高中生物必修一分子与细胞知识清单（苏教版）

高中生物必修一分子与细胞知识清单（苏教版）一、走进细胞：基于系统论的生命基本单位（一）细胞是生命活动的基本单位【基础】★细胞是生物体结构和功能的基本单位。除了病毒等非细胞生物外，所有的生物都是由细胞构成的。生命活动离不开细胞，例如，反射活动需要多种神经细胞（神经元）的密切配合，而像草履虫这样的单细胞生物，单个细胞就能完成摄食、呼吸、生殖等全部生命活动。这体现了生命系统的层次性，细胞是组成组织、器官、系统乃至个体、种群、群落、生态系统和生物圈等更高层次生命系统的最基本层次。（二）细胞学说的建立与意义【重要】★★细胞学说是由德国科学家施莱登和施旺在19世纪创立的，其要点有三：第一，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；第二，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；第三，新细胞可以从老细胞中产生。后来，德国科学家魏尔肖总结出“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”，从而对细胞学说进行了重要补充。细胞学说揭示了动物和植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性，标志着生物学研究进入了细胞水平。（三）细胞的多样性与统一性【高频考点】★★★1.原核细胞与真核细胞：根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核，把细胞分为原核细胞和真核细胞两大类。原核细胞没有由核膜包被的细胞核，无染色体，有唯一的细胞器——核糖体，其代表生物是细菌（如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌）和蓝细菌（旧称蓝藻，如色球蓝细菌、颤蓝细菌、念珠蓝细菌）。真核细胞有真正的细胞核，核内具有染色体，细胞质中具有多种复杂的细胞器，由真核细胞构成的生物是真核生物，如动物、植物、真菌（酵母菌、霉菌、蘑菇）等。2.细胞的统一性：尽管细胞形态多样，但都具有相似的基本结构，如细胞膜、细胞质和核糖体，这体现了细胞的统一性。所有细胞的遗传物质都是DNA，这从分子层面进一步证明了细胞的统一性。3.【难点突破与易错点】：蓝细菌是原核生物，没有叶绿体，但含有藻蓝素和叶绿素，因此能进行光合作用（属于自养生物）；酵母菌属于真核生物中的真菌。原核生物的遗传物质是DNA，主要分布在拟核区域。（四）显微镜的使用与成像原理【考点】★★1.使用步骤：低倍镜观察（对光、放置装片、调焦）→移动装片（将观察目标移至视野中央）→换高倍镜→调节细准焦螺旋（微调）→调节光圈或反光镜（使视野明亮）。2.成像特点：显微镜下所成的像是倒立的虚像，即实物与像的旋转180度关系。例如，玻片上的“b”字母，在视野中看到的应为“q”。3.放大倍数：指目镜与物镜放大倍数的乘积，放大的是物体的长度或宽度，而非面积或体积。目镜镜头越短，放大倍数越大；物镜镜头越长，放大倍数越大。物镜镜头离装片距离越近，放大倍数越大。4.视野变化：放大倍数越大，视野范围越小，细胞数目越少，视野亮度越暗。5.【常见考查方式】：判断污物位置（移动装片或转换物镜，观察污物是否移动）。二、组成细胞的分子：生命的物质基础（一）细胞中的元素和化合物【基础】★1.元素组成：组成细胞的基本元素是C，最基本元素是C，主要元素是C、H、O、N、P、S。在人体细胞干重中，C的含量最多；在鲜重中，O的含量最多。生物界与非生物界在元素种类上具有统一性，但在元素含量上具有差异性。2.化合物组成：无机化合物包括水和无机盐；有机化合物包括糖类、脂质、蛋白质和核酸。其中，水是含量最多的化合物，蛋白质是含量最多的有机化合物。（二）细胞中的无机物：水和无机盐【重要】★★1.水：以自由水和结合水两种形式存在。结合水是细胞结构的重要组成部分，大约占细胞内全部水分的4.5%。自由水是细胞内良好的溶剂，参与许多化学反应，为细胞提供液体环境，运输营养物质和代谢废物。自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，但抗逆性越差；反之，代谢越弱，抗逆性越强。2.无机盐：大多数以离子的形式存在。其功能至关重要：①是某些复杂化合物的重要组成成分，如Mg²⁺是叶绿素分子的必需成分，Fe²⁺是血红蛋白的组成成分，I⁻是甲状腺激素的组成成分。