高一生物第一章知识点及第二章3节知识点总结

高一生物第一章知识点及第二章3节知识点总结细胞中的元素分为大量元素和微量元素，大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，占细胞鲜重的97%以上；微量元素包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，含量虽少但不可或缺。组成细胞的化合物中，水是含量最多的化合物，其次是蛋白质。水有自由水和结合水两种存在形式，自由水是细胞内良好的溶剂，参与许多生化反应（如光合作用的光反应、细胞呼吸的第二阶段），为细胞提供液体环境，并能运送营养物质和代谢废物；结合水是细胞结构的重要组成部分，与蛋白质、多糖等物质结合。细胞代谢旺盛时，自由水比例升高；环境恶劣（如干旱、寒冷）时，结合水比例升高，细胞抗逆性增强。无机盐大多以离子形式存在，功能多样：参与构成复杂化合物（如Fe²⁺是血红蛋白的组成成分，缺Fe会导致缺铁性贫血；Mg²⁺是叶绿素的必需成分，缺Mg会使叶片发黄），维持细胞和生物体的生命活动（如血液中Ca²⁺浓度过低会引起抽搐，过高则导致肌无力），维持细胞的渗透压（如Na⁺主要维持细胞外液渗透压，K⁺主要维持细胞内液渗透压）和酸碱平衡（如HCO₃⁻/H₂CO₃、HPO₄²⁻/H₂PO₄⁻等缓冲对调节pH）。蛋白质是生命活动的主要承担者，基本组成单位是氨基酸。氨基酸的结构通式为：一个中心碳原子连接一个氨基（NH₂）、一个羧基（COOH）、一个氢原子和一个R基，不同氨基酸的区别在于R基的不同。组成人体的氨基酸有21种，其中8种（婴儿9种）为必需氨基酸，需从食物中获取；其余为非必需氨基酸，可在体内合成。氨基酸通过脱水缩合形成肽链：一个氨基酸的羧基（COOH）脱去OH，另一个氨基酸的氨基（NH₂）脱去H，两者结合形成肽键（CONH）并生成水。n个氨基酸形成m条肽链时，脱去nm个水分子，形成nm个肽键。肽链盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质，其结构多样性的原因包括氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，以及肽链的空间结构不同。蛋白质的功能包括：结构蛋白（如肌肉中的肌动蛋白）、催化（如绝大多数酶）、运输（如血红蛋白运输O₂）、信息传递（如胰岛素调节血糖）、免疫（如抗体抵御病原体）。核酸是遗传信息的携带者，分为DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）。核酸的基本组成单位是核苷酸，每个核苷酸由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成。DNA的五碳糖是脱氧核糖，含氮碱基为A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）、C（胞嘧啶）、G（鸟嘌呤），主要分布在细胞核（线粒体、叶绿体中也有少量），通常为双链结构；RNA的五碳糖是核糖，含氮碱基为A、U（尿嘧啶）、C、G，主要分布在细胞质，通常为单链结构。DNA是绝大多数生物的遗传物质，RNA是少数病毒（如HIV、烟草花叶病毒）的遗传物质；此外，RNA还参与蛋白质的合成（mRNA作为翻译模板，tRNA转运氨基酸，rRNA是核糖体的组成成分）。糖类是主要的能源物质，可分为单糖、二糖和多糖。单糖是不能水解的糖，包括葡萄糖（细胞生命活动的主要能源物质）、果糖（植物细胞中）、半乳糖（动物细胞中）、核糖（RNA的组成成分）和脱氧核糖（DNA的组成成分）。二糖由两分子单糖脱水缩合形成，包括蔗糖（葡萄糖+果糖，分布于植物，如甘蔗、甜菜）、麦芽糖（葡萄糖+葡萄糖，分布于植物，如发芽的小麦）、乳糖（葡萄糖+半乳糖，分布于动物，如乳汁）。多糖由多个单糖脱水缩合形成，包括淀粉（植物细胞的储能物质，如小麦、玉米种子）、糖原（动物细胞的储能物质，包括肝糖原和肌糖原）、纤维素（植物细胞壁的主要成分，不能被人体消化但能促进肠道蠕动）。脂质包括脂肪、磷脂和固醇。脂肪由甘油和脂肪酸组成，C、H比例高，氧化分解释放能量多，是良好的储能物质（1g脂肪氧化释放约39kJ能量，1g糖原释放约17kJ）；此外，脂肪还具有保温、缓冲和减压的作用（如内脏周围的脂肪）。磷脂含P，是细胞膜、细胞器膜的主要成分。固醇包括胆固醇（动物细胞膜的重要成分，参与血液中脂质的运输，但含量过高可能引发心血管疾病）、性激素（促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成，激发并维持第二性征）、维生素D（促进肠道对Ca²⁺和P的吸收，缺乏会导致佝偻病、骨质疏松）。物质跨膜运输的方式包括被动运输、主动运输和胞吞胞吐。被动运输是顺浓度梯度的扩散，不消耗能量，分为自由扩散和协助扩散。自由扩散的物质包括水、气体（O₂、CO₂）、脂溶性小分子（如甘油、乙醇、苯），特点是从高浓度到低浓度，不需要载体蛋白。协助扩散需要载体蛋白的协助，如葡萄糖进入红细胞（通过载体蛋白）、离子通过通道蛋白（如神经细胞静息电位时K⁺外流通过钾离子通道，动作电位时Na⁺内流通过钠离子通道），特点是高浓度到低浓度，需要载体但不耗能。主动运输是逆浓度梯度的运输，需要载体蛋白和能量（ATP），例如小肠上皮细胞吸收葡萄糖和氨基酸、肾小管重吸收葡萄糖、植物根细胞吸收K⁺和NO₃⁻等矿质离子。主动运输保证了细胞能够根据自身需要主动选择吸收所需物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，对维持细胞内环境的稳定至关重要。大分子物质或颗粒物质（如蛋白质、多糖、细菌）不能通过跨膜运输，而是通过胞吞和胞吐进出细胞。胞吞时，细胞膜内陷形成囊泡，包裹物质进入细胞（如白细胞吞噬细菌）；胞吐时，囊泡与细胞膜融合，将物质排出细胞（如胰岛B细胞分泌胰岛素、神经递质的释放）。胞吞和胞吐需要消耗能量（由ATP提供），依赖于细胞膜的流动性（结构特性）。载体蛋白具有特异性，一种载体蛋白通常只