高一生物細胞與遺傳知識點精講與練習(xí)一、細胞生物學(xué)基礎(chǔ)細胞是生命活動的基本單位，其結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一、物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)換、生命歷程的調(diào)控共同構(gòu)成了生命活動的核心邏輯。以下從細胞結(jié)構(gòu)、物質(zhì)運輸、能量代謝、生命歷程四個維度梳理核心知識點，并配套針對性練習(xí)。（一）細胞的結(jié)構(gòu)與功能1.原核細胞與真核細胞的本質(zhì)區(qū)別細胞按核結(jié)構(gòu)可分為原核細胞（如細菌、藍細菌）和真核細胞（如動植物細胞），核心差異是有無核膜包被的細胞核。原核細胞無復(fù)雜細胞器（僅核糖體），但藍細菌可通過光合片層進行光合作用；真核細胞具線粒體、葉綠體等具膜細胞器，分工更精細。2.細胞器的“分工與協(xié)作”線粒體：雙層膜，內(nèi)膜折疊成嵴，是有氧呼吸的主要場所（第二、三階段），被稱為“動力車間”。葉綠體：雙層膜，類囊體堆疊成基粒，是光合作用的場所，光反應(yīng)在類囊體膜，暗反應(yīng)在基質(zhì)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：單層膜，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（附著核糖體）加工蛋白質(zhì)，光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成脂質(zhì)。高爾基體：單層膜，對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)加工、分類、包裝（如分泌蛋白的“加工車間”），植物細胞中參與細胞壁合成。溶酶體：含多種水解酶，能分解衰老細胞器或吞噬的病原體，是“消化車間”。3.生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能細胞膜、細胞器膜、核膜共同構(gòu)成生物膜系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)特點是具有流動性（如細胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)可運動），功能特點是選擇透過性（允許特定物質(zhì)通過）。膜的流動性保障了物質(zhì)運輸、細胞融合等生命活動，選擇透過性維持了細胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。（二）物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞轿镔|(zhì)跨膜運輸分為被動運輸（順濃度梯度，不耗能）和主動運輸（逆濃度梯度，耗能），大分子則通過胞吞/胞吐運輸。自由擴散：如O?、CO?、甘油等脂溶性物質(zhì)，直接穿過磷脂雙分子層。協(xié)助擴散：需載體蛋白，順濃度梯度，如葡萄糖進入紅細胞。主動運輸：需載體和ATP，逆濃度梯度，如小腸上皮細胞吸收葡萄糖、K?進入細胞。胞吞/胞吐：依賴膜的流動性，如抗體分泌（胞吐）、吞噬細胞吞噬病菌（胞吞）。（三）細胞的能量供應(yīng)和利用1.酶：生物催化劑的特性酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA（多數(shù)為蛋白質(zhì)），具有高效性（比無機催化劑效率高10?~1013倍）、專一性（一種酶催化一種或一類反應(yīng)，如淀粉酶只催化淀粉水解）、作用條件溫和（過酸、過堿、高溫會破壞空間結(jié)構(gòu)，低溫只抑制活性）。2.ATP：直接能源物質(zhì)ATP（腺苷三磷酸）結(jié)構(gòu)簡式為A-P~P~P，遠離A的高能磷酸鍵易水解，釋放能量供生命活動（如主動運輸、肌肉收縮）。