高一生物上冊(cè)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)生物學(xué)作為一門探討生命現(xiàn)象及其規(guī)律的科學(xué)，其魅力在于它能幫助我們理解自身及周圍萬千生命的奧秘。高一上冊(cè)的生物學(xué)內(nèi)容，是我們探索生命世界的基石，涵蓋了從微觀的細(xì)胞結(jié)構(gòu)到宏觀的生命活動(dòng)，從物質(zhì)組成到能量代謝的多個(gè)方面。本總結(jié)旨在梳理這一學(xué)期的核心知識(shí)點(diǎn)，幫助同學(xué)們構(gòu)建清晰的知識(shí)框架，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。一、走進(jìn)細(xì)胞：生命活動(dòng)的基本單位（一）從生物圈到細(xì)胞生命活動(dòng)離不開細(xì)胞。無論是單細(xì)胞生物還是多細(xì)胞生物，其各項(xiàng)生命活動(dòng)的實(shí)現(xiàn)均以細(xì)胞為基礎(chǔ)。病毒雖無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，但其增殖過程也必須依賴活細(xì)胞。生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次由小到大依次為：細(xì)胞、組織、器官、系統(tǒng)（植物無系統(tǒng)層次）、個(gè)體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、生物圈。細(xì)胞是地球上最基本的生命系統(tǒng)。（二）細(xì)胞的多樣性與統(tǒng)一性顯微鏡是觀察細(xì)胞的重要工具，使用時(shí)需掌握其操作步驟，包括取鏡安放、對(duì)光、放置玻片、調(diào)焦觀察等。根據(jù)細(xì)胞內(nèi)有無以核膜為界限的細(xì)胞核，可將細(xì)胞分為原核細(xì)胞和真核細(xì)胞。原核細(xì)胞（如細(xì)菌、藍(lán)藻）結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，無核膜包被的細(xì)胞核，只有擬核，細(xì)胞器也僅有核糖體。真核細(xì)胞（如動(dòng)植物細(xì)胞、真菌細(xì)胞）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有核膜包被的細(xì)胞核，以及多種細(xì)胞器。細(xì)胞學(xué)說的建立是生物學(xué)發(fā)展史上的重要里程碑，其主要內(nèi)容包括：細(xì)胞是一個(gè)有機(jī)體，一切動(dòng)植物都由細(xì)胞發(fā)育而來，并由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物所構(gòu)成；細(xì)胞是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單位，既有它自己的生命，又對(duì)與其他細(xì)胞共同組成的整體的生命起作用；新細(xì)胞可以從老細(xì)胞中產(chǎn)生。細(xì)胞學(xué)說揭示了細(xì)胞的統(tǒng)一性和生物體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性。二、組成細(xì)胞的分子：生命的物質(zhì)基礎(chǔ)（一）細(xì)胞中的元素和化合物組成細(xì)胞的化學(xué)元素，在無機(jī)自然界中都能找到，沒有一種化學(xué)元素是細(xì)胞所特有的，這體現(xiàn)了生物界與非生物界的統(tǒng)一性。但細(xì)胞與非生物界相比，各種元素的相對(duì)含量又大不相同，這體現(xiàn)了生物界與非生物界的差異性。大量元素如碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鈣、鎂等，微量元素如鐵、錳、鋅、銅、硼、鉬等，都是維持細(xì)胞正常生命活動(dòng)所必需的。碳是構(gòu)成細(xì)胞的最基本元素。組成細(xì)胞的化合物分為無機(jī)化合物和有機(jī)化合物。無機(jī)化合物包括水和無機(jī)鹽；有機(jī)化合物包括糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸。（二）生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是細(xì)胞中含量最多的有機(jī)物，其基本組成單位是氨基酸。組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸約有二十種，每種氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，并且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上。氨基酸通過脫水縮合的方式形成肽鍵，進(jìn)而連接成多肽鏈，多肽鏈經(jīng)過盤曲、折疊形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)具有多樣性，原因包括氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序不同，以及肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬別。蛋白質(zhì)的功能也因此具有多樣性，它是構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)（結(jié)構(gòu)蛋白），還具有催化（酶）、運(yùn)輸（如血紅蛋白）、信息傳遞（如胰島素）、免疫（如抗體）等功能?？梢哉f，一切生命活動(dòng)都離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。（三）遺傳信息的攜帶者——核酸核酸是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)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。DNA主要分布在細(xì)胞核中，RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。核酸的基本組成單位是核苷酸。一分子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。