高中生物必修課程知識點詳細歸納高中生物必修課程是生物學(xué)學(xué)習(xí)的基石，涵蓋了生命的基本單位、遺傳的基本規(guī)律、進化與適應(yīng)以及穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)等核心內(nèi)容。本歸納旨在幫助同學(xué)們系統(tǒng)梳理這些知識，構(gòu)建清晰的知識網(wǎng)絡(luò)，為深入學(xué)習(xí)和應(yīng)用奠定堅實基礎(chǔ)。必修一《分子與細胞》《分子與細胞》模塊側(cè)重于從微觀層面揭示生命的本質(zhì)，探討細胞的分子組成、基本結(jié)構(gòu)、物質(zhì)輸入輸出、能量供應(yīng)利用以及細胞的生命歷程。一、細胞的分子組成1.組成細胞的元素：*大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，其中C是最基本元素，C、H、O、N是基本元素。*微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，雖然含量少，但對生命活動至關(guān)重要。*生物界與非生物界的統(tǒng)一性體現(xiàn)在元素種類的相似性，差異性體現(xiàn)在元素含量的差異。2.組成細胞的化合物：*無機物：*水：細胞中含量最多的化合物。自由水（良好溶劑、參與反應(yīng)、運輸、維持細胞形態(tài)）和結(jié)合水（細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分）。*無機鹽：多數(shù)以離子形式存在。功能包括維持細胞和生物體的生命活動（如血鈣）、維持細胞酸堿平衡、組成復(fù)雜化合物（如Fe2?構(gòu)成血紅蛋白，Mg2?構(gòu)成葉綠素）。*有機物：*糖類：主要的能源物質(zhì)。單糖（葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脫氧核糖）、二糖（蔗糖、麥芽糖、乳糖）、多糖（淀粉、纖維素、糖原）。*脂質(zhì)：脂肪（儲能、保溫、緩沖減壓）、磷脂（構(gòu)成生物膜的重要成分）、固醇（膽固醇、性激素、維生素D）。*蛋白質(zhì)：生命活動的主要承擔(dān)者?；締挝皇前被幔s二十種，通式：NH?-CH(R)-COOH）。氨基酸通過脫水縮合形成肽鍵，連接成多肽鏈，多肽鏈經(jīng)盤曲折疊形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因：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：催化（酶）、運輸（載體蛋白、血紅蛋白）、調(diào)節(jié)（胰島素、生長激素）、免疫（抗體）、結(jié)構(gòu)（肌肉、毛發(fā)）。*核酸：遺傳信息的攜帶者。分為DNA（脫氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）?；締挝皇呛塑账幔ㄒ环肿恿姿帷⒁环肿游逄继?、一分子含氮堿基）。DNA主要分布在細胞核，RNA主要分布在細胞質(zhì)。二、細胞的基本結(jié)構(gòu)1.細胞學(xué)說：*建立者：施萊登、施旺等。*主要內(nèi)容：細胞是一個有機體，一切動植物都由細胞發(fā)育而來，并由細胞和細胞產(chǎn)物所構(gòu)成；細胞是一個相對獨立的單位，既有它自己的生命，又對與其他細胞共同組成的整體的生命起作用；新細胞可以從老細胞中產(chǎn)生。*意義：揭示了細胞的統(tǒng)一性和生物體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性。2.細胞膜——系統(tǒng)的邊界：*成分：主要由脂質(zhì)（磷脂雙分子層為基本支架）和蛋白質(zhì)組成，還有少量糖類。*功能：將細胞與外界環(huán)境分隔開；控制物質(zhì)進出細胞（具有選擇透過性）；進行細胞間的信息交流（如通過受體、細胞直接接觸、胞間連絲等）。*細胞膜的結(jié)構(gòu)特點：具有一定的流動性；功能特點：具有選擇透過性。3.細胞器——系統(tǒng)內(nèi)的分工合作：*線粒體：雙層膜，有氧呼吸的主要場所（“動力車間”），含少量DNA和RNA。*葉綠體：雙層膜，植物進行光合作用的場所（“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站”），含少量DNA和RNA。*內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：單層膜，蛋白質(zhì)合成和加工，以及脂質(zhì)合成的“車間”。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（附著核糖體）與滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。*高爾基體：單層膜，對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進行加工、分類和包裝的“車間”及“發(fā)送站”；與植物細胞壁的形成有關(guān)。*核糖體：無膜，蛋白質(zhì)的合成場所（“生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機器”），分為游離核糖體和附著核糖體。*溶酶體：單層膜，含有多種水解酶，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（“消化車間”）。*液泡：單層膜，主要存在于植物細胞，內(nèi)有細胞液，含糖類、無機鹽、色素和蛋白質(zhì)等，調(diào)節(jié)植物細胞內(nèi)的環(huán)境，充盈的液泡還可以使植物細胞保持堅挺。*中心體：無膜，存在于動物細胞和某些低等植物細胞，與細胞的有絲分裂有關(guān)。*細胞骨架：由蛋白質(zhì)纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，維持細胞形態(tài)、保持細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有序性，與細胞運動、分裂、分化以及物質(zhì)運輸、能量轉(zhuǎn)換、信息傳遞等生命活動密切相關(guān)。