高一生物學期中考試復習資料本資料以人教版高中生物必修1《分子與細胞》前四章（細胞的分子組成、細胞的基本結(jié)構(gòu)、細胞的物質(zhì)輸入和輸出、細胞的能量供應和利用）為核心，聚焦期中考試高頻考點，梳理知識框架，突出易錯點與應試技巧，助力高效復習。一、細胞的分子組成——生命的物質(zhì)基礎(chǔ)（一）蛋白質(zhì)：生命活動的主要承擔者1.氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類結(jié)構(gòu)通式：\(\text{NH}_2-\text{CH}(R)-\text{COOH}\)（注意：氨基和羧基必須連接在同一個碳原子上，此為判斷氨基酸的關(guān)鍵）。分類：根據(jù)R基不同，分為21種（必需氨基酸8種，非必需氨基酸13種）。2.蛋白質(zhì)的合成與結(jié)構(gòu)層次合成過程：氨基酸通過脫水縮合形成肽鏈（場所：核糖體）。脫水數(shù)=肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)（若為環(huán)狀肽，則脫水數(shù)=氨基酸數(shù)）。游離氨基/羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中的氨基/羧基數(shù)。結(jié)構(gòu)層次：氨基酸→二肽→多肽→肽鏈→（盤曲折疊）→蛋白質(zhì)（注：并非所有蛋白質(zhì)都有四級結(jié)構(gòu)，如胰島素有，而多數(shù)酶只有三級結(jié)構(gòu)）。3.結(jié)構(gòu)多樣性與功能多樣性結(jié)構(gòu)多樣性：氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序及肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同。功能多樣性：催化（酶）、運輸（血紅蛋白）、調(diào)節(jié)（胰島素）、免疫（抗體）、結(jié)構(gòu)（膠原蛋白）。易錯點提醒：高溫、強酸強堿會破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)（變性），但不會破壞肽鍵（水解需要酶）。蛋白質(zhì)的功能由空間結(jié)構(gòu)決定，而非氨基酸序列單獨決定。（二）核酸：遺傳信息的攜帶者1.分類與分布DNA（脫氧核糖核酸）：主要分布于細胞核（染色體），少量在細胞質(zhì)（線粒體、葉綠體）。RNA（核糖核酸）：主要分布于細胞質(zhì)（核糖體、mRNA、tRNA）。2.結(jié)構(gòu)與組成基本單位：核苷酸（由五碳糖、磷酸、含氮堿基組成）。DNA的核苷酸：脫氧核糖+磷酸+A/T/C/G（無U）。RNA的核苷酸：核糖+磷酸+A/U/C/G（無T）。鏈結(jié)構(gòu)：DNA為雙螺旋結(jié)構(gòu)（兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈）；RNA多為單鏈（如mRNA）。3.功能DNA：儲存、傳遞遺傳信息（細胞生物的遺傳物質(zhì)）。RNA：參與遺傳信息的表達（如mRNA傳遞信息，tRNA轉(zhuǎn)運氨基酸，rRNA組成核糖體）。易錯點提醒：核酸的多樣性由核苷酸的種類、數(shù)目、排列順序決定（與蛋白質(zhì)類似，但無空間結(jié)構(gòu)因素）。病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA（如新冠病毒為RNA，噬菌體為DNA），但細胞生物的遺傳物質(zhì)一定是DNA。（三）糖類與脂質(zhì)：能源與結(jié)構(gòu)物質(zhì)1.糖類分類與功能：單糖（不能水解）：葡萄糖（主要能源物質(zhì)）、果糖（植物）、半乳糖（動物）、核糖/脫氧核糖（核酸成分）。二糖（水解為2分子單糖）：蔗糖（植物，葡萄糖+果糖）、麥芽糖（植物，葡萄糖+葡萄糖）、乳糖（動物，葡萄糖+半乳糖）。多糖（水解為多個葡萄糖）：淀粉（植物儲能）、糖原（動物儲能，肝糖原/肌糖原）、纖維素（植物細胞壁成分，無儲能功能）。特點：糖類是主要的能源物質(zhì)（但不是所有糖類都能供能，如纖維素）。2.脂質(zhì)分類與功能：脂肪：細胞內(nèi)良好的儲能物質(zhì)（絕熱、緩沖）。