高中必修一生物思维导图

# 《高中必修一生物思维导图》

**I. 细胞的分子组成**

*   **A. 无机物**
    *   1.  **水 (H₂O)**
        *   a.  **含量:** 细胞中含量最高的化合物
        *   b.  **存在形式:**
            *   i.  **自由水:** 含量高，代谢旺盛，良好的溶剂，参与化学反应，运输营养物质和废物
            *   ii.  **结合水:** 细胞结构的重要组成部分
        *   c.  **作用:**
            *   i.  细胞内的良好溶剂
            *   ii.  参与细胞内的许多化学反应
            *   iii. 运输营养物质和代谢废物
            *   iv.维持细胞的形态和功能
            *   v. 调节细胞温度 (蒸发吸热)
    *   2.  **无机盐**
        *   a.  **含量:** 含量较少
        *   b.  **存在形式:** 离子形式存在
        *   c.  **作用:**
            *   i.  维持细胞的生命活动 (如维持细胞的渗透压)
            *   ii.  某些无机盐是细胞内复杂化合物的重要组成成分 (如Fe参与血红蛋白的构成)
            *   iii.维持酸碱平衡

*   **B. 有机物**
    *   1.  **糖类**
        *   a.  **元素组成:** C, H, O
        *   b.  **分类:**
            *   i.  **单糖:** 葡萄糖、果糖、半乳糖、脱氧核糖、核糖
            *   ii.  **二糖:** 麦芽糖(葡萄糖+葡萄糖)、蔗糖(葡萄糖+果糖)、乳糖(葡萄糖+半乳糖)
            *   iii. **多糖:** 淀粉(植物细胞储能物质)、纤维素(植物细胞壁主要成分)、糖原(动物细胞储能物质)
        *   c.  **作用:**
            *   i.  主要的能源物质
            *   ii.  细胞结构的重要组成成分
            *   iii. 参与细胞表面的识别
    *   2.  **脂质**
        *   a.  **元素组成:** C, H, O (通常含少量N, P)
        *   b.  **分类:**
            *   i.  **脂肪:** 储能物质；保护、保温
            *   ii.  **磷脂:** 细胞膜的重要组成成分
            *   iii. **固醇:** 胆固醇(细胞膜的重要组成成分；参与调节机体的代谢)；性激素 (促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成)；维生素D (促进钙、磷的吸收)
        *   c.  **作用:**
            *   i.  储能物质
            *   ii.  细胞结构的重要组成成分
            *   iii. 具有调节生理功能的作用
    *   3.  **蛋白质**
        *   a.  **元素组成:** C, H, O, N (通常含S)
        *   b.  **基本单位:** 氨基酸 (20种)
        *   c.  **氨基酸结构特点:**
            *   i.  至少含有一个氨基和一个羧基
            *   ii.  都有一个R基团
            *   iii. 连接在同一个碳原子上
        *   d.  **蛋白质的形成:** 脱水缩合 (肽键连接氨基酸)
        *   e.  **蛋白质的结构层次:**
            *   i.  一级结构：氨基酸的种类、数目、排列顺序
            *   ii.  二级结构：α螺旋、β折叠等
            *   iii. 三级结构：在二级结构基础上进一步折叠和盘曲形成的空间结构
            *   iv. 四级结构：由多个具有三级结构的亚基组成的空间结构
        *   f.  **蛋白质的功能:**
            *   i.  构成细胞和生物体的重要成分 (结构蛋白)
            *   ii.  催化作用 (酶)
            *   iii. 运输作用 (血红蛋白)
            *   iv. 免疫作用 (抗体)
            *   v.  调节作用 (激素)
            *   vi. 运动作用 (肌动蛋白、肌球蛋白)
    *   4.  **核酸**
        *   a.  **元素组成:** C, H, O, N, P
        *   b.  **分类:**
            *   i.  **DNA (脱氧核糖核酸):** 遗传物质
                *   *基本单位:* 脱氧核苷酸 (磷酸 + 脱氧核糖 + 含氮碱基)
                *   *含氮碱基:* A, T, C, G
                *   *结构:* 双螺旋结构
            *   ii.  **RNA (核糖核酸):** 基因表达的中间产物或直接参与基因表达
                *   *基本单位:* 核糖核苷酸 (磷酸 + 核糖 + 含氮碱基)
                *   *含氮碱基:* A, U, C, G
                *   *种类:* mRNA (信使RNA)，tRNA (转运RNA)，rRNA (核糖体RNA)
        *   c.  **作用:**
            *   i.  遗传信息的携带者
            *   ii.  控制生物的性状

