高中生物必修一 知识框架 1

第一章 走进细胞

生活开胞

命动不细

从生 物圈 到细 胞

细胞：细胞是生物体结构和功能的基本单位

组织：由形态相似，结构、功能相同的细胞联合在一起的细胞群 器官：不同的组织按照一定的次序结合在一起而构成器官

系统：能够共同完成一种或几种生理功能的多个器官按照一定的次序组合在起而构成系统

生命系统的结构层次

个体：由各种器官(植物) 或系统(动物和人) 协调配合共同完成复杂的生命活动的生物。单细胞生物是由一个细胞构成的生物体。 种群：在一定的自然区域内，同种生物的所有个体是一个种群。 群落：在一定的自然区域内，所有的种群(生物) 组成一个群落。 生态系统：生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体 生物圈：由地球上所有的生物和这些生物生活的无机环境共同组成

低倍镜的视野大(小) ，通过的光多(少) ，放大倍数小(大) ； 物镜放大倍数小(大) ，镜头较短(长)

显微镜放大倍数=目镜放大倍数×物镜放大倍数

先用低倍镜观察清楚，把要放大观察的移到视野中央，再换高倍镜观察 看到物像是倒像，因而物像移动的方向与实际材料(装片) 移动方向相反

走进细胞

观察细胞(显微镜的使用)

细胞 的多样性 和统一性

原核细胞与真核细胞

细胞学说

主要内容：(1)细胞是一个有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成。(2)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。(3)新细胞可以从老细胞中产生

从学说的建立过程可以领悟到科学发现具有以下特点：

1、 科学发现是很多科学家的共同参与，共同努力的结果 2、 科学发现的过程离不开技术的 1

3、 科学发现需要理性思维和实验的结合

4、 科学学说的建立过程是一个不断开拓、继承、修正和发展的过程

第二章 组成细胞的分子

组成细胞的元素：C 、H 、O 、N 、P 、S 、K 、Ca 、Mg(大量元素) ；Fe 、Mn 、Cu 、Mo 、Zn 、B 等(微量元素) ；基本元素C ；

细胞中元素和化合物

活(干) 细胞中含量最多的四种元素依次为：O 、C 、H 、N(C、O 、N 、H)

组成细胞的化合物：无机物—水(活细胞中含量最多) 、无机盐；有机物—蛋白质(干细胞中含量最多) 、核酸、糖类和脂质 检测蛋白质、还原性糖和脂肪：双缩脲试剂+蛋白质→紫色反应；斐林试剂+还原性糖(葡萄糖、果糖和麦芽糖) →砖红色沉淀 苏丹III 染液+脂肪→橘黄色；苏丹IV 染液+脂肪→红色 含量：占细胞鲜重的7%～10%，干重的50%以上，是细胞含量最多的有机物。 组成元素：主要由C 、H 、O 、N 等元素组成，有些含有S 、Fe 等 相对分子质量：几千～100万以上，属于大分子化合物

生命活动的主要承担者—蛋白质

NH 2COOH

基本单位：氨基酸，大约有20多种， 结构通式： 结构特点是至少含有一个氨

基(-NH2和一个羧基(-COOH)，并且都有一个有一个氨基(-NH2和一个羧基(-COOH)连接在同一个碳原子上，将氨基酸区别为不同的种类的依据是R 基(侧链基团) 。

形成过程：(1)脱水缩合：

1 2 H 2O

COOH

NH 21 肽键 二肽

2 COOH

NH 2+ H (2)肽链：两(三) 个氨基酸缩合的化合物叫二(三) 肽，含有一(二) 个肽键，脱掉

一(二) 个水分子，多个氨基酸缩合而的含多个肽键的化合物叫做多肽，若n 个氨基酸形成一条肽链，则可形成n-1个肽键，失去n-1个水分子；若n 个氨基酸形成m 条肽链，则形成n-m 个肽键，失去n-m 个水分子，则由这m 条肽链组成的蛋白质的分子量为：n ×a-(n-m)×18 (a为氨基酸的平均分子量、18为水分子量) 。 强碱和重金属都会破坏蛋白质的空间结构。

