人教版高中生物必修一知识考点

前言《分子与细胞》作为高中生物学的开篇之作，旨在引导同学们从微观层面认识生命的本质。本模块不仅是后续生物学学习的基石，其蕴含的生命观念、科学思维与研究方法，更是培养学科核心素养的关键。以下将对本教材的核心知识考点进行系统梳理，希望能为同学们构建清晰的知识网络，助力大家扎实掌握基础，从容应对各类挑战。第一章走进细胞1.1从生物圈到细胞生命活动离不开细胞：细胞是生物体结构和功能的基本单位。无论是单细胞生物（如草履虫）还是多细胞生物（如人类），其各项生命活动均以细胞为基础。病毒虽无细胞结构，但其增殖过程必须依赖宿主细胞才能完成。生命系统的结构层次：从微观到宏观依次为：细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈。注意植物没有“系统”这一层次；单细胞生物既属于细胞层次，也属于个体层次。备考提示：理解不同层次间的包含关系，能举例说明各层次的生命活动特征。1.2细胞的多样性和统一性观察细胞：显微镜的使用是基础。需掌握低倍镜换高倍镜的操作步骤（找→移→转→调），理解放大倍数（物镜倍数×目镜倍数）的含义（指长度或宽度的放大，而非面积或体积），以及视野亮度、细胞数目与放大倍数的关系。原核细胞与真核细胞：*本质区别：有无以核膜为界限的细胞核。*原核细胞：代表生物有细菌（如大肠杆菌）、蓝藻（如颤藻、发菜）。其结构特点是无核膜、核仁，有拟核（含环状DNA），只有核糖体一种细胞器。蓝藻虽无叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素，能进行光合作用。*真核细胞：具有核膜包被的细胞核，有多种细胞器。*统一性：两者都有细胞膜、细胞质、核糖体，遗传物质都是DNA。细胞学说：*建立者：主要是施莱登和施旺。*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（现代观点认为是通过细胞分裂）。*意义：揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性。备考提示：能区分常见的原核生物与真核生物，理解细胞学说的核心观点及其历史贡献。第二章组成细胞的分子2.1细胞中的元素和化合物组成细胞的元素：*大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。*微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等（生物必需，含量很少）。*最基本元素：C（构成生物大分子的基本骨架）。*鲜重含量最多的元素：O；干重含量最多的元素：C。组成细胞的化合物：*无机化合物：水（含量最多的化合物）、无机盐。*有机化合物：糖类、脂质、蛋白质（含量最多的有机化合物，干重中含量最多）、核酸。检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质：*还原糖（如葡萄糖、果糖、麦芽糖）：与斐林试剂在水浴加热条件下生成砖红色沉淀。斐林试剂需现配现用（甲液和乙液混合均匀后加入）。*脂肪：可用苏丹Ⅲ染液（橘黄色）或苏丹Ⅳ染液（红色）鉴定，需用显微镜观察。*蛋白质：与双缩脲试剂发生紫色反应。双缩脲试剂使用时先加A液，摇匀后再加B液。*淀粉：遇碘变蓝色。备考提示：牢记各化合物的鉴定试剂、颜色反应及注意事项，理解实验设计的对照原则。2.2生命活动的主要承担者——蛋白质氨基酸及其种类：*组成元素：主要是C、H、O、N，有的还含有S等。*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。这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R基）。*种类：组成生物体蛋白质的氨基酸约有20种，其区别在于R基的不同。蛋白质的结构及其多样性：*脱水缩合：一个氨基酸分子的羧基（-COOH）和另一个氨基酸分子的氨基（-NH₂）相连接，同时脱去一分子水。连接两个氨基酸分子的化学键（-NH-CO-）叫做肽键。*多肽：由多个氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽键的化合物。*蛋白质的形成：一条或几条多肽链盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。*多样性的原因：氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。蛋白质的功能：*结构蛋白（如肌肉、毛发中的蛋白质）；*催化作用（如酶）；*运输作用（如血红蛋白运输氧气）；*信息传递作用（如胰岛素）；*免疫功能（如抗体）。*一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。备考提示：理解氨基酸的结构特点，掌握氨基酸脱水缩合过程中肽键数、脱去水分子数、游离氨基/羧基数的计算。深刻认识蛋白质结构与功能的关系。2.3遗传信息的携带者——核酸核酸的种类：脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。核酸的功能：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。核酸在细胞中的分布：*DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体中也有少量DNA。*RNA主要分布在细胞质中。*观察DNA和RNA在细胞中分布的实验中，使用甲基绿吡罗红混合染色剂，DNA被染成绿色，RNA被染成红色。核酸的基本组成单位——核苷酸：*组成元素：C、H、O、N、P。*结构：一分子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的基本单位：脱氧核苷酸（含氮碱基：A、T、C、G；五碳糖：脱氧核糖）。*RNA的基本单位：核糖核苷酸（含氮碱基：A、U、C、G；五碳糖：核糖）。DNA与RNA的比较：（碱基组成、五碳糖、结构、主要分布部位等）备考提示：掌握核苷酸的结构通式，区分DNA和RNA在组成、结构和功能上的差异。理解核酸是遗传信息的载体。2.4细胞中的糖类和脂质细胞中的糖类：*组成元素：C、H、O。*功能：主要的能源物质，也是细胞结构的重要组成成分。*种类：*单糖：不能水解的糖，如葡萄糖（细胞生命活动所需要的主要能源物质）、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖。*二糖：由两分子单糖脱水缩合而成，如蔗糖（葡萄糖+果糖）、麦芽糖（葡萄糖+葡萄糖）、乳糖（葡萄糖+半乳糖）。*多糖：由多个单糖分子脱水缩合而成，如淀粉（植物细胞中的储能物质）、糖原（动物细胞中的储能物质，分为肝糖原和肌糖原）、纤维素（植物细胞壁的主要成分）。细胞中的脂质：*组成元素：主要是C、H、O，有些还含有N、P（如磷脂）。*特点：氧的含量远远少于糖类，而氢的含量更多。*种类和功能：*脂肪：细胞内良好的储能物质；还具有保温、缓冲和减压的作用。*磷脂：构成细胞膜的重要成分，也是构成多种细胞器膜的重要成分。*固醇：包括胆固醇（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）、性激素（促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成）、维生素D（能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收）。