磷脂：構(gòu)成細胞膜、細胞器膜的重要成分（頭部親水，尾部疏水）。固醇：膽固醇（細胞膜成分，參與脂質(zhì)運輸）、性激素（調(diào)節(jié)生殖）、維生素D（促進鈣吸收）。易錯點提醒：糖類中的還原糖（葡萄糖、果糖、麥芽糖）可與斐林試劑（水浴加熱）生成磚紅色沉淀（蔗糖、淀粉無此反應）。脂質(zhì)中的脂肪可被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色（或蘇丹Ⅳ染成紅色），此為檢測脂肪的實驗原理。（四）水與無機鹽：細胞的環(huán)境與調(diào)節(jié)1.水存在形式：自由水（95%以上，參與代謝、運輸）、結(jié)合水（4.5%，構(gòu)成細胞結(jié)構(gòu)）。功能：自由水是細胞內(nèi)的良好溶劑，參與光合作用、呼吸作用等化學反應；結(jié)合水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分（如曬干種子失去自由水，仍能萌發(fā)；烘干種子失去結(jié)合水，無法萌發(fā)）。2.無機鹽存在形式：多數(shù)以離子形式存在（如Na?、K?、Ca2?、Mg2?）。功能：構(gòu)成化合物（如Mg2?是葉綠素的成分，F(xiàn)e2?是血紅蛋白的成分）。維持生命活動（如Ca2?過低導致抽搐，過高導致肌無力）。調(diào)節(jié)滲透壓（如Na?、Cl?維持細胞外液滲透壓）。易錯點提醒：自由水與結(jié)合水的比例影響細胞代謝（比例越高，代謝越旺盛；比例越低，抗逆性越強，如越冬植物結(jié)合水增多）。無機鹽的功能需結(jié)合具體例子記憶（如“Mg2?與葉綠素”“Fe2?與血紅蛋白”是高頻考點）。二、細胞的基本結(jié)構(gòu)——系統(tǒng)的邊界與分工（一）細胞膜：系統(tǒng)的邊界1.成分：主要由脂質(zhì)（約50%）和蛋白質(zhì)（約40%）組成，少量糖類（約2%-10%）（糖類與蛋白質(zhì)結(jié)合成糖蛋白，與細胞識別有關(guān)）。2.功能：將細胞與外界環(huán)境分隔開（保護）?？刂莆镔|(zhì)進出細胞（選擇透過性，如允許氧氣、二氧化碳自由通過，葡萄糖、氨基酸主動運輸進入）。進行細胞間的信息交流（如激素與受體結(jié)合、精子與卵細胞識別）。3.實驗：制備細胞膜材料：哺乳動物成熟紅細胞（無細胞核、細胞器，易吸水漲破）。方法：吸水漲破法（將紅細胞放入清水中，細胞吸水破裂，離心得到細胞膜）。（二）細胞器：系統(tǒng)內(nèi)的分工合作1.細胞器的分類雙層膜：線粒體（有氧呼吸主要場所，“動力工廠”）、葉綠體（光合作用場所，“養(yǎng)料制造車間”）。單層膜：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（蛋白質(zhì)加工、脂質(zhì)合成，“車間”）、高爾基體（蛋白質(zhì)分類、包裝、分泌，“發(fā)送站”）、溶酶體（含水解酶，“消化車間”）、液泡（調(diào)節(jié)滲透壓，含色素）。無膜：核糖體（蛋白質(zhì)合成場所，“裝配機器”）、中心體（與細胞分裂紡錘體形成有關(guān)，存在于動物和低等植物細胞）。2.細胞器的功能聯(lián)系分泌蛋白的合成與運輸：核糖體（合成肽鏈）→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（加工、折疊）→高爾基體（分類、包裝）→細胞膜（分泌）（注：此過程需要線粒體提供能量）。易錯點提醒：線粒體和葉綠體均含有DNA、RNA、核糖體（能半自主復制，屬于“半自主性細胞器”）。高爾基體在植物細胞中與細胞壁的形成有關(guān)（如根尖分生區(qū)細胞高爾基體活躍），在動物細胞中與分泌蛋白的分泌有關(guān)（如漿細胞高爾基體活躍）。（三）細胞核：系統(tǒng)的控制中心1.結(jié)構(gòu)：核膜（雙層膜，有核孔，允許RNA、蛋白質(zhì)進出）。核仁（與rRNA的合成及核糖體的形成有關(guān)，代謝旺盛的細胞核仁較大）。染色質(zhì)（由DNA和蛋白質(zhì)組成，是遺傳物質(zhì)的主要載體；分裂期螺旋化形成染色體，二者是同一物質(zhì)的不同形態(tài)）。2.功能：細胞核是遺傳信息庫（儲存DNA），是細胞代謝和遺傳的控制中心（通過控制蛋白質(zhì)的合成調(diào)控細胞活動）。易錯點提醒：核孔具有選擇性（如DNA不能通過核孔進入細胞質(zhì)）。