生物教材重点知识点速查本

生物教材重点知识点速查本前言本速查本旨在为学习者提供生物学科核心知识点的快速检索与回顾。内容覆盖中学生物学主要模块，力求精炼准确，突出重点。建议结合教材原文及课堂笔记使用，以达到最佳学习效果。理解概念间的内在联系，并能运用所学知识解释生命现象，是生物学习的关键。---第一部分：细胞的分子组成与结构1.1细胞的分子组成*水和无机盐*水：细胞内含量最多的化合物。作为良好溶剂；参与生化反应；运输物质；维持细胞形态和体温稳定。自由水与结合水的比例影响细胞代谢活跃度。*无机盐：多数以离子形式存在。维持细胞渗透压和酸碱平衡；某些复杂化合物的组成成分；参与调节生命活动。*糖类*元素组成：C、H、O。*主要功能：细胞的主要能源物质；构成细胞结构（如细胞壁、糖蛋白）；信息传递（如细胞识别）。*常见种类：单糖（葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖）、二糖（蔗糖、麦芽糖、乳糖）、多糖（淀粉、纤维素、糖原）。*脂质*元素组成：主要C、H、O，有些含N、P（如磷脂）。*主要功能：储能（脂肪）；构成生物膜（磷脂）；调节生理功能（固醇类：胆固醇、性激素、维生素D）。*常见种类：脂肪、磷脂、固醇。*蛋白质*元素组成：C、H、O、N，多数含S。*基本单位：氨基酸（约二十种，通式：NH₂-CH(R)-COOH，区别在于R基不同）。*结构层次：氨基酸→多肽（通过脱水缩合形成肽键连接）→蛋白质（多肽链经盘曲折叠形成特定空间结构）。蛋白质结构多样性的原因：氨基酸的种类、数目、排列顺序及多肽链的空间结构不同。*主要功能：构成细胞和生物体结构的重要物质（结构蛋白）；催化作用（酶）；运输作用（载体蛋白、血红蛋白）；信息传递与调节（胰岛素等激素）；免疫功能（抗体）。是生命活动的主要承担者。*核酸*元素组成：C、H、O、N、P。*基本单位：核苷酸（一分子磷酸、一分子五碳糖、一分子含氮碱基）。*种类与功能：*脱氧核糖核酸（DNA）：主要分布于细胞核，少量在线粒体、叶绿体。携带遗传信息，控制蛋白质合成，决定生物性状。*核糖核酸（RNA）：主要分布于细胞质。参与蛋白质合成（mRNA、tRNA、rRNA），某些病毒以RNA为遗传物质。1.2细胞的基本结构*细胞学说*主要建立者：施莱登、施旺。*基本内容：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。*意义：揭示了细胞统一性和生物体结构统一性。*细胞膜系统的结构和功能*化学组成：主要由脂质（磷脂双分子层为基本支架）和蛋白质组成，还有少量糖类（与蛋白质或脂质结合成糖蛋白、糖脂，与细胞识别等有关）。*结构模型：流动镶嵌模型。磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的，体现了膜的流动性。*主要功能：将细胞与外界环境分隔开；控制物质进出细胞（选择透过性）；进行细胞间的信息交流。*主要细胞器的结构和功能*线粒体：双层膜，内膜向内折叠形成嵴。细胞进行有氧呼吸的主要场所，是“动力车间”。含少量DNA和RNA。*叶绿体：双层膜，内有基粒（由类囊体堆叠而成）。植物进行光合作用的场所，是“养料制造车间”和“能量转换站”。含少量DNA和RNA。*内质网：单层膜连接而成的网状结构。粗面内质网（附着核糖体）参与蛋白质的合成与加工；滑面内质网参与脂质合成、药物解毒等。*高尔基体：单层膜构成的囊状结构。主要对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装；与植物细胞壁的形成有关。*核糖体：无膜结构，由rRNA和蛋白质组成。合成蛋白质的场所（“生产蛋白质的机器”）。游离于细胞质基质或附着于内质网上。*溶酶体：单层膜包裹的小泡，内含多种水解酶。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，是“消化车间”。*液泡：主要存在于植物细胞，单层膜，内有细胞液。调节细胞内的环境，维持细胞形态，储存物质。*中心体：存在于动物细胞和某些低等植物细胞，无膜，由两个互相垂直的中心粒及周围物质组成。与细胞的有丝分裂有关。*细胞核的结构和功能*结构：核膜（双层膜，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，是遗传信息的主要载体；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）。*功能：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。