第07讲 细胞的生命进程（8大考点梳理）（知识清单）（上海专用）2027年高考生物一轮复习讲练测

该高中生物学高考复习知识清单聚焦细胞的生命进程专题，涵盖细胞增殖、有丝分裂、细胞周期、分化、全能性、衰老与死亡等核心内容，通过知识脑图搭建框架，分8大考点系统梳理必背知识与实验要点。 清单以科学思维为导向，设速记口诀（如有丝分裂“膜仁消失现两体”）、易错易混辨析（如赤道板与细胞板区别）及实验步骤详解（如根尖压片技巧），结合前沿视窗链接学科进展，培养生命观念与探究实践能力，助力学生自主构建知识体系，为教师提供精准复习指导工具。

第7讲 细胞的生命进程 目录导航 01知识脑图·核心脉络巧搭建——梳理专题框架，搭建知识体系 02考点梳理·必背知识全突破——深挖高频考点，总结速记易错 考点1 细胞通过分裂实现增殖 考点2 有丝分裂保证遗传信息的准确传递 考点3 细胞分裂具有周期性 考点4 细胞具有多种分裂方式 考点5 观察根尖分生区的有丝分裂（实验） 考点6 细胞通过分化形成组织器官 考点7 细胞的全能性与干细胞 考点8 细胞的衰老和死亡 知识脑图·核心脉络巧搭建 考点梳理·必背知识全突破 考点1 细胞通过分裂实现增殖 必背知识梳理 1．细胞增殖的概念与意义 细胞增殖是细胞生命活动的重要特征之一。多细胞生物体从一个受精卵发育而成，从婴儿到成年，人体细胞会从约 10¹² 个增加到约 10¹⁴ 个；进入成年期后即使个体不再生长，体内大部分细胞仍会不断更新——如肠上皮细胞每天都有分裂，每秒钟我们体内会产生数百万个新细胞。细胞增殖是实现生物体生长、发育、繁殖和创伤修复的基础。 【核心知识】细胞增殖的生物学意义：①使细胞数目增多，保证生物体的生长、发育与组织更新；②通过有丝分裂，使亲代细胞的遗传信息准确、稳定地传递给子细胞，保持遗传的连续性和稳定性。 2．细胞不能无限长大的原因 生物体的生长既靠细胞体积增大（生长），更靠细胞数目增多（增殖）。细胞之所以不能无限长大，主要有两方面限制： ①细胞核的控制能力有限：细胞核中的遗传物质（DNA）数目相对恒定，能控制的细胞质范围有限，细胞过大时核质比失衡，代谢难以正常进行； ②细胞相对表面积减小：随细胞体积增大，表面积与体积之比（相对表面积）减小，物质运输效率降低，无法满足细胞代谢对物质交换的需求。 【深度理解】细胞增殖的必要性：与其让一个细胞无限长大，不如通过分裂产生更多小细胞，这样既能维持较高的相对表面积和核质比，保证高效的物质运输与核控制，又便于遗传信息的精确分配。 3．真核细胞增殖方式总览 真核生物的细胞分裂方式主要有三种：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。其中，多细胞生物体细胞的主要增殖方式是有丝分裂。不同的分裂方式在染色体行为、纺锤体是否出现以及产生的子细胞等方面存在差异。 分裂方式 出现对象 主要特点 生理意义 有丝分裂 体细胞主要方式 出现纺锤体和染色体，染色体的复制与均分 保证遗传信息稳定传递，利于生长、组织更新 无丝分裂 蛙的红细胞等 不出现纺锤体和染色体变化，核直接拉长缢裂 快速增殖 减数分裂 产生生殖细胞 DNA复制一次，细胞连续分裂两次，子细胞染色体减半 产生生殖细胞，维持亲子代染色体数目恒定 速记口诀突破 1． 细胞增殖的意义 口诀：数目增多靠分裂，遗传稳定靠均分；生长更新与繁殖，创伤修复也靠它。 