高一生物进阶学习笔记与练习

高一生物进阶学习笔记与练习引言：踏上生物进阶之旅高一生物，是我们系统探索生命奥秘的开端。从微观的细胞世界到宏观的生命系统，从静态的结构认知到动态的生命活动规律，每一个知识点都如同拼图的一块，最终将构成我们对生命本质的完整理解。本笔记旨在帮助同学们在夯实基础的前提下，进行知识的深化与拓展，培养科学思维与解决问题的能力。请记住，生物学习并非简单的记忆，而是理解、联系与应用的过程。---模块一：细胞的分子组成与基本结构一、核心概念与知识梳理1.细胞是生物体结构和功能的基本单位：除病毒外，所有生物都由细胞构成。细胞的多样性与统一性是学习的起点。2.组成细胞的元素与化合物：*大量元素（C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等）与微量元素（Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等），其作用不可替代且具有统一性与差异性。*水（自由水与结合水的功能差异）和无机盐（主要以离子形式存在，维持渗透压、酸碱平衡及参与重要化合物组成）。*糖类（单糖、二糖、多糖）是主要能源物质，也是细胞结构的重要组成成分。*脂质（脂肪、磷脂、固醇）具有储能、构成膜结构、调节等多种功能。*蛋白质是生命活动的主要承担者，其结构多样性（氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链的空间结构）决定了功能多样性。*核酸（DNA与RNA）是遗传信息的携带者，其核苷酸序列蕴含遗传密码。3.细胞的基本结构：*细胞膜：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。其结构特点是具有一定的流动性，功能特性是选择透过性。细胞膜的功能包括将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流。*细胞质：包括细胞质基质（新陈代谢的主要场所）和细胞器。重点掌握线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体、液泡、中心体的结构与功能，并理解细胞器之间的协调配合（如分泌蛋白的合成与运输）。*细胞核：由核膜（双层膜，有核孔）、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，是遗传物质的主要载体）组成。细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。二、重点难点深化与拓展1.生物大分子以碳链为骨架：碳元素的独特性（能形成四个共价键）使其成为构成生物大分子的核心元素。多糖、蛋白质、核酸等都是由单体连接而成的多聚体，其单体分别是单糖、氨基酸、核苷酸。理解这一概念有助于从分子水平认识生命的物质性和统一性。2.蛋白质的结构与功能多样性：*氨基酸的结构通式：至少含有一个氨基（-NH₂）和一个羧基（-COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。*脱水缩合反应：氨基酸通过肽键（-CO-NH-）连接形成肽链。计算肽键数、脱去水分子数、蛋白质分子量是常见考点。*结构层次：氨基酸→二肽→多肽→肽链→具有一定空间结构的蛋白质。空间结构的改变（如高温、过酸、过碱）会导致蛋白质变性失活。3.细胞膜的流动镶嵌模型：不仅要记住磷脂双分子层和蛋白质，还要理解糖蛋白（糖被）的作用（识别、保护、润滑），以及膜蛋白的多种功能（运输、催化、识别、连接等）。膜的流动性是其选择透过性的基础。4.细胞器的分工合作：以分泌蛋白（如胰岛素）的合成、加工、运输和分泌过程为例，理解核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等细胞器之间的协调配合，并能分析该过程中各种膜结构面积的变化。三、典型例题解析例题1：现有100个氨基酸，其中氨基有105个，羧基有103个，则由此合成的2条肽链中共有肽键、游离的氨基和羧基的数目依次是（）A.98、7、5B.98、5、3C.99、7、5D.99、5、3解析：本题考查氨基酸脱水缩合形成肽链的相关计算。*肽键数=氨基酸数-肽链数=100-2=98个。*游离的氨基数=肽链数+R基中的氨基数。每个氨基酸至少有一个氨基，100个氨基酸共有105个氨基，说明R基中共有105-100=5个氨基。因此，游离的氨基数=2+5=7个。*同理，游离的羧基数=肽链数+R基中的羧基数。R基中羧基数=103-100=3个，所以游离的羧基数=2+3=5个。答案：A例题2：下列关于细胞膜结构和功能的叙述，错误的是（）A.细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质B.细胞膜具有选择透过性C.