*原核细胞与真核细胞的区别*原核细胞：无核膜包被的细胞核（拟核），无染色体，仅有环状DNA分子；细胞器只有核糖体；细胞壁成分与真核细胞不同（如细菌细胞壁主要成分为肽聚糖）。代表生物：细菌、蓝藻等。*真核细胞：有核膜包被的细胞核，有染色体；细胞器种类多样。代表生物：动物、植物、真菌等。*统一性：都有细胞膜、细胞质、核糖体，都以DNA为遗传物质。---第二部分：细胞的生命活动2.1物质进出细胞的方式*被动运输：物质顺浓度梯度进出细胞，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、乙醇等）。*协助扩散：需要载体蛋白协助，但不消耗能量（如红细胞吸收葡萄糖）。*主动运输：物质逆浓度梯度进出细胞，需要载体蛋白协助，并且消耗能量（ATP）。意义：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（如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖；神经细胞维持静息电位时K⁺外流和动作电位时Na⁺内流的过程中，后续的恢复过程）。*胞吞与胞吐：大分子物质或颗粒物进出细胞的方式，依赖于细胞膜的流动性，需要消耗能量。如白细胞吞噬病菌（胞吞），分泌蛋白的分泌（胞吐）。2.2酶与ATP*酶的本质、特性和作用*本质：绝大多数是蛋白质，少数是RNA（核酶）。*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，过酸、过碱或温度过高会使酶的空间结构遭到破坏而失活；低温抑制酶活性，但不失活）。*作用：降低化学反应的活化能，从而加快反应速率，但不改变反应的平衡点。在反应前后自身性质和数量不变。*ATP的化学组成和特点*化学组成：腺苷（腺嘌呤+核糖）和三个磷酸基团组成，全称三磷酸腺苷。结构简式：A-P~P~P（“~”代表高能磷酸键）。*特点：高能磷酸键储存大量化学能，远离腺苷的高能磷酸键易断裂释放能量；ATP在细胞内含量很少，但转化迅速。*ATP在能量代谢中的作用*ATP是细胞的直接能源物质。细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。*ATP与ADP的相互转化：ATP水解（释放能量，用于各项生命活动）生成ADP和Pi；ADP和Pi在酶的催化下，利用细胞呼吸或光合作用（植物）释放的能量合成ATP。这种转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。2.3细胞呼吸*细胞呼吸的概念：细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或小分子有机物，并且释放出能量的过程。*有氧呼吸的过程：*第一阶段（细胞质基质）：葡萄糖分解为丙酮酸和少量[H]，释放少量能量。*第二阶段（线粒体基质）：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）：前两阶段产生的[H]与O₂结合生成水，释放大量能量。*总反应式：C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O→6CO₂+12H₂O+能量（大量）。*无氧呼吸的过程：*第一阶段：与有氧呼吸第一阶段完全相同（细胞质基质）。*第二阶段（细胞质基质）：丙酮酸在不同酶的催化下，分解成酒精和CO₂（如酵母菌、植物根细胞缺氧时），或转化成乳酸（如乳酸菌、动物细胞缺氧时）。*总反应式（酒精发酵）：C₆H₁₂O₆→2C₂H₅OH+2CO₂+能量（少量）。*总反应式（乳酸发酵）：C₆H₁₂O₆→2C₃H₆O₃+能量（少量）。*细胞呼吸的意义：为生命活动提供能量；为体内其他化合物的合成提供原料。2.4光合作用*光合作用的概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO₂和H₂O转化成储存着能量的有机物，并释放出O₂的过程。*叶绿体中色素的种类和作用：*种类：叶绿素（叶绿素a、叶绿素b，主要吸收蓝紫光和红光）；类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素，主要吸收蓝紫光）。*作用：吸收、传递和转化光能。*光合作用的过程（光反应和暗反应）*光反应阶段（类囊体薄膜上）：*条件：光、色素、酶。*物质变化：水在光下分解为O₂和[H]（光解水）；ADP和Pi合成ATP（光反应的产物）。*能量变化：光能→ATP中活跃的化学能。