高一生物核心知識點梳理生物學是一門探索生命奧秘、揭示生命規(guī)律的科學。高一階段的生物學學習，是構建整個生物學知識體系的基石，它將引領我們從微觀的分子層面到宏觀的生態(tài)系統(tǒng)，逐步認識生命的本質與聯(lián)系。本文旨在對高一生物的核心知識點進行梳理，幫助同學們構建清晰的知識網(wǎng)絡，深化理解，為后續(xù)學習奠定堅實基礎。第一章走近細胞1.1從生物圈到細胞生命活動離不開細胞。無論是單細胞生物（如草履蟲、細菌）還是多細胞生物（如動植物），其各項生命活動的完成均以細胞為基本單位。病毒雖不具有細胞結構，但其增殖過程也必須依賴宿主細胞才能進行，這從另一個角度說明了細胞是生命活動的基本單位。生命系統(tǒng)的結構層次由小到大依次為：細胞→組織→器官→系統(tǒng)（植物無系統(tǒng)層次）→個體→種群→群落→生態(tài)系統(tǒng)→生物圈。每一個層次都有其特定的組成、結構和功能，彼此緊密聯(lián)系，共同構成了豐富多彩的生命世界。1.2細胞的多樣性和統(tǒng)一性顯微鏡是我們觀察細胞的重要工具，正確使用高倍顯微鏡是一項基本技能。需要注意的是，在轉換高倍物鏡之前，應先在低倍鏡下找到清晰的觀察目標，并將其移至視野中央。細胞具有多樣性，根據(jù)細胞內有無以核膜為界限的細胞核，可將細胞分為原核細胞和真核細胞。原核細胞（如細菌、藍藻）結構相對簡單，沒有核膜包被的細胞核，其遺傳物質主要集中在擬核區(qū)域；真核細胞（如動物細胞、植物細胞、真菌細胞）則具有細胞核，細胞內還含有多種復雜的細胞器。盡管細胞形態(tài)各異、結構有別，但它們都具有相似的基本結構，如細胞膜、細胞質，以及作為遺傳物質的DNA，這體現(xiàn)了細胞的統(tǒng)一性。細胞學說的建立，揭示了細胞的統(tǒng)一性和生物體結構的統(tǒng)一性，是生物學發(fā)展史上的重要里程碑。第二章組成細胞的分子2.1細胞中的元素和化合物細胞中常見的化學元素有二十多種，根據(jù)其含量的多少可分為大量元素和微量元素。無論是鮮重還是干重，C、H、O、N這四種元素在細胞中的含量都是最多的，其中碳元素是構成細胞的最基本元素，碳鏈是生物大分子的基本骨架。組成細胞的化合物包括無機化合物和有機化合物。無機化合物主要有水和無機鹽；有機化合物主要有糖類、脂質、蛋白質和核酸。這些化合物在細胞中承擔著不同的功能，共同維持著細胞的生命活動。2.2生命活動的主要承擔者——蛋白質蛋白質是細胞中含量最多的有機化合物，是生命活動的主要承擔者。其基本組成單位是氨基酸，每種氨基酸分子至少都含有一個氨基（-NH?）和一個羧基（-COOH），并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。氨基酸分子通過脫水縮合形成肽鍵，進而連接成多肽鏈。一條或多條多肽鏈經過盤曲折疊，形成具有一定空間結構的蛋白質。蛋白質的結構具有多樣性，這直接決定了其功能的多樣性，如催化（酶）、運輸（血紅蛋白）、調節(jié)（胰島素）、免疫（抗體）、結構組成（肌肉蛋白）等。2.3遺傳信息的攜帶者——核酸核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質，在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中具有極其重要的作用。核酸包括脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）兩大類。核酸的基本組成單位是核苷酸。DNA的基本單位是脫氧核苷酸，RNA的基本單位是核糖核苷酸。每個核苷酸由一分子含氮堿基、一分子五碳糖和一分子磷酸組成。DNA主要分布在細胞核中，RNA主要分布在細胞質中。2.4細胞中的糖類和脂質糖類是主要的能源物質，大致可以分為單糖、二糖和多糖。單糖（如葡萄糖、果糖）是不能水解的糖；二糖（如蔗糖、麥芽糖、乳糖）由兩分子單糖脫水縮合而成；多糖（如淀粉、纖維素、糖原）則是由多個單糖分子連接而成的大分子物質，其中淀粉和糖原是細胞內的儲能物質，纖維素是植物細胞壁的主要成分。脂質包括脂肪、磷脂和固醇等。脂肪是細胞內良好的儲能物質，還具有保溫、緩沖和減壓的作用；磷脂是構成細胞膜和細胞器膜的重要成分；固醇類物質如膽固醇、性激素和維生素D等，在細胞的生命活動中也具有重要功能。2.5細胞中的無機物水是細胞中含量最多的化合物，以自由水和結合水兩種形式存在。自由水是細胞內的良好溶劑，參與許多化學反應，為細胞提供液體環(huán)境，并且是物質運輸?shù)慕橘|；結合水是細胞結構的重要組成成分。無機鹽在細胞中含量很少，但作用非常重要。它們大多以離子的形式存在，有些是構成細胞內復雜化合物的重要成分（如Fe2?是血紅蛋白的組成成分），有些則對于維持細胞和生物體的生命活動（如血鈣含量過低會導致抽搐）、維持細胞的酸堿平衡和滲透壓具有重要作用。第三章細胞的基本結構3.1細胞膜——系統(tǒng)的邊界細胞膜主要由脂質（磷脂最豐富）和蛋白質組成，此外還有少量的糖類。細胞膜的功能十分重要：它將細胞與外界環(huán)境分隔開，保障了細胞內部環(huán)境的相對穩(wěn)定；控制物質進出細胞，使細胞能選擇性地吸收所需物質和排出代謝廢物；進行細胞間的信息交流，如通過細胞膜直接接觸、借助化學物質或形成通道等方式。植物細胞在細胞膜的外面還有一層細胞壁，其主要成分是纖維素和果膠，對細胞起支持和保護作用，具有全透性。3.2細胞器——系統(tǒng)內的分工合作細胞中的各種細胞器既有分工又有合作，共同完成細胞的生命活動。線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所，是細胞的“動力車間”，細胞生命活動所需的能量，大約95%來自線粒體。葉綠體是綠色植物能進行光合作用的細胞含有的細胞器，是植物細胞的“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉換站”。內質網(wǎng)是由膜連接而成的網(wǎng)狀結構，是細胞內蛋白質合成和加工，以及脂質合成的“車間”。高爾基體主要是對來自內質網(wǎng)的蛋白質進行加工、分類和包裝的“車間”及“發(fā)送站”。核糖體是“生產蛋白質的機器”，有些附著在內質網(wǎng)上，有些游離在細胞質中。溶酶體是“消化車間”，內含多種水解酶，能分解衰老、損傷的細胞器，吞噬并殺死侵入細胞的病毒或細菌。液泡主要存在于植物細胞中，內有細胞液，含糖類、無機鹽、色素和蛋白質等物質，可以調節(jié)植物細胞內的環(huán)境，充盈的液泡還可以使植物細胞保持堅挺。中心體常見于動物細胞和某些低等植物細胞中，與細胞的有絲分裂有關。這些細胞器膜和細胞膜、核膜等結構，共同構成細胞的生物膜系統(tǒng)。生物膜系統(tǒng)在細胞的生命活動中作用極為重要，不僅使細胞具有一個相對穩(wěn)定的內部環(huán)境，同時在物質運輸、能量轉換和信息傳遞的過程中起著決定性的作用，為多種酶提供了大量的附著位點，保證了細胞內各種化學反應的有序進行。3.3細胞核——系統(tǒng)的控制中心細胞核是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心。細胞核的結構包括核膜（雙層膜，把核內物質與細胞質分開）、核仁（與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關）、染色質（主要由DNA和蛋白質組成，DNA是遺傳信息的載體）等。染色質和染色體是同樣的物質在細胞不同時期的兩種存在狀態(tài)。第四章細胞的物質輸入和輸出4.1物質跨膜運輸?shù)膶嵗毎ず推渌锬ざ际沁x擇透過性膜，這種膜可以讓水分子自由通過，一些離子和小分子也可以通過，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過。滲透作用是指水分子（或其他溶劑分子）通過半透膜的擴散。發(fā)生滲透作用需要兩個條件：一是具有半透膜，二是半透膜兩側的溶液具有濃度差。動物細胞的細胞膜相當于一層半透膜，當外界溶液濃度與細胞質濃度不同時，細胞會發(fā)生吸水或失水。植物細胞的原生質層（細胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細胞質）相當于一層半透膜，中央液泡中的細胞液具有一定的濃度。當細胞液濃度與外界溶液濃度存在差異時，植物細胞會發(fā)生質壁分離或質壁分離復原現(xiàn)象。4.2生物膜的流動鑲嵌模型生物膜的流動鑲嵌模型認為，磷脂雙分子層構成了膜的基本支架，這個支架不是靜止的，而是具有一定的流動性。蛋白質分子有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層。大多數(shù)蛋白質分子也是可以運動的。細胞膜的外表面還有糖類分子，它們與蛋白質結合形成糖蛋白，或與脂質結合形成糖脂，這些糖類分子在細胞識別、信息傳遞等過程中具有重要作用。4.3物質跨膜運輸?shù)姆绞轿镔|跨膜運輸?shù)姆绞街饕譃楸粍舆\輸和主動運輸兩大類。被動運輸是指物質進出細胞時，順濃度梯度的擴散，不需要消耗能量。它包括自由擴散和協(xié)助擴散。自由擴散是指物質通過簡單的擴散作用進出細胞，如氧氣、二氧化碳、甘油、乙醇等；協(xié)助擴散是指進出細胞的物質借助載體蛋白的擴散，如紅細胞吸收葡萄糖。主動運輸是指物質從低濃度一側運輸?shù)礁邼舛纫粋?，需要載體蛋白的協(xié)助，同時還需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量。主動運輸保證了活細胞能夠按照生命活動的需要，主動選擇吸收所需要的營養(yǎng)物質，排出代謝廢物和對細胞有害的物質，如小腸絨毛上皮細胞吸收氨基酸、葡萄糖等。此外，一些大分子物質或顆粒性物質進出細胞的方式是胞吞和胞吐，這兩種方式也需要消耗能量，依賴于細胞膜的流動性。第五章細胞的能量供應和利用5.1降低化學反應活化能的酶細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝。酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質，少數(shù)酶是RNA。酶具有高效性，其催化效率遠高于無機催化劑；酶具有專一性，一種酶只能催化一種或一類化學反應；酶的作用條件較溫和，需要適宜的溫度和pH等，過酸、過堿或溫度過高，都會使酶的空間結構遭到破壞而失活，低溫則會抑制酶的活性，但不會使酶失活。酶的催化作用機理是降低化學反應的活化能，從而使反應能夠在溫和條件下高效地進行。5.2細胞的能量“通貨”——ATPATP是三磷酸腺苷的英文縮寫，其結構簡式是A-P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團，～代表高能磷酸鍵。ATP是細胞內的一種高能磷酸化合物。ATP與ADP可以相互轉化。在有關酶的催化作用下，ATP分子中遠離A的那個高能磷酸鍵很容易水解，釋放出大量能量，同時生成ADP和Pi；在另一些酶的催化作用下，ADP接受能量，與一個Pi結合，重新形成ATP。這種轉化在細胞中時刻不停地發(fā)生并且處于動態(tài)平衡之中，為細胞的生命活動直接提供能量。細胞中ATP的合成所需能量，對于動物、人、真菌和大多數(shù)細菌來說來自細胞呼吸，對于綠色植物來說還可以來自光合作用。5.3ATP的主要來源——細胞呼吸細胞呼吸是指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產物，釋放出能量并生成ATP的過程。有氧呼吸是細胞呼吸的主要形式，其主要場所是線粒體。有氧呼吸最常利用的物質是葡萄糖，其反應式可以簡寫成：C?H??O?+6O?+6H?O→6CO?+12H?O+能量。有氧呼吸的過程分為三個階段：第一階段在細胞質基質中進行，葡萄糖分解成丙酮酸和少量[H]，釋放少量能量；第二階段在線粒體基質中進行，丙酮酸和水徹底分解成二氧化碳和[H]，釋放少量能量；第三階段在線粒體內膜上進行，前兩個階段產生的[H]與氧結合生成水，釋放大量能量。在沒有氧氣的條件下，細胞也能通過無氧呼吸釋放少量能量，以適應缺氧環(huán)境。無氧呼吸的場所是細胞質基質，其過程可以概括為兩個階段，第一階段與有氧呼吸的第一階段完全相同，第二階段丙酮酸在不同酶的催化下，分解成酒精和二氧化碳，或者轉化成乳酸。高等植物在水淹時產生酒精，動物細胞和馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等無氧呼吸產生乳酸。無氧呼吸只在第一階段釋放少量能量。5.4能量之源——光與光合作用光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。其反應式可以表示為：6CO?+6H?O→C?H??O?+6O?（條件：光能、葉綠體）。葉綠體中的色素種類和功能各不相同，主要包括葉綠素（葉綠素a和葉綠素b，主要吸收藍紫光和紅光）和類胡蘿卜素（胡蘿卜素和葉黃素，主要吸收藍紫光）。這些色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上，它們能夠吸收、傳遞和轉化光能。光合作用的過程可以分為光反應階段和暗反應階段。光反應階段必須有光才能進行，場所是類囊體的薄膜。在光反應階段，色素吸收光能，將水分解為氧氣和[H]（NADPH），同時將光能轉化為化學能儲存在ATP中。暗反應階段有光無光都能進行，場所是葉綠體基質。在暗反應階段，綠葉通過氣孔從外界吸收的二氧化碳，首先與植物體內的C?結合，這個過程叫做二氧化碳的固定，形成兩個C?分子。C?在ATP提供的能量和[H]的還原作用下，一部分經過一系列變化形成糖類，另一部分則經過復雜的變化重新形成C?，使暗反應階段的化學反應持續(xù)地進行下去。光合作用是地球上最基本的物質代謝和能量代謝，它為幾乎所有生物的生存提供了物質和能量的來源。第六章細胞的生命歷程6.1細胞的增殖細胞增殖是生物體生長、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎。細胞通過分裂的方式進行增殖。真核細胞的分裂方式有三種：有絲分裂、無絲分裂和減數(shù)分裂。有絲分裂是真核生物進行細胞分裂的主要方式。細胞周期是指連續(xù)分裂的細胞，從一次分裂完成時開始，到下一次分裂完成時為止，包括分裂間期和分裂期。分裂間期是細胞分裂的準備階段，完成DNA分子的復制和有關蛋白質的合成，同時細胞有適度的生長。分裂期又分為前期、中期、后期和末期四個時期，在這個過程中，親代細胞的染色體經過復制（實質為DNA的復制）之后，精確地平均分配到兩個子細胞中去，從而在細胞的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性。6.2細胞的分化在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，叫做細胞分化。細胞分化是一種持久性的變化，一般來說，分化了的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。細胞分化的實質是基因的選擇性表達。同一個體的不同體細胞中，DNA相同，但表達的基因不同，因而產生的蛋白質種類和數(shù)量不同，導致細胞的形態(tài)、結構和功能出現(xiàn)差異。細胞分化是生物個體發(fā)育的基礎。6.3