细胞膜中的磷脂分子和蛋白质分子都可以运动D.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构解析：本题考查细胞膜的结构与功能。A.细胞膜主要由脂质（磷脂）和蛋白质组成，正确。B.细胞膜的功能特性是选择透过性，正确。C.细胞膜具有流动性，其原因是磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动，正确。D.细胞间信息交流的方式有多种，如通过化学物质（激素）传递信息需要受体，而高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流则不需要受体，错误。答案：D四、进阶练习题1.选择题：*下列关于细胞中化合物的叙述，正确的是（）A.淀粉和糖原的基本组成单位都是葡萄糖，因而都是植物细胞中的储能物质B.胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输C.蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变D.DNA分子碱基的特定排列顺序，构成了DNA分子的特异性*用高倍显微镜观察黑藻叶片细胞，正确的结论是（）A.叶绿体在细胞内是固定不动的B.叶绿体在细胞内是均匀分布的C.叶绿体的存在是叶片呈绿色的原因D.叶肉细胞含有叶绿体，不含线粒体2.非选择题：*某科研小组对一种细胞的细胞膜进行化学分析，得到以下结果：脂质占50%，蛋白质占42%，糖类占8%。请回答：（1）该细胞膜的组成成分与细胞内的其他生物膜（如线粒体膜）相比，最可能不同的是______的种类和数量。（2）细胞膜上的糖类主要以______的形式存在，其功能是______。（3）如果该细胞是小肠绒毛上皮细胞，细胞膜上______（填物质名称）的种类和数量会比较多，这与它______的功能相适应。---模块二：细胞的生命历程一、核心概念与知识梳理1.细胞增殖：细胞通过分裂进行增殖，是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。真核细胞的分裂方式包括有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。2.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，包括分裂间期和分裂期。3.有丝分裂：*分裂间期：主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，细胞有适度的生长。*分裂期（M期）：分为前期、中期、后期、末期。各时期染色体的行为变化是重点（如染色体出现、排列、分离、解螺旋等）。*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，从而在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。4.细胞分化：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。细胞分化的实质是基因的选择性表达。5.细胞的全能性：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。6.细胞衰老：细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。7.细胞凋亡：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，也称为细胞编程性死亡。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。8.细胞癌变：细胞受到致癌因子的作用，细胞中的遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。癌细胞具有无限增殖、形态结构发生显著变化、细胞膜上的糖蛋白等物质减少等特征。二、重点难点深化与拓展1.有丝分裂过程中染色体、DNA、染色单体的数量变化：*掌握在细胞周期不同时期（间期G1、S、G2，分裂期前、中、后、末）染色体数（N）、核DNA分子数（2N）、染色单体数的变化规律，并能绘制成曲线图或柱状图。*理解染色体数目的加倍发生在后期（着丝点分裂），DNA数目的加倍发生在间期（S期）。2.细胞分化的实质与意义：*实质：不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性表达。同一个体的不同细胞中DNA相同，但mRNA和蛋白质不完全相同。*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。3.