高中生物基础知识点归纳

高中生物基础知识点系统归纳——从细胞到生态的核心脉络梳理一、细胞的分子组成与结构（一）组成细胞的化学元素与化合物1.元素分类：大量元素（C、H、O、N、P、S等）是细胞结构和功能的基础成分，微量元素（Fe、Mn、B、Zn等）虽含量少但作用关键（如Fe参与血红蛋白合成）。C是最基本元素，因生物大分子以碳链为骨架。2.化合物功能：蛋白质：由氨基酸通过脱水缩合形成，结构多样性（氨基酸种类、数目、排列顺序及肽链空间结构差异）决定功能多样性（催化、运输、免疫等）。高温、过酸过碱会破坏其空间结构（变性）。核酸：DNA（双螺旋，遗传信息载体）和RNA（单链，参与蛋白质合成），基本单位为核苷酸，元素组成含C、H、O、N、P。糖类：单糖（葡萄糖、果糖）是直接能源物质，二糖（蔗糖、麦芽糖）需水解为单糖吸收，多糖（淀粉、纤维素、糖原）是储能或结构物质。脂质：脂肪储能、保温，磷脂是生物膜主要成分，固醇（胆固醇、性激素、维生素D）参与生命活动调节。（二）细胞的结构与功能1.细胞器分工：线粒体（有氧呼吸主要场所，“动力车间”）、叶绿体（光合作用场所，“养料制造车间”）具双层膜；内质网（蛋白质/脂质合成）、高尔基体（分泌蛋白加工、细胞壁形成）、溶酶体（水解酶，分解衰老细胞器）、液泡（调节细胞内环境）为单层膜；核糖体（蛋白质合成，无膜）、中心体（与有丝分裂有关，动物和低等植物细胞含）。2.生物膜系统：由细胞膜、细胞器膜和核膜组成，功能上协调配合（如分泌蛋白合成：核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜），结构上具流动性（如细胞膜融合）和选择透过性（允许特定物质进出）。3.细胞类型：原核细胞（细菌、蓝细菌等）无核膜包被的细胞核，仅有拟核和核糖体；真核细胞（动植物、真菌）有成形细胞核，细胞器种类更丰富。二、细胞代谢：物质与能量的转化（一）酶与ATP1.酶的特性：高效性（比无机催化剂快10⁷~10¹³倍）、专一性（一种酶催化一类反应）、作用条件温和（最适温度、pH，低温抑制活性，高温/过酸过碱破坏结构）。2.ATP的作用：直接能源物质，结构为A-P~P~P（A为腺苷），水解时远离A的高能磷酸键断裂释放能量，与ADP相互转化（ATP⇌ADP+Pi+能量）维持细胞能量供应。（二）光合作用与细胞呼吸1.光合作用：场所：叶绿体，分光反应（类囊体薄膜，水的光解产生[H]和O₂、ATP合成）和暗反应（叶绿体基质，CO₂固定（CO₂+C₅→2C₃）、C₃还原（需[H]、ATP，生成糖类和C₅））。影响因素：光照强度、CO₂浓度、温度（影响酶活性）。2.细胞呼吸：有氧呼吸：三阶段（第一阶段：细胞质基质，葡萄糖→丙酮酸+[H]+少量能量；第二阶段：线粒体基质，丙酮酸+水→CO₂+[H]+少量能量；第三阶段：线粒体内膜，[H]+O₂→H₂O+大量能量），总反应式：C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O→6CO₂+12H₂O+能量。无氧呼吸：细胞质基质中进行，第一阶段与有氧呼吸相同，第二阶段丙酮酸分解为酒精（植物、酵母菌）或乳酸（动物、乳酸菌），总反应式：C₆H₁₂O₆→2C₂H₅OH+2CO₂+少量能量（或2C₃H₆O₃+少量能量）。三、细胞的生命历程（一）细胞增殖：遗传物质的传递1.有丝分裂：体细胞增殖方式，过程包括间期（DNA复制、蛋白质合成，染色体复制为姐妹染色单体）、前期（核膜核仁消失，纺锤体、染色体出现）、中期（染色体着丝点排列在赤道板，便于观察）、后期（着丝点分裂，染色体数目加倍）、末期（核膜核仁重建，细胞板/细胞膜缢裂形成子细胞）。意义：保证亲子代细胞遗传物质稳定。2.减数分裂：产生配子的分裂，染色体复制一次、细胞分裂两次，结果染色体数目减半。减Ⅰ：同源染色体联会（形成四分体，可能交叉互换）、分离，非同源染色体自由组合；减Ⅱ：类似有丝分裂，但无同源染色体。意义：通过基因重组（联会交叉、自由组合）和染色体数目减半，为生物变异和进化提供原材料。（二）细胞分化、衰老、凋亡与癌变1.细胞分化：个体发育中，细胞形态、结构、功能发生稳定性差异的过程，本质是基因选择性表达（遗传物质不变），使细胞功能专门化（如造血干细胞分化为红细胞、白细胞）。2.细胞衰老：特征包括细胞体积变小、细胞核增大、酶活性降低、细胞膜通透性改变（如老年人头发变白因酪氨酸酶活性降低）。3.细胞凋亡：由基因决定的程序性死亡（如蝌蚪尾消失、效应T细胞裂解靶细胞），对生物体发育、稳态维持有积极意义。4.细胞癌变：原癌基因（调控细胞周期）和抑癌基因（抑制异常增殖）突变，导致细胞无限增殖、形态结构改变、细胞膜糖蛋白减少（易转移）。四、遗传与进化：生命的延续与发展（一）遗传的基本规律1.孟德尔定律：分离定律：杂合体中，等位基因随同源染色体分离而分离，独立遗传（如高茎Dd自交，后代D_:dd=3:1）。