高中生物总复习知识点

高中生物总复习知识点一、分子与细胞基础（一）细胞的分子组成生命的存在依赖于物质基础，细胞作为基本的生命系统，其组成成分复杂而精妙。构成细胞的化学元素种类虽不多，但在生命活动中各司其职。大量元素如碳、氢、氧、氮是构成有机物的基本骨架，微量元素则在维持生命活动中发挥着不可或替代的作用。水是细胞中含量最多的化合物，以自由水和结合水两种形式存在。自由水是良好的溶剂，参与许多化学反应，并为细胞提供液体环境；结合水则是细胞结构的重要组成部分。无机盐大多以离子形式存在，对维持细胞和生物体的生命活动（如渗透压、酸碱平衡）以及细胞的形态和功能至关重要。糖类是主要的能源物质，可分为单糖、二糖和多糖。葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质；淀粉和糖原分别是植物和动物细胞中重要的储能物质；纤维素则是构成植物细胞壁的主要成分。脂质包括脂肪、磷脂和固醇等。脂肪是细胞内良好的储能物质，还具有保温、缓冲和减压的作用；磷脂是构成细胞膜及多种细胞器膜的重要成分；固醇类物质如胆固醇、性激素和维生素D等，在细胞的营养、调节和代谢中具有重要功能。蛋白质是生命活动的主要承担者，其结构的多样性决定了功能的多样性。组成蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸通过脱水缩合形成肽链，肽链再经盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质。蛋白质的结构多样性源于氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链的空间结构不同。其功能包括催化（如酶）、运输（如血红蛋白）、调节（如胰岛素）、免疫（如抗体）等。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。核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）两大类，其基本组成单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸。（二）细胞的基本结构细胞是一个统一的整体，各部分结构既分工明确，又相互协调配合，共同完成细胞的生命活动。细胞膜作为细胞的边界，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。其主要成分是脂质和蛋白质，还有少量的糖类。细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特性是具有选择透过性。细胞膜的功能包括将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞以及进行细胞间的信息交流。细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。细胞质基质是细胞新陈代谢的主要场所，为新陈代谢的进行提供所需要的物质和一定的环境条件。细胞器是悬浮在细胞质基质中的具有特定功能的结构，如线粒体是有氧呼吸的主要场所，被称为“动力车间”；叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，被誉为“养料制造车间”和“能量转换站”；内质网是蛋白质等大分子物质合成、加工场所和运输通道；高尔基体主要对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装；核糖体是蛋白质合成的场所；溶酶体是“消化车间”，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；液泡主要存在于植物细胞中，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。细胞核的结构包括核膜（双层膜，把核内物质与细胞质分开）、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）。（三）细胞的物质输入和输出细胞与外界环境进行物质交换必须通过细胞膜。物质跨膜运输的方式主要有被动运输和主动运输。被动运输是指物质顺浓度梯度进出细胞，不需要消耗能量，包括自由扩散和协助扩散。自由扩散是指物质通过简单的扩散作用进出细胞，如氧气、二氧化碳、甘油等；协助扩散是指进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，如葡萄糖进入红细胞。主动运输是指物质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，这种方式普遍存在于动植物和微生物细胞中，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。此外，大分子物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，这依赖于细胞膜的流动性，也需要消耗能量。（四）细胞的能量供应和利用细胞的生命活动离不开能量的供应。ATP（三磷酸腺苷）是细胞内的一种高能磷酸化合物，是细胞生命活动的直接能源物质。ATP与ADP可以相互转化，这种转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，保证了细胞能量的持续供应。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。酶具有高效性、专一性，其催化作用需要适宜的温度和pH等条件。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，温度升高后可恢复活性。细胞呼吸是指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。细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，其过程分为三个阶段：第一阶段在细胞质基质中进行，葡萄糖分解成丙酮酸和少量[H]，释放少量能量；第二阶段在线粒体基质中进行，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]，释放少量能量；第三阶段在线粒体内膜上进行，前两个阶段产生的[H]与氧结合生成水，释放大量能量。无氧呼吸过程在细胞质基质中进行，第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同，第二阶段丙酮酸在不同酶的催化下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸，无氧呼吸只在第一阶段释放出少量能量。光合作用是指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。光合作用的场所是叶绿体，其过程分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段必须有光才能进行，场所是类囊体薄膜，发生水的光解和ATP的合成；暗反应阶段有光无光都能进行，场所是叶绿体基质，发生二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，该阶段需要光反应提供的[H]和ATP。影响光合作用的环境因素主要有光照强度、二氧化碳浓度、温度等。（五）细胞的生命历程细胞的生命历程包括细胞增殖、细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡等。细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。细胞通过分裂的方式进行增殖，真核细胞的分裂方式有有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式，具有周期性，一个细胞周期包括分裂间期和分裂期。分裂间期主要进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期做准备。分裂期又分为前期、中期、后期、末期四个时期，各时期染色体的行为变化是有丝分裂的重点。细胞分化是指在个体发育中，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，细胞分化具有持久性、稳定性和不可逆性。细胞衰老的过程是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。衰老细胞具有水分减少、新陈代谢速率减慢、酶活性降低、色素积累、细胞膜通透性改变等特征。细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，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。