高中生物必修一必修二必修三知识点总结

必修一：分子与细胞走进细胞生物学的研究对象是生命现象及其规律，而细胞是生物体结构和功能的基本单位。除病毒外，一切生物都由细胞构成。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（植物无系统层次）、个体、种群、群落、生态系统乃至生物圈。细胞的多样性体现在形态、大小和功能的差异上，而统一性则表现在都有细胞膜、细胞质（含核糖体）和遗传物质DNA。根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核，可将细胞分为原核细胞和真核细胞。原核细胞结构相对简单，如细菌、蓝藻，其拟核区域含有环状DNA；真核细胞则具有细胞核和多种复杂的细胞器。组成细胞的分子细胞是由各种化学元素和化合物构成的。组成细胞的最基本元素是碳，基本元素包括碳、氢、氧、氮，大量元素和微量元素共同维持着细胞的正常生命活动。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，参与许多生化反应，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。无机盐在细胞中大多以离子形式存在，对维持细胞的渗透压、酸碱平衡以及某些复杂化合物的形成至关重要。糖类是主要的能源物质，分为单糖、二糖和多糖。脂质包括脂肪（储能物质）、磷脂（构成膜结构）和固醇（如胆固醇、性激素）。蛋白质是生命活动的主要承担者，其结构多样性决定了功能多样性，基本单位是氨基酸，通过脱水缩合形成肽链，进而形成具有一定空间结构的蛋白质。核酸是遗传信息的携带者，分为DNA和RNA，基本单位是核苷酸。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，还含有少量糖类。其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。细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特性是选择透过性。细胞质包括细胞质基质和细胞器。细胞器是细胞内具有特定功能的结构，如线粒体是有氧呼吸的主要场所（“动力车间”），叶绿体是光合作用的场所（“养料制造车间”和“能量转换站”），核糖体是蛋白质合成的场所，内质网参与蛋白质加工和脂质合成，高尔基体与分泌物形成及细胞壁构建有关，溶酶体是“消化车间”，液泡能调节细胞内环境，中心体与细胞有丝分裂有关。细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，由核膜、核仁、染色质（体）等结构组成。细胞的物质输入和输出物质跨膜运输的方式包括被动运输（自由扩散、协助扩散）和主动运输。被动运输顺浓度梯度，不消耗能量；主动运输则逆浓度梯度，需要载体蛋白协助并消耗能量，保证了活细胞能够按照生命活动的需要选择吸收所需物质，排出代谢废物和有害物质。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。细胞的能量供应和利用细胞的生命活动需要能量，ATP（三磷酸腺苷）是直接能源物质，其结构简式为A-P～P～P，远离A的高能磷酸键易断裂释放能量。ATP与ADP可以相互转化，这一过程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，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。酶具有高效性、专一性，并受温度和pH等条件的影响。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。有氧呼吸分为三个阶段，场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜，最终将葡萄糖彻底氧化分解为二氧化碳和水，释放大量能量。无氧呼吸则在细胞质基质中进行，有机物分解不彻底，释放少量能量，产物为酒精和二氧化碳或乳酸。光合作用是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，并释放出氧气的过程。光反应阶段在类囊体薄膜上进行，将光能转化为ATP和[H]中活跃的化学能；暗反应阶段在叶绿体基质中进行，利用光反应产生的ATP和[H]将二氧化碳固定并还原成糖类等有机物，将活跃的化学能转化为稳定的化学能储存在有机物中。影响光合作用的环境因素主要有光照强度、二氧化碳浓度和温度等。细胞的生命历程细胞增殖是生物体生长、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。有丝分裂具有细胞周期，包括分裂间期（主要进行DNA复制和有关蛋白质合成）和分裂期（前期、中期、后期、末期），分裂过程中染色体的行为变化是重点，其意义在于将亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中，保证了遗传的稳定性。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，其本质是基因的选择性表达。细胞分化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。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。癌细胞是指受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。其主要特征包括无限增殖、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，容易在体内分散和转移。必修二：遗传与进化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。其结果是，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。减数分裂过程中同源染色体的联会、四分体的形成、同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合是遗传的基本规律的细胞学基础。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）。这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。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。基因的分离定律的实质是：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；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，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；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。基因与性状的关系并非简单的一一对应，有些性状是由多个基因共同决定的，有的基因可影响多种性状。基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。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。分析伴性遗传时，要注意其与性别相关的特点及遗传规律。基因的本质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。在某些病毒中，RNA也可作为遗传物质。