高中生物科核心知识点解读

1高中生物科核心知识点解读第一部分生命活动的基本规律一、生物的物质基础1．组成生物体的化学元素及作用自然界中的生物和非生物都是由化学元素组成的，组成生物体的化学元素，常见的主要有20多种，这些元素在生物体内含量不同，含量占生物体总量万分之以上的元量为大量元素。例如：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等；通常生物生活需要量很少，但是生活所必需的一些元素被称作微量元素，例如：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。在组成生物体的大量元素中C是最基本的元素，C、H、O、N是基本元素，C、H、O、N、P、S是主要元素，大约共占原生质总量的97%组成生物体的化学元素的重要作用是：2．组成生物体的六类化合物及作用（1）化学元素进一步组成各种化合物，这些化合物是生物体生活活动的物质基础。（2）化学元素能够影响生物体的生命活动，例如B能够促进花粉的萌发和花粉管的伸长，有利于受精作用的顺利进行。构成细胞的化合物分为无机化合物和有机化合物，无机化合物包括水和无机盐；有机化合物包括糖类、脂类、蛋白质和核酸。各种化合物在细胞中的存在形式不同，所具有的功能也都不相同。（1）水①含量：水在细胞中含量最多约占85%~90%，但不同种类的生物体中，含水量差别较大，在不同的组织器官中，水的含量也不相同。②存在形式：水在细胞中以两种形式存在，一部分水与细胞内其他物质相结合，叫做结合水，大约占细胞全部水分4.5%；细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动，叫做自由水。③主要功能：结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是细胞内良好溶剂；是各种反应的介质；参与许多生化反应；能够运输养料和废物。（2）无机盐①含量：无机盐在细胞中含量很少，约占细胞鲜血的1~1.5%。②存在形式：大多数无机盐以离子状态存在干细胞中。③主要功能：有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成部分；许多种无机盐的离子对于维持生物体的生命活动有重要作用；生物体内的无机盐离子，必需保持一定的比例，这对维持细胞的渗透压和酸碱平衡非常重要，这是生物体进行正常生命活动的必要条件。（3）糖类①组成元素：由C、H、O3种化学元素组成。②分类：根据糖类水解后形成的物质糖类大致可以分为单糖、二糖和多糖。单糖是不能水解的糖，其他的葡萄糖，果糖是六碳糖；核糖和脱氧核糖为五碳糖。二糖是水解后能够生成两分子单糖的糖，植物细胞中重要的二糖是蔗糖和麦芽糖，在动物细胞中重要的二糖是乳糖。多糖是水解后能够生成许多单糖的糖，它是自然界中含量最多的糖，在植物细胞中最重要的多糖是淀粉和纤维素，动物细胞和人体细胞中最重要的多糖是糖元，包括肝糖元和肌糖元。③功能：糖类是生物体进行生命活动的主要能源物质；糖类是构成生物体的重要成分，如木纤维、纤维素、壳多糖；有些糖也是细胞重要化合物的重要组成成分，核糖、脱氧核糖是RNA和DNA的组成成分。（4）脂类①组成元素：脂类主要由C、H、O3种化学元素组成，很多脂类物质还含N和P等元素。②分类及功能：脂类包括脂肪、类脂和固醇等。脂肪大量储存在某些植物的种子，果实细胞和动物的脂肪细胞中，它主要是生物体内储存能量的物质，此外高等动物和人体内的脂肪，还有减少身体热量散失，维持体温恒定，减少各部分器官之间摩擦和缓冲外界压力等作用；类脂中的磷脂是构成细胞膜的重要成分，2也是构成多种细胞器膜结构的重要组成成分；固醇类物质主要包括胆固醇、性激素和VD等，这些物质对于生物体维持正常的新陈代谢和生殖过程起重要的调节作用。（5）蛋白质①含量：在细胞中的含量只比水少，大约占细胞干重的50%以上。②组成元素：蛋白质主要由C、H、O、N4种化学元素组成，很多重要的蛋白质还含有S、P两种元素，有的也含微量的Fe、Cu、Mn、I、Zn等元素。③相对分子质量：蛋白质是一种高分子化合物，也就是相对分子质量很大的生物大分子。④基本组成单位：蛋白质的基本组成单位是氨基酸，组成蛋白质的氨基酸大约有20种，结构通式为R—C—COOHHNH2，不同的氨基酸分子，具有不同的R基。氨基酸分子的结构通式表明：每种氨基酸分子至少都含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一碳原子上。