高中生物必修一（分子与细胞）最新知识点总结

第一章 走近细胞

一、 生命活动离不开细胞

• 单细胞生物（如草履虫、细菌）：单个细胞即可完成摄食、繁殖等全部生命活动。
• 多细胞生物：依赖各种分化细胞的密切合作，完成复杂生命活动（如反射依赖神经细胞与肌肉细胞协同，生殖发育依赖生殖细胞与体细胞配合）。
• 病毒：无细胞结构，仅由核酸和蛋白质外壳组成，必须寄生在活细胞内才能进行生命活动（如新冠病毒寄生人体肺部细胞），不能用普通培养基直接培养。

二、 生命系统的结构层次

• 层次序列（从小到大）：细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈。
• 关键提醒：植物无“系统”层次；单细胞生物既是细胞层次，也是个体层次；最基本的生命系统是细胞，最大的生命系统是生物圈。

三、 细胞的多样性与统一性

1. 原核细胞与真核细胞的核心区别

2. 细胞学说

• 建立者：施莱登（植物细胞）、施旺（动物细胞），魏尔肖补充“细胞通过分裂产生新细胞”。
• 核心内容：① 一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物构成；② 细胞是相对独立的生命单位，既自身有生命，又参与整体生命活动；③ 新细胞来自老细胞的分裂。
• 意义：揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性。

四、 高频易错点

• 蓝细菌是原核生物，能进行光合作用（含藻蓝素和叶绿素），但无叶绿体。
• “菌”类判断：带“球、杆、螺旋、弧”字的多为细菌（原核），酵母菌、霉菌为真菌（真核）。

第二章 组成细胞的分子

一、 细胞中的元素

• 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg（占生物体总重量万分之一以上；C是最基本元素，构成有机物核心骨架；O是细胞鲜重中含量最多的元素）。
• 微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo（必需但含量少，巧记：“铁猛碰新木桶”；如Fe是血红蛋白成分，缺Fe会贫血）。
• 生物界与非生物界的关系：统一性（元素种类大体相同）；差异性（元素含量相差显著）。

二、 细胞中的化合物

1. 生命活动的主要承担者——蛋白质

• 氨基酸（基本单位）：① 结构通式：至少含一个氨基（-NH₂）和一个羧基（-COOH），且二者连接在同一个碳原子上（R基决定氨基酸种类）；② 种类：共21种，其中8种必需氨基酸（人体不能合成，需从食物获取，如赖氨酸），13种非必需氨基酸。
• 合成过程：氨基酸→脱水缩合（形成肽键：-CO-NH-）→二肽/多肽→盘曲折叠→成熟蛋白质。
• 核心计算（高频考点）：① 肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数 - 肽链数；② 蛋白质相对分子质量 = 氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数 - 18×脱去水分子数；③ 一条肽链至少含1个游离氨基和1个游离羧基（R基中可额外含有）。
• 功能：① 结构蛋白（肌肉、毛发）；② 催化作用（酶）；③ 运输作用（血红蛋白运输O₂）；④ 调节作用（胰岛素调节血糖）；⑤ 免疫作用（抗体）。

2. 遗传信息的携带者——核酸

• 分类与分布：① DNA（脱氧核糖核酸）：主要分布在细胞核（线粒体、叶绿体中少量存在），是细胞生物和DNA病毒的遗传物质；② RNA（核糖核酸）：主要分布在细胞质（核糖体、线粒体等），是RNA病毒的遗传物质。
• 结构：① 基本单位：核苷酸（DNA的单位是脱氧核苷酸，含脱氧核糖；RNA的单位是核糖核苷酸，含核糖）；② 核苷酸组成：一分子磷酸 + 一分子五碳糖 + 一分子含氮碱基（DNA含A、T、C、G；RNA含A、U、C、G）；③ 结构特点：DNA一般为双螺旋结构，RNA一般为单链结构。
• 观察实验：甲基绿染DNA呈绿色，吡罗红染RNA呈红色；盐酸作用：改变细胞膜通透性，加速染色剂进入；使染色质中DNA与蛋白质分离，利于染色。

3. 细胞中的糖类（主要能源物质）

• 分类：① 单糖：不能水解（葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖；葡萄糖是细胞生命活动的主要能源物质）；② 二糖：水解为2分子单糖（植物：蔗糖、麦芽糖；动物：乳糖）；③ 多糖：水解为多个单糖（植物：淀粉→储能，纤维素→构成细胞壁；动物：糖原→储能，分肝糖原和肌糖原）。
• 特点：多数糖类H:O=2:1，又称“碳水化合物”。

