高中生物复习提纲

高中生物复习提纲前言生物学是一门探索生命现象及其规律的科学，其核心在于理解生命的本质、结构层次、功能活动以及生物与环境之间的相互关系。高中生物知识体系严谨且富有逻辑，从微观的分子与细胞，到宏观的生态系统，层层递进，环环相扣。本复习提纲旨在帮助同学们梳理知识脉络，巩固核心概念，提升综合运用能力。复习过程中，建议结合教材图文，注重理解与思辨，而非简单记忆，并尝试将各章节知识融会贯通，构建完整的知识网络。第一部分：分子与细胞1.细胞的分子组成1.1组成细胞的元素和化合物*大量元素与微量元素：区分常见的大量元素（如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等）和微量元素（如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等），理解C是构成细胞的最基本元素。*水和无机盐：水在细胞中的存在形式（自由水、结合水）及其生理作用；无机盐的存在形式（离子态为主）及其在维持细胞渗透压、酸碱平衡和生命活动中的重要功能。*糖类：组成元素（C、H、O）；分类（单糖、二糖、多糖）及常见种类；糖类是细胞的主要能源物质，也是构成细胞结构的重要成分（如纤维素、糖蛋白）。*脂质：组成元素（C、H、O，有的含N、P）；分类（脂肪、磷脂、固醇）及各自功能。脂肪是良好的储能物质；磷脂是构成生物膜的重要成分；固醇类物质如胆固醇、性激素、维生素D具有重要调节作用。*蛋白质：组成元素（C、H、O、N，有的含S等）；基本单位是氨基酸（结构通式、必需氨基酸与非必需氨基酸）；氨基酸通过脱水缩合形成肽链，肽链的盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质（二级、三级、四级结构的初步概念）；蛋白质结构多样性的原因（氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链的空间结构不同）；蛋白质的功能多样性（催化、运输、调节、免疫、结构等）。蛋白质是生命活动的主要承担者。*核酸：组成元素（C、H、O、N、P）；基本单位是核苷酸（一分子磷酸、一分子五碳糖、一分子含氮碱基）；分类（DNA与RNA），比较两者在化学组成、结构特点（双链与单链）、分布和功能上的差异；核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。1.2生物大分子以碳链为骨架*碳元素的特性是形成生物大分子的基础。生物大分子（多糖、蛋白质、核酸）都是由许多基本的组成单位（单体）连接而成的多聚体，每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。2.细胞的基本结构2.1细胞学说的建立及其主要内容*细胞学说的建立者（施莱登、施旺等）；主要内容（细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成；细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用；新细胞可以从老细胞中产生）；细胞学说揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性。2.2细胞的多样性与统一性*原核细胞与真核细胞的比较：主要区别（有无以核膜为界限的细胞核）；原核生物（如细菌、蓝藻）的结构特点；真核生物（动植物、真菌）的结构特点。*细胞的大小、形态与其功能相适应。2.3细胞膜系统的结构和功能*细胞膜的成分：主要由脂质（磷脂双分子层是基本支架）和蛋白质组成，还有少量糖类。*细胞膜的流动镶嵌模型：基本内容（磷脂双分子层构成膜的基本支架，具有流动性；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，有的横跨整个磷脂双分子层，大多数蛋白质分子也是可以运动的）。*细胞膜的功能：将细胞与外界环境分隔开；控制物质进出细胞（具有选择透过性）；进行细胞间的信息交流（如通过化学物质、细胞膜直接接触、胞间连丝等方式）。*生物膜系统的概念：细胞膜、细胞器膜和核膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。*生物膜系统的功能：使细胞具有一个相对稳定的内部环境，在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用；为多种酶提供大量的附着位点，是许多重要化学反应的场所；把各种细胞器分隔开，使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。2.4主要细胞器的结构和功能*线粒体：双层膜结构，内膜向内折叠形成嵴，是有氧呼吸的主要场所（“动力车间”）。*叶绿体：双层膜结构，内有基粒（由类囊体堆叠而成），是绿色植物进行光合作用的场所（“养料制造车间”和“能量转换站”）。*内质网：单层膜结构，分为粗面内质网（附着核糖体，与蛋白质合成和加工有关）和光面内质网（与脂质合成有关，还具有解毒等功能）。*高尔基体：单层膜结构，主要对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”；在植物细胞中与细胞壁的形成有关，在动物细胞中与分泌物的形成有关。*核糖体：无膜结构，由rRNA和蛋白质组成，是合成蛋白质的场所（“生产蛋白质的机器”）。*溶酶体：单层膜结构，内含多种水解酶，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（“消化车间”）。*液泡：单层膜结构，内有细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质，调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。*中心体：无膜结构，存在于动物细胞和某些低等植物细胞中，与细胞的有丝分裂有关。*（细胞器的比较：有无膜结构、膜层数、主要功能、分布等）2.5细胞核的结构和功能*细胞核的结构：核膜（双层膜，上有核孔，是大分子物质进出细胞核的通道）、核仁（与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关）、染色质（主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体；染色质与染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态）。*细胞核的功能：是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。2.6细胞骨架*细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。3.细胞的物质输入和输出3.1物质跨膜运输的实例*渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。发生渗透作用的条件：具有半透膜；半透膜两侧具有浓度差。*动物细胞的吸水和失水：细胞膜相当于半透膜，当外界溶液浓度小于细胞质浓度时，细胞吸水膨胀；反之则失水皱缩；当外界溶液浓度等于细胞质浓度时，水分进出平衡。*植物细胞的吸水和失水：原生质层（细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质）相当于半透膜。质壁分离与质壁分离复原实验。