*暗反应阶段（叶绿体基质）：*条件：多种酶（不需要光）。*物质变化：*CO₂的固定：CO₂与C₅结合生成C₃。*C₃的还原：C₃在[H]和ATP的作用下，部分转化为糖类等有机物，部分再生为C₅。*能量变化：ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能。*光合作用的意义：制造有机物，为自身和其他生物提供食物；将光能转化为化学能，储存在有机物中，是几乎所有生物的能量来源；维持大气中O₂和CO₂含量的相对稳定。2.5细胞的生命历程*细胞增殖的意义：生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。*细胞周期：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。包括分裂间期（G₁期、S期、G₂期，占周期大部分时间，主要进行DNA复制和有关蛋白质合成）和分裂期（M期）。*有丝分裂的过程、特征和意义：*过程（以植物细胞为例）：*前期：核膜、核仁消失；染色质螺旋化形成染色体；纺锤体形成（植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成，动物细胞由中心体发出星射线形成）。*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，在纺锤丝牵引下分别移向细胞两极。*末期：染色体解螺旋为染色质；核膜、核仁重新出现；纺锤体消失；植物细胞在赤道板位置形成细胞板，逐渐扩展为细胞壁（动物细胞细胞膜从中部向内凹陷，缢裂成两个子细胞）。*特征：染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中去。*意义：保证了亲代与子代细胞之间遗传物质的稳定性。*细胞分化的概念、过程及意义*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。*实质：基因的选择性表达（不同细胞中遗传信息的执行情况不同）。*意义：是生物个体发育的基础；使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。*细胞全能性的概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。植物细胞具有全能性，动物细胞核具有全能性。*细胞衰老的特征：细胞内水分减少，新陈代谢速率减慢；多种酶活性降低；色素积累；呼吸速率减慢；细胞膜通透性改变，物质运输功能降低等。*细胞凋亡的含义：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程（编程性细胞死亡）。对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。*细胞癌变的原因和主要特征*原因：原癌基因和抑癌基因发生突变（致癌因子：物理、化学、病毒致癌因子）。*主要特征：在适宜条件下能无限增殖；形态结构发生显著变化；细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞间的黏着性降低，易在体内分散和转移。---第三部分：遗传的细胞基础与分子基础3.1遗传的细胞基础*减数分裂的概念：进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。*精子和卵细胞的形成过程：*精子形成（精巢/睾丸中）：精原细胞→初级精母细胞（减数第一次分裂：同源染色体联会、四分体、交叉互换、同源染色体分离、非同源染色体自由组合）→次级精母细胞（不含同源染色体）→精细胞（减数第二次分裂：类似有丝分裂，着丝点分裂，姐妹染色单体分开）→变形为精子。一个精原细胞最终形成四个精子。*卵细胞形成（卵巢中）：卵原细胞→初级卵母细胞（减数第一次分裂）→次级卵母细胞和第一极体→卵细胞和第二极体（减数第二次分裂）。极体最终退化消失。一个卵原细胞最终形成一个卵细胞和三个极体。*减数分裂过程中染色体的变化：减数第一次分裂的主要特征是同源染色体的行为（联会、四分体、分离），导致染色体数目减半。减数第二次分裂类似于有丝分裂，主要是姐妹染色单体的分离。*受精作用的概念和意义*概念：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。*意义：受精卵中的染色体数目恢复到体细胞中的数目，其中一半来自父方，一半来自母方。减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的