2026届高三生物一轮复习导学案细胞中的元素、化合物和无机物

宝鸡中学2023级高二生物学案单（A版） 班级 姓名 必修一第二章第1、2节　细胞中的元素、化合物和无机物 【学习目标】 课标要求：①说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成，它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子；②指出水是活细胞中含量最多的化合物，以自由水和结合水的形式存在，赋予了细胞许多特性，在生命活动中具有重要作用；③举例说出无机盐在细胞内含量虽少,但与生命活动密切相关。 考点目标：1.通过对组成细胞的元素和化合物的学习,建立生命的物质观。 2.通过“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”探究活动,掌握物质检测的基本原理和方法。 3.简述水在细胞中的存在形式和作用,认同一切生命活动都离不开水。 4.说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。 【知识框架】 氨基酸 脱水缩合 核苷酸 DNA、RNA 自由水和结合水 大量元素和微量元素 【考点复习】 考点一、组成细胞的元素和化合物 [自我检测] I.基础知识检测 1.组成细胞的元素 (1)元素的种类、分类及存在形式 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg Fe、Mn、Zn、Cu、P、Mo 化合物 ①细胞中含量最多的4种元素是 C、H、O、N 。 ②大量元素和微量元素都是组成生物体的 必需 元素，但生物体内含有的元素 不一定是 （“是”、“不是”、“不一定是”）必需元素，如人体内可能含有Pb，但Pb不是必需元素。 ③占玉米细胞干重最多的元素是 O ，占人体细胞干重最多的元素是 C 。　　　 (2)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系 统一 差异 2.组成细胞的化合物 提醒：不同细胞有差异，如小麦种子中淀粉较多，脂肪细胞中脂肪较多。 II.重要概念辨析 (1)Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素(错) (2)微量元素虽然含量较少，但比大量元素重要(错) (3)组成人体的主要元素(占细胞鲜重百分比)中，C最多，O次之(错) (4)活细胞中，氢原子数目多于氧原子数目(对) (5)在沙漠植物仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是蛋白质(错) 【重难点突破】 1.正确区分鲜重、干重的元素和化合物的含量 人体活细胞中氧的含量最多，但氢原子的数量最多。 2.元素与化合物的相关推断： ①根据元素组成将核酸、糖类、脂肪、磷脂、蛋白质和ATP等化合物填入适当的方框内。 蛋白质 糖类、脂肪 核酸、磷脂、ATP ②据特征元素推测化合物的种类： 叶绿素 血红蛋白（蛋白质） 核酸、磷脂、ATP 甲状腺激素 ③从化合物的组成分析代谢产物： 糖类、脂肪均只含C、H、O，一般情况下代谢终产物是__CO2和H2O__；蛋白质中除含C、H、O还有N，其代谢产物还含有尿素。 ④从化合物中的元素含量上分析氧化分解释放能量的多少： 脂肪的氢含量多于糖类，氧含量少于糖类，因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗的_氧气_量多于糖类，释放的_能量_也多于糖类。 【典例1】在玉米细胞中O元素的含量明显高于人体细胞，而N元素的含量又明显低于人体细胞。下列有关这两种细胞中元素和化合物的叙述，错误的是(　　) A.两种细胞中含量较多的四种元素都是C、H、O、N B.玉米细胞中O元素含量更高可能与细胞中糖类较多有关 C.两种细胞中1 g葡萄糖彻底氧化分解释放出的能量相等 D.两种细胞中蛋白质存在差异的原因是基因的选择性表达 【典例2】下列广告语相对比较科学的是（ ） A. ××口服液：含有丰富的C、N、P、Zn等微量元素 B. ××饮料：含有多种无机盐，无机盐不能有效补充人体运动时消耗的能量 C. ××食用油：天然植物油，不含不饱和脂肪酸 D. ××八宝粥：由桂圆、红豆、糯米等精制而成，不含糖，适合糖尿病患者食用 【典例3】下图示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系，其中A、B代表元素，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为生物大分子，X、Y、Z、P分别为构成生物大分子的基本单位。下列叙述不正确的是（ ） A. Ⅰ在植物细胞中为脂肪 B. Y，Z的元素组成是C，H，O，N，P C. 高温处理后，Ⅳ的结构变得伸展，松散，但仍可以与双缩脲试剂产生颜色反应 D. 