組成DNA的核苷酸是脫氧核苷酸，其含氮堿基為腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）；組成RNA的核苷酸是核糖核苷酸，其含氮堿基為腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）。（四）細(xì)胞中的糖類和脂質(zhì)糖類是主要的能源物質(zhì)，大致可以分為單糖、二糖和多糖。單糖是不能水解的糖，如葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脫氧核糖。二糖是由兩分子單糖脫水縮合而成的糖，如蔗糖、麥芽糖（植物細(xì)胞）、乳糖（動(dòng)物細(xì)胞）。多糖是由多個(gè)單糖分子脫水縮合而成的，如淀粉、纖維素（植物細(xì)胞）、糖原（動(dòng)物細(xì)胞）。淀粉和糖原是細(xì)胞中的儲(chǔ)能物質(zhì)，纖維素是構(gòu)成植物細(xì)胞壁的主要成分。脂質(zhì)主要包括脂肪、磷脂和固醇等。脂肪是細(xì)胞內(nèi)良好的儲(chǔ)能物質(zhì)，還具有保溫、緩沖和減壓的作用。磷脂是構(gòu)成細(xì)胞膜和多種細(xì)胞器膜的重要成分。固醇類物質(zhì)包括膽固醇、性激素和維生素D等，膽固醇是構(gòu)成動(dòng)物細(xì)胞膜的重要成分，在人體內(nèi)還參與血液中脂質(zhì)的運(yùn)輸；性激素能促進(jìn)人和動(dòng)物生殖器官的發(fā)育以及生殖細(xì)胞的形成；維生素D能有效地促進(jìn)人和動(dòng)物腸道對(duì)鈣和磷的吸收。（五）細(xì)胞中的無機(jī)物水在細(xì)胞中以兩種形式存在：自由水和結(jié)合水。自由水是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑，參與許多化學(xué)反應(yīng)，為細(xì)胞提供液體環(huán)境，運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物。結(jié)合水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分。細(xì)胞代謝旺盛時(shí)，自由水含量相對(duì)較高；細(xì)胞代謝緩慢時(shí)，結(jié)合水含量相對(duì)較高。無機(jī)鹽在細(xì)胞中主要以離子的形式存在，其功能多樣：有些無機(jī)鹽是細(xì)胞內(nèi)某些復(fù)雜化合物的重要組成成分（如鎂是葉綠素的組成元素，鐵是血紅蛋白的組成元素）；許多無機(jī)鹽對(duì)于維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)有重要作用（如血鈣含量過低會(huì)導(dǎo)致抽搐）；無機(jī)鹽還對(duì)維持細(xì)胞的酸堿平衡和滲透壓起著重要作用。三、細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)與物質(zhì)運(yùn)輸（一）細(xì)胞膜——系統(tǒng)的邊界細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成，此外還有少量的糖類。脂質(zhì)中磷脂最豐富，細(xì)胞膜的功能主要由其上的蛋白質(zhì)來行使。細(xì)胞膜的功能包括：將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開；控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞；進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有一定的流動(dòng)性，功能特性是具有選擇透過性。植物細(xì)胞在細(xì)胞膜的外面還有一層細(xì)胞壁，其主要成分是纖維素和果膠，對(duì)細(xì)胞起支持和保護(hù)作用，具有全透性。（二）細(xì)胞器——系統(tǒng)內(nèi)的分工合作細(xì)胞中的各種細(xì)胞器既有分工又有合作，共同完成細(xì)胞的生命活動(dòng)。線粒體是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所，是細(xì)胞的“動(dòng)力車間”，細(xì)胞生命活動(dòng)所需的能量，大約95%來自線粒體。葉綠體是綠色植物能進(jìn)行光合作用的細(xì)胞含有的細(xì)胞器，是植物細(xì)胞的“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站”。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由膜連接而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成和加工，以及脂質(zhì)合成的“車間”。高爾基體主要是對(duì)來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類和包裝的“車間”及“發(fā)送站”，在植物細(xì)胞中，高爾基體與細(xì)胞壁的形成有關(guān)。核糖體是“生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機(jī)器”，有些附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，有些游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。溶酶體是“消化車間”，內(nèi)含多種水解酶，能分解衰老、損傷的細(xì)胞器，吞噬并殺死侵入細(xì)胞的病毒或細(xì)菌。液泡主要存在于植物細(xì)胞中，內(nèi)有細(xì)胞液，含糖類、無機(jī)鹽、色素和蛋白質(zhì)等物質(zhì)，可以調(diào)節(jié)植物細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境，充盈的液泡還可以使植物細(xì)胞保持堅(jiān)挺。中心體存在于動(dòng)物細(xì)胞和某些低等植物細(xì)胞中，與細(xì)胞的有絲分裂有關(guān)。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是新陳代謝的主要場(chǎng)所。分泌蛋白的合成與運(yùn)輸過程：核糖體（合成肽鏈）→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（加工成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)）→囊泡→高爾基體（進(jìn)一步修飾加工）→囊泡→細(xì)胞膜→細(xì)胞外。在此過程中，需要線粒體提供能量。