4. 细胞中的脂质

• 分类与功能：① 脂肪：储能物质，还具有保温、缓冲和减压作用（分布：植物种子、动物皮下）；② 磷脂：构成细胞膜、细胞器膜的重要成分（分布：脑、卵细胞、大豆种子）；③ 固醇：胆固醇（构成动物细胞膜，参与血液脂质运输）、性激素（促进生殖器官发育和生殖细胞形成）、维生素D（促进肠道吸收钙和磷）。

5. 细胞中的无机物

• 水：① 存在形式：自由水（约95.5%，细胞内良好溶剂、参与生化反应、运输物质）、结合水（约4.5%，与其他物质结合，是细胞结构的组成部分）；② 比例关系：自由水/结合水比值越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越弱（如萌发种子比值高，休眠种子比值低）。
• 无机盐：① 存在形式：多数以离子形式（Na⁺、K⁺、Ca²⁺等）；② 功能：构成化合物（Mg²⁺是叶绿素成分，Fe²⁺是血红蛋白成分）；维持生命活动（Ca²⁺过低抽搐，过高肌无力）；维持细胞渗透压和酸碱平衡（Na⁺维持细胞外液渗透压）。

第三章 细胞的基本结构

一、 细胞膜——系统的边界

• 成分：主要是脂质（约50%，以磷脂为主，构成基本支架）和蛋白质（约40%，功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多）；少量糖类（2%-10%，与蛋白质或脂质结合成糖蛋白、糖脂，起识别作用）。
• 功能：① 将细胞与外界分隔，保障内部环境稳定；② 控制物质进出（具有选择透过性）；③ 进行细胞间信息交流（如精子与卵细胞识别、激素调节依赖受体）。
• 制备实验：哺乳动物成熟红细胞无核膜和细胞器，是制备纯净细胞膜的理想材料。
• 植物细胞壁：成分是纤维素和果胶，功能是支持和保护，具有全透性，不控制物质进出。

二、 细胞器——系统内的分工合作

1. 主要细胞器分类与功能

2. 细胞器之间的协调配合（以分泌蛋白合成为例）

• 合成路径：核糖体（合成多肽）→ 粗面内质网（加工）→ 囊泡 → 高尔基体（进一步加工分类）→ 囊泡 → 细胞膜（分泌到细胞外）。
• 能量供应：线粒体提供ATP。

3. 细胞的生物膜系统

• 组成：细胞膜、细胞器膜、核膜。
• 功能：① 使细胞区域化，保障代谢有序进行；② 为酶提供附着位点；③ 实现物质运输、信息传递。

三、 细胞核——遗传信息库

• 结构：① 核膜（双层膜，有核孔，实现核质之间物质交换和信息交流，如RNA、蛋白质可通过，DNA不能出核）；② 核仁（与rRNA合成及核糖体形成有关，细胞分裂时消失，分裂末期重建）；③ 染色质（由DNA和蛋白质组成，分裂时高度螺旋化为染色体，分裂末期解螺旋为染色质，二者是同一物质不同时期的两种形态）。
• 功能：遗传物质储存和复制的主要场所，控制细胞的代谢和遗传。

第四章 细胞的物质输入和输出

一、 物质跨膜运输的方式

二、 大分子物质的运输

• 胞吞：大分子物质进入细胞（如吞噬细胞吞噬病菌），依赖膜的流动性，需能量。
• 胞吐：大分子物质排出细胞（如分泌蛋白分泌），依赖膜的流动性，需能量。

三、 渗透作用与质壁分离

• 渗透作用条件：① 半透膜；② 半透膜两侧存在浓度差。
• 质壁分离：植物细胞（含大液泡）在高浓度溶液中，细胞壁与原生质层分离的现象；质壁分离复原：置于低浓度溶液中，原生质层恢复原状。
• 原生质层：细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质（相当于半透膜）。

第五章 细胞的能量供应和利用

一、 酶与ATP

1. 酶

• 本质：绝大多数是蛋白质，少数是RNA（如核酶）。
• 特性：① 高效性（催化效率远高于无机催化剂，降低活化能效果更显著）；② 专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应）；③ 作用条件温和（高温、过酸、过碱会破坏酶的空间结构，使酶失活；低温抑制酶活性，升温可恢复）。

2. ATP（直接能源物质）

• 结构简式：A-P～P～P（A：腺苷，P：磷酸基团，～：高能磷酸键）。
• ATP与ADP的相互转化：ATP ⇌ ADP + Pi + 能量（酶1：合成酶，能量来自光合作用光反应、细胞呼吸；酶2：水解酶，能量用于主动运输、肌肉收缩等生命活动）。
• 特点：细胞内ATP含量少，但转化迅速，维持动态平衡。