生物大分子以碳链为骨架：多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子，都是由许多基本的组成单位连接而成的，这些基本单位称为单体，这些生物大分子又称为单体的多聚体。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，由许多单体连接成多聚体。正是由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用，科学家才说“碳是生命的核心元素”，“没有碳，就没有生命”（此句可酌情引用或化用其含义）。备考提示：识记常见糖类的分布和功能，理解脂质中各物质的作用，特别是与细胞膜相关的脂质。2.5细胞中的无机物细胞中的水：*存在形式：自由水和结合水。*自由水：细胞中绝大部分以游离的形式存在，可以自由流动。功能：细胞内的良好溶剂；参与许多生物化学反应；为细胞提供液体环境；运送营养物质和代谢废物。*结合水：与细胞内的其他物质相结合。功能：是细胞结构的重要组成成分。*自由水与结合水的关系：在一定条件下可以相互转化。新陈代谢旺盛时，自由水含量增多；抗逆性增强时（如越冬植物、干旱环境中的植物），结合水含量增多。细胞中的无机盐：*存在形式：大多数以离子的形式存在（如Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、Cl⁻、PO₄³⁻等）。*功能：*细胞中某些复杂化合物的重要组成成分（如Fe²⁺是血红蛋白的主要成分，Mg²⁺是叶绿素的必要成分）。*维持细胞和生物体的生命活动（如哺乳动物血液中Ca²⁺含量过低会出现抽搐等症状）。*维持细胞的酸碱平衡和渗透压平衡。备考提示：理解自由水和结合水的功能及相互转化，能举例说明无机盐的生理作用。第三章细胞的基本结构3.1细胞膜——系统的边界细胞膜的成分：主要由脂质（约占50%，其中磷脂最丰富）和蛋白质（约占40%）组成，还有少量的糖类（约占2%-10%）。功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。细胞膜的功能：*将细胞与外界环境分隔开（保障了细胞内部环境的相对稳定）。*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（如通过化学物质传递信息、通过细胞膜直接接触传递信息、通过细胞通道传递信息）。植物细胞的细胞壁：*成分：主要是纤维素和果胶。*功能：支持和保护细胞。*特性：全透性，不具有选择透过性。制备细胞膜的方法：常选用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料，因为其没有细胞核和众多的细胞器。将其放入清水中，细胞会吸水涨破，再通过离心等方法获得细胞膜。备考提示：理解细胞膜的结构与功能相适应的特点，掌握细胞膜的三大功能。3.2细胞器——系统内的分工合作细胞质：包括细胞质基质和细胞器。细胞质基质是新陈代谢的主要场所。各种细胞器的结构和功能：*线粒体：双层膜结构，是细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体。*叶绿体：双层膜结构，是绿色植物进行光合作用的场所，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。含有叶绿素和类胡萝卜素等色素。*内质网：单层膜结构，是由膜连接而成的网状结构。分为粗面内质网（附着核糖体，与蛋白质的合成和加工有关）和光面内质网（与脂质的合成有关，还具有解毒功能）。是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”。*高尔基体：单层膜结构，主要是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，高尔基体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，是“生产蛋白质的机器”。分为附着在内质网上的核糖体（合成分泌蛋白等）和游离在细胞质基质中的核糖体（合成胞内蛋白）。*溶酶体：单层膜结构，含有多种水解酶，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，是细胞的“消化车间”。*液泡：主要存在于植物细胞中，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，可以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，由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成，与细胞的有丝分裂有关。细胞器之间的协调配合：以分泌蛋白（如胰岛素、抗体）的合成和运输为例：核糖体（合成肽链）→内质网（加工成具有一定空间结构的蛋白质，并形成囊泡）→高尔基体（进一步修饰加工，形成囊泡）→细胞膜（囊泡与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外）。整个过程还需要线粒体提供能量。细胞的生物膜系统：由细胞膜、细胞器膜和核膜等结构共同构成。生物膜系统在细胞的生命活动中作用极为重要：不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时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的作用；许多重要的化学反应都在生物膜上进行；细胞内的生物膜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。用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体：*观察叶绿体：选用新鲜的藓类的叶（或菠菜叶稍带些叶肉的下表皮），因为叶绿体较大，且呈绿色，易于观察。*观察线粒体：选用人口腔上皮细胞，用健那绿染液染色（染成蓝绿色）。健那绿是专一性染线粒体的活细胞染料。备考提示：重点掌握各种细胞器的形态、结构、功能及分布，理解分泌蛋白的合成与分泌过程，认识生物膜系统的组成和功能。3.3细胞核——系统的控制中心细胞核的功能：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。细胞核的结构：*核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开，其上有核孔。*核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流（如RNA和蛋白质等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，DNA是遗传信息的载体。染色质和染色体是同样物质在细胞不同时期的两种存在状态（分裂间期为染色质，分裂期为染色体）。细胞是一个统一的整体：细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧；各组分之间分工合作成为一个整体，使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序地进行。细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。备考提示：理解细胞核的结构与功能的关系，特别是染色质和染色体的关系。第四章细胞的物质输入和输出4.1物质跨膜运输的实例渗透作用：