細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)由細(xì)胞膜、細(xì)胞器膜和核膜等結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成，這些生物膜的組成成分和結(jié)構(gòu)很相似，在結(jié)構(gòu)和功能上緊密聯(lián)系，進(jìn)一步體現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)配合。（三）細(xì)胞核——系統(tǒng)的控制中心細(xì)胞核是遺傳信息庫(kù)，是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心。細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)包括核膜（雙層膜，把核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開）、核仁（與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)）、染色質(zhì)（主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，DNA是遺傳信息的載體）。染色質(zhì)和染色體是同樣的物質(zhì)在細(xì)胞不同時(shí)期的兩種存在狀態(tài)。（四）物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞轿镔|(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞街饕譃楸粍?dòng)運(yùn)輸和主動(dòng)運(yùn)輸。被動(dòng)運(yùn)輸是指物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞時(shí)，順濃度梯度的擴(kuò)散，不需要消耗能量。包括自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散。自由擴(kuò)散是指物質(zhì)通過簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞，如氧氣、二氧化碳、甘油、乙醇等。協(xié)助擴(kuò)散是指進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)借助載體蛋白的擴(kuò)散，如紅細(xì)胞吸收葡萄糖。主動(dòng)運(yùn)輸是指物質(zhì)從低濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)，需要載體蛋白的協(xié)助，同時(shí)還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，如小腸絨毛上皮細(xì)胞吸收氨基酸、葡萄糖、鉀離子等。主動(dòng)運(yùn)輸保證了活細(xì)胞能夠按照生命活動(dòng)的需要，主動(dòng)選擇吸收所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)。此外，大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式是胞吞和胞吐，這依賴于細(xì)胞膜的流動(dòng)性，也需要消耗能量。四、細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用（一）降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。酶具有高效性（與無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著）、專一性（一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)），并且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，會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活；低溫只是抑制酶的活性，酶的空間結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度恢復(fù)，活性可恢復(fù)。（二）細(xì)胞的能量“通貨”——ATPATP是三磷酸腺苷的英文縮寫，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是A-P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團(tuán)，～代表高能磷酸鍵。ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物。ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化：ATP在有關(guān)酶的催化作用下，遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵很容易水解，生成ADP和磷酸（Pi），同時(shí)釋放出大量的能量；在另一種酶的催化作用下，ADP可以接受能量，與一個(gè)Pi結(jié)合，重新形成ATP。這種相互轉(zhuǎn)化時(shí)刻不停地發(fā)生并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中，保證了細(xì)胞能量的持續(xù)供應(yīng)。ATP水解釋放的能量，用于細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)，如肌肉收縮、神經(jīng)傳導(dǎo)和生物電、合成反應(yīng)、吸收和分泌等。細(xì)胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動(dòng)都是由ATP直接提供能量的。（三）ATP的主要來源——細(xì)胞呼吸細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要形式，其過程分為三個(gè)階段：第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)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(zhì)中進(jìn)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(nèi)膜上進(jìn)行，前兩個(gè)階段產(chǎn)生的[H]與氧氣結(jié)合生成水，釋放大量能量。