**II. 细胞的结构**

*   **A. 原核细胞和真核细胞**
    *   1.  **原核细胞:**
        *   a.  **特点:** 无核膜包被的细胞核
        *   b.  **结构:** 细胞壁，细胞膜，细胞质，核糖体，拟核 (DNA)
        *   c.  **代表生物:** 细菌、蓝藻、支原体、衣原体等
    *   2.  **真核细胞:**
        *   a.  **特点:** 有核膜包被的细胞核
        *   b.  **结构:** 细胞膜，细胞质，细胞核，多种细胞器
        *   c.  **代表生物:** 动物、植物、真菌等
    *   3.  **区别与联系:**
        *   a.  **区别:** 有无以核膜为界限的细胞核是重要标志
        *   b.  **联系:** 原核细胞是真核细胞进化来的，组成元素和化合物相似，统一性和多样性

*   **B. 细胞的结构**
    *   1.  **细胞膜**
        *   a.  **成分:** 磷脂双分子层，蛋白质，少量糖类
        *   b.  **结构特点:** 具有一定的流动性
        *   c.  **功能特点:** 具有选择透过性
        *   d.  **功能:**
            *   i.  将细胞与外界环境分隔开
            *   ii.  控制物质进出细胞
            *   iii. 进行细胞间的信息交流
    *   2.  **细胞质**
        *   a.  **细胞质基质:** 液态，含有多种物质，进行代谢活动的场所
        *   b.  **细胞器**
            *   i.  **核糖体:** 合成蛋白质的场所
            *   ii.  **内质网:** 蛋白质加工、运输的场所；脂质合成的场所
            *   iii. **高尔基体:** 蛋白质的加工、分类、包装的场所
            *   iv.  **线粒体:** 有氧呼吸的主要场所，细胞的“动力工厂”
            *   v.  **叶绿体:** 光合作用的场所 (仅植物细胞)
            *   vi.  **溶酶体:** 分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌
            *   vii. **液泡:** 调节细胞内的渗透压，维持细胞的膨胀度 (仅植物细胞)
            *   viii.**中心体:** 与细胞有丝分裂有关 (动物细胞和低等植物细胞)
    *   3.  **细胞核**
        *   a.  **结构:** 核膜，核孔，核仁，染色质
        *   b.  **功能:** 遗传物质储存和复制的场所，细胞代谢和遗传的控制中心

**III. 细胞的生命历程**

*   **A. 细胞的生长和增殖**
    *   1.  **细胞周期:** 连续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所经历的全过程
    *   2.  **有丝分裂:**
        *   a.  **过程:**
            *   i.  **前期:** 染色质螺旋化成为染色体，核膜、核仁逐渐解体消失，纺锤体形成
            *   ii.  **中期:** 染色体的着丝点排列在赤道板上
            *   iii. **后期:** 着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，向细胞两极移动
            *   iv.  **末期:** 染色体解螺旋化成为染色质，核膜、核仁重新出现，纺锤体消失，细胞质分裂，形成两个子细胞
        *   b.  **意义:** 保证了亲代和子代细胞之间遗传物质的稳定性
    *   3.  **无丝分裂:** 分裂过程简单，没有纺锤丝和染色体的出现，如蛙的红细胞

*   **B. 细胞的分化**
    *   1.  **概念:** 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
    *   2.  **原因:** 基因的选择性表达
    *   3.  **意义:** 使多细胞生物体内的细胞趋向专门化，有利于提高各项生理功能的效率

*   **C. 细胞的衰老和凋亡**
    *   1.  **细胞衰老:**
        *   a.  **特点:**
            *   i.  细胞内水分减少，体积变小
            *   ii.  细胞内酶的活性降低
            *   iii. 细胞内色素积累
            *   iv. 细胞膜的通透性改变，物质运输功能降低
        *   b.  **原因:** 多种因素共同作用的结果
    *   2.  **细胞凋亡:**
        *   a.  **概念:** 由基因决定的细胞自动结束生命的过程，是正常的生命现象，对生物体是有利的
        *   b.  **意义:** 清除体内衰老、损伤的细胞；维持机体内环境的稳定

*   **D. 癌细胞**
    *   1.  **特点:** 具有无限增殖的能力，细胞形态发生显著变化，细胞表面发生改变
    *   2.  **原因:** 基因突变
    *   3.  **危害:** 大量增殖形成肿瘤，破坏正常组织器官的功能

**IV. 物质进出细胞的方式**

*   **A. 被动运输**
    *   1.  **自由扩散:** 物质顺浓度梯度扩散，不需要载体蛋白的协助，不需要消耗能量 (如O₂，CO₂，H₂O)
    *   2.  **协助扩散:** 物质顺浓度梯度扩散，需要载体蛋白的协助，不需要消耗能量 (如葡萄糖进入红细胞)

