2027届高考生物人教版一轮复习导学案：组成细胞的元素和化合物

该高中生物学高考复习学案系统梳理组成细胞的元素和化合物核心考点，以元素→无机物→有机物（糖类、脂质、蛋白质、核酸）为逻辑主线，串联元素种类、化合物结构与功能等知识，通过问题链和任务驱动引导学生自主构建知识网络，体现考点梳理的系统性和层次性。 亮点在于自主探究与个性化复习设计，融入生命观念和科学思维素养，如活动四通过氨基酸结构判断及肽键计算培养科学思维，课堂训练精选8道近年模拟题供自主诊断，亮考帮模块助力学生反思总结。该设计有效培养学生自主复习能力，为教师因材施教提供学情依据。

2027届高考生物人教版一轮复习导学案：组成细胞的元素和化合物 学习目标 1.简述组成细胞的主要元素，认同碳元素是生物体中最基本的元素。 2.说出无机物的存在形式和主要功能。 3.能说出糖类、脂质、蛋白质、核酸的组成元素、结构以及功能。 4.掌握氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。 核心体系 活动方案 活动一 说出组成细胞的元素和化合物 下表是玉米细胞和人体细胞的部分元素，饼状图是细胞中主要化合物所占比例。分析图示，请回答下列问题。 玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量（干重，质量分数） 元素 C H O N K Ca P Mg S 其他元素 玉米细胞/% 43.57 6.24 44.43 1.46 0.92 0.23 0.20 0.18 0.17 小于3% 人体细胞/% 55.99 7.46 14.62 9.33 1.09 4.67 3.11 0.16 0.78 小于3% （1）组成生物体的元素在无机自然界中都能找到，但组成元素在含量上差别很大。该现象体现了生物界和非生物界具有什么特性？ （2）从表中可以看出，组成细胞的元素中含量最多的四种元素是什么？其中最基本的元素是什么，并说明理由。 （3）请列举组成细胞的大量元素和微量元素。 （4）分析饼状图，细胞干重和鲜重最多的化合物通常分别是什么？所有细胞中的化合物占比都符合该图吗？ （5）请尝试归纳总结细胞中的重要化合物（糖类、蛋白质、核酸、脂质）的元素组成情况。 活动二 说出组成细胞的水和无机盐的作用 请阅读下列资料，回答相关问题。 资料1：水在生命活动中有极其重要的作用，细胞内含水量的多少直接影响新陈代谢作用。在农村秋季粮食收获之后，农民要将粮食晒干后进行储存，这样能保存较长时间。如果将晒干后的粮食放入试管中进行加热，会发现试管壁上有水珠出现。如果粮食再进行焚烧，则只会留下少量呈灰白色的灰分。 资料2：部分元素参与形成的化合物如下表所示。 元素 参与形成的物质及结构 N 蛋白质、ATP、ADP、NADPH、NADH、叶绿素、DNA、RNA、磷脂等 P ATP、ADP、NADPH、NADH、DNA、RNA、磷脂等 Mg 叶绿素的组成成分 S 甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分、蛋白质的特征元素 资料3：生物体内部分无机盐离子的具体功能如下表所示。 无机盐 功能 含量异常 I－ 甲状腺激素的组成成分 缺乏时，患地方性甲状腺肿大 Fe2+ 血红蛋白的组成成分 缺乏时，患缺铁性贫血 Ca2+ 降低神经系统的兴奋性 血钙过低时，会出现抽搐现象；血钙过高时，会患肌无力 B 促进花粉的萌发和花粉管的伸长 油菜缺硼时，会出现“花而不实” K＋ 促进植物体内淀粉的运输、动物细胞内液渗透压的维持 缺乏时，植物抗逆能力减弱，易受病害侵袭 Na＋ 维持细胞外液的渗透压 缺乏时，会导致细胞外液渗透压下降 （1）水的特性与其结构相适应 ①水分子的空间结构及电子的不对称分布造成水分子是________分子； ②带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，因此水是____________（溶解性）； ③由于________的存在，水具有较高的________，对于维持生命系统的稳定性十分重要。 （2）在秋季收获大豆后，要进行晾晒才能入仓储存，所除去的水分主要是细胞中的________水。晒干后的种子细胞中的________作用减弱，有利于减少种子中有机物的消耗。 （3）晒干后的粮食在试管中加热，试管壁上出现的水珠在细胞中以什么形式存在？这样加热后的种子还能萌发吗？ （4）粮食焚烧后留下的少量灰分主要是什么？在细胞中主要以什么形式存在？ （5）根据资料2和资料3，总结无机盐的主要功能包括哪几个方面？ （6）组成血红蛋白的氨基酸的R基上是否含有Fe? 活动三 概述细胞中糖类和脂质的种类和作用 请根据下列生物学事实，回答相关问题。 事实1：有同学不吃早餐，会导致血糖偏低，头晕，学习效率下降，甚至会晕倒。 事实2：人体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程示意图如下： 事实3：许多补钙的药品中常常添加维生素D。人进入青春期之后，性激素开始大量分泌，生殖器官开始发育并产生生殖细胞。 事实4：磷脂是一种脂质，是构成生物体内膜结构的成分。 （1）出现事实1现象的原因是什么？糖类物质主要有哪些种类？它们之间有什么关系？糖类都可以作为能源物质吗？ （2）长期偏爱高糖膳食的人，为什么会导致体内脂肪积累？ （3）糖尿病患者体内血糖偏高，为什么病人体内脂肪分解增加，体形消瘦？ （4）事实3中，维生素D和性激素属于什么物质？维生素D在人体中的作用是什么？性激素的作用是什么？ （5）细胞中，不同膜结构的骨架普遍是________。 活动四 掌握氨基酸的结构特点及相关计算 观察下列物质的分子结构，回答相关问题。 ① ② ③H2N—CH2—CH2OH ④H2N—CH2—CH2—COOH ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ （1）以上物质中，哪些属于构成蛋白质的氨基酸（写序号）？将它们的侧链基团圈画出来，不同的氨基酸区别在哪里？构成蛋白质的氨基酸有多少种？ （2）请写出氨基酸的结构通式。每个氨基酸至少有几个氨基、几个羧基？连接的位置有什么特点？ （3）什么是必需氨基酸？人体含有几种必需氨基酸？ （4）下图是由一些氨基酸形成的一种化合物。请回答下列问题。 ①图中的氨基酸通过何种方式形成一条肽链？含有几个肽键？该化合物的名称是什么？合成场所在哪里？ ②若有氨基酸800个，其中氨基总数810个，羧基总数808个，则由这些氨基酸合成的含2条肽链的蛋白质共有几个肽键？几个氨基？几个羧基？ ③若蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成，则该蛋白质至少含有多少个氧原子？ ④若有99个氨基酸（假设它们的平均分子量为100）形成了一条环状的多肽链，则其相对分子质量比原来减少了多少？此环状的多肽链含氨基的数量最少是几个？ 活动五 明晰蛋白质的结构多样性和功能多样性，简述核酸的种类、结构和功能 在生物体内，某些重要化合物的元素组成和功能关系如下图所示。X、Y代表元素，A、B、C代表生物大分子。请据图分析并回答下列问题。 （1）写出生物大分子A、B、C和各单体a、b、c的名称。X和Y各代表什么元素？Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是什么生理过程？主要在什么场所进行？ （2）每一个单体a或b由哪三部分组成？请画出一个单体a或b的结构模式图。大分子A和B在化学组成上的区别是什么？在空间结构上的不同点表现在哪里？ （3）人体中，单体a的种类有几种？