必修一生物思维导图涵盖细胞结构等基础，助梳理知识体系，明晰重点，辅助
高中必修一生物思维导图
分子与细胞
（一）走进细胞
- 生命活动离不开细胞
- 病毒无细胞结构，必须寄生在活细胞中才能生存和繁殖,如流感病毒侵入人体细胞。
- 单细胞生物（如草履虫）单个细胞能完成各项生命活动，多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作，共同完成一系列复杂的生命活动，例如人体的消化、呼吸等生理过程。
- 原核细胞和真核细胞
- 原核细胞：细胞较小，无成形的细胞核，只有拟核区域，含有环状 DNA；细胞质中只有一种细胞器——核糖体；细胞壁主要成分是肽聚糖，常见种类有细菌（如大肠杆菌）、蓝细菌（如蓝球藻）等。
- 真核细胞：细胞较大，有真正的细胞核，DNA 主要分布在细胞核中，还有少量分布在线粒体和叶绿体中；细胞质中有多种细胞器；植物细胞有细胞壁，主要成分是纤维素和果胶，动物细胞无细胞壁，如动物、植物、真菌等细胞。
| 比较项目 | 原核细胞 | 真核细胞 |
|---|---|---|
| 细胞核 | 无成形细胞核，仅有拟核区，含环状 DNA | 有真正细胞核，DNA 主要在细胞核 |
| 细胞壁 | 有（如细菌肽聚糖、植物纤维素和果胶） | 植物有，动物无 |
| 细胞质 | 仅有核糖体一种细胞器 | 多种细胞器 |
| 代表生物 | 细菌、蓝细菌等 | 动物、植物、真菌等 |
（二）细胞的多样性和统一性
- 不同细胞在形态、大小、功能上各有差异，这体现了细胞的多样性，人体红细胞呈两面凹的圆饼状，利于运输氧气；神经细胞有多个突起,与其传导兴奋的功能相适应。
- 原核细胞和真核细胞都具有细胞膜、细胞质基质、核糖体，遗传物质都是 DNA，这体现了细胞的统一性,说明它们有着共同的起源。
组成细胞的分子
（一）细胞中的元素和化合物
- 元素分类
- 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 等，C、H、O、N 是基本元素，C 是构成有机物的骨架。
- 微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo 等，虽然含量少，但作用重大，如缺 Fe 会导致血红蛋白合成障碍,引起缺铁性贫血。
- 化合物种类及含量
- 无机化合物：水占细胞鲜重的 60%-90%，是细胞内良好的溶剂，参与多种生化反应；无机盐虽含量少，但对维持细胞酸碱平衡、渗透压等至关重要,如血钙过低会抽搐。
- 有机化合物：蛋白质是干重中含量最高的，承担多种功能，如酶催化反应、抗体免疫等；脂质包括脂肪（储能）、磷脂（生物膜成分）、固醇（如胆固醇、维生素 D、性激素等）；糖类主要有葡萄糖（能源）、脱氧核糖（DNA 组成）、核糖（RNA 组成）等。
| 化合物类型 | 主要功能举例 |
|---|---|
| 蛋白质 | 催化（酶）、运输（载体蛋白）、免疫（抗体）等 |
| 脂质 | 储能（脂肪）、构成生物膜（磷脂）、调节（性激素等） |
| 糖类 | 供能（葡萄糖）、结构（核糖、脱氧核糖）、信息传递（细胞识别） |
（二）蛋白质的结构和功能
- 氨基酸结构通式：一个氨基酸至少含有一个氨基（-NH₂）和一个羧基（-COOH），且连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（-R）。
- 蛋白质形成过程：多个氨基酸通过脱水缩合形成肽链，肽键（-NH-CO-）连接氨基酸，脱去的水分子数等于肽键数等于氨基酸数减去肽链数,盘曲折叠的肽链形成具有特定空间结构的蛋白质。
- 蛋白质功能多样性：取决于氨基酸种类、数量、排列顺序以及空间结构的不同，如结构蛋白（胶原蛋白）、催化蛋白（胃蛋白酶）、运输蛋白（血红蛋白）、调节蛋白（胰岛素）等。
（三）核酸的结构和功能