②维持细胞和生物体的正常生命活动，如血钙过低会导致抽搐。③维持细胞的渗透压和酸碱平衡。3.【高频考点】：结合水与自由水的转化及其与代谢、抗逆性的关系；无机盐特定离子的生理功能。（三）细胞中的有机物：糖类和脂质【热点】★★★1.糖类：由C、H、O三种元素组成。分类如下：（1）单糖：不能水解的糖。包括五碳糖（核糖、脱氧核糖）和六碳糖（葡萄糖、果糖、半乳糖）。其中，葡萄糖是细胞生命活动所需的主要能源物质，常被形容为“生命的燃料”；核糖是RNA的组成成分，脱氧核糖是DNA的组成成分。（2）二糖：由两分子单糖脱水缩合而成。植物细胞中的蔗糖（葡萄糖+果糖）和麦芽糖（葡萄糖+葡萄糖），动物细胞中的乳糖（葡萄糖+半乳糖）。（3）多糖：由多个单糖脱水缩合而成。淀粉（植物细胞中储能物质）、糖原（动物细胞中储能物质，包括肝糖原和肌糖原）、纤维素（植物细胞壁的主要组成成分，是结构多糖，不能被人体消化吸收，被称为膳食纤维）。几丁质也是一种多糖，广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中。2.脂质：主要由C、H、O三种元素组成，有些还含有N、P。脂质分子中氧的含量远低于糖类，而氢的含量更高。分类如下：（1）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。（2）磷脂：是构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成分。在人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆的种子中含量丰富。（3）固醇：包括胆固醇（构成动物细胞膜的重要成分，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）和维生素D（能有效促进人和动物肠道对钙和磷的吸收）。3.【解题要点】：糖类与脂质的转化关系。例如，吃糖过多会转化为脂肪，导致肥胖；脂肪在糖类代谢发生障碍时，可少量转化为糖类。（四）细胞中的有机物：蛋白质【核心】★★★★★1.元素组成：主要由C、H、O、N构成，很多蛋白质还含有S、Fe等元素。2.基本单位：氨基酸。组成人体蛋白质的常见氨基酸有20种，其中8种是人体细胞不能合成的，必须从外界环境中获取，称为必需氨基酸。氨基酸分子的结构通式为“一个中心碳原子，连接一个氨基（NH₂）、一个羧基（COOH）、一个氢原子（H）和一个侧链基团（R基）”。判断某分子是否是氨基酸的依据是：至少有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。3.形成过程：氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质。脱水缩合是指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，形成的化学键称为肽键（CONH）。由两个氨基酸形成的叫二肽，多个氨基酸形成的叫多肽。肽链通过盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。4.蛋白质结构多样性的原因：①氨基酸的种类不同；②氨基酸的数目不同；③氨基酸的排列顺序不同；④肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。5.功能多样性与举例【重要考点】：①结构蛋白，如肌肉、羽毛、头发；②催化作用，如绝大多数酶（如唾液淀粉酶）；③运输作用，如血红蛋白；④调节作用，如胰岛素；⑤免疫作用，如抗体。因此说，蛋白质是生命活动的主要承担者。6.相关计算【必考，难点】：①肽键数=脱去水分子数=氨基酸数肽链数；②至少含有的氨基数（或羧基数）=肽链数；③蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量脱去水分子数×18。7.鉴定：与双缩脲试剂发生紫色反应。注意与斐林试剂（鉴定还原糖）的区别：双缩脲试剂是先加A液（NaOH溶液，创造碱性环境），后加B液（CuSO₄溶液）；斐林试剂是甲液（NaOH）和乙液（CuSO₄）等量混合后立即使用，并需要水浴加热。（五）细胞中的有机物：核酸【核心】★★★★★1.元素组成：C、H、O、N、P。2.基本单位：核苷酸。一分子核苷酸由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成。