高中生物必修一知識(shí)點(diǎn)總結(jié)生物學(xué)是一門探索生命奧秘的科學(xué)，而高中生物必修一則為我們打開了通往微觀生命世界的大門。它從細(xì)胞這一生命活動(dòng)的基本單位入手，系統(tǒng)闡述了生命的物質(zhì)基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、新陳代謝、生命歷程等核心內(nèi)容。本總結(jié)旨在幫助同學(xué)們梳理知識(shí)脈絡(luò)，深化理解，為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。一、走近細(xì)胞（一）生命活動(dòng)離不開細(xì)胞細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。無論是單細(xì)胞生物（如細(xì)菌、草履蟲）還是多細(xì)胞生物（如動(dòng)植物），其生命活動(dòng)都離不開細(xì)胞。病毒雖沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，但其繁殖也必須依賴活細(xì)胞才能進(jìn)行。（二）生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次生命系統(tǒng)層層相依，又各自有特定的組成、結(jié)構(gòu)和功能。從微觀到宏觀，依次為：細(xì)胞→組織→器官→系統(tǒng)（植物沒有系統(tǒng)層次）→個(gè)體→種群→群落→生態(tài)系統(tǒng)→生物圈。（三）細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性1.原核細(xì)胞與真核細(xì)胞：這是根據(jù)細(xì)胞內(nèi)有無以核膜為界限的細(xì)胞核來劃分的。原核細(xì)胞沒有核膜包被的細(xì)胞核，也沒有染色體，只有擬核，細(xì)胞器只有核糖體。真核細(xì)胞則具有細(xì)胞核、染色體及多種細(xì)胞器。常見的原核生物有細(xì)菌、藍(lán)藻等；真核生物包括動(dòng)物、植物、真菌等。2.細(xì)胞學(xué)說：由施萊登和施旺提出，揭示了細(xì)胞的統(tǒng)一性和生物體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性。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)相對獨(dú)立的單位，既有它自己的生命，又對與其他細(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。3.顯微鏡的使用：是觀察細(xì)胞的重要工具。掌握顯微鏡的成像原理（倒立放大的虛像）、放大倍數(shù)計(jì)算（目鏡倍數(shù)×物鏡倍數(shù)）、裝片移動(dòng)方向（同向移動(dòng)）以及高倍鏡使用的基本步驟（找、移、轉(zhuǎn)、調(diào)）是觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。二、組成細(xì)胞的分子（一）細(xì)胞中的元素和化合物1.組成細(xì)胞的元素：大量元素（如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等）和微量元素（如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等）。C是構(gòu)成細(xì)胞的最基本元素，碳鏈?zhǔn)巧锎蠓肿拥幕竟羌?。組成細(xì)胞的元素在無機(jī)自然界都能找到，體現(xiàn)了生物界與非生物界的統(tǒng)一性；但元素的含量又有所不同，體現(xiàn)了差異性。2.組成細(xì)胞的化合物：無機(jī)物（水、無機(jī)鹽）和有機(jī)物（糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸）。（二）生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)1.組成元素：主要由C、H、O、N元素構(gòu)成，有的還含有S、P等。2.基本單位：氨基酸。組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種，其結(jié)構(gòu)通式的特點(diǎn)是：每種氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基（-NH?）和一個(gè)羧基（-COOH），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。不同氨基酸的區(qū)別在于R基的不同。3.結(jié)構(gòu)層次：氨基酸通過脫水縮合形成肽鍵（-NH-CO-），進(jìn)而形成多肽鏈，多肽鏈再經(jīng)過盤曲、折疊，形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。4.結(jié)構(gòu)多樣性的原因：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。5.主要功能：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）；催化作用（如酶）；運(yùn)輸作用（如血紅蛋白運(yùn)輸氧氣）；信息傳遞作用（如胰島素）；免疫作用（如抗體）。（三）遺傳信息的攜帶者——核酸1.組成元素：C、H、O、N、P。2.基本單位：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。3.種類：脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。DNA主要分布在細(xì)胞核中，線粒體、葉綠體中也有少量；RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。DNA的基本單位是脫氧核苷酸（含A、T、C、G四種堿基），RNA的基本單位是核糖核苷酸（含A、U、C、G四種堿基）。4.功能：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。（四）細(xì)胞中的糖類和脂質(zhì)1.糖類：*組成元素：C、H、O。*主要功能：主要的能源物質(zhì)。*種類：單糖（不能水解的糖，如葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脫氧核糖）；二糖（由兩分子單糖脫水縮合而成，如蔗糖、麥芽糖、乳糖）；多糖（由多個(gè)單糖分子脫水縮合而成，如淀粉、纖維素、糖原）。淀粉和糖原分別是植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞中的儲(chǔ)能物質(zhì)，纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分。2.脂質(zhì)：*組成元素：主要是C、H、O，有些還含有N、P（如磷脂）。*種類和功能：脂肪（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（構(gòu)成細(xì)胞膜和細(xì)胞器膜的重要成分）；固醇（包括膽固醇——構(gòu)成細(xì)胞膜的重要成分，參與血液中脂質(zhì)的運(yùn)輸；性激素——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——促進(jìn)人和動(dòng)物腸道對鈣和磷的吸收）。（五）細(xì)胞中的無機(jī)物1.水：*存在形式：自由水和結(jié)合水。