一切生命活动都离不开Ⅳ 考点二 、细胞中的无机物 【知识框架】 [自我检测] I.基础知识检测 1.细胞中的水 (1)水的性质 (2)细胞中水的存在形式和功能 (3)自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系 2.细胞中的无机盐 II.重要概念辨析 (1)生物界和非生物界在元素组成上具有统一性，因此地壳中的元素在生物体内都能找到 (　错 　) (2)甘薯细胞中的钙铁锌属于微量元素，作用也很小(　错 　) (3)同一株植物中，老叶细胞比幼叶细胞中自由水含量高(　 错 　) (4)结合水是细胞结构的重要组成成分，赋予各种组织、器官一定的形状、硬度和弹性(　 对　) (5)种子入仓前通过充分晾晒丢失全部自由水，以减少有机物消耗(　错 　) (6)将植物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐(　错 　) (7)用含钙的生理盐水灌注蛙心，可跳动数小时，因为钙盐可维持细胞的酸碱平衡(　错 ) (8)水、无机盐是细胞需要的营养物质，但不能为细胞的生命活动提供能量（ 对 ） 【课堂探究】重难点突破 1.与水相关的知识点 　　 2.无机盐的功能（细胞中常见无机盐的作用及含量异常情况） 3.验证某种矿质元素的生理功能 ①实验设计 ②实验成功关键 a.实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况应一致等。 b.实验组加入X的目的是使实验组前后对照，以增强说服力。 c.该方案也可用于检测某种矿质元素是否是植物正常生长的必需元素。 4.种子的代谢特点与化合物含量变化 （1）种子的水含量变化 （2）种子中的有机物及检测 （3）种子萌发时的吸水过程 ①阶段Ⅰ:干种子依赖于种子内的亲水性物质吸胀吸水。 ②阶段Ⅱ:亲水性物质吸水达到饱和,而大液泡未形成,所以吸水缓慢或趋于停止。 ③阶段Ⅲ:胚根形成,大量进行渗透吸水。 （4）种子萌发过程中的物质代谢 如图所示，在种子萌发的第Ⅰ阶段，种子快速吸水，呼吸速率上升，子叶展开之前，萌发种子的干物质一般会出现质量减少而种类增多的现象，主要原因是种子不进行光合作用制造有机物，但进行细胞呼吸消耗有机物；在种子萌发的第Ⅱ阶段，细胞产生CO2的量要比消耗O2的量大得多，说明此期间主要进行无氧呼吸。 5.根部矿质元素吸收和水分吸收的关系 项目 水分吸收 矿质元素吸收 区别 水分吸收为渗透作用，不需要ATP 矿质元素吸收主要为主动运输，需要ATP 联系 ①都主要发生在根毛区 ②矿质元素需要溶于水中才能被吸收 ③矿质元素的吸收增加细胞液浓度，从而促进水的吸收 ④水分能及时将吸收的矿质元素运走，在一定程度上也促进了矿质元素的吸收 考点三 实验 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 【自我检测】 I.基础知识检测 1.实验原理(连线) 2.实验步骤 ①还原糖＋斐林试剂砖红色沉淀。 (2)脂肪的检测 脂肪＋ (3)蛋白质的检测：蛋白质＋双缩脲试剂→紫色 II.重要概念辨析 (1)洋葱匀浆中加入新配制的斐林试剂，溶液即呈砖红色(　错　) (2)检测样品中的蛋白质时，需加热使双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应(　错　) (3)检测生物组织中的还原糖实验，在待测液中先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液( 错 ) (4)在新鲜的梨汁中加入斐林试剂，混匀后在加热条件下由无色变成砖红色(　错　) (5)在氨基酸溶液中加入双缩脲试剂，混匀后逐渐变成紫色(　错　) (6)脂肪被苏丹Ⅲ染液染成红色(　错　) (7)花生子叶切片经苏丹Ⅲ染液染色后，需用50%盐酸冲洗以去除浮色(　错　) (8)试管中加入蛋清和蛋白酶后再加入双缩脲试剂振荡后，没有紫色反应(　错　) (9)加入斐林试剂并水浴加热，溶液呈砖红色，说明溶液中含有麦芽糖(　错　) 【重难点突破】 1.还原糖和非还原糖 葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖和乳糖等是 还原 糖，可以用斐林试剂检测。蔗糖和所有的多糖都不具有 还原性 ，不能与斐林试剂发生反应。 2.斐林试剂与双缩脲试剂的比较 比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂 试剂组成 甲液: 0.1g/mL A液: 0.1g/mL NaOH 乙液: 0.05g/mL CuSO4 B液: CuSO4 鉴定物质 可溶性 使用方法 甲液和乙液混合均匀后方可使用，且 使用时先加 1mL,摇匀；再加 4滴，摇匀 反应条件 需 加热（50~65°） 不需加热 显色情况 蓝色→棕色→ 沉淀 浅蓝色→ 反应原理 Cu(OH)2被还原糖还原成 砖红色沉淀。 蛋白质（肽键）在 条件下与 ，生成紫色络合物。 3.