*   **B. 主动运输**
    *   1.  物质逆浓度梯度扩散，需要载体蛋白的协助，需要消耗能量 (如K⁺，Na⁺)

*   **C. 胞吞和胞吐**
    *   1.  **胞吞:** 大分子或颗粒性物质进入细胞的过程，需要消耗能量，依赖细胞膜的流动性
    *   2.  **胞吐:** 大分子或颗粒性物质排出细胞的过程，需要消耗能量，依赖细胞膜的流动性

《高中必修一生物思维导图》

I. 细胞的分子组成

A. 无机物
- 1. 水 (H₂O)
    - a. 含量: 细胞中含量最高的化合物
    - b. 存在形式:
    - i. 自由水: 含量高，代谢旺盛，良好的溶剂，参与化学反应，运输营养物质和废物
    - ii. 结合水: 细胞结构的重要组成部分
    - c. 作用:
    - i. 细胞内的良好溶剂
    - ii. 参与细胞内的许多化学反应
    - iii. 运输营养物质和代谢废物
    - iv.维持细胞的形态和功能
    - v. 调节细胞温度 (蒸发吸热)
- 1. 无机盐
    - a. 含量: 含量较少
    - b. 存在形式: 离子形式存在
    - c. 作用:
    - i. 维持细胞的生命活动 (如维持细胞的渗透压)
    - ii. 某些无机盐是细胞内复杂化合物的重要组成成分 (如Fe参与血红蛋白的构成)
    - iii.维持酸碱平衡
B. 有机物
- 1. 糖类
    - a. 元素组成: C, H, O
    - b. 分类:
    - i. 单糖: 葡萄糖、果糖、半乳糖、脱氧核糖、核糖
    - ii. 二糖: 麦芽糖(葡萄糖+葡萄糖)、蔗糖(葡萄糖+果糖)、乳糖(葡萄糖+半乳糖)
    - iii. 多糖: 淀粉(植物细胞储能物质)、纤维素(植物细胞壁主要成分)、糖原(动物细胞储能物质)
    - c. 作用:
    - i. 主要的能源物质
    - ii. 细胞结构的重要组成成分
    - iii. 参与细胞表面的识别
- 1. 脂质
    - a. 元素组成: C, H, O (通常含少量N, P)
    - b. 分类:
    - i. 脂肪: 储能物质；保护、保温
    - ii. 磷脂: 细胞膜的重要组成成分
    - iii. 固醇: 胆固醇(细胞膜的重要组成成分；参与调节机体的代谢)；性激素 (促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成)；维生素D (促进钙、磷的吸收)
    - c. 作用:
    - i. 储能物质
    - ii. 细胞结构的重要组成成分
    - iii. 具有调节生理功能的作用
- 1. 蛋白质
    - a. 元素组成: C, H, O, N (通常含S)
    - b. 基本单位: 氨基酸 (20种)
    - c. 氨基酸结构特点:
    - i. 至少含有一个氨基和一个羧基
    - ii. 都有一个R基团
    - iii. 连接在同一个碳原子上
    - d. 蛋白质的形成: 脱水缩合 (肽键连接氨基酸)
    - e. 蛋白质的结构层次:
    - i. 一级结构：氨基酸的种类、数目、排列顺序
    - ii. 二级结构：α螺旋、β折叠等
    - iii. 三级结构：在二级结构基础上进一步折叠和盘曲形成的空间结构
    - iv. 四级结构：由多个具有三级结构的亚基组成的空间结构
    - f. 蛋白质的功能:
    - i. 构成细胞和生物体的重要成分 (结构蛋白)
    - ii. 催化作用 (酶)
    - iii. 运输作用 (血红蛋白)
    - iv. 免疫作用 (抗体)
    - v. 调节作用 (激素)
    - vi. 运动作用 (肌动蛋白、肌球蛋白)
- 1. 核酸
    - a. 元素组成: C, H, O, N, P
    - b. 分类:
    - i. DNA (脱氧核糖核酸): 遗传物质
      - 基本单位: 脱氧核苷酸 (磷酸 + 脱氧核糖 + 含氮碱基)
      - 含氮碱基: A, T, C, G
      - 结构: 双螺旋结构
    - ii. RNA (核糖核酸): 基因表达的中间产物或直接参与基因表达
      - 基本单位: 核糖核苷酸 (磷酸 + 核糖 + 含氮碱基)
      - 含氮碱基: A, U, C, G
      - 种类: mRNA (信使RNA)，tRNA (转运RNA)，rRNA (核糖体RNA)
    - c. 作用:
    - i. 遗传信息的携带者
    - ii. 控制生物的性状

II. 细胞的结构

A. 原核细胞和真核细胞
- 1. 原核细胞:
    - a. 特点: 无核膜包被的细胞核
    - b. 结构: 细胞壁，细胞膜，细胞质，核糖体，拟核 (DNA)
    - c. 代表生物: 细菌、蓝藻、支原体、衣原体等
- 1. 真核细胞:
    - a. 特点: 有核膜包被的细胞核
    - b. 结构: 细胞膜，细胞质，细胞核，多种细胞器
    - c. 代表生物: 动物、植物、真菌等
- 1. 区别与联系:
    - a. 区别: 有无以核膜为界限的细胞核是重要标志
    - b. 联系: 原核细胞是真核细胞进化来的，组成元素和化合物相似，统一性和多样性
B. 细胞的结构
- 1. 细胞膜
    - a. 成分: 磷脂双分子层，蛋白质，少量糖类
    - b. 结构特点: 具有一定的流动性
    - c. 功能特点: 具有选择透过性
    - d. 功能:
    - i. 将细胞与外界环境分隔开
    - ii. 控制物质进出细胞
    - iii. 进行细胞间的信息交流
- 1. 细胞质
    - a. 细胞质基质: 液态，含有多种物质，进行代谢活动的场所
    - b. 细胞器
    - i. 核糖体: 合成蛋白质的场所
    - ii. 内质网: 蛋白质加工、运输的场所；脂质合成的场所
    - iii. 高尔基体: 蛋白质的加工、分类、包装的场所
    - iv. 线粒体: 有氧呼吸的主要场所，细胞的“动力工厂”
    - v. 叶绿体: 光合作用的场所 (仅植物细胞)
    - vi. 溶酶体: 分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌
    - vii. 液泡: 调节细胞内的渗透压，维持细胞的膨胀度 (仅植物细胞)
    - viii.中心体: 与细胞有丝分裂有关 (动物细胞和低等植物细胞)
- 1. 细胞核
    - a. 结构: 核膜，核孔，核仁，染色质
    - b. 功能: 遗传物质储存和复制的场所，细胞代谢和遗传的控制中心

III. 细胞的生命历程

A. 细胞的生长和增殖
- 1. 细胞周期: 连续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所经历的全过程
- 1. 有丝分裂:
    - a. 过程:
    - i. 前期: 染色质螺旋化成为染色体，核膜、核仁逐渐解体消失，纺锤体形成
    - ii. 中期: 染色体的着丝点排列在赤道板上
    - iii. 后期: 着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，向细胞两极移动
    - iv. 末期: 染色体解螺旋化成为染色质，核膜、核仁重新出现，纺锤体消失，细胞质分裂，形成两个子细胞
    - b. 意义: 保证了亲代和子代细胞之间遗传物质的稳定性
- 1. 无丝分裂: 分裂过程简单，没有纺锤丝和染色体的出现，如蛙的红细胞
B. 细胞的分化
- 1. 概念: 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. 原因: 基因的选择性表达
- 1. 意义: 使多细胞生物体内的细胞趋向专门化，有利于提高各项生理功能的效率
C. 细胞的衰老和凋亡
- 1. 细胞衰老:
    - a. 特点:
    - i. 细胞内水分减少，体积变小
    - ii. 细胞内酶的活性降低
    - iii. 细胞内色素积累
    - iv. 细胞膜的通透性改变，物质运输功能降低
    - b. 原因: 多种因素共同作用的结果
- 1. 细胞凋亡:
    - a. 概念: 由基因决定的细胞自动结束生命的过程，是正常的生命现象，对生物体是有利的
    - b. 意义: 清除体内衰老、损伤的细胞；维持机体内环境的稳定
D. 癌细胞
- 1. 特点: 具有无限增殖的能力，细胞形态发生显著变化，细胞表面发生改变
- 1. 原因: 基因突变
- 1. 危害: 大量增殖形成肿瘤，破坏正常组织器官的功能

IV. 物质进出细胞的方式

A. 被动运输
- 1. 自由扩散: 物质顺浓度梯度扩散，不需要载体蛋白的协助，不需要消耗能量 (如O₂，CO₂，H₂O)
- 1. 协助扩散: 物质顺浓度梯度扩散，需要载体蛋白的协助，不需要消耗能量 (如葡萄糖进入红细胞)
B. 主动运输
- 1. 物质逆浓度梯度扩散，需要载体蛋白的协助，需要消耗能量 (如K⁺，Na⁺)
C. 胞吞和胞吐
- 1. 胞吞: 大分子或颗粒性物质进入细胞的过程，需要消耗能量，依赖细胞膜的流动性
- 1. 胞吐: 大分子或颗粒性物质排出细胞的过程，需要消耗能量，依赖细胞膜的流动性

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