ATP與ADP可快速轉(zhuǎn)化，維持細胞能量供應(yīng)的動態(tài)平衡。3.細胞呼吸：能量的“釋放與轉(zhuǎn)化”有氧呼吸：分三階段，第一階段（細胞質(zhì)基質(zhì)）葡萄糖分解為丙酮酸和[H]；第二階段（線粒體基質(zhì)）丙酮酸與水生成CO?和[H]；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（30或32ATP）。無氧呼吸：第一階段與有氧相同，第二階段丙酮酸在酶催化下生成酒精（如酵母菌）或乳酸（如乳酸菌），只釋放少量能量（2ATP）。4.光合作用：能量的“捕獲與轉(zhuǎn)化”光合色素：葉綠素a、葉綠素b（吸收紅光、藍紫光），類胡蘿卜素（吸收藍紫光），可通過“綠葉中色素的提取與分離”實驗分離（層析液中溶解度高的色素擴散快）。光反應(yīng)（類囊體膜）：水的光解產(chǎn)生O?和[H]，ADP+Pi合成ATP。暗反應(yīng)（葉綠體基質(zhì)）：CO?固定（與C?結(jié)合生成C?），C?還原（需ATP和[H]，生成糖類和C?）。影響因素：光照強度（影響光反應(yīng)）、CO?濃度（影響暗反應(yīng)）、溫度（影響酶活性）。（四）細胞的生命歷程1.細胞分裂：遺傳物質(zhì)的“復(fù)制與分配”有絲分裂：體細胞增殖方式，過程包括間期（DNA復(fù)制、蛋白質(zhì)合成）、前期（染色體出現(xiàn)、核膜消失）、中期（染色體排列赤道板）、后期（著絲粒分裂，姐妹染色單體分離）、末期（核膜重建、細胞板形成）。染色體數(shù)目變化：間期（2N）→后期（4N）→末期（2N）；DNA數(shù)目：間期（2N→4N）→末期（2N）。無絲分裂：無染色體和紡錘體變化，如蛙的紅細胞分裂。2.細胞分化：基因選擇性表達的結(jié)果細胞分化是指細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，本質(zhì)是基因的選擇性表達（如胰島細胞表達胰島素基因，肌細胞不表達）。分化具有持久性（貫穿一生）、不可逆性（一般不能恢復(fù)為未分化狀態(tài)），但細胞核仍具全能性（如植物組織培養(yǎng)）。3.細胞衰老與凋亡：生命的“自然規(guī)律”衰老細胞特征：細胞膜通透性改變，酶活性降低，色素積累（如老年斑），細胞核體積增大。細胞凋亡：由基因決定的編程性死亡（如胚胎發(fā)育中尾的消失、細胞的自然更新），對維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定有重要意義。細胞部分練習(xí)題基礎(chǔ)題1.下列屬于原核生物的是（）A.酵母菌B.藍細菌C.草履蟲D.衣藻2.線粒體和葉綠體的共同特點是（）A.具雙層膜B.含葉綠素C.產(chǎn)ATP的場所D.只存在于植物細胞3.葡萄糖進入紅細胞的方式是______，該過程需要______，但不消耗______。提升題4.用同位素標(biāo)記法追蹤有氧呼吸中O的去路：若標(biāo)記O?，最終在______中檢測到放射性；若標(biāo)記葡萄糖中的O，最終在______中檢測到放射性。5.某細胞正處于有絲分裂后期，染色體數(shù)為24，則該生物體細胞中染色體數(shù)為______，間期DNA復(fù)制后染色體數(shù)為______。二、遺傳規(guī)律初探遺傳的核心是遺傳物質(zhì)的傳遞與表達，孟德爾的豌豆雜交實驗揭示了性狀遺傳的規(guī)律，減數(shù)分裂保障了遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定傳遞，DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制則闡明了遺傳信息的本質(zhì)。（一）孟德爾遺傳定律1.分離定律：一對相對性狀的遺傳孟德爾用假說-演繹法研究豌豆的高莖與矮莖：假說：生物性狀由遺傳因子（基因）決定，體細胞中基因成對存在，配子中基因成單存在，受精時雌雄配子隨機結(jié)合。