糖尿病和肾炎 糖尿病患者尿液中含有 还原糖 ，肾炎患者尿液中一般含有 蛋白质 ，这两种疾病可以分别用斐林试剂和双缩脲试剂来检测。 4.实验成功的3个关键点 选材 （1）上述实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色观察 （2）蛋白质检测中，若用大豆作材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止其粘在试管上不易刷洗 设置对照 物质检测实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清，实验中，在加相应试剂之前要留出部分组织样液，目的是作为对照，以便与鉴定后的样液颜色作对比，增强实验的说服力 实验试剂 脂肪检测的过程中滴加1-2滴体积分数为50%的酒精溶液的目的是洗去浮色，原理是苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精 【训练巩固】 1．(2022江苏)下列各组元素中,大量参与组成线粒体内膜的是 (　　) A.O、P、N B.C、N、Si C.S、P、Ca D.N、P、Na 2.(2021天津)富营养化水体中,藻类是吸收磷元素的主要生物,下列说法正确的是(　　) A.磷是组成藻类细胞的微量元素 B.磷是构成藻类生物膜的必要元素 C.藻类的ATP和淀粉都是含磷化合物 D.生态系统的磷循环在水生生物群落内完成 3.(2024河北)细胞内不具备运输功能的物质或结构是(　　) A.结合水 B.囊泡 C.细胞骨架 D.tRNA 4.(2024江西)农谚有云:“雨生百谷”。“雨”有利于种子的萌发,是“百谷”丰收的基础。下列关于种子萌发的说法,错误的是(　　) A.种子萌发时,细胞内自由水所占的比例升高 B.水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞 C.水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成 D.光合作用中,水的光解发生在类囊体薄膜上 5.(2024·浙江)下列不属于水在植物生命活动中作用的是(　　) A.物质运输的良好介质B.保持植物枝叶挺立C.降低酶促反应活化能D.缓和植物温度变化 6.(2023湖北)维生素D3可从牛奶、鱼肝油等食物中获取,也可在阳光下由皮肤中的7-脱氢胆固醇转化而来,活化维生素D3可促进小肠和肾小管等部位对钙的吸收。研究发现,肾脏合成和释放的羟化酶可以促进维生素D3的活化。下列叙述错误的是 (　　) A.肾功能下降可导致机体出现骨质疏松 B.适度的户外活动,有利于少年儿童的骨骼发育 C.小肠吸收钙减少可导致细胞外液渗透压明显下降 D.肾功能障碍时,补充维生素D3不能有效缓解血钙浓度下降 7.(2022全国甲)钙在骨骼生长和肌肉收缩等过程中发挥重要作用。晒太阳有助于青少年骨骼生长,预防老年人骨质疏松。下列叙述错误的是 (　　) A.细胞中有以无机离子形式存在的钙 B.人体内Ca2+可自由通过细胞膜的磷脂双分子层 C.适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收 D.人体血液中钙离子浓度过低易出现抽搐现象 8.(2022湖北)水是生命的源泉,节约用水是每个人应尽的责任。下列有关水在生命活动中作用的叙述,错误的是 (　　) A.水是酶促反应的环境 B.参与血液中缓冲体系的形成 C.可作为维生素D等物质的溶剂 D.可作为反应物参与生物氧化过程 9.(2021浙江)无机盐是生物体组成成分,对维持生命活动有重要作用。下列错误的是(　) A.Mg2+存在于叶绿体的类胡萝卜素中 B.HCO3-对体液pH起着重要的调节作用 C.血液中Ca2+含量过低,人体易出现肌肉抽搐 D.适当补充I-,可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症 10.（多选）(2021山东)关于细胞中的H2O和O2,下列说法正确的是(　　) A.由葡萄糖合成糖原的过程中一定有H2O产生 B.有氧呼吸第二阶段一定消耗H2O C.植物细胞产生的O2只能来自光合作用 D.光合作用产生的O2中的氧元素只能来自H2O 11.(2021全国乙)植物在生长发育过程中,需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述,错误的是(　　) A.根系吸收的水有利于植物保持固有姿态 B.结合水是植物细胞结构的重要组成成分 C.细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水 D.自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动 12.设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大致如下：本实验中采用甲组、乙组之间的空白对照，以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照。