细胞癌变是指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。癌细胞具有能够无限增殖、形态结构发生显著变化、细胞膜上的糖蛋白等物质减少使得细胞间的黏着性降低容易在体内分散和转移等特征。致癌因子大致分为物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子三类。二、遗传的细胞基础与分子基础（一）遗传的细胞基础减数分裂是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。减数分裂过程中染色体的行为变化是理解遗传规律的关键，包括同源染色体的联会、四分体的形成、同源染色体的分离、非同源染色体的自由组合等。受精作用是卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。受精作用的实质是精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起。受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中一半来自精子（父方），一半来自卵细胞（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。（二）遗传的分子基础DNA是主要的遗传物质。肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验等经典实验，证明了DNA是遗传物质。少数病毒的遗传物质是RNA。DNA分子的双螺旋结构是由沃森和克里克提出的。其主要特点是：DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成；DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧，两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律，即A（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对，G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对。DNA分子的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。DNA复制是一个边解旋边复制的过程，需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。基因是有遗传效应的DNA片段。基因在染色体上呈线性排列。基因通过指导蛋白质的合成来控制性状，这一过程包括转录和翻译两个阶段。转录是指在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。翻译是指游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。三、遗传的基本规律与生物进化（一）遗传的基本规律孟德尔通过豌豆杂交实验，发现了基因的分离定律和自由组合定律。基因的分离定律：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。分离定律的实质是在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离。基因的自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。自由组合定律的实质是在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。伴性遗传是指性染色体上的基因所控制的性状在遗传上总是和性别相关联的现象。如人类的红绿色盲、抗维生素D佝偻病等。（二）生物的变异可遗传的变异有三种来源：基因突变、基因重组和染色体变异。基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料。基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。基因重组能够产生多样化的基因组合的子代，是生物变异的重要来源之一，对生物的进化也具有重要意义。染色体变异包括染色体结构的变异和染色体数目的变异。染色体结构的变异包括缺失、重复、倒位、易位等；染色体数目的变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。人类遗传病通常是指由于遗传物质改变而引起的人类疾病，主要可以分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病三大类。遗传病的监测和预防措施主要有遗传咨询和产前诊断等。（三）生物进化现代生物进化理论的主要内容包括：种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组产生进化的原材料；自然选择决定生物进化的方向；隔离是物种形成的必要条件。种群的基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因。在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，叫做基因频率。生物进化的实质是种群基因频率的改变。自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率。在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。隔离包括地理隔离和生殖隔离。生殖隔离是指不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代。生殖隔离的形成标志着新物种的产生。共同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。生物多样性主要包括三个层次的内容：基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。生物多样性的形成是共同进化的结果。四、生命活动的调节（一）植物的激素调节植物激素是由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。生长素是最早发现的植物激素。生长素的主要合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。生长素在植物体内的运输方式主要是极性运输，即从形态学的上端运输到形态学的下端。生长素的作用具有两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长。不同器官对生长素的敏感程度不同，根最敏感，芽次之，茎最不敏感。生长素在农业生产上有广泛的应用，如促进扦插枝条生根、促进果实发育、防止落花落果等。除生长素外，植物体内还有赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等植物激素。这些激素相互作用，共同调节植物的生长发育过程。（二）动物和人体生命活动的调节神经调节的基本方式是反射。反射是指在中枢神经系统参与下，动物体或人体对内外环境变化作出的规律性应答。完成反射的结构基础是反射弧，反射弧通常由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器（传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等）组成。兴奋在神经纤维上的传导是以电信号（局部电流）的形式进行的，这种电信号也叫神经冲动。兴奋在神经元之间的传递是通过突触进行的，突触包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。由于神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中，只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜上，因此兴奋在神经元之间只能单向传递。神经系统的分级调节：脊椎动物和人的中枢神经系统包括脑（大脑、脑干、小脑等）和脊髓。大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢；脑干有许多维持生命必要的中枢，如呼吸中枢；小脑有维持身体平衡的中枢；脊髓是调节躯体运动的低级中枢。各级中枢之间相互联系、相互调控。体液调节是指激素等化学物质（除激素以外，还有其他调节因子，如CO₂等），通过体液传送的方式对生命活动进行的调节。激素调节是体液调节的主要内容。人体主要的内分泌腺及其分