如果用A、G、T三种碱基参与构成核苷酸，能构成几种核苷酸？若是这三种碱基参与构成T2噬菌体的核苷酸，能构成几种核苷酸？细菌和病毒的遗传物质分别是什么？参与构成细菌遗传物质的核苷酸有几种？ （4）中学阶段常用于检测大分子A和C的试剂分别是什么？分别产生什么颜色反应？ （5）大分子物质C的结构具有多样性，从单体c分析，其原因主要是什么？从C分析，其原因是什么？根本原因是什么？ 课堂训练 1. [2026苏州期初]小麦种子萌发过程中，在淀粉酶的作用下，淀粉、麦芽糖等物质的含量会发生变化。下列叙述错误的是（　　） A.淀粉酶、淀粉、麦芽糖的组成元素都含有C、H、O B.淀粉酶、淀粉、麦芽糖中，淀粉酶彻底水解产物种类最多 C.淀粉和麦芽糖都是植物细胞内的主要储能物质 D.萌发后期淀粉和麦芽糖的含量都会下降 2.[2025南通模拟]生命起源于水。下列关于水分子的叙述，正确的是（　　） A.水是所有生物体内含量最多的化合物 B.水分子只能从低渗溶液流向高渗溶液 C.由于氢键的存在，水具有较低的比热容 D.水可参与植物叶肉细胞中NADPH和NADH的形成 3. [2026南京期初]下列关于细胞中化合物的叙述，错误的是（　　） A.胆固醇可以影响动物细胞膜的流动性 B.细胞生命活动的直接能源物质都是ATP C.水、蛋白质、磷脂可参与细胞质结构组成 D.细胞中的生物大分子以碳链为基本骨架 4. [2025南通西亭高级中学阶段考]下列关于构成细胞的元素和化合物的叙述，正确的是（　　） A.Mg是叶绿素的重要组分，缺Mg叶脉周围通常呈现黄色 B.缺乏P时，细胞中磷脂、核酸和ATP等物质的合成会受影响 C.果糖是光合作用植物特有的，而半乳糖是动物特有的 D.真核生物遗传信息的载体主要是由蛋白质和DNA组成的 5.[2026南通海安期末]农谚有云：“有收无收在于水，收多收少在于肥”，下列相关叙述错误的是（ ） A.水可参与庄稼的细胞代谢以及营养物质的运输 B.农田定期换水可以促进庄稼根系的有氧呼吸 C.肥料主要为庄稼的生长提供有机物和无机盐 D.需结合庄稼生长阶段与土壤肥力状况选择肥料 6. [2026扬州期中]下列广告语符合生物学原理的是（　　） A.有机蔬菜不含任何化学元素，是真正的绿色食品 B.鱼肝油富含维生素D，有助于促进宝宝骨骼发育 C.饼干因没有甜味而无糖，是糖尿病患者的福音 D.口服液含有抗体，能提高成年人体抵御疾病的能力 7. [2026盐城期中]袁隆平院士“禾下乘凉梦”已实现，国家杂交水稻工程技术研究中心重庆分中心种植的“巨型稻”已迎来丰收。“巨型稻”平均株高2米左右，茎秆粗壮、穗大粒多、产量高，富含K、Ca、Zn、Mg等营养元素。下列相关叙述正确的是（　　） A.Ca、Zn是组成“巨型稻”细胞的微量元素 B.构成“巨型稻”细胞的化合物中淀粉的含量最高 C.“巨型稻”和普通稻的细胞中元素含量相同 D.“巨型稻”中的元素都可以在无机自然界中找到 8.[2026南通海安实验中学期中]下图是血红蛋白（呈现红色）形成的部分示意图。血红蛋白由1个珠蛋白和4个血红素组成，每个珠蛋白由4条肽链（α链、β链各2条，每条α链由141个氨基酸构成，每条β链由146个氨基酸构成）组成。下列相关叙述正确的是（ ） A.组成血红蛋白的铁元素主要分布在氨基酸的R基中 B.血红蛋白的一级结构是指肽链中氨基酸的排列顺序 C.血红蛋白中含有574个氨基酸，每条α链形成过程中需脱去570个水分子 D.血红蛋白可以作为蛋白质鉴定的良好材料 亮考帮 一、亮闪闪 本节课我掌握了 核心知识点，理清了 的解题逻辑；通过课堂小组讨论，学会了用 思路分析题型，纠正了之前混淆的概念，整体搭建起本节知识框架，这是我本节课最大的收获。 二、考考你 我出一道思考题： 解答： 出题后自测发现，这类题型的 步骤容易粗心出错，后续做题要重点留意。 三、帮帮我 我存在的疑惑： 1. 知识点的原理没有完全理解； 2.