高中生物必修 1《分子與細胞》

細胞的基本結構與功能

細胞膜：主要由脂質（約 50％）和蛋白質（約 40％）還有少量糖類（約 2％ - 10％）組成。其功能包括將細胞與外界環(huán)境分隔開、控制物質進出細胞、進行細胞間的信息交流。例如，細胞可以通過細胞膜上的受體蛋白識別并接收外界信號分子。

細胞質：包括細胞質基質和細胞器。

線粒體：是細胞進行有氧呼吸的主要場所，生命活動所需要的能量，大約 95% 來自線粒體，被稱為細胞的 “動力車間”。

葉綠體：是植物進行光合作用的細胞器，是植物細胞的 “養(yǎng)料制造車間” 和 “能量轉換站”。

核糖體：是合成蛋白質的場所。

內質網：分為粗糙內質網和光滑內質網，粗糙內質網與蛋白質合成有關，光滑內質網與脂質合成等有關。

高爾基體：對來自內質網的蛋白質進行加工、分類和包裝，然后運輸到細胞內的不同部位或分泌到細胞外。

細胞核：是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心。核膜具有雙層膜結構，核孔可以實現核質之間的物質交換和信息交流，染色質（體）主要由 DNA 和蛋白質組成，DNA 是遺傳物質。

細胞的物質組成

元素：組成細胞的化學元素在非生物界都可以找到，體現了生物界與非生物界的統(tǒng)一性；但組成生物體的化學元素在細胞內的含量與在非生物界中的含量明顯不同，體現了生物界與非生物界的差異性。

化合物

水：在活細胞中含量最多（85％ - 90％），分為自由水和結合水。自由水是良好的溶劑，參與化學反應，運輸營養(yǎng)物質和代謝廢物；結合水是細胞結構的重要組成部分。

蛋白質：是生命活動的主要承擔者，由氨基酸脫水縮合形成。蛋白質結構具有多樣性，原因包括組成蛋白質的氨基酸數目、種類、排列順序不同以及多肽鏈空間結構千變萬化。其功能包括構成細胞和生物體的重要物質、催化作用（如酶）、調節(jié)作用（如胰島素）、免疫作用（如抗體）、運輸作用（如血紅蛋白）。

核酸：包括脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），是細胞內攜帶遺傳信息的物質，對于生物的遺傳、變異和蛋白質的合成具有重要作用。DNA 主要分布在細胞核，RNA 主要分布在細胞質。

糖類：是主要的能源物質，主要分為單糖（如葡萄糖）、二糖（如蔗糖、麥芽糖）和多糖（如淀粉、纖維素、糖原）。

脂質：包括脂肪（儲能物質）、磷脂（構成細胞膜的重要成分）、固醇（如膽固醇、性激素、維生素 D）。

細胞的生命歷程

細胞增殖：細胞通過分裂增加數量，真核細胞的分裂方式主要有有絲分裂、減數分裂和無絲分裂。

有絲分裂：是體細胞增殖的主要方式，細胞周期包括分裂間期和分裂期（前期、中期、后期、末期），在分裂間期進行 DNA 復制和有關蛋白質的合成，分裂期實現染色體的平均分配。

減數分裂：是進行有性生殖的生物形成生殖細胞過程中所特有的細胞分裂方式，染色體只復制一次，而細胞連續(xù)分裂兩次，新產生的生殖細胞中的染色體數目比體細胞減少一半。

細胞分化：在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。細胞分化的實質是基因的選擇性表達。

細胞衰老：細胞的生理狀態(tài)和化學反應發(fā)生復雜變化的過程，表現為細胞水分減少、酶活性降低、細胞膜通透性改變、染色質收縮等特征。

細胞凋亡：由基因決定的細胞自動結束生命的過程，對于多細胞生物體完成正常發(fā)育、維持內部環(huán)境的穩(wěn)定以及抵御外界因素的干擾具有重要意義。

細胞癌變：細胞受到致癌因子的作用，遺傳物質發(fā)生變化，成為不受機體控制的、連續(xù)進行分裂的惡性增殖細胞。癌細胞具有無限增殖、形態(tài)結構改變、易分散和轉移等特征。

高中生物必修 2《遺傳與進化》

遺傳的基本規(guī)律

孟德爾遺傳定律

分離定律：在雜合子的細胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性；在減數分裂形成配子的過程中，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進入兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給后代。

自由組合定律：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的；在減數分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。