核心：等位基因隨同源染色體分離而分離，形成配子時比例為1:1（如Dd產(chǎn)生D和d配子）。驗證：測交（Dd×dd）后代性狀分離比為1:1，證明假說正確。2.自由組合定律：兩對相對性狀的遺傳實驗：黃色圓?！辆G色皺粒→F?全為黃色圓粒，F(xiàn)?出現(xiàn)9:3:3:1的性狀分離比。核心：非同源染色體上的非等位基因隨非同源染色體自由組合而自由組合，形成配子時比例為1:1:1:1（如YyRr產(chǎn)生YR、Yr、yR、yr配子）。驗證：測交（YyRr×yyrr）后代性狀分離比為1:1:1:1。3.基因型與表現(xiàn)型的關(guān)系表現(xiàn)型（如高莖）=基因型（如DD、Dd）+環(huán)境（如溫度影響喜馬拉雅兔的毛色）。（二）減數(shù)分裂與受精作用1.減數(shù)分裂：染色體數(shù)目減半的“秘密”減數(shù)分裂是進行有性生殖的生物產(chǎn)生配子的過程，染色體復(fù)制一次，細胞分裂兩次，最終配子中染色體數(shù)為體細胞的一半。精子形成：精原細胞→初級精母細胞（聯(lián)會、交叉互換）→次級精母細胞（無同源染色體）→精細胞→精子。卵細胞形成：卵原細胞→初級卵母細胞→次級卵母細胞（不均等分裂，極體?。鸭毎?極體。關(guān)鍵行為：同源染色體聯(lián)會（減Ⅰ前期）、同源染色體分離（減Ⅰ后期）、著絲粒分裂（減Ⅱ后期）。2.減數(shù)分裂與有絲分裂的比較比較項目有絲分裂減數(shù)分裂------------------------------細胞類型體細胞性原細胞分裂次數(shù)1次2次同源染色體行為無聯(lián)會、分離聯(lián)會、分離（減Ⅰ）子細胞染色體數(shù)與母細胞相同母細胞的一半3.受精作用：遺傳多樣性的“保障”精子與卵細胞融合形成受精卵，染色體數(shù)目恢復(fù)為體細胞水平，維持了前后代染色體數(shù)目的恒定。受精時雌雄配子的隨機結(jié)合，進一步增加了后代的遺傳多樣性。（三）基因的本質(zhì)1.DNA是主要的遺傳物質(zhì)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗（格里菲斯、艾弗里）：S型菌的DNA能使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，證明DNA是遺傳物質(zhì)。噬菌體侵染細菌實驗（赫爾希、蔡斯）：32P標(biāo)記DNA，3?S標(biāo)記蛋白質(zhì)，結(jié)果DNA進入細菌，蛋白質(zhì)留在外，證明DNA是遺傳物質(zhì)。結(jié)論：絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)病毒（如HIV）的遺傳物質(zhì)是RNA，因此DNA是主要的遺傳物質(zhì)。2.DNA的結(jié)構(gòu)：雙螺旋的“密碼”DNA由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈組成，磷酸和脫氧核糖交替連接構(gòu)成基本骨架，堿基（A、T、C、G）通過氫鍵互補配對（A-T，C-G），形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。3.DNA的復(fù)制：遺傳信息的“傳遞”方式：半保留復(fù)制（新DNA含一條母鏈和一條子鏈）。過程：解旋（解旋酶）→合成子鏈（DNA聚合酶，以母鏈為模板，dNTP為原料）→子鏈與母鏈螺旋化。意義：將遺傳信息從親代傳遞給子代，保持遺傳信息的連續(xù)性。遺傳部分練習(xí)題基礎(chǔ)題1.孟德爾實驗中，F(xiàn)?（Dd）自交后代出現(xiàn)3:1的性狀分離比，直接原因是（）A.等位基因分離B.雌雄配子隨機結(jié)合C.顯性基因?qū)﹄[性基因的顯性作用D.染色體的隨機分配2.減數(shù)分裂中，同源染色體分離發(fā)生在（）A.減Ⅰ前期B.減Ⅰ后期C.減Ⅱ前期D.減Ⅱ后期3.DNA復(fù)制時，需要的酶有______和______，原料是______。提升題4.某基因型為AaB