有氧呼吸的總反應(yīng)式可概括為：葡萄糖+氧氣→二氧化碳+水+能量（大量）。無氧呼吸是指細(xì)胞在無氧條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解為不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放出少量能量的過程。無氧呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。對(duì)于高等植物和酵母菌等生物，無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和二氧化碳；對(duì)于高等動(dòng)物、乳酸菌等，無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸。無氧呼吸釋放的能量較少。細(xì)胞呼吸的意義在于為生物體的生命活動(dòng)提供能量，為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料。（四）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(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。其總反應(yīng)式可概括為：二氧化碳+水→（光能、葉綠體）有機(jī)物（儲(chǔ)存能量）+氧氣。葉綠體中的色素種類和功能：葉綠素（包括葉綠素a和葉綠素b）主要吸收藍(lán)紫光和紅光；類胡蘿卜素（包括胡蘿卜素和葉黃素）主要吸收藍(lán)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(zhuǎn)化光能。光合作用的過程分為光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段。光反應(yīng)階段必須有光才能進(jìn)行，場(chǎng)所是類囊體的薄膜上，主要包括水的光解（產(chǎn)生氧氣和[H]）和ATP的合成（利用光能將ADP和Pi合成ATP）。暗反應(yīng)階段有光無光都能進(jìn)行，場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)中，主要包括二氧化碳的固定（二氧化碳與五碳化合物結(jié)合生成三碳化合物）和三碳化合物的還原（在[H]和ATP的作用下，三碳化合物被還原成糖類等有機(jī)物，并再生出五碳化合物）。影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素主要有光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度、溫度等。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可以通過控制這些因素來提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。五、細(xì)胞的生命歷程（一）細(xì)胞的增殖細(xì)胞增殖是生物體生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎(chǔ)。細(xì)胞通過分裂的方式進(jìn)行增殖。真核細(xì)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(jìn)行細(xì)胞分裂的主要方式。細(xì)胞周期是指連續(xù)分裂的細(xì)胞，從一次分裂完成時(shí)開始，到下一次分裂完成時(shí)為止，包括分裂間期和分裂期。分裂間期占細(xì)胞周期的大部分時(shí)間，主要完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。分裂期又分為前期、中期、后期和末期。有絲分裂的重要意義是將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過復(fù)制（實(shí)質(zhì)為DNA的復(fù)制）之后，精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去，從而在生物的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性。（二）細(xì)胞的分化在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)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，叫做細(xì)胞分化。細(xì)胞分化是一種持久性的變化，一般來說，分化了的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)。同一個(gè)體的不同細(xì)胞中，DNA相同，但表達(dá)的基因不同，因此合成的蛋白質(zhì)種類有所不同，導(dǎo)致細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能出現(xiàn)差異。細(xì)胞分化是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。（三）細(xì)胞的衰老和凋亡細(xì)胞衰老是細(xì)胞的生理狀態(tài)和化學(xué)反應(yīng)發(fā)生復(fù)雜變化的過程，最終表現(xiàn)為細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化。衰老細(xì)胞的主要特征有：細(xì)胞內(nèi)水分減少，細(xì)胞萎縮，體積變??；細(xì)胞內(nèi)多種酶的活性降低；細(xì)胞內(nèi)的色素會(huì)隨著細(xì)胞衰老而逐漸積累；細(xì)胞內(nèi)呼吸速率減慢，細(xì)胞核體積增大，核膜內(nèi)折，染色質(zhì)收縮、染色加深；細(xì)胞膜通透性改變，使物質(zhì)運(yùn)輸功能降低。細(xì)胞凋亡是由基因所決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過程，也稱為細(xì)胞編程性死亡。細(xì)胞凋亡對(duì)于多細(xì)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。（四）細(xì)胞的癌變細(xì)胞癌變是指細(xì)胞受到致癌因子的作用，細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)發(fā)生變化，變成不受機(jī)體控制的、連續(xù)進(jìn)行分裂的惡性增殖細(xì)胞。癌細(xì)胞的主要特征有：在適宜