解释：细胞增殖使细胞数目增多，是生长、发育、繁殖、组织更新和创伤修复的基础；通过染色体的复制和均分，保证遗传信息由亲代稳定传递给子代。 2． 细胞不能无限长大的原因 口诀：一限核质比，二限表面积；核小胞大管不住，运输变慢难呼吸。 解释：①细胞核控制能力有限，细胞过大核质比失衡；②相对表面积减小，物质运输效率降低。因此细胞靠分裂增殖而非无限增大来满足生长需要。 3． 三种分裂方式速记 口诀：有丝纺锤染色体，体细胞里最常见；无丝不把纺锤见，蛙的红细胞是典型；减数复制只一次，连分两回减半数，生殖细胞靠它成。 解释：有丝分裂出现纺锤体和染色体，是体细胞主要增殖方式；无丝分裂无纺锤体和染色体变化，如蛙红细胞；减数分裂DNA复制一次、分裂两次、染色体减半，产生生殖细胞。 易错易混辨析 易错点 正确辨析 细胞增殖 = 细胞长大？ ≠。增殖是细胞数目增多（通过分裂），生长是细胞体积增大；生物体的生长是二者共同作用的结果。 所有细胞都以有丝分裂增殖？ 不一定。体细胞以有丝分裂为主，但蛙红细胞进行无丝分裂，生殖细胞由减数分裂产生，细菌（原核细胞）以二分裂方式增殖。 细胞越大，物质运输效率越高？ 相反。细胞越大，相对表面积（表面积/体积）越小，物质运输效率越低，这也是细胞不能无限长大的原因之一。 成熟哺乳动物红细胞能增殖？ 不能。哺乳动物成熟红细胞无细胞核和众多细胞器，已失去分裂能力，不能增殖。 考点2 有丝分裂保证遗传信息的准确传递 必背知识梳理 1．核心概念梳理 多细胞生物体细胞主要通过有丝分裂的方式实现增殖，一次分裂形成两个与亲代细胞完全相同的子代细胞。掌握有丝分裂，必须先厘清以下核心概念： 概念 内涵 有丝分裂 体细胞的主要增殖方式，分裂后子细胞与亲代细胞遗传信息完全相同。 分裂间期 分裂前细胞通过 DNA 复制，形成两套完整遗传物质、合成有关蛋白质的准备阶段。 染色体 细胞核内长丝状染色质经螺旋化（高度螺旋）后形成的棒状结构，分裂时清晰可见。 染色单体 间期 DNA 复制后，每条染色体含两条相同的姐妹染色单体，通常呈“X”形，由着丝粒连接。 姐妹染色单体 同一条染色体复制产生的两条染色单体，含相同的遗传信息，通过着丝粒相连。 着丝粒 连接两条姐妹染色单体的部位，也是纺锤丝附着、后期分裂的位置。 纺锤丝 以中心体（动物）或细胞两极（植物）为起点，由微管（蛋白）构成、呈放射状排列。 纺锤体 纺锤丝以两极为顶点，前期开始形成的梭形结构，牵引染色体移向两极。 赤道板 细胞中央的假想平面（实际不存在），中期染色体排列其上；并非真实结构。 【统一性】染色质和染色体是同一种物质（DNA＋蛋白质）在细胞不同时期的两种存在状态：分裂间期为细长的染色质丝，分裂期高度螺旋化、缩短变粗成为染色体，分裂结束又解旋为染色质。 图5-3 染色体形成过程示意图（染色质螺旋化形成染色体） 2．有丝分裂各时期的主要特点（动物细胞） 为便于研究，整个有丝分裂过程被人为划分为前期、中期、后期和末期，每个时期都有典型的形态特征。口诀记忆配合下表，能系统掌握各时期的染色体行为： 时期 主要特点 前期 ①核膜、核仁逐渐消失（解体）；②染色质高度螺旋化形成染色体；③中心体（已复制）分离移向两极，发出纺锤丝形成纺锤体，纺锤丝与染色体着丝粒部位相连，牵引染色体向赤道面移动。 