根据五碳糖的不同，分为脱氧核糖核苷酸（简称脱氧核苷酸）和核糖核苷酸。3.种类与分布【高频考点】：（1）DNA（脱氧核糖核酸）：基本单位是脱氧核苷酸（4种，根据碱基分为A、T、G、C）。主要分布在细胞核中，在细胞质的线粒体和叶绿体中也有少量分布。在真核细胞中，DNA与蛋白质结合形成染色体（染色质）。（2）RNA（核糖核酸）：基本单位是核糖核苷酸（4种，根据碱基分为A、U、G、C）。主要分布在细胞质中。4.功能：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。绝大多数生物的遗传信息储存在DNA分子中，部分病毒的遗传信息储存在RNA中。5.【易错点】：甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。利用此混合染色剂可显示DNA和RNA在细胞中的分布。（六）有机物的检测与实验【实验考点】★★1.还原糖的检测：材料需为白色或浅色（如苹果、梨匀浆），试剂为斐林试剂（甲液和乙液等量混合后使用），现象为产生砖红色沉淀，条件为5065℃水浴加热。2.脂肪的检测：材料为富含脂肪的种子（如花生种子）。方法一：制作子叶临时切片，用苏丹III染液（染成橘黄色）或苏丹IV染液（染成红色）染色，用显微镜观察。方法二：组织样液直接染色观察。3.蛋白质的检测：材料可用豆浆或蛋清稀释液，试剂为双缩脲试剂（先加A液1mL摇匀，再加B液4滴摇匀），现象为溶液变为紫色。4.淀粉的检测：材料为马铃薯匀浆，试剂为碘液，现象为溶液变蓝。三、细胞的基本结构：精密的微观制造厂（一）细胞膜——系统的边界【重要】★★1.制备方法：选用哺乳动物成熟的红细胞（无细胞壁，无细胞核和众多细胞器），通过吸水涨破法获得纯净的细胞膜。2.成分：主要由脂质（约50%，以磷脂为主）和蛋白质（约40%）组成，还有少量糖类（约2%10%）。功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。3.结构模型：流动镶嵌模型【必考点】。（1）基本骨架：磷脂双分子层（具有流动性）。（2）蛋白质分布：镶在、嵌入或贯穿于磷脂双分子层中（大多数也是可以运动的）。（3）糖蛋白（糖被）：由蛋白质与糖类结合形成，分布在细胞膜的外表面，与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关。4.结构特点：具有一定的流动性（例：变形虫的变形运动、胞吞胞吐）。5.功能特点：选择透过性（例：植物对离子的选择性吸收），是活细胞的重要特征。6.功能：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（如受体识别、胞间连丝）。（二）细胞器——系统的分工与合作【核心】★★★★★1.细胞质：包括细胞质基质（呈胶质状态，是活细胞进行新陈代谢的主要场所）和细胞器。2.主要细胞器的结构与功能【高频考点，必须精确记忆】：（1）双层膜细胞器：线粒体：细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。含少量DNA、RNA和核糖体，能自主半自主。叶绿体：只存在于植物绿色部分的细胞中。光合作用的场所，是细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。含少量DNA、RNA和核糖体。（2）单层膜细胞器：内质网：粗面内质网上附着有核糖体，是蛋白质合成和加工的场所以及运输的通道；滑面内质网是脂质合成的“车间”。高尔基体：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”；在植物细胞中与细胞壁的形成有关。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），可以调节植物细胞内的环境，充盈的液泡使植物细胞保持坚挺。溶酶体：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”。（3）无膜细胞器：核糖体：由rRNA和蛋白质构成，是“生产蛋白质的机器”，是细胞内合成氨基酸形成多肽链的场所。游离于细胞质基质或附着在内质网上。中心体：由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成，分布于动物和某些低等植物细胞中，与细胞的有丝分裂有关。3.细胞器之间的协调配合【高频考点】：以分泌蛋白（如胰岛素、抗体、消化酶）的合成与分泌为例。