*功能：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。2.無機(jī)鹽：*存在形式：主要以離子形式存在。*功能：構(gòu)成細(xì)胞中某些復(fù)雜化合物的重要組成成分（如Fe2?是血紅蛋白的主要成分，Mg2?是葉綠素的必要成分）；維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)（如血鈣過低會(huì)抽搐）；維持細(xì)胞的酸堿平衡和滲透壓平衡。三、細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)（一）細(xì)胞膜——系統(tǒng)的邊界1.成分：主要由脂質(zhì)（磷脂最豐富）和蛋白質(zhì)組成，還有少量的糖類。功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。2.結(jié)構(gòu)：流動(dòng)鑲嵌模型?；局Ъ苁橇字p分子層，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，有的貫穿于整個(gè)磷脂雙分子層。細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性（磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動(dòng)的）。細(xì)胞膜外側(cè)有糖蛋白（糖被），與細(xì)胞識(shí)別、信息交流等有關(guān)。3.功能：將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開；控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞（具有選擇透過性）；進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流（如通過化學(xué)物質(zhì)、細(xì)胞膜直接接觸、胞間連絲等方式）。（二）細(xì)胞器——系統(tǒng)內(nèi)的分工合作1.線粒體：雙層膜結(jié)構(gòu)，是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場所，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。2.葉綠體：雙層膜結(jié)構(gòu)，是綠色植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器，是植物細(xì)胞的“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站”。含有光合色素和與光合作用有關(guān)的酶。3.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：單層膜結(jié)構(gòu)，是由膜連接而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。分為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（附著核糖體，與蛋白質(zhì)的合成和加工有關(guān)）和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（與脂質(zhì)的合成有關(guān)）。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”。4.高爾基體：單層膜結(jié)構(gòu)，主要是對來自內(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，與細(xì)胞壁的形成有關(guān)；在動(dòng)物細(xì)胞中，與分泌物的形成有關(guān)。5.核糖體：無膜結(jié)構(gòu)，是“生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機(jī)器”。有的附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，有的游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。6.溶酶體：單層膜結(jié)構(gòu)，含有多種水解酶，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，是細(xì)胞的“消化車間”。7.液泡：單層膜結(jié)構(gòu)，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。8.中心體：無膜結(jié)構(gòu)，存在于動(dòng)物細(xì)胞和某些低等植物細(xì)胞中，由兩個(gè)互相垂直排列的中心粒及周圍物質(zhì)組成，與細(xì)胞的有絲分裂有關(guān)。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)：呈膠質(zhì)狀態(tài)，由水、無機(jī)鹽、脂質(zhì)、糖類、氨基酸、核苷酸和多種酶等組成，是新陳代謝的主要場所。用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體：葉綠體呈綠色、扁平的橢球形或球形，可直接觀察；線粒體需用健那綠染液染色后呈藍(lán)綠色，形態(tài)多樣。（三）細(xì)胞核——系統(tǒng)的控制中心1.結(jié)構(gòu)：核膜（雙層膜，把核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開，其上有核孔，是大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)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)，在有絲分裂中會(huì)周期性地消失和重建）、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)和染色體是同種物質(zhì)在細(xì)胞不同時(shí)期的兩種存在狀態(tài)）。2.功能：細(xì)胞核是遺傳信息庫，是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心。（四）細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)細(xì)胞膜、細(xì)胞器膜和核膜等結(jié)構(gòu)，共同構(gòu)成細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)。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。生物膜系統(tǒng)在細(xì)胞的生命活動(dòng)中作用極為重要：首先，細(xì)胞膜不僅使細(xì)胞具有一個(gè)相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，同時(shí)在細(xì)胞與外部環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞的過程中起著決定性作用；第二，許多重要的化學(xué)反應(yīng)都在生物膜上進(jìn)行，這些化學(xué)反應(yīng)需要酶的參與，廣闊的膜面積為多種酶提供了大量的附著位點(diǎn)；第三，細(xì)胞內(nèi)的生物膜把各種細(xì)胞器分隔開，如同一個(gè)個(gè)小的區(qū)室，這樣就使得細(xì)胞內(nèi)能夠同時(shí)進(jìn)行多種化學(xué)反應(yīng)，而不會(huì)互相干擾，保證了細(xì)胞生命活動(dòng)高效、有序地進(jìn)行。