互作用、氢键、离子键、二硫键、范德华力)

四级结构:肽链相互作用(非共价相互作用,同三级结构作用)

6.蛋白质的化学性质

①水解:在酸、碱或酶的作用下最终水解得到氨基酸:

②盐析:当向蛋白质溶液中加入的盐溶液达到一定浓度时,反而使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出

注意:盐析是物理变化,可逆,通常加入轻金属盐或铵盐

盐析应用:利用多次盐析的方法分离、提纯蛋白质。

③变性:在某些物理因素或化学因素的影响下,蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象

注意:变性是化学变化,不可逆

④显色:含苯环的蛋白质遇到浓硝酸显黄色

⑤燃烧:烧焦羽毛气味

⑥两性:与酸、碱均可反应

三、核酸

四、酶

1.定义:酶是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催化作用的有机化合物,大部分酶是一种蛋白质,少数是RNA。

2.酶的特点:

条件温和\高度的专一性\高效催化作用

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