- DNA 和 RNA 组成区别：DNA 含脱氧核糖、A、T、C、G 碱基，RNA 含核糖、A、U、C、G 碱基。
- 核酸结构特点：DNA 通常为双螺旋结构，RNA 多为单链，DNA 主要分布在细胞核，线粒体和叶绿体中有少量；RNA 主要分布在细胞质。
- 核酸功能：DNA 是遗传信息的携带者，通过复制传递遗传信息；RNA 在蛋白质合成中起重要作用，如 mRNA 传递遗传信息，tRNA 运输氨基酸，rRNA 是核糖体的组成部分。
细胞的基本结构
（一）细胞膜
- 流动镶嵌模型：磷脂双层构成基本支架，具有流动性；蛋白质镶嵌或贯穿其中，有的覆盖在表面，具有识别、运输、催化等功能,且大多能运动。
- 细胞膜功能：将细胞与外界环境分隔开，保障内部环境相对稳定；控制物质进出，方式有自由扩散（如氧气、二氧化碳进出）、协助扩散（如葡萄糖进入红细胞）、主动运输（如钠钾泵工作）；进行细胞间信息交流，可通过分泌信号分子（如激素）、细胞膜直接接触（如精子和卵细胞识别）、细胞间通道（如高等植物胞间连丝）实现。
（二）细胞质和细胞器
- 细胞质基质：是新陈代谢的主要场所，为细胞代谢提供所需的物质和一定的环境条件，如酶、ATP、核苷酸等。
- 主要细胞器
- 线粒体：双层膜结构，内膜向内折叠形成嵴，增大酶附着面积，是有氧呼吸主要场所，产生大量 ATP，为细胞生命活动供能,如心肌细胞中线粒体多。
- 叶绿体：双层膜，内有类囊体堆叠，含色素可吸收光能，是光合作用的场所，能将光能转化为化学能储存在有机物中,如绿色植物叶肉细胞中叶绿体丰富。
- 内质网：单层膜，分为粗面内质网（附着核糖体，参与蛋白质合成加工）和光面内质网（合成脂质等）。
- 高尔基体：单层膜，在植物细胞中与细胞壁形成有关，动物细胞中与分泌物分泌相关，如胰岛 B 细胞分泌胰岛素时高尔基体活动旺盛。
- 溶酶体：单层膜，含多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死入侵的病毒或细菌,如硅肺病与溶酶体缺乏分解硅尘的酶有关。
- 液泡：单层膜，成熟植物细胞液泡大，储存营养物质、色素等，调节细胞渗透压,维持细胞形态。
- 核糖体：无膜结构，由 rRNA 和蛋白质组成，是蛋白质合成的场所，游离核糖体合成胞内蛋白,附着在内质网上的核糖体合成分泌蛋白。
| 细胞器 | 功能 |
|---|---|
| 线粒体 | 有氧呼吸主要场所，产生 ATP |
| 叶绿体 | 光合作用场所，转化光能为化学能 |
| 内质网 | 粗面：蛋白质加工；光面：脂质合成 |
| 高尔基体 | 植物：细胞壁形成；动物：分泌物分泌 |
| 溶酶体 | 分解细胞内物质，防御外来病原体 |
| 液泡 | 储存物质，维持细胞形态 |
| 核糖体 | 蛋白质合成 |
（三）细胞核
- 结构：核膜（双层膜，有核孔）、核仁（与某种 RNA 合成及核糖体形成有关）、染色质（由 DNA 和蛋白质组成，DNA 是遗传信息载体）。
- 功能：是遗传信息库，控制细胞的代谢和遗传，如细胞核中含有 DNA，通过指导蛋白质合成来调控细胞的生命活动；是细胞代谢和遗传的控制中心。
相关问题与解答
问题 1：如何区分原核生物和真核生物？
解答：原核生物细胞较小，无成形的细胞核，只有拟核区含有环状 DNA，细胞质中仅核糖体一种细胞器，细胞壁成分多为肽聚糖（如细菌）或不含细胞壁（如支原体），真核生物细胞较大，有真正的细胞核，DNA 主要分布在细胞核，细胞质有多种细胞器，植物细胞有细胞壁（成分纤维素和果胶），动物细胞无细胞壁，蓝细菌是原核生物,而小麦是真核生物。
问题 2：为什么说细胞膜的成分不是固定不变的？
解答：细胞膜的成分会因细胞类型、细胞所处环境以及生理状态不同而变化，当细胞癌变时，细胞膜上的糖蛋白减少，导致细胞间黏着性下降，容易扩散转移；当细胞处于不同渗透压环境中,细胞膜的脂质和蛋白质比例可能会微调以维持其功能；