中期 ①染色体高度螺旋化到最大程度，着丝粒两侧分别与两极纺锤丝相连，整齐地排列在细胞赤道面上；②染色体数目、形态最为清晰——是观察染色体计数的最佳时期。 后期 ①每条染色体的姐妹染色单体在着丝粒部位分开（着丝粒分裂），形成两组形态、结构和数目相同的染色体；②染色体在纺锤丝牵引下分别向两极移动，细胞沿两极方向拉长，赤道面细胞膜开始向内凹陷。 末期 ①染色体到达两极，解旋恢复为染色质；②核膜、核仁重新出现并包裹染色质；③细胞质完成分裂（细胞膜内陷缢裂），形成两个独立的子细胞。 【核心知识】细胞质分裂一般从后期开始：动物细胞由细胞膜在赤道面向内凹陷（缢裂）；植物细胞在赤道面形成细胞板，由中央向四周扩展形成新细胞壁（与高尔基体有关）。 动物细胞增殖过程示意图（前/中/后/末期） 3．动物与高等植物有丝分裂的区别 动植物细胞有丝分裂过程中，染色体的行为和纺锤体的形成基本相似，但存在两处关键差异，集中于纺锤体的形成方式和细胞质分裂方式： 比较项目 动物细胞 高等植物细胞 纺锤体形成 有中心体，中心体复制后移向两极，由中心体发出纺锤丝构成纺锤体 无中心体（低等植物除外），由细胞两极直接发出纺锤丝形成纺锤体 细胞质分裂 细胞膜从中部向内凹陷，细胞质缢裂成两个子细胞 细胞中部形成细胞板，扩展形成细胞壁，分隔成两个子细胞 【深度理解】细胞板的形成与高尔基体密切相关：植物细胞在分裂末期，由高尔基体产生的小囊泡聚集在赤道面融合形成细胞板，进而形成新的细胞壁。动物细胞则依靠细胞膜内陷缢裂完成胞质分裂。 4．有丝分裂过程中相关的细胞器 有丝分裂不仅是细胞核的变化，还需要多种细胞器的协同配合，它们在不同时期发挥作用： 细胞器 生物类型 作用时期 生理作用 核糖体 动物、植物 主要是分裂间期 合成相关蛋白质（如组成纺锤丝的蛋白、细胞周期蛋白等） 线粒体 动物、植物 整个细胞周期 提供分裂所需的能量（ATP） 高尔基体 植物 末期 与细胞板（细胞壁）的形成有关 中心体 动物、低等植物 前期 发出星射线（纺锤丝），与纺锤体的形成有关 【实验提醒】DNA 的平均分配仅指细胞核中染色体（含 DNA）的平均分配；细胞质中的 DNA（如线粒体 DNA）在分裂时是随机分配的——线粒体等细胞器随机进入子细胞；中心体经复制后均等分配到两个子细胞中。 5．染色体、染色单体、核DNA数目的变化规律 有丝分裂过程中染色体、染色单体和核 DNA 分子数随时期变化，是上海等级考的高频考点。关键在于抓住两个转折点：间期 S 期 DNA 复制（DNA 加倍、染色单体出现，染色体数不变）；后期着丝粒分裂（染色体数加倍、染色单体消失，DNA 数不变）。 项目 分裂间期 前期 中期 后期 末期 子细胞 核DNA数目 2n→4n 4n 4n 4n 4n 2n 染色体数目 2n 2n 2n 4n 4n 2n 染色单体数目 0→4n 4n 4n 0 0 0 【核心知识】数目比例规律（必背）：①当有染色单体存在时（间期 S 期后到中期），染色体数 ∶ 染色单体数 ∶ 核 DNA 分子数 ＝ 1 ∶ 2 ∶ 2；②当无染色单体存在时（后期及之后），染色体数 ∶ 核 DNA 分子数 ＝ 1 ∶ 1。（染色体数 ＝ 着丝粒数，按着丝粒计数最可靠。） 有丝分裂中染色体、染色单体、核DNA分子数目的变化（2n=4） 【深度理解】看曲线抓两“变”：①DNA 在间期（S 期）因复制而上升、在末期因胞质分裂而下降；②染色体在后期因着丝粒分裂而上升、在末期因胞质分裂而下降；③染色单体在间期（S 期）出现、在后期因姐妹染色单体分开而消失归零。 