遇到 类题目不知道怎么切入解题； 3. 概念容易和之前学的内容弄混，希望课堂互助环节可以和同学探讨。 参考答案 活动方案 活动一 （1） 统一性和差异性。 （2） C、H、O、N。C，组成生物体的生物大分子均以碳链为骨架，因此最基本的元素是C。 （3） 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等；微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。 （4） 分别是蛋白质和水。不完全符合。 （5） 糖类：单糖、二糖和多糖（几丁质除外）含有C、H、O三种元素，几丁质还含有N；蛋白质：主要包括C、H、O、N四种基本元素，有的还含有S，部分特殊蛋白质含有其他元素；核酸：含有C、H、O、N、P五种元素；脂质：脂肪和固醇含有C、H、O三种元素，磷脂除了含有C、H、O外，还含有P甚至N。 活动二　 （1） ①极性　②良好的溶剂　③氢键　比热容 （2） 自由　呼吸 （3） 结合水。不能。 （4） 无机盐。离子。 （5） 一方面是合成一些重要有机化合物的原料；另一方面对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用，如维持细胞的酸碱平衡，维持正常渗透压。 （6） 不含，血红蛋白由血红素和珠蛋白组成，Fe是组成血红素的元素。 活动三　 （1） 葡萄糖是能源物质，血糖浓度低，脑细胞供能不足。糖类物质包括单糖、二糖、多糖。二糖是由两分子单糖脱水缩合形成的，多糖是由许多单糖分子脱水缩合形成的。不是，某些糖类作为结构物质，不提供能量。 （2） 糖类分子在体内可以转化为脂肪。 （3） 在糖尿病患者体内，胰岛素含量低或胰岛素不能发挥作用，糖进入组织细胞以及在细胞内的转换和利用发生障碍，为了得到足够的能量，细胞中脂肪分解比例增加，使人体形消瘦。 （4） 固醇类。维生素D能促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。性激素能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成。 （5） 磷脂双分子层 活动四　 （1） ①②⑤⑥⑧。圈画侧链基团略，不同氨基酸的区别在于R基（侧链基团）。21种。 （2） 　每个氨基酸至少有1个氨基，1个羧基。连接在同一个碳原子上。 （3） 人体细胞不能合成的氨基酸称为必需氨基酸。8种。 （4） ①脱水缩合。3个肽键。四肽。核糖体。　②798个。12个。10个。　③n＋m。　④1 782。0。 活动五　 （1） A：脱氧核糖核酸；B：核糖核酸；C：蛋白质；a：脱氧核苷酸；b：核糖核苷酸；c：氨基酸。X：N、P；Y代表的元素一定有N。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是DNA的复制、转录、翻译。对于真核生物而言，DNA的复制和转录主要在细胞核进行，翻译在核糖体进行；对于原核生物而言，DNA的复制、转录、翻译都在细胞质进行。 （2） 由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成。 核苷酸模式图： A和B在化学组成上的区别是A含有脱氧核糖和胸腺嘧啶，而B含有核糖和尿嘧啶。在空间结构上的不同点表现在A为独特的双螺旋结构，而B一般为单链结构。 （3） 4种。5种。3种。细菌的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。4种。 （4） 分别是二苯胺试剂和双缩脲试剂。分别产生蓝色反应和紫色反应。 （5） 从c分析：因为氨基酸的种类、数目和排列顺序不同。从C分析：因为蛋白质的空间结构千差万别。根本原因：DNA分子的多样性。 