形成的空间结构千变万化。

的作用，如胰岛素、生长激素等；有运输载体的作用，如血红蛋白、细胞膜载体等；有免疫作用，如抗体。

(3)空间结构：一条或几条肽链通过一定的化学键互相链接在一起，形成具有复杂空间结构的蛋白质。高温、强酸

组成细胞的分子

遗传信

结构的多样性：组成蛋白质的氨基酸数目不同、氨基酸的种类不同、氨基酸排列顺序不同、多肽链的盘曲、折叠方式及其 功能的多样性：构成细胞和生物体的重要物质；酶有催化作用，绝大多数的酶都是蛋白质；有传递信息(或调节生命活动) 组成元素：主要由C 、H 、O 、N 、P 等元素组成，也是大分子化合物。 种类：脱氧核糖核酸(DNA，主要分布在细胞核，少量在叶绿体和线粒体) 和核糖核酸(RNA，主要分布在细胞质)

功能：细胞内携带的遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中起着极其重要的作用。 组成单位：

息的携(一 带者—为双

一分子五碳糖 核酸 核苷酸 )

胸腺嘧啶 RNA (一腺嘌呤一分子含氮碱基 般为单鸟嘌呤 链结构) 胞嘧啶(C) 组成元素：C 、H 、O

细胞中的 功能：细胞的重要成分，尿嘧啶糖类(又称 也是细胞主要的能源物质 碳水化合 种类：

单糖：核糖和脱氧核糖；葡萄糖(C 6 H O 6 ) (前三种存在所有细胞中) 和果糖(植物细胞中) 12

物) H 22O 11) 二糖：蔗糖(一分子果糖和一分子葡萄糖) 和麦芽糖(两分子葡萄糖) (植物细胞) 和乳糖(动物细胞，半乳糖和葡萄糖) (C12O 5) n 多糖：淀粉和纤维素(存在植物细胞中) 和糖原(动物细胞中，肝糖原和肌糖原) ：C 、H 、O ，有些还有N 、P 等

脂肪：只有C 、H 、O ，细胞中储存能量(储存能量最多) 的主要物质，对动物和人还有保温、缓冲、减压等作用。 细胞中的 种类：

磷脂：组成生物膜的重要成分

脂质

固醇：胆固醇-组成生物膜成分，促进脂质在血液中运输；性激素-促进人和动物的生殖器官的发育、生殖细胞的形成； 维生素D-促进肠道对钙、磷的吸收

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以上多糖、蛋白质、核酸等生物大分子均以碳链作为骨架的，都是由许多基本单位(单体：如单糖、氨基酸和核苷酸) 连接而成多聚体。

细胞中的水分：自由水(含量97%)-有利于物质的运输和生物化学反应顺利的进行和结合水(3%)-结构的重要成分 水分和无机盐

无机盐：主要以离子形式存在。功能：1) 复杂化合物的成分；2) 维持细胞和生物体的生命活动；3) 维保持酸碱平衡

生理盐水：质量分数为0.9%的氯化钠溶液。因其浓度与人体细胞所处液体环境浓度相当，故称生理盐水。

第三章 细胞的基本结构 第四章 细胞的物质输入和输出

细胞膜—系统的边界

细胞膜的成分：脂质和蛋白质，还有少量糖类；膜功能的复杂程度与蛋白质的多少有关。

提取膜的材料和原理方法：红细胞、吸水涨破，离心

细胞膜的功能：1) 将细胞与外界环境分隔开2) 控制物质进出细胞3) 进行细胞间的信息交流，如激素的分泌和作用于靶细胞 细胞 器之 间的

过程、精子与卵细胞的结合、植物细胞通过胞间连丝进行交流等 细胞壁：主要成分是纤维素和果胶，有支持和保护的作用

线粒体：双层膜结构，进行有氧呼吸的场所，是细胞的动力车间，为细胞的生命活动提供95%能量。(健那绿染液) 叶绿体：双层膜结构，进行光合作用的场所，是细胞的养料制造车间和能量转换器 内质网：网络状结构，是蛋白质合成加工和脂质合成场所

高尔基体：囊状结构，能形成囊泡，是蛋白质分类包装和发送站，与

细胞的基本结构

细胞器—系统内的工合作

多糖的合成有关，如植物细胞壁的形成，膜多糖的合成

核糖体：游离或附着在内质网上，是合成蛋白质的场所(脱水缩合) 。

分工 溶酶体：有膜结构，含有多种水解酶，能分解衰老细胞和有害物质

液泡：有液泡膜，内有细胞液，含有水分、糖类、色素、无机盐和蛋白质等

中心体：动物细胞和低等植物(如藻类) ，与有丝分裂有关

细胞质基质：胶质状态，水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和酶等。

细胞器分泌蛋白：在细胞内合成，分泌到细胞外起作用的蛋白质

之间的下面为分泌蛋白合成和分泌的过程：

核糖体细胞外 协调配

合

线粒体提供能量

生物膜：细胞膜、核膜、细胞器膜等构成的膜系统。 细胞的 生物膜

系统

生物膜的功能：

1) 细胞膜保持内部环境的相对稳定；在与外界进行物质运输、能量转换和细胞间的信息传递过程中起决定性作用。 2) 许多重要反应都在膜上进行，广阔的膜面积为各种酶提供广阔的附着点，有利于生物化学反应的顺利进行

