高中生物必修 1《分子与细胞》

细胞的基本结构与功能

细胞膜：主要由脂质（约 50％）和蛋白质（约 40％）还有少量糖类（约 2％ - 10％）组成。其功能包括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。例如，细胞可以通过细胞膜上的受体蛋白识别并接收外界信号分子。

细胞质：包括细胞质基质和细胞器。

线粒体：是细胞进行有氧呼吸的主要场所，生命活动所需要的能量，大约 95% 来自线粒体，被称为细胞的 “动力车间”。

叶绿体：是植物进行光合作用的细胞器，是植物细胞的 “养料制造车间” 和 “能量转换站”。

核糖体：是合成蛋白质的场所。

内质网：分为粗糙内质网和光滑内质网，粗糙内质网与蛋白质合成有关，光滑内质网与脂质合成等有关。

高尔基体：对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装，然后运输到细胞内的不同部位或分泌到细胞外。

细胞核：是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。核膜具有双层膜结构，核孔可以实现核质之间的物质交换和信息交流，染色质（体）主要由 DNA 和蛋白质组成，DNA 是遗传物质。

细胞的物质组成

元素：组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到，体现了生物界与非生物界的统一性；但组成生物体的化学元素在细胞内的含量与在非生物界中的含量明显不同，体现了生物界与非生物界的差异性。

化合物

水：在活细胞中含量最多（85％ - 90％），分为自由水和结合水。自由水是良好的溶剂，参与化学反应，运输营养物质和代谢废物；结合水是细胞结构的重要组成部分。

蛋白质：是生命活动的主要承担者，由氨基酸脱水缩合形成。蛋白质结构具有多样性，原因包括组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序不同以及多肽链空间结构千变万化。其功能包括构成细胞和生物体的重要物质、催化作用（如酶）、调节作用（如胰岛素）、免疫作用（如抗体）、运输作用（如血红蛋白）。

核酸：包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），是细胞内携带遗传信息的物质，对于生物的遗传、变异和蛋白质的合成具有重要作用。DNA 主要分布在细胞核，RNA 主要分布在细胞质。

糖类：是主要的能源物质，主要分为单糖（如葡萄糖）、二糖（如蔗糖、麦芽糖）和多糖（如淀粉、纤维素、糖原）。

脂质：包括脂肪（储能物质）、磷脂（构成细胞膜的重要成分）、固醇（如胆固醇、性激素、维生素 D）。

细胞的生命历程

细胞增殖：细胞通过分裂增加数量，真核细胞的分裂方式主要有有丝分裂、减数分裂和无丝分裂。

有丝分裂：是体细胞增殖的主要方式，细胞周期包括分裂间期和分裂期（前期、中期、后期、末期），在分裂间期进行 DNA 复制和有关蛋白质的合成，分裂期实现染色体的平均分配。

减数分裂：是进行有性生殖的生物形成生殖细胞过程中所特有的细胞分裂方式，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次，新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细胞减少一半。

细胞分化：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。细胞分化的实质是基因的选择性表达。

细胞衰老：细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，表现为细胞水分减少、酶活性降低、细胞膜通透性改变、染色质收缩等特征。

细胞凋亡：由基因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因素的干扰具有重要意义。

细胞癌变：细胞受到致癌因子的作用，遗传物质发生变化，成为不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。癌细胞具有无限增殖、形态结构改变、易分散和转移等特征。

高中生物必修 2《遗传与进化》

遗传的基本规律

孟德尔遗传定律

分离定律：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。

自由组合定律：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。

伴性遗传：遗传控制基因位于性染色体上，因而总是与性别相关联。伴 X 隐性遗传具有男患者多于女患者、隔代遗传、母病子必病、女病父必病等特点；伴 X 显性遗传具有女患者多于男患者、连续发病、父病女必病、子病母必病等特点；伴 Y 遗传则是男病女不病、父传子、子传孙。

基因与染色体的关系

减数分裂：是进行有性生殖的生物形成生殖细胞过程中所特有的细胞分裂方式。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次，新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细胞减少一半。

受精作用：精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。受精作用使受精卵中染色体的数目又恢复到体细胞的数目，其中有一半来自精子，另一半来自卵细胞，对于维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，以及生物的遗传和变异具有重要意义。

基因的本质

DNA 是主要的遗传物质：大多数生物的遗传物质是 DNA，少数病毒的遗传物质是 RNA。

DNA 分子的结构：由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架，内侧是由氢键相连的碱基对组成。碱基配对遵循 A ＝ T、G ≡ C 的碱基互补配对原则，具有稳定性、多样性和特异性。

DNA 的复制：场所主要是细胞核，发生在细胞分裂间期。复制过程包括解旋、合成子链、形成子代 DNA，特点是边解旋边复制、半保留复制，保证了遗传信息的连续性。

基因的表达

转录：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。产物包括信使 RNA（mRNA）、核糖体 RNA（rRNA）、转运 RNA（tRNA）。

翻译：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。翻译过程中，mRNA 上的密码子与 tRNA 上的反密码子相互识别，将氨基酸按照特定顺序连接起来形成多肽链。

中心法则：遗传信息从 DNA 传递给 RNA，再从 RNA 传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译过程。同时，某些病毒中存在 RNA 自我复制和逆转录过程，对中心法则进行了补充。

生物的变异与进化

生物变异的类型：包括可遗传的变异（基因突变、基因重组、染色体变异）和不可遗传的变异。

基因突变：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。具有普遍性、随机性、低频性、多数有害性和不定向性等特点，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，包括非同源染色体上的非等位基因自由组合和四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换。

染色体变异：包括染色体结构的变异（如缺失、重复、易位、倒位）和染色体数目的变异（如个别染色体的增加或减少、以染色体组的形式成倍地增加或减少）。

现代生物进化理论

种群是生物进化的基本单位：种群中的基因频率和基因型频率会发生改变。

突变和基因重组产生进化的原材料：基因突变、基因重组和染色体变异为生物进化提供了丰富的原材料。

自然选择决定生物进化的方向：使种群的基因频率发生定向改变。

隔离是物种形成的必要条件：包括地理隔离和生殖隔离，新物种形成的标志是产生生殖隔离。

高中生物必修 3《稳态与环境》

人体的内环境与稳态

内环境：人的体内含有大量以水为基础的液体，这些液体统称为体液，分为细胞内液和细胞外液。由细胞外液构成的液体环境叫内环境，约占体液的三分之一，包括血浆、组织液和淋巴。组织液是体内绝大多数细胞直接生活的环境。

内环境的理化性质：渗透压、酸碱度和温度是细胞外液理化性质的三个主要方面。血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关；细胞外液渗透压主要与 Na⁺和 Cl⁻的含量有关。正常人血浆的 pH 为 7.35 ～ 7.45，之所以能够保持稳定，与它含有 HCO₃⁻、HPO₄²⁻等离子有关。人体细胞外液的...