归纳总结： 有机物的初步水解产物、彻底水解产物和彻底氧化分解产物 物质 初步水解产物 彻底水解产物 彻底氧化分解产物 淀粉 麦芽糖、少量葡萄糖 葡萄糖 CO2、H2O 脂肪 甘油、脂肪酸 CO2、H2O 蛋白质 多肽、少量氨基酸 氨基酸 CO2、H2O、尿素 核酸 核苷酸 磷酸、五碳糖、碱基 CO2、H2O、尿酸等 课堂训练 1 C　淀粉酶的化学本质是蛋白质，组成元素为C、H、O、N等，淀粉和麦芽糖为糖类，组成元素为C、H、O，三者均含有C、H、O，A正确；淀粉酶彻底水解产物为多种氨基酸，淀粉和麦芽糖水解产物只有葡萄糖，B正确；植物细胞的储能物质包括脂肪和淀粉，C错误；萌发后期，淀粉逐渐水解为麦芽糖，麦芽糖进一步水解为葡萄糖供能，含量都下降，D正确。 易错提醒： 蛋白质的组成元素 蛋白质的组成元素都有C、H、O、N，有的还可能含有S，但生物体内的21种氨基酸中只有两种氨基酸（甲硫氨酸和半胱氨酸）含有S元素，硒代半胱氨酸中则含有硒（Se）；另外值得注意的是，血红蛋白中所含的Fe元素不是来自氨基酸，而是肽链合成后的加工过程中添加进去的。 2 D　一般情况下，水是细胞内含量最多的化合物，但并非所有生物体内水都是含量最多的化合物，比如病毒是由核酸和蛋白质构成，A错误；水分子的运动是双向的，只是从低渗溶液流向高渗溶液的多于由高渗溶液流向低渗溶液，B错误；由于氢键的存在，水具有较高的比热容，C错误；植物叶肉细胞中进行光合作用的光反应阶段，水在光下分解产生氧气和H＋，H＋可参与形成NADPH，在有氧呼吸第二阶段，丙酮酸和水反应生成NADH，所以水可参与植物叶肉细胞中NADPH和NADH的形成，D正确。 3 B　胆固醇是动物细胞膜的重要组分，可以调节细胞膜的流动性，A正确；细胞生命活动的直接能源物质主要是ATP，但如GTP（鸟苷三磷酸）也可以为生命活动直接供能，B错误；细胞质包括细胞质基质和细胞器，细胞质基质中含有水、蛋白质等，细胞器（如线粒体、内质网等）的膜结构含有磷脂，C正确；细胞中的蛋白质、核酸、多糖等生物大分子是以碳链为基本骨架构建起来的，D正确。 4 B　含有叶绿素的叶绿体主要分布在叶肉细胞中，叶脉为输导组织，几乎不含叶绿体，A错误；果糖在其他细胞内也会含有，例如动物细胞，C错误；真核生物遗传信息的载体是DNA，而遗传物质的主要载体是染色体，D错误。 5 C　水是细胞代谢的重要介质，参与光合作用、物质运输（如渗透作用）等生理过程，并能维持细胞形态以利于物质运输，A正确；农田定期排水可增加土壤氧气含量，避免根系无氧呼吸产生酒精毒害，从而促进有氧呼吸供能，B正确；肥料主要提供无机盐，有机肥需经微生物分解为无机物才能被植物吸收，植物自身可以合成有机物，C错误；施肥需考虑作物生长阶段（如花期需磷）及土壤营养状况（如缺钾需补），以实现合理施肥，D正确。 6 B　所有物质均含化学元素，A错误；维生素D可促进肠道对钙的吸收，有利于骨骼发育，B正确；无甜味的饼干可能含淀粉（多糖），消化后仍会生成葡萄糖，C错误；抗体为蛋白质，口服后被消化分解为氨基酸，无法直接发挥作用，D错误。 7 D　Ca是大量元素，Zn是微量元素，A错误；细胞中含量最高的化合物是水，淀粉含量远低于水，B错误；“巨型稻”与普通稻细胞中元素的种类大体相同，但含量可能存在差异，C错误。 8 B　每个珠蛋白由4条肽链（α链、β链各2条，每条α链由141个氨基酸构成，每条β链由146个氨基酸构成）组成，则珠蛋白氨基酸总数是2×141＋2×146＝574个，每条α链形成时脱去的水分子数是141－1＝140个，C错误；血红蛋白本身呈红色，不便于用一般的蛋白质鉴定试剂（如双缩脲试剂）直接观察颜色变化，通常不会作为蛋白质鉴定的材料，D错误。 2027届高考生物人教版一轮复习导学案 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $