必修一前三章知识点总结-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

第一章 一、细胞的生命地位 1.细胞是生命活动的基本单位 生命系统的结构层次（由小到大）：细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈 单细胞生物（如草履虫、酵母菌）：一个细胞即一个个体，能独立完成生命活动。 多细胞生物：依赖各种分化的细胞共同完成生命活动。 2.病毒的特殊性 无细胞结构，由蛋白质外壳和核酸（DNA或RNA）构成。 寄生生活，必须依赖活细胞才能繁殖（如新冠病毒、噬菌体）。 二、细胞的多样性与统一性 1.原核细胞与真核细胞的比较 特征 原核细胞 真核细胞 细胞核 无核膜（拟核） 有核膜包被的细胞核 细胞器 仅有核糖体 有多种复杂细胞器 生物类型 细菌、蓝藻（蓝细菌）、支原体 真菌、植物、动物 DNA存在形式 环状裸露DNA 线性DNA与蛋白质结合成染色体 大小 较小（1~10μm） 较大（10~100μm） 2.常见原核生物举例 蓝细菌（旧称“蓝藻”）：含叶绿素和藻蓝素，能进行光合作用（如颤藻、发菜） 细菌：名称中带“杆、球、螺旋、弧”等（如大肠杆菌、乳酸菌） 三、显微镜的使用 1.高倍镜操作步骤： 低倍镜下找到目标→移动装片使目标居中→转动转换器换高倍镜→调细准焦螺旋至清晰。 2.注意事项： 高倍镜下视野变暗，需调大光圈或使用凹面镜。 放大倍数＝目镜倍数×物镜倍数（如10×40＝400倍）。 四、细胞学说（科学史） 1.主要内容： 细胞是所有动植物的基本组成单位。 细胞是一个相对独立的单位。 新细胞由老细胞分裂产生。 2. 意义：揭示了生物界的统一性（由细胞构成）。 第二章 一、细胞中的元素和化合物 1.组成细胞的元素 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg（占细胞总量＞0.01%）。 微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo（含量少但必需，缺Zn导致发育迟缓）。 最基本元素：C（因碳链构成有机物骨架）。 2.元素存在形式与作用 主要化合物：水（85%~90%）、蛋白质（7%~10%）、脂质（1%~2%）、无机盐（1%~1.5%）。 鲜重含量排序：水＞蛋白质＞脂质＞糖类；干重含量排序：蛋白质＞脂质＞糖类。 二、无机物——水和无机盐 1.水 结合水：与细胞内的其他物质结合（占比约4.5%），参与细胞结构。 自由水：游离存在（占比95.5%），功能包括：良好溶剂、参与生化反应（如光合作用）、运输营养物质。 代谢与水的联系**：代谢旺盛时自由水比例上升（如种子萌发时吸水）。 2.无机盐 存在形式：多数以离子态（如Na⁺、K⁺、Ca²⁺），少数以化合物形式（如Mg²⁺参与叶绿素构成）。 功能：①维持渗透压（如Na⁺维持细胞外液渗透压）； ②维持酸碱平衡（如HCO₃⁻缓冲对）； ③组成复杂化合物（如Fe²⁺构成血红蛋白）。 三、有机化合物 1. 糖类——主要能源物质 分类 实例 功能 分布 单糖 葡萄糖、果糖、核糖 直接能源（葡萄糖） 动植物细胞 二糖 蔗糖（植物）、乳糖（动物） 水解为单糖供能 动植物细胞 多糖 淀粉（植物）、糖原（动物） 储能（淀粉在种子、糖原在肝脏） 马铃薯、肝脏 易错点： 纤维素是植物细胞壁成分，不提供能量（人体无分解纤维素的酶） 核糖（RNA组成）和脱氧核糖（DNA组成）属于单糖 3. 脂质——储能与结构物质 类型 功能 实例 脂肪 储能、保温、缓冲压力 动物脂肪、植物油 磷脂 构成生物膜的主要成分 细胞膜中的双层结构 固醇 调节代谢和生殖 胆固醇（动物细胞膜）、性激素、维生素D 关键区别： 脂肪由甘油+脂肪酸组成，与糖类相比氢含量更高，氧化分解耗氧多 3. 蛋白质——生命活动的主要承担者 1.基本单位：氨基酸（约20种），通式： 特点：至少含一个氨基（-NH₂）和一个羧基（-COOH），且连在同一个碳原子上。 2.蛋白质结构层次： 氨基酸→肽链（脱水缩合）→空间结构→蛋白质 脱水缩合：一个氨基酸的羧基与另一个的氨基反应，形成肽键（-NH-CO-） 肽键数计算：n个氨基酸形成m条肽链时，肽键数＝n－m 3.蛋白质功能多样性： 结构蛋白（如肌动蛋白）、运输（血红蛋白）、免疫（抗体）、催化（酶）等。 相关计算： 蛋白质分子量＝氨基酸数×平均分子量－18×（肽键数）。 4.核酸——遗传信息的携带者 1.DNA与RNA对比： 对比项 DNA RNA 五碳糖 脱氧核糖 核糖 碱基 A、T、C、G A、U、C、G 结构 双螺旋 通常单链 分布 细胞核（主要）、线粒体 细胞质（核糖体、mRNA） 2.核苷酸组成： 磷酸+五碳糖+含氮碱基 DNA的基本单位：脱氧核苷酸；RNA的基本单位：核糖核苷酸 四、实验与易错点 1.还原糖检测（斐林试剂）： 材料选择：苹果或梨匀浆（避免色素干扰）。 现象：蓝色→砖红色沉淀（需50~65℃水浴加热）。 2.脂肪检测（苏丹Ⅲ/Ⅳ）： 切片染色后显微镜观察，橘黄色（苏丹Ⅲ）或红色（苏丹Ⅳ） 3.蛋白质检测（双缩脲试剂）： 先加A液（NaOH），后加B液（CuSO₄），紫色反应。 易错提醒： 斐林试剂需现配现用，双缩脲试剂分开加入。 第三章 细胞膜——系统的边界 细胞膜的制备 1.实验原理：细胞内的物质具有一定浓度，把细胞放入清水中，细胞会因吸水而涨破，细胞内物质流出，从而得到细胞膜。 2.选材：人或其他哺乳动物成熟红细胞。原因是这类细胞没有细胞核和众多细胞器，能避免其他膜结构的干扰，得到较为纯净的细胞膜。 3.提纯方法：差速离心法。将细胞膜与细胞内容物分离，利用不同的离心速度，使不同质量的物质分开。 4.注意事项：取材用的是新鲜红细胞稀释液（血液加适量生理盐水），生理盐水可维持红细胞的正常形态，便于后续实验观察。 细胞膜的成分 1.脂质：约占50%，其中磷脂最丰富，是构成细胞膜的基本骨架，磷脂双分子层形成了细胞膜的基本结构。 2.蛋白质：约占40%，蛋白质是细胞膜功能的主要体现者，其种类和数量越多，细胞膜的功能就越复杂。例如，运输物质的载体蛋白，识别信息的受体蛋白等。 3.糖类：约占2%-10%，和蛋白质结合形成糖蛋白（也叫糖被），和脂质结合形成糖脂，与细胞识别、免疫反应、信息传递、血型决定等有直接联系。在细胞癌变过程中，细胞膜成分改变，产生甲胎蛋白（AFP）和癌胚抗原（CEA），同时细胞膜上的糖蛋白减少，细胞间粘滞性下降，使得癌细胞易分散和转移。 细胞膜的结构 1.流动镶嵌模型：由磷脂双分子层构成基本骨架，蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。细胞膜的外侧有糖蛋白，与细胞识别等功能相关。 2.结构特点：具有一定的流动性，这是因为组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的。例如，变形虫的变形运动、白细胞吞噬细菌等生理过程都体现了细胞膜的流动性。 细胞膜的功能 1.将细胞与外界环境分隔开：细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定，使细胞成为相对独立的系统，为细胞的生命活动提供了一个稳定的内部环境 。 2.控制物质进出细胞：细胞需要的营养物质可以进入细胞，细胞不需要或对细胞有害的物质不容易进入细胞；细胞产生的抗体、激素等物质可以分泌到细胞外，细胞产生的废物也要排到细胞外 。但细胞膜的控制作用是相对的，环境中一些对细胞有害的物质，如病毒、病菌等也可能侵入细胞。物质进出细胞的方式有自由扩散、协助扩散和主动运输等。 3.进行细胞间的信息交流： 通过化学物质传递信息：如激素、神经递质等，内分泌细胞分泌的激素随血液到达全身各处，与靶细胞表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。 通过细胞间直接接触传递信息：如精子和卵细胞之间的识别和结合，相邻两个细胞的细胞膜直接接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。 通过细胞通道传递信息：如高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，进行物质交换和信息交流。 细胞壁 1.植物细胞壁：主要成分是纤维素和果胶，对细胞有支持和保护作用，具有全透性，即水分子和溶解在水里的物质都能自由通过。