过程为：核糖体（合成肽链）→内质网（初步加工，形成囊泡）→高尔基体（进一步加工、分类、包装，形成囊泡）→细胞膜（囊泡与之融合，将蛋白质分泌到细胞外）。整个过程主要由线粒体提供能量。这里体现了生物膜在结构和功能上的紧密联系。4.生物膜系统：细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成。在成分上具有相似性，在结构和功能上紧密联系。其意义在于使细胞内部区域化，保证化学反应高效、有序地进行。（三）细胞核——系统的控制中心【核心】★★★★★1.结构：（1）核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。其上有核孔。（2）核孔：大分子物质（如RNA、蛋白质）进出细胞核的通道，具有选择性。小分子物质（如离子、氨基酸）可通过核膜运输。（3）核仁：与某种RNA（rRNA）的合成以及核糖体的形成有关。在细胞分裂过程中周期性地消失和重建。（4）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一物质在细胞不同时期的两种存在形态，前者为细长的丝状（间期），后者为圆柱状或杆状（分裂期）。2.功能：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。3.【实验验证】：伞藻嫁接与核移植实验证明，伞藻的形态建成（如帽形）主要取决于细胞核。四、物质的输入与输出：细胞的物质交换（一）被动运输【基础】★1.扩散与渗透：物质从高浓度到低浓度的运动叫扩散。水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散称为渗透作用。渗透作用发生的条件是：具有半透膜，以及半透膜两侧的溶液具有浓度差。2.动物细胞的吸水和失水：当外界溶液浓度<细胞质浓度时，细胞吸水膨胀；反之，细胞失水皱缩。3.植物细胞的吸水和失水（质壁分离与复原）【核心实验】：（1）原理：成熟的植物细胞具有大液泡，细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成原生质层，它相当于一层半透膜。当细胞液浓度<外界溶液浓度时，细胞失水，原生质层与细胞壁分离，发生质壁分离；反之，发生质壁分离复原。（2）判断：能发生质壁分离的细胞是活细胞。可作为判断细胞死活和测定细胞液浓度的依据。4.自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞，如氧气、二氧化碳、甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子。5.协助扩散：物质顺浓度梯度，需要膜转运蛋白（如载体蛋白、通道蛋白）的协助，但不消耗能量。如葡萄糖进入红细胞，水通过水通道蛋白的运输。（二）主动运输【重要】★★★1.概念：物质逆浓度梯度，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（通常来自ATP）。2.特点：逆浓度、需载体、耗能量。3.意义：主动运输保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。4.实例：小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐离子（如K⁺、Na⁺、Ca²⁺等）。（三）胞吞和胞吐【基础】★1.概念：大分子或颗粒物质，通过囊泡包裹的方式进出细胞。物质从细胞外进入细胞内叫胞吞（如吞噬细胞吞噬细菌），从细胞内排到细胞外叫胞吐（如分泌蛋白的分泌）。2.特点：需要消耗能量，依赖于细胞膜的流动性，但不需要载体蛋白。3.【对比总结】：五、细胞的能量供应和利用（一）降低化学反应活化能的酶【核心】★★★★★1.酶的作用机理：降低化学反应的活化能。2.酶的本质【高频考点】：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。因此，酶的合成场所主要是核糖体（蛋白质类）或细胞核（RNA类）。3.酶的特性：（1）高效性：催化效率是无机催化剂的10⁷~10¹³倍。（2）专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。（3）作用条件较温和：需要适宜的温度和pH。高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活。