四、細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出（一）物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例1.滲透作用：水分子（或其他溶劑分子）通過半透膜的擴(kuò)散。發(fā)生滲透作用的條件：一是具有半透膜，二是半透膜兩側(cè)具有濃度差。2.細(xì)胞的吸水和失水：*動(dòng)物細(xì)胞：細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜。外界溶液濃度<細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，細(xì)胞吸水膨脹；外界溶液濃度>細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，細(xì)胞失水皺縮；外界溶液濃度=細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，水分進(jìn)出平衡。*植物細(xì)胞：原生質(zhì)層（細(xì)胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)）相當(dāng)于半透膜。外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離；外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。3.物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例：細(xì)胞對物質(zhì)的輸入和輸出具有選擇性，說明細(xì)胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜。（二）生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型（詳見“細(xì)胞膜——系統(tǒng)的邊界”相關(guān)內(nèi)容）（三）物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?.被動(dòng)運(yùn)輸：物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，順濃度梯度的擴(kuò)散，不需要消耗能量。*自由擴(kuò)散：物質(zhì)通過簡單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞。如O?、CO?、甘油、乙醇、苯等。*協(xié)助擴(kuò)散：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。2.主動(dòng)運(yùn)輸：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、K?、Na?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養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對細(xì)胞有害的物質(zhì)。3.胞吞和胞吐：對于大分子物質(zhì)或顆粒性物質(zhì)，通過細(xì)胞膜的流動(dòng)性，以囊泡的形式進(jìn)出細(xì)胞，需要消耗能量。如白細(xì)胞吞噬病菌（胞吞），分泌蛋白的分泌（胞吐）。五、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1.酶的本質(zhì)：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。2.酶的特性：高效性（酶的催化效率大約是無機(jī)催化劑的10?～1013倍）；專一性（每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（酶在最適溫度和最適pH條件下活性最高，溫度和pH偏高或偏低，酶的活性都會(huì)明顯降低，甚至失活）。3.酶的作用機(jī)理：酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，使反應(yīng)更容易進(jìn)行。同無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。（二）細(xì)胞的能量“通貨”——ATP1.ATP的結(jié)構(gòu)簡式：A-P～P～P（A代表腺苷，P代表磷酸基團(tuán)，～代表高能磷酸鍵）。2.ATP與ADP的相互轉(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)化是時(shí)刻不停地發(fā)生并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中的。3.ATP的利用：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。ATP水解釋放的能量可用于主動(dòng)運(yùn)輸、生物發(fā)電和發(fā)光、肌肉收縮、細(xì)胞內(nèi)各種吸能反應(yīng)（如物質(zhì)合成）等。（三）ATP的主要來源——細(xì)胞呼吸1.細(xì)胞呼吸的概念：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。2.有氧呼吸：*概念：細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)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。*過程：第一階段（細(xì)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；第二階段（線粒體基質(zhì)）：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（線粒體內(nèi)膜）：前兩個(gè)階段產(chǎn)生的[H]與氧結(jié)合生成水，釋放大量能量。*總反應(yīng)式：C?H??O?+6O?+6H?O→6CO?+12H?O+能量3.無氧呼吸：*概念：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)物不徹底地氧化分解，產(chǎn)生少量能量的過程。*過程：第一階段與有氧呼吸第一階段完全相同；第二階段（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）：丙酮酸在不同酶的催化下，分解成酒精和二氧化碳，或者轉(zhuǎn)化成乳酸。*總反應(yīng)式：C?H??O?→2C?H?OH（酒精）+2CO?+少量能量（如酵母菌、植物根細(xì)胞缺氧時(shí)）；或C?H??O?→2C?H?O?（乳酸）+少量能量（如乳酸菌、動(dòng)物細(xì)胞缺氧時(shí)、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根）。4.細(xì)胞呼吸的意義：為生命活動(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1.捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)：*綠葉中色素的提取和分離：提取原理是色素能溶解在有機(jī)溶劑（如無水乙醇）中；分離原理是不同色素在層析液中的溶解度不同，