细胞衰老的特征与原因：*特征：“一大”（细胞核体积增大）、“一小”（细胞体积变小）、“一多”（色素积累增多）、“两低”（新陈代谢速率降低、多种酶的活性降低）、“两慢”（物质运输功能降低、呼吸速率减慢）。*原因：自由基学说、端粒学说等。4.细胞凋亡与细胞坏死的区别：细胞凋亡是主动的、基因控制的、对机体有利的过程；细胞坏死是被动的、外界因素引起的、对机体有害的过程。5.细胞癌变的原因与防治：*内因：原癌基因和抑癌基因发生突变。原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。*外因：物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子。*防治：预防（避免接触致癌因子、增强体质等）、诊断（早期发现）、治疗（手术、放疗、化疗、基因治疗等）。三、典型例题解析例题3：下列关于细胞有丝分裂过程的叙述，正确的是（）A.分裂间期染色体复制，其数目加倍B.前期核膜、核仁消失，染色质螺旋化形成染色体C.中期染色体的着丝点排列在细胞板上D.后期着丝点分裂，DNA分子数目加倍解析：本题考查有丝分裂各时期的特征。A.分裂间期染色体复制，DNA数目加倍，但染色体数目不变（因为着丝点未分裂），错误。B.前期的主要特征是核膜、核仁消失，染色质螺旋化形成染色体，纺锤体出现，正确。C.中期染色体的着丝点排列在赤道板上，细胞板是植物细胞末期才出现的结构，错误。D.后期着丝点分裂，染色体数目加倍，但DNA分子数目不变（DNA在间期已复制加倍，后期细胞尚未分裂），错误。答案：B例题4：下列有关细胞分化、衰老、凋亡与癌变的叙述，错误的是（）A.细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化B.衰老细胞的细胞膜通透性改变，物质运输功能降低C.细胞凋亡是细胞正常代谢活动受损或中断引起的死亡D.癌细胞的细胞膜上糖蛋白减少，细胞间黏着性降低，易分散转移解析：本题考查细胞生命历程各阶段的特点。A.细胞分化的意义在于使细胞趋向专门化，提高生理功能效率，正确。B.衰老细胞的特征之一就是细胞膜通透性改变，物质运输功能降低，正确。C.细胞凋亡是基因决定的细胞自动结束生命的过程，细胞坏死才是细胞正常代谢活动受损或中断引起的死亡，错误。D.癌细胞膜上糖蛋白减少，导致细胞间黏着性降低，容易在体内分散和转移，正确。答案：C四、进阶练习题1.选择题：*下图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂时期的图像，下列对图像的描述正确的是（）（假设此处有四幅图：甲-前期、乙-末期、丙-后期、丁-中期）A.甲、乙、丙、丁细胞分别处于有丝分裂的前期、末期、后期和中期B.甲、乙、丙细胞中染色体数目相等C.丁细胞中染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上，此时染色体形态固定、数目清晰，最便于观察D.该生物可能是低等植物细胞，因为乙细胞中出现了细胞板*下列关于细胞全能性的叙述，错误的是（）A.胡萝卜韧皮部细胞经组织培养产生完整植株，体现了植物细胞的全能性B.动物细胞的全能性随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制C.受精卵未分化，其全能性最高D.克隆羊“多莉”的诞生说明高度分化的动物体细胞具有全能性2.非选择题：*细胞周期包括分裂间期（分为G₁期、S期和G₂期）和分裂期（M期）。下图为某生物细胞周期各时期的持续时间。请回答：（假设此处有一个饼状图或柱状图，显示G₁期占比最长，S期次之，G₂期再次，M期最短）（1）若在培养液中加入DNA合成抑制剂，细胞将停留在细胞周期的______期。（2）一个细胞周期的时间为______。若该细胞是人体肝细胞，在体外培养条件下，其细胞周期是否会与体内细胞相同？为什么？______。（3）在M期，染色单体的形成和消失分别发生在______和______。---模块三：遗传的细胞基础与基本规律一、核心概念与知识梳理1.减数分裂：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。2.同源染色体与联会：配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，叫做同源染色体。同源染色体两两配对的现象叫做联会。联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。3.减数分裂过程（以精原细胞为例）：*减数第一次分裂：间期（染色体复制）、前期I（联会、四分体、交叉互换）、中期I（同源染色体排列在赤道板两侧）、后期I（同源染色体分离，非同源染色体自由组合）、末期I（形成两个次级精母细胞，染色体数目减半）。*减数第二次分裂：前期II、中期II、后期II（着丝点分裂，