以下是人民教育出版社高中生物必修一(分子与细胞)前三章的详细总结:


第一章 走进细胞

核心主题:细胞是生命活动的基本单位,细胞学说的建立及其意义。

1.1 细胞是生命活动的基本单位

  • 细胞学说的建立
    • 科学家贡献:施莱登、施旺提出“所有动植物由细胞构成”;魏尔肖修正为“新细胞由老细胞分裂产生”。
    • 意义:揭示了动植物的统一性,为生物进化论奠定基础。
  • 生命系统的结构层次
    • 细胞→组织→器官→器官系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈。
    • 细胞是基础层次:单细胞生物(如草履虫)独立完成生命活动;多细胞生物依赖细胞分化。

1.2 细胞的多样性与统一性

  • 原核细胞与真核细胞
    • 原核生物:无细胞核,无膜包被细胞器(如细菌、蓝藻)。
    • 真核生物:有细胞核和复杂细胞器(如动植物、真菌)。
    • 共同点:细胞膜、细胞质(含核糖体)、遗传物质(DNA)。
  • 病毒
    • 非细胞生物,依赖宿主生存,遗传物质为DNA或RNA(如噬菌体、HIV)。

1.3 观察细胞

  • 显微镜使用
    • 高倍镜操作步骤:低倍镜定位→移动装片→转高倍镜→调细准焦螺旋。
    • 注意事项:标本需薄而透明;放大倍数=物镜倍数×目镜倍数。
  • 细胞多样性:形态功能各异(如红细胞扁平、神经细胞长突起)。

第二章 组成细胞的分子

核心主题:细胞由元素和化合物构成,生物大分子的结构与功能。

2.1 元素与化合物

  • 元素组成
    • 大量元素(C、H、O、N、P、S等);微量元素(Fe、Mn、Zn等)。
    • 特点:C是核心元素,构成生物大分子骨架。
  • 化合物检测实验
    • 还原糖:斐林试剂(水浴加热呈砖红色,需沸水浴)。
    • 脂肪:苏丹III/IV染色(橘红色/红色);需切片观察。
    • 蛋白质:双缩脲试剂(紫色,无需加热)。
    • 淀粉:碘液(蓝色)。

2.2 蛋白质

  • 基本单位——氨基酸
    • 通式:氨基(-NH₂)和羧基(-COOH)连同一碳原子,侧链(R基)决定种类。
    • 连接方式:脱水缩合形成肽键(-NH-CO-)。
  • 结构层次
    • 一级结构(氨基酸序列)→二级(α螺旋/β折叠)→三级(空间结构)→四级(多亚基)。
  • 功能多样性:结构蛋白(如胶原蛋白)、酶(催化)、载体、抗体等。

2.3 核酸

  • 种类与分布
    • DNA:主要存于细胞核(线粒体、叶绿体含少量),携带遗传信息。
    • RNA:主要存于细胞质,参与蛋白质合成。
  • 结构
    • 基本单位:核苷酸(五碳糖+磷酸+含氮碱基)。
    • DNA:脱氧核糖,碱基为A、T、C、G;双螺旋结构。
    • RNA:核糖,碱基为A、U、C、G;单链。

2.4 糖类与脂质

  • 糖类
    • 单糖:葡萄糖(主要能源)、果糖、半乳糖、核糖。
    • 二糖:蔗糖(植物)、乳糖(动物)。
    • 多糖:淀粉(植物储能)、糖原(动物储能)、纤维素(植物细胞壁)。
  • 脂质
    • 脂肪:储能、保温、缓冲。
    • 磷脂:细胞膜主要成分。
    • 固醇:胆固醇(动物膜结构)、性激素、维生素D。

2.5 水与无机盐

    • 结合水:细胞结构成分。
    • 自由水:溶剂、参与反应、运输物质。
  • 无机盐
    • 存在形式:离子(如Na⁺、K⁺)或化合物(如CaCO₃)。
    • 功能:维持渗透压(如NaCl)、酸碱平衡(缓冲对)、组成化合物(如Fe²⁺参与血红蛋白)。

第三章 细胞的基本结构

核心主题:细胞膜、细胞质和细胞核的结构与功能。

3.1 细胞膜(质膜)

  • 成分:磷脂(双层骨架)、蛋白质(载体、酶等)、糖类(糖蛋白,识别作用)。
  • 结构模型:流动镶嵌模型(磷脂和蛋白质可侧向移动)。
  • 功能
    • 控制物质进出:自由扩散、协助扩散、主动运输。
    • 细胞间交流:信号分子(如激素)与受体结合。

3.2 细胞器

  • 分工协作
    • 线粒体:有氧呼吸主要场所(“动力车间”)。
    • 叶绿体:光合作用场所(植物特有,“能量转换站”)。
    • 内质网:粗面(加工蛋白质)、光面(合成脂质)。
    • 高尔基体:加工分泌蛋白,参与植物细胞壁形成。
    • 核糖体:合成蛋白质(附着型→分泌蛋白;游离型→胞内蛋白)。
    • 溶酶体:含水解酶,分解衰老细胞器。
  • 细胞骨架:蛋白质纤维网,维持细胞形态,参与物质运输。

3.3 细胞核

  • 结构
    • 核膜:双层膜,有核孔(大分子运输通道)。
    • 核仁:与核糖体RNA合成有关。
    • 染色质:DNA+蛋白质,细胞分裂时凝缩为染色体。
  • 功能:遗传信息库,控制细胞代谢和遗传。

3.4 生物膜系统

  • 组成:细胞膜、细胞器膜、核膜等。
  • 功能
    • 分隔细胞空间,提高代谢效率。
    • 膜蛋白参与物质运输、能量转换和信息传递。
    • 分泌蛋白合成路径:核糖体→粗面内质网→高尔基体→细胞膜。

重点总结

  • 细胞学说:揭示生物统一性的里程碑。
  • 生物大分子:蛋白质和核酸是生命活动的物质基础。
  • 结构与功能适应:如线粒体嵴增加膜面积利于呼吸酶分布。
  • 分工与协作:细胞器协同完成生命活动(如分泌蛋白的合成)。

此总结涵盖前三章的核心知识点,适合系统复习与理解细胞生物学的基础框架。