可用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，且不损伤细胞内部结构。 2.原核生物细胞壁：主要成分是肽聚糖 ，同样对细胞起到支持和保护作用。 细胞器——系统内的分工合作 细胞质基质 1.定义：细胞质中除细胞器以外的液体部分 。 2.成分：水、无机离子、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸等，还有很多种酶。 3.功能：细胞质基质中有多种酶，是多种代谢活动的场所；为新陈代谢提供所需的物质和一定的环境条件，如提供ATP、核苷酸、氨基酸等。 细胞器的结构和功能 1.线粒体： 分布：动植物细胞中，代谢旺盛的细胞中含量较多。例如，心肌细胞需要不断收缩舒张，消耗大量能量，其线粒体数量比一般细胞多。蛔虫的体细胞内不含线粒体，因为蛔虫进行无氧呼吸。 形态：呈颗粒状或短杆状。 结构：具有双层膜，外膜使线粒体与周围的细胞质分开；内膜向内折叠形成嵴，增大了膜面积，有利于生化反应的进行；基质中含少量DNA、核糖体和与有氧呼吸有关的酶。 功能：细胞有氧呼吸的主要场所，被称为“动力车间”，细胞生命活动所需能量的大约95%来自线粒体。 2.叶绿体： 分布：主要存在于能进行光合作用的真核细胞，如叶肉细胞，植物的根尖细胞不含叶绿体。 形态：一般呈扁平的椭球形或球形。 结构：具有双层膜，外膜和内膜相对平滑；基粒由类囊体堆叠而成，类囊体膜上有色素，可吸收、传递、转化光能；基质呈液态，含少量DNA、核糖体和与光合作用有关的酶。 功能：植物进行光合作用的细胞器，是“养料制造车间”和“能量转换站”，能将光能转化为化学能，将二氧化碳和水等无机物合成有机物。 3.内质网： 分布：动植物细胞中。 结构：单层膜连接而成的网状结构。 类型：粗面内质网和滑面内质网，粗面内质网上附着有核糖体，主要与分泌蛋白的合成和加工有关；滑面内质网与脂质合成等有关。 功能：细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”，也是蛋白质运输的通道。 4.高尔基体： 分布：动植物细胞中。 结构：单层膜，由扁平囊和囊泡构成，其中扁平囊是判断高尔基体的依据。 功能：在植物细胞中与细胞壁的形成有关；在动物细胞中与蛋白质（分泌蛋白）的加工、分类和运输有关。 5.液泡： 分布：主要在成熟的植物细胞内。 结构：单层膜（液泡膜），内含细胞液，细胞液中含有色素、无机盐、糖类、蛋白质等。 功能：调节植物细胞的内环境，使植物细胞保持坚挺，维持细胞形态；与细胞的吸水失水相关。例如，当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水膨胀；反之则失水皱缩。 6.溶酶体： 分布：动植物细胞中。 结构：单层膜，内含多种水解酶。 功能：有“消化车间”之称，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。 7.核糖体： 分布：动植物细胞中，存在状态有游离于细胞质基质中的，也有附着于粗面内质网和外层核膜上的，在线粒体和叶绿体内也有分布。 结构：不具膜，呈颗粒状，由RNA和蛋白质组成。 功能：蛋白质合成的场所，被称为“生产蛋白质的机器”。 8.中心体： 分布：动物细胞和低等植物细胞。 结构：不具膜结构，由两组互相垂直的中心粒及周围物质组成。 功能：和细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成有关，在细胞分裂前期，中心体发出星射线形成纺锤体。 细胞器之间的协调配合——以分泌蛋白的合成和运输为例 1.分泌蛋白：如抗体、蛋白质类激素、消化酶等分泌到细胞外的蛋白质 。 2.合成和运输过程： 核糖体：氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链。 内质网：肽链进入内质网进行加工，如折叠、组装、加上一些糖基团等，形成有一定空间结构的蛋白质，然后内质网以出芽的形式形成囊泡，将蛋白质运输到高尔基体。 高尔基体：囊泡与高尔基体融合，蛋白质在高尔基体中进一步加工、分类和包装，然后高尔基体再以出芽的形式形成囊泡，将蛋白质运输到细胞膜。 细胞膜：囊泡与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。 