自由组合定律：非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体自由组合，产生多样配子（如YyRr自交，后代性状分离比9:3:3:1）。2.伴性遗传：基因位于性染色体（X、Y）上，遗传与性别相关。如红绿色盲（X隐性）：男性患者（XᵇY）多于女性（XᵇXᵇ），且表现“母患子必患、女患父必患”的交叉遗传。（二）遗传的分子基础1.DNA结构与复制：双螺旋结构（反向平行、碱基互补配对A-T、G-C），复制为半保留复制（新DNA含一条母链、一条子链），场所主要在细胞核，需模板（DNA两条链）、原料（脱氧核苷酸）、酶（解旋酶、DNA聚合酶）、能量，保证遗传信息准确传递。2.基因表达：转录：DNA→RNA（细胞核，以DNA一条链为模板，RNA聚合酶催化，产物有mRNA、tRNA、rRNA）。翻译：RNA→蛋白质（核糖体，以mRNA为模板，tRNA识别密码子并转运氨基酸，密码子有64种，其中61种编码氨基酸，3种终止密码子）。（三）现代生物进化理论1.核心观点：种群是进化的基本单位，突变（基因突变、染色体变异）和基因重组为进化提供原材料，自然选择决定进化方向（使种群基因频率定向改变），隔离（生殖隔离是新物种形成的标志）导致物种形成。2.进化实质：种群基因频率的改变。生物多样性包括基因多样性、物种多样性、生态系统多样性，共同进化（不同物种间、生物与环境间相互影响）是其形成的原因。五、生命活动的调节：稳态的维持（一）植物激素调节1.生长素：极性运输（胚芽鞘尖端→伸长区，主动运输），横向运输（单侧光、重力使生长素分布不均），作用具两重性（低浓度促进生长，高浓度抑制，如顶端优势（顶芽优先生长，侧芽受抑制）、根的向地性（近地侧浓度高，抑制生长））。2.其他激素：赤霉素（促进细胞伸长、种子萌发）、细胞分裂素（促进细胞分裂）、乙烯（促进果实成熟）、脱落酸（抑制细胞分裂，促进叶和果实衰老脱落），激素间通过协同或拮抗共同调节植物生长发育。（二）动物生命活动调节1.神经调节：基本方式是反射，结构基础是反射弧（感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器）。兴奋在神经纤维上以电信号（局部电流）双向传导，在突触处通过神经递质（化学信号）单向传递（突触前膜→突触间隙→突触后膜）。高级神经中枢（大脑皮层）可调控低级中枢（如脊髓），语言、学习、记忆等是大脑皮层的高级功能。2.体液调节：通过激素等化学物质（如CO₂）调节，激素调节的特点是微量高效、通过体液运输、作用于靶器官/靶细胞（如甲状腺激素作用于几乎全身细胞，胰岛素作用于肝细胞、肌细胞等）。3.免疫调节：非特异性免疫：生来就有，如皮肤、黏膜的屏障作用，吞噬细胞的吞噬作用。特异性免疫：体液免疫（B细胞受抗原刺激，增殖分化为浆细胞，产生抗体与抗原结合）和细胞免疫（T细胞受抗原刺激，增殖分化为效应T细胞，裂解靶细胞），免疫系统具防卫（抵御病原体）、监控（清除癌变细胞）、清除（清除衰老细胞）功能。六、生态系统：生物与环境的统一（一）种群与群落1.种群特征：种群密度（最基本）、出生率/死亡率（决定种群数量）、迁入率/迁出率（影响种群数量）、年龄组成（增长型、稳定型、衰退型，预测数量变化）、性别比例（影响出生率）。种群数量增长曲线：“J”型（理想条件，λ增长）、“S”型（资源限制，K值为环境容纳量）。2.群落结构：垂直结构（分层，如森林中植物从上到下为乔木、灌木、草本，提高光能利用率）、水平结构（镶嵌分布，受地形、土壤湿度等影响）。群落演替：初生演替（裸岩→地衣→苔藓→草本→灌木→森林）、次生演替（弃耕农田→草本→灌木→森林，速度更快）。（二）生态系统的结构与功能1.组成成分：生产者（自养生物，主要是绿色植物）、消费者（异养生物，促进物质循环）、分解者（异养生物，将有机物分解为无机物）、非生物的物质和能量（阳光、水、无机盐等）。2.营养结构：食物链（生产者→初级消费者→次级消费者…，起点是生产者，终点是最高级消费者）和食物网（多条食物链交织，是能量流动和物质循环的渠道）。3.功能：能量流动：单向流动、逐级递减（传递效率10%~20%），如草→兔→狼，能量沿食物链传递时，大部分以热能散失，少部分用于生长、发育、繁殖。物质循环：具全球性、循环性（如碳循环：CO₂通过光合作用进入生物群落，通过呼吸作用、分解作用、燃烧返回无机环境）。信息传递：物理信息（光、声）、化学信息（激素、信息素）、行为信息（蜜蜂跳舞），调节种间关系（如狼依据兔的气味捕猎），维持生态系统稳定。（三）生态环境保护1.主要问题：全球气候变化（CO₂等温室气体排放）、生物多样性锐减（栖息地破坏、过度捕猎）、环境污染（水污染、土壤污染）等。2.保护措施：就地保护（建立自然保护区，最有效）、易地保护（如动物园、