4.細胞核——系統(tǒng)的控制中心：*結(jié)構(gòu)：核膜（雙層膜，其上有核孔，是大分子物質(zhì)進出細胞核的通道）、核仁（與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)）、染色質(zhì)（由DNA和蛋白質(zhì)組成，染色質(zhì)和染色體是同種物質(zhì)在細胞不同時期的兩種存在狀態(tài)）。*功能：是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心。三、細胞的物質(zhì)輸入和輸出1.物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?滲透作用：水分子（或其他溶劑分子）通過半透膜的擴散。發(fā)生條件：具有半透膜；半透膜兩側(cè)具有濃度差。*動物細胞的吸水和失水：細胞膜相當(dāng)于半透膜。外界溶液濃度<細胞質(zhì)濃度→吸水膨脹；反之則失水皺縮。*植物細胞的吸水和失水：原生質(zhì)層（細胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)）相當(dāng)于半透膜。質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗。2.生物膜的流動鑲嵌模型：*基本內(nèi)容：磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架；蛋白質(zhì)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，有的橫跨整個磷脂雙分子層；磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運動的（體現(xiàn)了膜的流動性）。*糖蛋白（糖被）：位于細胞膜外表面，與細胞識別、信息交流等有關(guān)。3.物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞剑?被動運輸：物質(zhì)進出細胞，順濃度梯度的擴散，不需要消耗能量。*自由擴散：物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細胞（如O?、CO?、H?O、甘油、乙醇、苯等）。*協(xié)助擴散：進出細胞的物質(zhì)借助載體蛋白的擴散（如紅細胞吸收葡萄糖）。*主動運輸：從低濃度一側(cè)運輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)，需要載體蛋白的協(xié)助，同時還需要消耗細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量（如小腸絨毛上皮細胞吸收氨基酸、葡萄糖、K?、Na?等）。意義：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(zhì)，排出代謝廢物和對細胞有害的物質(zhì)。*胞吞和胞吐：大分子物質(zhì)進出細胞的方式，依賴于細胞膜的流動性，需要消耗能量（如分泌蛋白的分泌、吞噬細胞吞噬病原體）。四、細胞的能量供應(yīng)和利用1.降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶：*酶的本質(zhì)：絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA（核酶）。*酶的特性：高效性（降低活化能更顯著）、專一性（一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)）、作用條件較溫和（需要適宜的溫度和pH，過酸、過堿或溫度過高會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而失活；低溫抑制酶的活性，但不會失活）。*酶的作用機理：顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，使反應(yīng)更容易進行。2.細胞的能量“通貨”——ATP：*結(jié)構(gòu)簡式：A-P~P~P（A代表腺苷，P代表磷酸基團，~代表高能磷酸鍵）。*ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化：ATP水解（釋放能量，用于各項生命活動）生成ADP和Pi；ADP和Pi在酶、能量（光能或化學(xué)能）作用下合成ATP。這種轉(zhuǎn)化是時刻不停地發(fā)生并且處于動態(tài)平衡之中。*ATP的利用：細胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動都是由ATP直接提供能量的（如主動運輸、生物發(fā)電發(fā)光、肌肉收縮、物質(zhì)合成等）。3.ATP的主要來源——細胞呼吸：*有氧呼吸：細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。*總反應(yīng)式（以葡萄糖為例）：C?H??O?+6O?+6H?O→6CO?+12H?O+能量。*階段：1.第一階段：細胞質(zhì)基質(zhì)，葡萄糖分解成丙酮酸和少量[H]，釋放少量能量。2.第二階段：線粒體基質(zhì)，丙酮酸和水徹底分解成CO?和[H]，釋放少量能量。3.第三階段：線粒體內(nèi)膜，[H]與O?結(jié)合生成水，釋放大量能量。*無氧呼吸：細胞在無氧條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物不徹底地氧化分解，產(chǎn)生少量能量的過程。*場所：細胞質(zhì)基質(zhì)。*類型：1.產(chǎn)生酒精和CO?：C?H??O?→2C?H?OH（酒精）+2CO?+少量能量（如酵母菌、多數(shù)植物）。2.產(chǎn)生乳酸：C?H??O?→2C?H?O?（乳酸）+少量能量（如乳酸菌、動物細胞、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等）。*細胞呼吸的意義：為生命活動提供能量；為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料。4.能量之源——光與光合作用：*捕獲光能的色素：*分布：葉綠體類囊體薄膜上。*種類：葉綠素（葉綠素a呈藍綠色，葉綠素b呈黃綠色，主要吸收藍紫光和紅光）；類胡蘿卜素（胡蘿卜素呈橙黃色，葉黃素呈黃色，主要吸收藍紫光）。*光合作用的探索歷程：（簡要了解關(guān)鍵實驗及結(jié)論，如薩克斯證明光合作用產(chǎn)生淀粉，恩格爾曼證明葉綠體是光合作用的場所，魯賓和卡門用同位素標記法證明光合作用釋放的氧氣來自水等）。*光合作用的過程：*光反應(yīng)階段：場所是類囊體薄膜。條件：光、色素、酶。物質(zhì)變化：水的光解（2H?O→4[H]+O?↑）；ATP的合成（ADP+Pi+光能→ATP）。能量變化：光能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能。*暗反應(yīng)階段（卡爾文循環(huán)）：場所是葉綠體基質(zhì)。條件：多種酶。物質(zhì)變化：CO?的固定（CO?+C?→2C?）；C?的還原（2C?→(CH?O)+C?，需[H]和ATP供能）。能量變化：ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為（CH?O）中穩(wěn)定的化學(xué)能。*總反應(yīng)式：CO?+H?O→(CH?O)+O?（條件：光能、葉綠體）。*影響光合作用的環(huán)境因素：光照強度、CO?濃度、溫度、水、礦質(zhì)元素等。*光合作用與細胞呼吸的關(guān)系：光合作用制造有機物，儲存能量；細胞呼吸分解有機物，釋放能量，供生命活動利用。兩者相互依存，共同維持生物體的能量代謝和物質(zhì)循環(huán)。五、細胞的生命歷程1.細胞的增殖：*意義：生物體生長、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎(chǔ)。*細胞周期：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，為一個細胞周期。包括分裂間期（G?期、S期、G?期，占細胞周期的大部分時間，主要進行DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成）和分裂期（M期）。*有絲分裂：（真核生物進行細胞分裂的主要方式）*分裂間期：完成DNA復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)合成，細胞適度生長。*分裂期：1.前期：核膜、核仁消失；染色質(zhì)螺旋化形成染色體；紡錘體形成（植物細胞由細胞兩極發(fā)出紡錘絲形成，動物細胞由中心體發(fā)出星射線形成）。2.中期：染色體的著絲點排列在赤道板上；染色體形態(tài)穩(wěn)定，數(shù)目清晰，便于觀察。3.后期：著絲點分裂，姐妹染色單體分開成為兩條子染色體，并在紡錘絲牽引下分別向細胞兩極移動。4.末期：染色體解螺旋變成染色質(zhì)；核膜、核仁重新出現(xiàn)；紡錘體消失；植物細胞在赤道板位置出現(xiàn)細胞板，逐漸擴展形成細胞壁；動物細胞細胞膜從中部向內(nèi)凹陷，縊裂成兩個子細胞。*意義：將親代細胞的染色體經(jīng)過復(fù)制（實質(zhì)為DNA的復(fù)制）之后，精確地平均分配到兩個子細胞中。從而保持了細胞的親子代之間遺傳性狀的穩(wěn)定性。*無絲分裂：過程相對簡單，無紡錘絲和染色體的變化（如蛙的紅細胞）。2.細胞的分化：*概念：在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。*特點：持久性、穩(wěn)定性、不可逆性、普遍性。*實質(zhì)：基因的選擇性表達（不同細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同）。*意義：是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)；使多細胞生物體中的細胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率。3.細胞的衰老和凋亡：*細胞衰老的特征：細胞內(nèi)水分減少，細胞萎縮，體積變小，新陳代謝速率減慢；多種酶的活性降低；細胞內(nèi)的色素逐漸積累；細胞內(nèi)呼吸速率減慢，細胞核體積增大，核膜內(nèi)折，染色質(zhì)收縮、染色加深；細胞膜通透性改變，使物質(zhì)運輸功能降低。*細胞凋亡：由基因所決定的細胞自動結(jié)束生命的過程（也稱細胞編程性死亡）。意義：對于多細胞生物體完成正常發(fā)育，維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定，以及抵御外界各種因素的干擾都起著非常關(guān)鍵的作用（如蝌蚪尾的消失、手指的形成等）。*細胞壞死：在種種不利因素影響下，由于細胞正常代謝活動受損或中斷引起的細胞損傷和死亡，是非正常死亡。4.細胞的癌變：*概念：細胞受到致癌因子的作用，細胞中遺傳物質(zhì)發(fā)生變化，就變成不受機體控制的、連續(xù)進行分裂的惡性增殖細胞。*癌細胞的主要特征：在適宜條件下，能夠無限增殖；形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化；細胞膜上的糖蛋白等物質(zhì)減少，細胞間的黏著性降低，容易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移。*致癌因子：物理致癌因子（如紫外線、X射線）、化學(xué)致癌因子（如亞硝胺、黃曲霉毒素）、病毒致癌因子（如Rous肉瘤病毒）。*細胞癌變的原因：原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變。原癌基因主要負責(zé)調(diào)節(jié)細胞周期，控制細胞生長和分裂的進程；抑癌基因主要是阻止細胞不正常的增殖。必修二《遺傳與進化》《遺傳與進化》模塊聚焦于生物的遺傳規(guī)律、基因的本質(zhì)、表達與調(diào)控，以及生物進化的基本歷程和機制