⑤分子结构：一个蛋白质分子可以含有一条或几条肽链，肽链通过一定的化学键互相连接在一起；由3个或3个以上氨基酸分子缩合而成，含有多个肽键的化合物，叫做多肽，多肽通常是链状结构，叫做肽链；氨基酸分子的互相结合方式是，一个氨基酸分子的羧基（—COOH）和另一氨基酸分子氨基（—NH2）相连接，同时失去一分子水，这种结合方式叫做脱水缩合，连接两个氨基酸分子的键（—NH—CO—）叫做肽键。由两个氨基酸分子缩合而成的化合物，叫做二肽。⑥结构多样性，由于组成蛋白质分子的氨基酸的种类不同，数目成百上千，排列次序变化多端，肽链空间结构千差万别，因此蛋白质分子的结构是极其多样的。⑦主要功能：有些蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质；有些蛋白质有催化作用；有些蛋白质有运输作用；有些蛋白质有调节作用；有些蛋白质有免疫作用。总之，蛋白质是细胞中重要的有机化合物，一切生命活动都离不开蛋白质。（6）核酸①组成元素：核酸由C、H、O、N、P等化学元素组成。②相对分子质量：是一种高分子化合物，相对分子质量很大，大约是几十万至几百万。③基本组成单位：1个核酸是由1分子含氮的碱基，一分子五碳糖和1分子磷酸组成。④分子结构：每个核酸分子是由几百个乃至上亿个核酸互相连接而成的长链。⑤分类：根据核酸中所含五碳糖的不同分为脱氧核糖核苷酸（DNA）和核糖核苷酸（RNA）。DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中。⑥功能：是一切生物的遗传物质。任何一种化合物都不能单独完成某一种生命活动，只有按照一定的方式有机地组织起来，才能表现出细胞和生物体的生命现象。细胞是这些物质最基本的结构形式。二、生物体的结构基础1．细胞的结构和功能（1）细胞膜的分子结构细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成；在膜的中间由磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子有的镶在膜的表面，有的部分嵌插在磷脂双分子层中，有的贯穿在整个磷脂双分子层中；构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质质分子大都不是静止的，而是可以流动的；细胞膜外表的糖被具有保护、润滑和识别作用。（2）细胞膜的主要功能细胞膜与细胞的物质交换、细胞识别、分泌、排泄、免疫等都有密切关系，离子和小分子物质进出细胞主要通过自由扩散和主动运输，而大分子和颗粒性物质主要通过内吞作用和外排作用出入细胞。细胞膜可以让水分子自由通过细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不3能通过，是一种选择透过性膜。（3）细胞质基质细胞质基质中含有水、无机盐离子、脂类、糖类、氨基酸和核苷酸，还有许多种酶。细胞质基质为新陈代谢的进行，提供所需要的物质和一定的环境条件。（4）细胞器的结构和功能①线粒体：光镜下，线粒体大多呈椭球形；电镜下，线粒体是由内、外两层膜构成，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴的周围充满了液态基质。线粒体是活细胞进行有氧呼吸的场所，在线粒体内有许多种与有氧呼吸有关的酶，还含有少量的DNA。②叶绿体，光镜下叶绿体一般呈扁平的椭球形或球形；电镜下，叶绿体的外面有双层膜，使叶绿体内部和外界隔开。叶绿体的内部含有几个到几十个基粒，基粒和基粒间充满基质，每个基粒都是一个个囊状的结构垛叠而成的。在囊状结构的薄膜上，有进行光合作用的色素，在叶绿体的基粒上和基质中含有许多进行光合作用所必需的酶，基质中还含少量的DNA。叶绿体是绿色植物叶内细胞中进行光合作用的细胞器。③内质网：内质网是由膜结构连接而成的网状结构，分为滑面型内质网和粗面型内质网。由质网增大了细胞内膜面积，膜上附着很多酶，为细胞内各种化学反应的正常进行提供有利条件。内质网与蛋白质，脂类和糖类的合成有关，也是蛋白质等的运输通道。④核糖体：核糖体是椭球形的粒状小体，核糖体是合成蛋白质的场所。⑤高尔基体：一般认为高尔基体与细胞分泌物的形成有关，对蛋白质进行加工和转运，植物细胞分裂时，高尔基与细胞壁的形成有关。⑥中心体：动物细胞和低等植物细胞中有中心体，每个中心体由两个互相垂直排列的中心粒及其周围物质组成，动物细胞的中心体与有丝分裂有关。⑦液泡：液泡是植物细胞质中的泡状结构。