整个过程由线粒体提供能量。 细胞亚显微结构中的相关知识点归纳 1.从形态上：光学显微镜下可见的结构有细胞壁、细胞质、细胞核、核仁、染色体、叶绿体、线粒体、液泡。真核细胞中细胞器的质量大小：叶绿体＞线粒体＞核糖体 。 2.从结构上： 具有膜结构：细胞膜、线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、液泡、溶酶体等 。 具有双层膜结构：核膜、线粒体、叶绿体。 具有单层膜结构：内质网、高尔基体、液泡 。细胞内各种膜结构在结构和功能上密切联系。 没有膜结构：细胞壁、中心体、核糖体。 3.从生物类型上： 动、植物细胞一般均有：高尔基体、线粒体、核糖体、内质网等。 动、植物细胞都有但功能不同：高尔基体，在植物细胞中与细胞壁形成有关，在动物细胞中与分泌蛋白加工等有关。 高等动物细胞特有：中心体。 低等植物细胞具有：中心体。 植物细胞特有结构：细胞壁、液泡、叶绿体；特有细胞器是液泡、叶绿体 。 原核细胞具有：核糖体。 根尖分生区没有：叶绿体、中心体、液泡。 4.从细胞器所含成分上： 含有核酸：线粒体（含DNA和RNA）、叶绿体（含DNA和RNA）、核糖体（含rRNA）。 含色素：叶绿体（含叶绿素和类胡萝卜素等）、有色体（含类胡萝卜素等）、液泡（含花青素等）。 5.从细胞器功能上： 能产生水：线粒体（有氧呼吸第三阶段）、核糖体（脱水缩合）、叶绿体（暗反应）、细胞核（DNA复制）、高尔基体（多糖合成）。 与主动运输有关：线粒体（供能）、核糖体（合成载体蛋白）。 与能量转换有关（或产生ATP）：叶绿体（光能转换：光能→电能→活跃的化学能→稳定的化学能）、线粒体（化能转换：稳定的化学能→活跃的化学能）。产生ATP的场所还有细胞质基质（细胞呼吸第一阶段）。 能自我复制（或有相对独立的遗传系统的半自主性细胞器）：线粒体、叶绿体、中心体。 能发生碱基互补配对行为：线粒体、叶绿体、核糖体。 将质膜与核膜连成一体：内质网。 与脂类及多糖合成有关：内质网。 生物膜系统 1.概念：细胞膜、细胞器膜和核膜等共同构成细胞的生物膜系统。这些膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上紧密联系，是统一的整体。 2.生物膜在结构上的联系：内质网内连核膜，外连细胞膜，还与线粒体膜直接相连；高尔基体通过囊泡与内质网和细胞膜间接联系。 3.生物膜在功能上的联系：以分泌蛋白的合成和运输为例，说明各种生物膜在功能上既有明确分工，又相互协作。 4.作用： 使细胞具有稳定内部环境，在物质运输、能量转换、信息传递等过程中起决定性作用。 为各种酶提供大量附着位点，是许多生化反应的场所。 把各种细胞器分隔开，保证细胞生命活动高效、有序地进行。 细胞核——系统的控制中心 细胞核的结构 1.核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开，具有选择透过性，外层与粗面内质网膜相连。 2.核孔：内外膜在一些位点上融合形成的环状开口，是蛋白质、RNA等大分子出入细胞核的通道，实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。 3.染色质：主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。染色质在细胞核内易被碱性染料染成深色，在细胞分裂前期，染色质高度螺旋化，缩短变粗，成为染色体；在细胞分裂末期，染色体解螺旋，重新成为染色质。染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。 4.核仁：细胞核中呈圆形或椭圆形的结构，由某些染色体的片段构成，与rRNA的合成以及核糖体的形成有关。在细胞分裂过程中，核仁能周期性地消失和重建。 5.核基质：细胞核内的液体部分，为细胞核内的各种代谢活动提供环境。 细胞核的功能 1.遗传信息库：细胞核是遗传物质DNA储存和复制的主要场所。 2.细胞代谢和遗传的控制中心：细胞核控制着细胞的分裂、分化、生长、发育等生命活动。例如，克隆羊多莉的性状与提供细胞核的母羊相似，说明细胞核控制着生物的遗传性状。 学科网（北京）股份有限公司 $$