哺乳動物成熟紅細胞（無細胞核）、植物篩管細胞（無細胞核）等特殊細胞無細胞核，但仍能進行代謝（如紅細胞運輸氧氣）。三、細胞的物質(zhì)輸入與輸出——跨膜運輸?shù)姆绞剑ㄒ唬B透作用與質(zhì)壁分離1.滲透作用的條件：半透膜（如細胞膜、原生質(zhì)層）。半透膜兩側(cè)有濃度差（指溶質(zhì)的濃度差，而非溶劑）。2.原生質(zhì)層：組成：細胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)（相當于半透膜）。質(zhì)壁分離的條件：成熟植物細胞（有大液泡）、外界溶液濃度高于細胞液濃度（如蔗糖溶液）。質(zhì)壁分離復原：將質(zhì)壁分離的細胞放入低濃度溶液（如清水）中，細胞吸水，原生質(zhì)層恢復原狀。實驗注意事項：材料選擇：紫色洋蔥鱗片葉外表皮（有紫色大液泡，便于觀察）。蔗糖溶液濃度：過高（如0.5g/mL）會導致細胞失水過多死亡，無法復原；過低（如0.1g/mL）不會發(fā)生質(zhì)壁分離。（二）跨膜運輸?shù)姆绞竭\輸方式方向載體蛋白能量（ATP）例子自由擴散高→低不需要不需要O?、CO?、水、甘油協(xié)助擴散高→低需要不需要葡萄糖進入紅細胞主動運輸?shù)汀撸ɑ蚰鏉舛龋┬枰枰∧c吸收葡萄糖、K?進入細胞胞吞/胞吐大分子進出細胞不需要需要抗體分泌、吞噬細胞吞噬細菌易錯點提醒：主動運輸是逆濃度梯度運輸（低→高），但并非所有逆濃度運輸都是主動運輸（如某些細菌的協(xié)同運輸，但高中階段不要求）。胞吞/胞吐不屬于跨膜運輸（因為大分子沒有穿過細胞膜，而是通過膜的融合實現(xiàn)），但需要消耗ATP。四、細胞的能量供應與利用——酶與ATP、呼吸作用、光合作用（一）酶：生物催化劑1.本質(zhì)：絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)（如唾液淀粉酶），少數(shù)是RNA（如核酶）。2.特性：高效性：比無機催化劑催化效率高10?-1013倍（如過氧化氫酶比Fe3?催化H?O?分解快）。專一性：一種酶只能催化一種或一類化學反應（如淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解）。作用條件溫和：最適溫度（如人體酶37℃左右）、最適pH（如胃蛋白酶1.5-2.0，胰蛋白酶8.0左右）。3.影響酶活性的因素：溫度：低溫（如0℃）抑制酶活性（不破壞結(jié)構(gòu)，升溫可恢復）；高溫（如80℃以上）破壞酶結(jié)構(gòu)（變性，不可恢復）。pH：過酸或過堿均會破壞酶結(jié)構(gòu)（變性，不可恢復）。易錯點提醒：酶只降低化學反應的活化能（不提供能量，不改變反應平衡點）。酶的活性與酶的數(shù)量無關(guān)（如增加酶數(shù)量會加快反應速率，但不會改變酶的活性）。（二）ATP：直接能源物質(zhì)1.結(jié)構(gòu)：簡式：A-P~P~P（A：腺苷，由腺嘌呤+核糖組成；P：磷酸基團；~：高能磷酸鍵，含大量能量）。2.功能：細胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)（如肌肉收縮、主動運輸、神經(jīng)傳導等均需ATP供能）。3.合成與水解：合成：場所（線粒體、葉綠體、細胞質(zhì)基質(zhì)）；途徑（呼吸作用、光合作用）。水解：釋放能量（用于各項生命活動）；產(chǎn)物（ADP+Pi+能量）。易錯點提醒：ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應（因為合成與水解的場所、酶、能量來源均不同）。細胞內(nèi)ATP的含量很低（但轉(zhuǎn)化速率很快，如人細胞每秒消耗10?個ATP）。（三）細胞呼吸：能量的釋放與利用1.有氧呼吸總反應式：\(\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6+6\text{O}_2+6\text{H}_2\text{O}\rightarrow6\text{CO}_2+12\text{H}_2\text{O}+\text{能量}\)（注意：反應物中的水與生成物中的水不同）。階段：第一階段（細胞質(zhì)基質(zhì)）：葡萄糖→丙酮酸+[H]+少量能量（2ATP）。第二階段（線粒體基質(zhì)）：丙酮酸+水→CO?+[H]+少量能量（2ATP）。