低温下酶的活性降低，但空间结构保持稳定，在适宜温度下活性可以恢复。4.影响酶活性的因素【实验考点】：主要考查温度、pH对酶活性的影响曲线。注意最适pH和最适温度的概念，以及高温、低温、过酸、过碱条件下酶活性的变化区别。（二）细胞的能量“通货”——ATP【重要】★★★1.结构简式：AP~P~P。其中A代表腺苷（由腺嘌呤和核糖组成），P代表磷酸基团，~代表一种特殊的化学键——高能磷酸键。2.功能：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。细胞内ATP的含量很少，但转化非常迅速。3.ATP与ADP的相互转化：ATP⇌ADP+Pi+能量。这个反应是不可逆的，从物质上看是可逆的，但从能量上看是不可逆的。合成ATP的能量来源主要是光合作用（植物）和呼吸作用（动植物）。（三）细胞呼吸【核心】★★★★★1.概念：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，释放能量并生成ATP的过程。2.类型与过程【难点】：（1）有氧呼吸：场所：细胞质基质（第一阶段）和线粒体（第二、三阶段）。总反应式：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂→6CO₂+12H₂O+大量能量（约38ATP）。第一阶段：葡萄糖→丙酮酸+[H]+少量能量（细胞质基质）。第二阶段：丙酮酸+H₂O→CO₂+[H]+少量能量（线粒体基质）。第三阶段：[H]+O₂→H₂O+大量能量（线粒体内膜）。（2）无氧呼吸：场所：细胞质基质。总反应式：C₆H₁₂O₆→2C₃H₆O₃（乳酸）+少量能量（如乳酸菌、动物、马铃薯块茎等）C₆H₁₂O₆→2C₂H₅OH（酒精）+2CO₂+少量能量（如酵母菌、大多数植物根细胞）过程：第一阶段与有氧呼吸相同（葡萄糖→丙酮酸）；第二阶段，丙酮酸在不同酶的催化下，被[H]还原成酒精和CO₂或乳酸。3.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（中间产物）。4.【考点与易错点】：有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行；无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，第二阶段不产生能量；不同生物无氧呼吸产物不同的直接原因是酶的种类不同。（四）光合作用【核心】★★★★★1.概念：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。2.总反应式：CO₂+H₂O→(CH₂O)+O₂。3.过程（光反应和暗反应）【必考，难点】：（1）光反应阶段：条件：光、色素、酶、水。场所：叶绿体的类囊体薄膜上。物质变化：水的光解（产生O₂和[H]即NADPH）；ATP的合成（光能→电能→活跃的化学能，储存在ATP中）。能量变化：光能→ATP中活跃的化学能。（2）暗反应阶段（卡尔文循环）：条件：多种酶、CO₂、ATP、[H]（NADPH）。场所：叶绿体基质。物质变化：CO₂的固定（CO₂+C₅→2C₃）；C₃的还原（C₃+ATP+[H]→(CH₂O)+C₅+ADP+Pi）。能量变化：ATP和NADPH中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能。4.影响光合作用的因素【高频考点】：光照强度、CO₂浓度、温度、水分、矿质元素等。常结合曲线图进行考查。光补偿点、光饱和点、CO₂补偿点、CO₂饱和点是重要概念。5.【易错点】：光反应为暗反应提供ATP和[H]；暗反应为光反应提供ADP和Pi。突然停止光照，短时间内C₃含量上升，C₅含量下降；突然停止CO₂供应，短时间内C₃含量下降，C₅含量上升。六、细胞的生命历程（一）细胞的增殖【核心】★★★★★1.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。包括分裂间期（90%95%的时间，进行DNA的和有关蛋白质的合成）和分裂期（前期、中期、后期、末期）。2.植物细胞有丝分裂各期特征【必考点】：（1）间期（G₁、S、G₂期）：完成DNA分子的和有关蛋白质的合成，细胞适度生长。（2）前期：核膜、核仁消失；染色质→染色体（螺旋化）；形成纺锤体；染色体散乱排列。（3）中期：染色体的着丝粒排列在赤道板上；染色体形态稳定、数目清