DNA分子的结构是规则的双螺旋结构，其主要特点是：由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成；外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架，内侧是碱基对（A-T、G-C）通过氢键连接。DNA分子的多样性主要取决于碱基对排列顺序的千变万化，而特异性则取决于特定的碱基对排列顺序。DNA分子的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。这一过程是在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。DNA复制的特点是半保留复制，需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA分子独特的双螺旋结构，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。基因是有遗传效应的DNA片段。基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体。基因的表达基因的表达包括转录和翻译两个过程。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，场所是核糖体，需要tRNA作为转运氨基酸的工具。密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。密码子具有通用性、简并性等特点。中心法则揭示了遗传信息的传递方向：遗传信息可以从DNA流向DNA（DNA的复制），也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质（转录和翻译）；在某些病毒中，遗传信息还可以从RNA流向RNA（RNA的复制），或者从RNA流向DNA（逆转录）。基因与环境共同作用，影响生物体的性状表现。生物的变异可遗传的变异来源于基因突变、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。基因突变在生物界中是普遍存在的，具有随机性、低频性、不定向性和多害少利性等特点。基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，为生物进化提供了原始材料。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，包括减数分裂过程中非同源染色体上的非等位基因的自由组合，以及同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换导致的染色单体上的基因重组。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（如缺失、重复、倒位、易位）和染色体数目的变异。染色体组是指细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的叫做二倍体，含有三个或三个以上染色体组的叫做多倍体。多倍体植株通常具有茎秆粗壮、叶片、果实和种子都比较大等特点。体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，叫做单倍体。单倍体植株长得弱小，而且高度不育，但利用单倍体植株培育新品种能明显缩短育种年限。人类遗传病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包括遗传咨询、产前诊断等。人类基因组计划的实施，对于人类疾病的诊治和预防具有重要意义。生物的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。基因频率是指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。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。新物种形成的标志是产生生殖隔离。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基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次，共同进化是生物多样性形成的原因。生物进化理论在发展，对于生物进化的认识也在不断深入。必修三：稳态与调节人体的内环境与稳态细胞生活的内环境是指由细胞外液构成的液体环境，主要包括血浆、组织液和淋巴等。血浆、组织液和淋巴之间通过动态的物质交换，共同构成了机体内细胞生活的直接环境。内环境的理化性质主要包括温度、酸碱度和渗透压等，这些性质的相对稳定是细胞正常生命活动的必要条件。稳态是指正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态。神经-体液-免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。稳态的维持是有一定限度的，当外界环境的变化过于剧烈，或人体自身的调节功能出现障碍时，内环境的稳态就会遭到破坏。动物和人体生命活动的调节神经调节的基本方式是反射，反射的结构基础是反射弧，包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五个部分。兴奋在神经纤维上以电信号（神经冲动）的形式传导，在神经元之间通过突触传递。突触前膜释放神经递质，作用于突触后膜，引起突触后膜的电位变化，从而实现兴奋的传递。兴奋在神经元之间的传递是单向的。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。体液调节是指某些化学物质（如激素、CO₂等）通过体液的传送，对人和动物体的生理活动所进行的调节。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泌的激素：下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素、促性腺激素释放激素等；垂体分泌生长激素、促甲状腺激素、促性腺激素等；甲状腺分泌甲状腺激素；胰岛分泌胰岛素和胰高血糖素；肾上腺分泌肾上腺素等；性腺分泌性激素。激素调节的特点是微量和高效、通过体液运输、作用于靶器官和靶细胞。神经调节和体液调节之间存在着密切的联系，一方面不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节，另一方面，内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质组成。免疫系统具有防卫、监控和清除功能。特异性免疫主要通过淋巴细胞发挥作用，包括体液免疫（主要通过B细胞产生抗体来清除抗原）和细胞免疫（主要通过T细胞直接接触靶细胞来清除抗原）。免疫失调会引起相关的疾病，如过敏反应、自身免疫病和免疫缺陷病。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，具有促进细胞伸长生长、促进扦插枝条生根、促进果实发育等作用，其作用具有两重性：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。除生长素外，植物激素还包括赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。赤霉素能促进细胞伸长，从而引起植株增高，还能促进种子萌发和果实发育；细胞分裂素能促进细胞分裂；脱落酸能抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落；乙烯