伴性遺傳：遺傳控制基因位于性染色體上，因而總是與性別相關聯。伴 X 隱性遺傳具有男患者多于女患者、隔代遺傳、母病子必病、女病父必病等特點；伴 X 顯性遺傳具有女患者多于男患者、連續(xù)發(fā)病、父病女必病、子病母必病等特點；伴 Y 遺傳則是男病女不病、父傳子、子傳孫。

基因與染色體的關系

減數分裂：是進行有性生殖的生物形成生殖細胞過程中所特有的細胞分裂方式。在減數分裂過程中，染色體只復制一次，而細胞連續(xù)分裂兩次，新產生的生殖細胞中的染色體數目比體細胞減少一半。

受精作用：精子和卵細胞相互識別、融合成為受精卵的過程。受精作用使受精卵中染色體的數目又恢復到體細胞的數目，其中有一半來自精子，另一半來自卵細胞，對于維持生物前后代體細胞中染色體數目的恒定，以及生物的遺傳和變異具有重要意義。

基因的本質

DNA 是主要的遺傳物質：大多數生物的遺傳物質是 DNA，少數病毒的遺傳物質是 RNA。

DNA 分子的結構：由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈盤旋成雙螺旋結構。外側是脫氧核糖和磷酸交替連接構成基本骨架，內側是由氫鍵相連的堿基對組成。堿基配對遵循 A ＝ T、G ≡ C 的堿基互補配對原則，具有穩(wěn)定性、多樣性和特異性。

DNA 的復制：場所主要是細胞核，發(fā)生在細胞分裂間期。復制過程包括解旋、合成子鏈、形成子代 DNA，特點是邊解旋邊復制、半保留復制，保證了遺傳信息的連續(xù)性。

基因的表達

轉錄：在細胞核中，以 DNA 的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則，合成 RNA 的過程。產物包括信使 RNA（mRNA）、核糖體 RNA（rRNA）、轉運 RNA（tRNA）。

翻譯：游離在細胞質中的各種氨基酸，以 mRNA 為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。翻譯過程中，mRNA 上的密碼子與 tRNA 上的反密碼子相互識別，將氨基酸按照特定順序連接起來形成多肽鏈。

中心法則：遺傳信息從 DNA 傳遞給 RNA，再從 RNA 傳遞給蛋白質，即完成遺傳信息的轉錄和翻譯過程。同時，某些病毒中存在 RNA 自我復制和逆轉錄過程，對中心法則進行了補充。

生物的變異與進化

生物變異的類型：包括可遺傳的變異（基因突變、基因重組、染色體變異）和不可遺傳的變異。

基因突變：DNA 分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結構的改變。具有普遍性、隨機性、低頻性、多數有害性和不定向性等特點，是新基因產生的途徑，是生物變異的根本來源，為生物進化提供了原始材料。

基因重組：是指在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合，包括非同源染色體上的非等位基因自由組合和四分體時期非姐妹染色單體的交叉互換。

染色體變異：包括染色體結構的變異（如缺失、重復、易位、倒位）和染色體數目的變異（如個別染色體的增加或減少、以染色體組的形式成倍地增加或減少）。

現代生物進化理論

種群是生物進化的基本單位：種群中的基因頻率和基因型頻率會發(fā)生改變。

突變和基因重組產生進化的原材料：基因突變、基因重組和染色體變異為生物進化提供了豐富的原材料。

自然選擇決定生物進化的方向：使種群的基因頻率發(fā)生定向改變。

隔離是物種形成的必要條件：包括地理隔離和生殖隔離，新物種形成的標志是產生生殖隔離。

高中生物必修 3《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》

人體的內環(huán)境與穩(wěn)態(tài)

內環(huán)境：人的體內含有大量以水為基礎的液體，這些液體統(tǒng)稱為體液，分為細胞內液和細胞外液。由細胞外液構成的液體環(huán)境叫內環(huán)境，約占體液的三分之一，包括血漿、組織液和淋巴。組織液是體內絕大多數細胞直接生活的環(huán)境。

內環(huán)境的理化性質：滲透壓、酸堿度和溫度是細胞外液理化性質的三個主要方面。血漿滲透壓的大小主要與無機鹽、蛋白質的含量有關；細胞外液滲透壓主要與 Na⁺和 Cl⁻的含量有關。正常人血漿的 pH 為 7.35 ～ 7.45，之所以能夠保持穩(wěn)定，與它含有 HCO₃⁻、HPO₄²⁻等離子有關。人體細胞外液的...