细

胞的物质输入和输出

3) 使各个细胞器形成相对独立的小区间，细胞内能够同时进行多种化学反应而不相互影响

细胞核的功能：为细胞的遗传信息库，是细胞代谢和遗传控制中心； 细胞核

核膜：两层膜，把核内物质与细胞质分开

—系统

染色质：即呈极细丝状的染色体，由DNA 和蛋白质组成，DNA 是遗传信息

的控制细 胞核

的载体。染色质与染色体是同一种物质在不同细胞时期的两种存在形态。 中心 核仁：与某种RNA 的合成以及核糖体的形成有关

核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流

动物细胞的吸水和失水：红细胞分别放在不同浓度的外

细胞的吸界溶液中所产生的不同变化(胀破、皱缩和保持不变) 植物细胞的吸水和失水：洋葱表皮细胞放在30%的蔗糖溶液中发生

质壁分离现象，把分离的细胞放到清水，可见质壁分离复原现象 物质跨

半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液的方向进行的扩散作 膜运输分析：以上失水和吸水属于渗透作用，渗透作用是小分子物质通过

用。红细胞的细胞膜和成熟植物细胞中的细胞膜、细胞质和液泡膜-即原生质层均可以作为半透膜，而半透膜的特性 的实例

是大分子(如血红蛋白、蔗糖分子等) 不能通过，小分子可以通过(如水、氧气、二氧化碳、甘油等) ；因而动植物细胞

的失水和吸水取决于细胞内外溶液的浓度差。

其他实例：物质的跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的，而且细胞对于物质的输入和输出有选择性。 结论：细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，可作为活细胞的一个重要特征。

对生物膜结构的探索历程：19世纪末欧文顿提出膜是由脂质构成→分离出膜，并通过化学分析得出膜的主要成分是脂

生物膜

质和蛋白质→提取脂质，并发现膜是由两层脂质构成→提出结构模型(静态) →通过小鼠和人细胞的融合实验，得出细胞

的流动

膜具有流动性的结论→1972年提出流动镶嵌模型。

镶嵌模

流动镶嵌模型

型 主动运输：各种离子、

氨基酸

物质跨由高浓度到低浓 膜运输度，不要能量

胞吞 胞吐 的方式

要能量 由低浓度到高浓

度，要能量、载体

3

降低化学反应活化能的酶

第五章 细胞的能量供应和利

新陈代谢：是活细胞中全部化学反应的总称，是生物与非生物最根本的区别，是生物体进行一切生命活动的基础。

、

细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。

酶：是活细胞(来源) 所产生的具有催化作用(功能：降低化学反应活化能，提高化学反应速率) 的一类有机物。

活 化 能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。

大多数酶的化学本质是蛋白质（合成酶的场所主要是核糖体，水解酶的酶是蛋白酶），也有少数是RNA 。 高效性：催化效率比无机催化剂高许多。

酶的本质

细胞的能量供应和利

酶的特性

专一性：每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。

酶需要较温和的作用条件：在最适宜的温度和pH 下，酶的活性最高。温度和pH 偏高和偏低，酶的活性都会明显降低。

细胞的能-----ATP

ATP 的结构简式：A TP 是三磷酸腺苷的英文缩写，结构简式：Ａ－Ｐ～Ｐ～Ｐ，其中：A 代表腺苷，P 代表磷酸基团，～代表高能磷酸键。

ATP 与ADP 的转化

能量来源：植物——呼吸作用和光合作用 动物——主要来自呼吸作用

呼吸作用（也叫细胞呼吸）：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其它产物，

ATP 的主要来源------细胞呼吸

释放出能量并生成A TP 的过程。根据是否有氧参与，分为：有氧呼吸和无氧呼吸

有氧呼吸：指细胞在有氧的参与下，通过多种酶的催化作用下，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放出大量能量，生成A TP 的过程。

无氧呼吸：一般是指细胞在无氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物（酒精、CO2或乳酸），同时释放出少量能量的过程。 发酵：微生物（如：酵母菌、乳酸菌）的无氧呼吸。

有氧呼吸总反应式 无氧呼吸总反应式

有氧呼吸过程（主要在线粒体中进行）

光合作用的过程

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