高中生物知识可按必修核心模块与选修拓展模块分类梳理,形成从微观分子细胞到宏观生态系统的完整知识体系,以下是各模块核心知识点的总结集锦:
分子与细胞
细胞的分子组成:核心是构成生命的四大有机物。蛋白质由氨基酸经脱水缩合形成,结构多样性决定催化、运输等功能多样性;核酸分 DNA 和 RNA,均由核苷酸组成,DNA 是细胞生物和 DNA 病毒的遗传物质;糖类是主要供能物质,脂质中磷脂构成生物膜,脂肪负责储能保温。此外,水分为自由水和结合水,前者参与代谢,后者维持细胞结构;无机盐可构成特殊化合物,还能维持渗透压和酸碱平衡。
细胞的结构:原核与真核细胞的本质区别是有无核膜包被的细胞核。细胞膜以磷脂双分子层为骨架,蛋白质决定其功能,兼具流动性和选择透过性。线粒体是有氧呼吸主要场所,叶绿体是光合作用场所,核糖体负责合成蛋白质,细胞核则是遗传物质储存和复制的中心,控制细胞代谢与遗传。
细胞代谢:酶多为蛋白质,少数是 RNA,具有高效性和专一性,作用条件需适宜温度和 pH。ATP 是直接能源物质,通过与 ADP 相互转化供能。光合作用在叶绿体中进行,经光反应和暗反应将光能转化为有机物中稳定化学能;有氧呼吸分三阶段,主要在线粒体完成,无氧呼吸在细胞质基质进行,产物为酒精或乳酸。
细胞的生命历程:有丝分裂会经分裂间期和分裂期,保证亲子代细胞遗传物质稳定;细胞分化实质是基因选择性表达,植物细胞具有全能性。细胞衰老有水分减少、酶活性降低等特征;细胞凋亡是基因决定的编程性死亡,而原癌基因和抑癌基因突变会导致细胞癌变,癌细胞具有无限增殖等特征。
遗传与进化
遗传的基本规律:孟德尔分离定律的实质是等位基因随同源染色体分离而分离,一对相对性状杂交后代性状分离比多为 3:1;自由组合定律指非同源染色体上的非等位基因自由组合,两对相对性状杂交后代性状分离比多为 9:3:3:1。假说 - 演绎法是该模块核心研究方法,测交可用于验证遗传规律。
遗传的分子基础:基因是有遗传效应的 DNA 片段。中心法则涵盖 DNA 复制、转录和翻译过程,少数病毒存在逆转录现象。DNA 复制为半保留复制,保证遗传信息准确传递;转录以 DNA 一条链为模板合成 RNA,翻译在核糖体上以 mRNA 为模板合成蛋白质。
生物的变异与进化:变异来源包括基因突变、基因重组和染色体变异,其中基因突变是生物进化的根本原材料。生物进化的实质是种群基因频率的定向改变,自然选择决定进化方向,隔离是新物种形成的标志。达尔文自然选择学说揭示了生物适应环境和多样性形成的原因。
稳态与调节
植物的激素调节:生长素具有两重性,低浓度促进生长,高浓度抑制生长。向光性实验中,胚芽鞘尖端感受光刺激。此外还有赤霉素促进细胞伸长、乙烯促进果实成熟等,植物生长发育由多种激素协同调节。
动物的神经调节:反射是神经调节的基本方式,反射弧是其结构基础。兴奋在神经纤维上以电信号传导,在神经元之间通过突触单向传递,神经递质是传递信号的关键物质。大脑皮层是调节生理活动的高级中枢。
动物的体液调节:下丘脑是内分泌调节枢纽。激素调节中,甲状腺激素存在分级调节机制,胰岛素和胰高血糖素相互拮抗维持血糖平衡,相关激素间还存在协同作用。
免疫调节:免疫分非特异性免疫和特异性免疫。体液免疫中 B 细胞受刺激分化为浆细胞,产生抗体发挥作用;细胞免疫中 T 细胞可攻击靶细胞。二者共同抵御病原体,维护机体稳态。
生态系统及其稳定性
生态系统的结构:生态系统由生物群落和无机环境组成,生物成分包括生产者、消费者和分解者。食物链和食物网是生态系统中物质循环和能量流动的渠道。
生态系统的功能:能量流动具有单向流动、逐级递减的特点,传递效率约 10%-20%。物质循环如碳循环,是 CO₂在生物群落与无机环境间循环往复的过程。信息传递包括物理、化学和行为信息,能维持生态系统稳定。
生态系统的稳定性:分为抵抗力稳定性和恢复力稳定性。生物种类越多、营养结构越复杂,抵抗力稳定性越强。人类活动会影响生态系统稳定,保护生物多样性、维持生态平衡至关重要。
选修核心拓展(以人教版选修 1、3 为例)
生物技术实践:微生物培养需无菌操作,包括培养基配制、接种和灭菌等步骤。果酒和果醋制作分别利用酵母菌无氧呼吸和醋酸菌有氧呼吸;泡菜制作依赖乳酸菌无氧呼吸。植物组织培养基于细胞全能性,基因工程核心是构建基因表达载体,需限制酶、DNA 连接酶等工具。
现代生物科技专题:动物细胞培养是动物细胞工程基础,核移植技术可用于克隆动物。胚胎工程涵盖胚胎移植、胚胎分割等技术。此外,还需了解生物技术的伦理问题和安全规范,理性看待其发展与应用。