液泡表面有液泡膜，液泡内有细胞液，它对细胞的内环境起调节作用，可使细胞保持一定的渗透压，保持膨胀的状态。（5）细胞核的结构和功能细胞核的主要结构有核膜、核仁和染色质等，在核膜上有许多核孔，细胞核是遗传物质储存和复制的场所，是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。（6）原核细胞的基本结构原核细胞最主要的特点是没有由核膜包围的典型的细胞核；大多数原核细胞体积比较小；细胞壁的主要成分是由糖类与蛋白质结合而成的化合物；细胞质内没有高尔基体、线粒体、内质网和叶绿体等复杂的细胞器，但有分散的核糖体，细胞内的一个区域内有丝状DNA分子，称作核区，不具有染色体结构。一个细胞就是一个有机的统一整体，细胞只有保持完整性，才能够正常完成各项生命活动。2．细胞增殖（1）有丝分裂细胞周期是指连接分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，这是一个细胞周期。一个细胞周期包括分裂间期和分裂期两个阶段。分裂间期大约占细胞周期的90%~95%，分裂期大约占细胞周期的5%~10%。分裂间期细胞最大的特点是完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。细胞分裂期最明显的变化是细胞核中染色体的变化。分裂期又分为前、中、后、末四个时期。前期：最明显的变化是细胞核中出现染色体，同时核仁解体，核膜逐渐消失，同时形成纺锤体，染色体散乱地分布在纺锤体的中央。中期：染色体的着丝点两侧，被纺锤丝附着，纺锤丝牵引着染色体排列的赤道板，这一平面上，此期染色体形态比较固定，数目比较清晰。后期：着丝点分开，两条姐妹染色单体也随着分离，被纺锤丝牵引着分别向细胞的两极移动。末期：染色体解螺旋恢复成染色质状态，核膜、核仁重建，植物细胞在赤道板位置出现了一个细胞板，细胞板向四周扩展，形成细胞壁，将1个细胞分裂为两个细胞。动物细胞细胞膜从细胞的中部向内凹陷，将1个细胞缢裂成两个细胞。有丝分裂的意义是将亲代细胞的染色体经复制后，精确地分配到两个子细胞中去，因而在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。（2）无丝分裂4无丝分裂一般是核先延长，从核中部向内凹进，缢裂成两个细胞核，接着整个细胞从中部缢裂成两个子细胞，分裂过程没有出现纺锤丝和染色体的变化。3．细胞的分化、癌变和衰老（1）细胞分化在个体发育中，相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程叫做细胞分化。细胞分化是一种持久性的变化过程，它发生在整个生命进程中，但在胚胎时期达到最大限度。大量科学实验证明高度分化的植物细胞仍然保持着细胞的全能性。（2）细胞的癌变在个体发育过程中，有的细胞由于受到致癌因子的作用，不能正常地完成细胞分化而变成了不受有机体控制的，连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞便是癌细胞。癌细胞的一些独具的特征：①能够无限增殖。②癌细胞的形态结构发生了变化。③癌细胞的表面也发生了变化，糖蛋白等物质减少。引起细胞癌变的致癌因子有物理致癌因子，化学致癌因子和病毒致癌因子。癌细胞发生的原因是原癌基因激活，细胞发生转化引起的。（3）细胞衰老生物体内的绝大多数细胞，都要经过未分化、分化、衰老、死亡这几个阶段，细胞衰老和死亡也是一种正常的生命现象。衰老细胞具有的主要特征：①衰老细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，细胞的新陈代谢速度减慢。②衰老的细胞内，有些酶的活性降低。③细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累。④衰老的细胞内呼吸速度减慢，细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深。⑤细胞膜通透性功能改变，使物质运输功能降低。三、生物的新陈代谢1．酶（1）酶的发现1783年意大利科学家斯巴兰让尼设计实验，说明胃具有化学性消化的作用，1836年德国科学家施旺从胃液中提取出了消化蛋白质的物质（后来知道，这就是胃蛋白酶），1926年美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶的结晶，并证实脲酶是一种蛋白质，20世纪30