第三階段（線粒體內(nèi)膜）：[H]+O?→水+大量能量（26-28ATP）（此階段是有氧呼吸的關(guān)鍵，需氧氣參與）。2.無氧呼吸總反應式（植物/酵母菌）：\(\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6\rightarrow2\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}+2\text{CO}_2+\text{能量}\)（酒精發(fā)酵）?？偡磻剑▌游?乳酸菌）：\(\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6\rightarrow2\text{C}_3\text{H}_6\text{O}_3+\text{能量}\)（乳酸發(fā)酵）。階段：第一階段（細胞質(zhì)基質(zhì)）：與有氧呼吸第一階段相同（葡萄糖→丙酮酸+[H]+少量能量）。第二階段（細胞質(zhì)基質(zhì)）：丙酮酸→酒精+CO?（或乳酸）（無能量釋放）。3.細胞呼吸的意義：為細胞生命活動提供能量（如ATP）。為其他有機物的合成提供原料（如丙酮酸可用于合成氨基酸）。易錯點提醒：有氧呼吸的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體（并非只在線粒體）。無氧呼吸不產(chǎn)生CO?的情況：動物細胞、乳酸菌（乳酸發(fā)酵）；產(chǎn)生CO?的情況：植物細胞、酵母菌（酒精發(fā)酵）。（四）光合作用：能量的轉(zhuǎn)化與儲存1.色素的種類與功能種類：葉綠素（葉綠素a、葉綠素b，占3/4，吸收紅光、藍紫光）、類胡蘿卜素（胡蘿卜素、葉黃素，占1/4，吸收藍紫光）。實驗：色素提取與分離（材料：新鮮菠菜葉；試劑：無水乙醇（提取色素）、層析液（分離色素）；結(jié)果：濾紙條上色素帶從上到下依次為胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、葉綠素a（藍綠色）、葉綠素b（黃綠色））。2.光合作用的過程總反應式：\(6\text{CO}_2+12\text{H}_2\text{O}\xrightarrow[\text{葉綠體}]{\text{光}}\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6+6\text{O}_2+6\text{H}_2\text{O}\)（注意：反應物中的水是光反應的原料，生成物中的水是暗反應的產(chǎn)物）。階段：光反應（類囊體薄膜）：水的光解：\(2\text{H}_2\text{O}\rightarrow4[\text{H}]+\text{O}_2\)（氧氣釋放）。ATP的合成：ADP+Pi+能量→ATP（能量來自光能）。暗反應（卡爾文循環(huán)）（葉綠體基質(zhì)）：CO?的固定：\(\text{CO}_2+\text{C}_5\rightarrow2\text{C}_3\)（需要酶）。C?的還原：\(2\text{C}_3+[\text{H}]+\text{ATP}\rightarrow\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6+\text{C}_5\)（需要酶，消耗ATP和[H]）。3.影響光合作用的因素光照強度：在一定范圍內(nèi)，隨光照強度增加，光合作用速率加快（達到光飽和點后不再增加）。CO?濃度：在一定范圍內(nèi)，隨CO?濃度增加，光合作用速率加快（達到CO?飽和點后不再增加）。溫度：影響酶的活性（最適溫度約25℃，過高或過低均會降低速率）。易錯點提醒：光反應與暗反應的聯(lián)系：光反應為暗反應提供[H]和ATP；暗反應為光反應提供ADP和Pi（二者相互依存）。光合作用的產(chǎn)物：葡萄糖（主要）、氧氣（來自水的光解）、水（來自暗反應）。五、期中考試復習策略與應試技巧（一）復習策略1.構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)：以“細胞”為中心，聯(lián)系分子組成（蛋白質(zhì)、核酸）、結(jié)構(gòu)（細胞膜、細胞器、細胞核）、物質(zhì)運輸（跨膜方式）、能量代謝（酶、ATP、呼吸作用、光合作用），形成完整的知識體系（如用思維導圖梳理）。2.重點突破高頻考點：細胞器的