二、 细胞呼吸

1. 有氧呼吸

• 场所：细胞质基质（第一阶段）、线粒体基质（第二阶段）、线粒体内膜（第三阶段）。
• 过程：① 第一阶段：葡萄糖→丙酮酸 + [H] + 少量能量；② 第二阶段：丙酮酸 + H₂O→CO₂ + [H] + 少量能量；③ 第三阶段：[H] + O₂→H₂O + 大量能量。
• 总反应式：C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O → 6CO₂ + 12H₂O + 能量（大量）。

2. 无氧呼吸

• 场所：细胞质基质。
• 过程：① 第一阶段：与有氧呼吸第一阶段相同；② 第二阶段：丙酮酸→酒精 + CO₂（植物、酵母菌）或丙酮酸→乳酸（动物、乳酸菌），无能量释放。
• 总反应式：C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 少量能量（酒精型）；C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₆O₃ + 少量能量（乳酸型）。

3. 易错点

• 有氧呼吸三个阶段均产能量，第三阶段最多；无氧呼吸仅第一阶段产少量能量。
• O₂浓度影响：O₂抑制无氧呼吸，储存水果时需降低O₂浓度（并非无氧），减少有机物消耗。

三、 光合作用

• 场所：叶绿体（类囊体薄膜：光反应；叶绿体基质：暗反应）。
• 过程：① 光反应（需光）：水的光解（2H₂O→4[H] + O₂）、ATP合成（ADP + Pi→ATP）；② 暗反应（不需光，需光反应提供的[H]和ATP）：CO₂固定（CO₂ + C₅→2C₃）、C₃还原（2C₃→C₅ + (CH₂O)）。
• 总反应式：6CO₂ + 12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O（光照、叶绿体）。
• 影响因素：光照强度（影响光反应）、CO₂浓度（影响暗反应）、温度（影响酶活性）、色素含量（叶绿素主要吸收红光和蓝紫光）。
• 易错点：光合作用产生的O₂来自水的光解；夏季中午气孔关闭，CO₂供应不足，光合速率下降（“午休现象”）。

第六章 细胞的生命历程

一、 细胞增殖（生长、发育、繁殖的基础）

1. 真核细胞增殖方式

• 有丝分裂：体细胞增殖的主要方式。
• 无丝分裂：无纺锤丝和染色体变化（如蛙的红细胞）。
• 减数分裂：生殖细胞形成的方式（必修二重点）。

2. 有丝分裂（以高等植物细胞为例）

• 分裂间期（占细胞周期的90%-95%）：完成DNA复制和有关蛋白质合成，染色体复制但数目不变（每条染色体含两条姐妹染色单体）。
• 分裂期：① 前期：核膜、核仁消失；染色体出现；纺锤体形成；② 中期：染色体形态稳定、数目清晰，着丝点排列在赤道板（观察染色体的最佳时期）；③ 后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，移向两极；④ 末期：染色体→染色质；纺锤体消失；核膜、核仁重建；植物细胞形成细胞板→细胞壁，动物细胞细胞膜内陷缢裂。

3. 核心数量变化（以体细胞染色体数2n为例）

二、 细胞分化

• 概念：同一来源的细胞逐渐发生形态、结构和功能稳定性差异的过程。
• 实质：基因的选择性表达（遗传物质不改变）。
• 特点：持久性、稳定性、不可逆性（一般来说）。
• 细胞全能性：已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能（植物细胞全能性易实现，动物细胞核全能性可实现，如克隆羊多莉）。

三、 细胞衰老与凋亡

• 细胞衰老特征：水分减少、酶活性降低、色素积累、核体积增大、细胞膜通透性改变（物质运输功能降低）。
• 细胞凋亡：由基因决定的细胞编程性死亡（正常生理过程，如胚胎发育中尾的消失、细胞的自然更新），对生物体有利。

四、 细胞癌变

• 原因：原癌基因和抑癌基因发生突变（原癌基因调控细胞周期，抑癌基因阻止细胞异常增殖）。
• 特征：① 无限增殖；② 形态结构改变；③ 细胞膜表面糖蛋白减少，易扩散转移；④ 能逃避免疫监视。

必修一核心易错点汇总

• 原核生物无细胞核、叶绿体、线粒体，但部分可进行光合作用（蓝细菌）或有氧呼吸（含相关酶）。
• 蛋白质计算中，若涉及多条肽链，游离氨基/羧基数目需考虑每条肽链的两端及R基。
• 酶的“失活”（高温、过酸、过碱）与“活性抑制”（低温、竞争性抑制）的区别：失活不可逆，抑制可恢复。
• 有丝分裂后期染色体数目加倍的原因是着丝点分裂，而非DNA复制。
• 细胞分化不改变遗传物质，细胞癌变是遗传物质发生突变的结果。