下列叙述正确的是(　　) A．对照组是甲组、乙组实验后 B．控制此实验的无关变量只需选一些相同的植物 C．此实验如果是无土栽培，则实验前营养液要灭菌 D．为防止外界影响，此实验需在黑暗密闭条件下进行 13.(2019课标全国Ⅲ)氮元素是植物生长的必需元素,合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答下列问题。 (1)植物细胞内,在核糖体上合成的含氮有机物是　　　　,在细胞核中合成的含氮有机物是　　　　,叶绿体中含氮的光合色素是　　　　。  (2)农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(NH)和硝态氮(NO)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NH和NO的吸收具有偏好性(NH和NO同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一种)。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验思路、预期结果和结论。 实验思路： 。 预期结果和结论：① ； ② 。 答案　(1)蛋白质　核酸　叶绿素 (2)实验思路:配制营养液(以硝酸铵为唯一氮源),用该营养液培养作物甲,一段时间后,检测营养液中NH和NO剩余量。 预期结果和结论:若营养液中NO剩余量小于NH剩余量,则说明作物甲偏好吸收NO;若营养液中NH剩余量小于NO剩余量,则说明作物甲偏好吸收NH。 14.(2022·重庆卷)在一定条件下，斐林试剂可与葡萄糖反应生成砖红色沉淀，去除沉淀后的溶液蓝色变浅，测定其吸光值可用于计算葡萄糖含量。下表是用该方法检测不同样本的结果。下列叙述正确的是(　　) 样本 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 吸光值 0.616 0.606 0.595 0.583 0.571 0.564 葡萄糖含量/ (mg·mL－1) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 A.斐林试剂与样本混合后立即生成砖红色沉淀 B.吸光值与样本的葡萄糖含量有关，与斐林试剂的用量无关 C.若某样本的吸光值为0.578，则其葡萄糖含量大于0.4(mg·mL－1) D.在一定范围内葡萄糖含量越高，反应液去除沉淀后蓝色越浅 *优生选做： 水是细胞中含量最多的化合物，功能很多，没有水就没有生命；无机盐虽然含量不多，但是当某些无机盐缺乏时，生命活动难以正常进行。 ​​​​​​​ （1）在冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，冬小麦体内发生了一系列适应低温的生理变化，如图为冬小麦在不同时期含水量变化关系图。 ①水在细胞中以两种形式存在，其中结合水的功能是____ ____。 ②随着气温下降，冬小麦细胞中自由水与结合水含量的比值_______，抗寒能力_______。 （2）在某地区种植的冬小麦经常出现白苗病，观点一认为是土壤中缺锌引起的，理由是锌是许多酶的活化剂，缺锌导致叶绿素合成有关酶的活性降低，使叶片失绿；观点二认为是土壤中缺镁引起的，理由是____________________________________，缺镁导致叶绿素无法形成。有同学利用三组长势相同的冬小麦幼苗完成下列实验，探究哪种观点正确。 组别 培养液 实验处理 观察指标 A 全素培养液 相同且适宜条件下培育相同的一段时间 幼苗的生长发育状况 B 缺锌培养液 C 缺镁培养液 ①预测实验结果与结论。 _______组的冬小麦幼苗正常生长，若B组冬小麦幼苗表现出白苗病，而C组正常生长，则观点一正确； 若__________________________，则观点二正确； 若__________________________，则观点一和观点二都不正确； 若B、C两组冬小麦幼苗都表现为白苗病，则观点一和观点二都正确。 ②若实验证明冬小麦白苗病是由缺锌引起的，从科学研究的严谨角度出发，进一步证明该观点正确，还应增加的实验步骤是：____________ 。 增加步骤后预期的实验结果是________________________________________________。 (1)①细胞结构的重要组成部分;②减小;增强 (2)镁是构成叶绿素的元素; ①A C组冬小麦幼苗表现出白苗病,而B组正常生长 B、C两组冬小麦幼苗均正常生长 ②实验步骤:在已出现白苗病的B组内加入含锌的培养液(适量的锌离子)，相同条件培养一段时间预期实验结果 B组冬小麦幼苗白苗病病症消失,正常生长 【作业布置】 1.整理课堂笔记，夯实基础，注重记忆； 2.完成课本习题和学案； 3.完成练习册习题并纠错。 学科网（北京）股份有限公司 $$