*物质跨膜运输的其他实例：细胞对无机盐离子的吸收具有选择性，说明细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。3.2物质跨膜运输的方式*被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散，不需要消耗能量。*自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞（如O₂、CO₂、甘油、乙醇、苯等）。*协助扩散：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散（如红细胞吸收葡萄糖）。*主动运输：从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量（如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖、K⁺、Na⁺等）。主动运输保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。*胞吞和胞吐：大分子物质进出细胞的方式，依赖于细胞膜的流动性，需要消耗能量。4.细胞的能量供应和利用4.1酶在代谢中的作用*酶的概念：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。*酶的特性：高效性（催化效率远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应）、作用条件较温和（需要适宜的温度和pH等）。*影响酶活性的因素：温度、pH等。过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温只是抑制酶的活性，酶的空间结构未被破坏，温度恢复，活性可恢复。*酶的作用机理：降低化学反应的活化能。4.2ATP在能量代谢中的作用*ATP的结构简式：A-P～P～P（A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表高能磷酸键）。*ATP与ADP的相互转化：ATP水解时远离A的高能磷酸键断裂，释放能量，生成ADP和Pi；ADP在有关酶的催化作用下，利用能量（如呼吸作用、光合作用）可以重新生成ATP。这种转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。*ATP的功能：是细胞生命活动的直接能源物质。*ATP的形成途径：动物和人等通过呼吸作用；绿色植物通过呼吸作用和光合作用。4.3光合作用的基本过程*光合作用的概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。*光合作用的探究历程：了解几个关键实验（如萨克斯证明光合作用产生淀粉、恩格尔曼证明叶绿体是光合作用的场所并释放氧气、鲁宾和卡门用同位素标记法证明光合作用释放的氧气来自水等）。*光合作用的过程：*光反应阶段：场所（叶绿体类囊体薄膜上）；条件（光、色素、酶等）；物质变化（水的光解产生[H]和O₂；ADP和Pi合成ATP）；能量变化（光能转化为ATP中活跃的化学能）。*暗反应阶段（碳反应阶段）：场所（叶绿体基质中）；条件（多种酶参与）；物质变化（CO₂的固定：CO₂与C₅结合生成C₃；C₃的还原：在[H]和ATP作用下，C₃被还原成糖类等有机物，同时生成C₅）；能量变化（ATP中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能）。*光合作用的反应式。4.4影响光合作用速率的环境因素*光照强度：在一定范围内，光合速率随光照强度的增加而加快，达到光饱和点后不再增加。*二氧化碳浓度：在一定范围内，光合速率随CO₂浓度的增加而加快，达到CO₂饱和点后不再增加。*温度：通过影响酶的活性来影响光合速率，具有最适温度。*水和矿质元素：水是光合作用的原料，也是体内各种化学反应的介质；矿质元素（如Mg是叶绿素的组成成分，N是酶的组成成分等）对光合作用也有重要影响。4.5细胞呼吸*细胞呼吸的概念：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。*有氧呼吸：*概念：细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放大量能量，生成大量ATP的过程。*过程：第一阶段（细胞质基质中，葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，释放少量能量）；第二阶段（线粒体基质中，丙酮酸和水彻底分解成CO₂和[H]，释放少量能量）；第三阶段（线粒体内膜上，[H]与O₂结合生成水，释放大量能量）。*反应式。*无氧呼吸：*概念：细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底地氧化分解，产生少量能量，生成少量ATP的过程。*过程：第一阶段与有氧呼吸第一阶段完全相同；第二阶段（细胞质基质中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解成酒精和CO₂，或者转化成乳酸）。*反应式（酒精发酵和乳酸发酵）。*细胞呼吸原理的应用：如作物栽培（合理密植、中耕松土）、粮食贮藏（低温、低氧、干燥）、果蔬保鲜（低温、低氧、适宜湿度）等。4.6细胞呼吸与光合作用的联系与区别*联系：光合作用为呼吸作用提供有机物和氧气；呼吸作用为光合作用提供CO₂和部分能量（如ATP用于暗反应中C₃的还原，但主要能量来源是光反应）。两者共同维持自然界的碳氧平衡。*区别：反应场所、条件、物质变化、能量变化等方面的差异。5.细胞的生命历程5.1细胞的增殖*细胞不能无限长大的原因：细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大；细胞核的控制能力是有限的。*细胞增殖的意义：是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。*细胞周期的概念：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。一个细胞周期包括分裂间期和分裂期。*有丝分裂：*分裂间期：主要变化是完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。*分裂期各时期的主要特点（以高等植物细胞为例）：*前期：核膜、核仁逐渐消失；染色质螺旋化形成染色体；纺锤体形成；染色体散乱地分布在纺锤体中央。*中期：染色体的着丝点排列在赤道板上；染色体形态稳定、数目清晰，便于观察。*后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，并在纺锤丝的牵引下分别向细胞两极移动。*末期：染色体解螺旋变成染色质；核膜、核仁重新出现；纺锤体消失；在赤道板位置出现细胞板，并逐渐扩展形成细胞壁。*动物细胞与植物细胞有丝分裂的异同点。*有丝分裂的意义：将亲代细胞的染色体经过复制（实质为DNA的复制）之后，精确地平均分配到两个子细胞中去。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。*无丝分裂：过程简单，没有出现纺锤丝和染色体的变化（如蛙的红细胞）。5.2细胞的分化*细胞分化的概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。*细胞分