生物必修一第一章思维导图
《生物必修一第一章思维导图》
一、走近细胞
1.1 细胞是生命活动的基本单位
1.1.1 生命系统的结构层次
1. 生命系统的概念：
- 具有生命的系统。
2. 生命系统的结构层次：
- 由小到大：细胞 → 组织 → 器官 → 系统 → 个体 → 种群 → 群落 → 生态系统
3. 各个层次的组成：
- 细胞：是生命系统最基本的结构层次。
- 组织：由形态相似，结构、功能联系的细胞构成。
- 器官：由不同的组织按照一定的次序结合起来构成。
- 系统：由能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而成。
- 个体：由多个器官、系统协调配合共同完成复杂的生命活动。
- 种群：同种生物一定区域内的全部个体。
- 群落：一定区域内所有生物的种群的集合。
- 生态系统：生物群落与它的无机环境相互作用形成的统一整体。
4. 特点：
- 层次性：生命系统由小到大，层层嵌套。
- 开放性：生命系统不断与外界环境进行物质和能量交换。
- 整体性：生命系统的每一个层次都体现出整体大于部分之和的特点。
5. 注意：
- 病毒不属于生命系统的结构层次，因为它必须依赖活细胞才能生存和繁殖。
- 植物没有系统层次，直接由器官组成个体。
- 单细胞生物，细胞既是个体。
- 种群是进化的基本单位。
1.1.2 细胞的多样性和统一性
1. 细胞的多样性
- 细胞的形态、结构、功能多种多样，适应不同的环境和功能需求。
- 例如：神经细胞（传递信息），红细胞（运输氧气），肌肉细胞（收缩）。
2. 细胞的统一性
- 不同生物的细胞具有基本相似的结构和组成。
- 都有细胞膜、细胞质、细胞核（原核细胞无成形的细胞核）。
- 都有DNA作为遗传物质，都利用RNA作为基因表达的中间媒介。
- 都具有核糖体，合成蛋白质。
- 细胞膜的主要成分都是脂质和蛋白质。
3. 说明：
- 细胞的多样性是细胞分化的结果，细胞分化是指在个体发育中，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。
1.2 细胞的类型
1.2.1 原核细胞
1. 结构：
- 细胞壁、细胞膜、细胞质（核糖体）、拟核（DNA）。
2. 特点：
- 没有核膜，没有成形的细胞核，只有拟核。
- 细菌、蓝藻、支原体、衣原体等。
1.2.2 真核细胞
1. 结构：
- 细胞膜、细胞质（各种细胞器）、细胞核。
2. 特点：
- 有核膜，有成形的细胞核。
- 有多种细胞器，如线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、叶绿体（植物细胞）。
- 细胞较大。
3. 代表生物：
- 动物、植物、真菌等。
1.2.3 原核细胞与真核细胞的区别与联系
1. 区别：
- 主要区别在于有无以核膜为界限的细胞核。
- 真核细胞比原核细胞结构复杂，细胞器种类多。
2. 联系：
- 都具有细胞膜、细胞质、核糖体，说明两者具有共同的起源。
- 真核细胞是在原核细胞的基础上进化而来。
3. 意义：
- 理解原核细胞和真核细胞的结构和功能，有助于理解生命的起源和进化。
二、组成细胞的分子
2.1 细胞中的元素和化合物
2.1.1 组成细胞的元素
1. 大量元素：
- C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
2. 微量元素：
- Fe、Zn、Cu、Mn、B、Mo等
3. 基本元素：
- C
4. 最基本元素：
- C
5. 含量最多的元素（按鲜重）：
- O
6. 含量最多的元素（按干重）：
- C
7. 注意：
- 元素的存在形式不是以单质形式存在，而是以化合物的形式存在。
- 元素在生物界和非生物界普遍存在，但在生物体内各种元素的含量比例与非生物界差异很大，体现了生物界与非生物界的差异性。
2.1.2 组成细胞的化合物
1. 无机化合物
- 水：含量最多的化合物 (鲜重)
- 自由水：含量高，是良好的溶剂，参与生化反应，运输营养物质和废物。
- 结合水：是细胞结构的重要组成部分。
- 无机盐：维持细胞的生命活动，如维持细胞的渗透压，维持酸碱平衡。
2. 有机化合物
- 糖类：
- 单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、脱氧核糖、核糖。
- 二糖：蔗糖、麦芽糖、乳糖。
- 多糖：淀粉、纤维素、糖原。
- 功能：主要的能源物质，细胞壁的组成成分（纤维素）。
- 脂肪：储能，绝热，保护内脏器官。
- 磷脂：细胞膜的重要组成成分。
- 固醇：胆固醇（动物细胞膜的组成成分），性激素，维生素D。
- 基本组成单位：氨基酸。
- 功能：结构蛋白，催化（酶），运输（血红蛋白），调节（激素），免疫（抗体），运动（肌动蛋白）。
- DNA：遗传物质。
- RNA：基因表达的中间媒介。
- 基本组成单位：核苷酸。
2.2 蛋白质是生命活动的主要承担者
2.2.1 氨基酸的结构特点
1. 结构通式：
- NH₂—CHR—COOH
2. 组成：
- 至少含有一个氨基和一个羧基，并且都连接在同一个碳原子上。
- 组成蛋白质的氨基酸约有20种。
2.2.2 蛋白质的结构和功能的多样性
1. 蛋白质结构多样性的原因：
- 氨基酸的种类、数量和排列顺序不同。
- 结构蛋白：构成细胞和生物体的结构。
- 酶：催化生物化学反应。
- 运输蛋白：运输物质。
- 免疫蛋白：识别和清除抗原。
- 激素：调节生理活动。
- 收缩蛋白：参与细胞运动和肌肉收缩。
3. 蛋白质结构与功能的关系：
- 蛋白质的结构决定功能。
2.3 核酸是遗传信息的携带者
2.3.1 DNA和RNA的结构
1. DNA
- 基本组成单位：脱氧核苷酸。
- 结构：双螺旋结构，两条链，磷酸和脱氧核糖交替连接在外侧，碱基对（A-T，G-C）排列在内侧。
2. RNA
- 基本组成单位：核糖核苷酸。
- 结构：单链结构（tRNA是局部双链）。
3. 核苷酸的组成：
- 五碳糖 (脱氧核糖或核糖)
- 磷酸
- 含氮碱基 (A, T, G, C 或 A, U, G, C)
2.3.2 DNA和RNA的功能
1. DNA：
- 是细胞中的遗传物质，携带遗传信息。
- 参与基因的表达。
- mRNA：携带遗传信息。
- tRNA：转运氨基酸。
- rRNA：构成核糖体的重要成分。
2.3.3 细胞中的核酸种类和分布
1. DNA：
- 主要存在于细胞核中（真核细胞），少量存在于线粒体和叶绿体中。
- 主要存在于细胞质中，少量存在于细胞核中。
三、细胞的分子组成与功能
3.1 总结
- 理解细胞的组成元素和化合物，理解蛋白质和核酸的结构和功能，能够更好地理解细胞的结构和功能。
- 细胞的分子组成与功能是相互联系，密不可分的。
- 掌握各种分子的特点，有助于理解生命的本质。