6．易错拓展与重要结论 ①赤道板与细胞板：赤道板是细胞中央的假想平面，实际并不存在；细胞板是分裂末期实际出现的结构，可扩展形成新的细胞壁，其形成与高尔基体有关。 ②着丝粒的分裂不是纺锤丝牵引所致：纺锤丝的功能是牵引已经分开的两条子染色体移向两极，而非拉断着丝粒——着丝粒分裂是细胞自身的生理过程。 ③不同细胞的细胞周期长度不同：分裂间期与分裂期所占比例也不同，细胞周期的长短差异主要来自分裂间期。 ④细胞周期同步化：通过药物人工诱导，可使细胞同步停留在细胞周期的特定时期——DNA 合成阻断法（TdR 或羟基脲）特异性抑制 DNA 合成，将细胞阻断在 S 期；分裂中期阻断法（秋水仙素）抑制纺锤体形成，将细胞阻断在分裂中期。 【前沿视窗】2024 年 11 月，中国科学院遗传与发育生物学研究所杨宝军团队与根特大学 Bert De Rybel 研究组在《Science》发文，揭示了转录因子 SPL13 触发定向细胞分裂、调控根尖分生组织相变的机制，并筛选到能显著影响植物细胞分裂方向的小分子化合物 coral7。该研究为根系形态改造提供了新思路。【考点预测】有丝分裂常与减数分裂联合，考查细胞分裂方向、染色体行为及分子进程。 速记口诀突破 1． 有丝分裂各时期特征（动物） 口诀：膜仁消失现两体，染色体上赤道齐；着丝点裂均两极，两消两现重开始。 解释：前期：核膜核仁消失、纺锤体出现（膜仁消失现两体）；中期：染色体着丝粒整齐排列在赤道板上（赤道齐）；后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开分别移向两极（均两极）；末期：染色体纺锤体消失，核膜核仁重现（两消两现重开始）。 2． 动植物有丝分裂区别 口诀：动物前有中心体，膜中部凹来缢裂开；植物无心生两极，细胞板上细胞壁。 解释：前期纺锤体形成：动物由中心体发出纺锤丝，植物（无中心体）由两极发出纺锤丝；末期胞质分裂：动物细胞膜内陷缢裂，植物赤道面形成细胞板再扩展为细胞壁。 3． 数目变化规律（核心） 口诀：复制只加 DNA，单体跟着来；着丝粒裂加染色体，单体即刻埋；有单体 1∶2∶2，无单体 1∶1 在。 解释：S 期 DNA 复制：DNA 加倍、染色单体出现，染色体数不变；后期着丝粒分裂：染色体数加倍、染色单体消失（=0），DNA 不变。有染色单体时染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2；无染色单体时染色体∶DNA＝1∶1。 4． 细胞器分工 口诀：核糖间期造蛋白，线粒全程供能量；高尔基体末期忙，植物细胞壁它建；中心体在前期，动物低植纺锤体。 解释：核糖体（间期）合成蛋白质；线粒体（全程）供能；高尔基体（末期）参与植物细胞板/细胞壁形成；中心体（前期）参与动物和低等植物纺锤体形成。 易错易混辨析 易错点 正确辨析 间期 S 期 DNA 复制后染色体数目加倍？ 错。DNA 复制使 DNA 数目加倍、出现染色单体，但染色体数目不变（着丝粒未分裂）；造成染色体数目加倍的是后期着丝粒分裂。 有丝分裂后期 核DNA∶染色体∶染色单体 ＝ 1∶1∶1？ 错。后期着丝粒分裂、姐妹染色单体分开，染色单体数为 0；此时核DNA∶染色体∶染色单体 ＝ 1∶1∶0。 着丝粒的分裂是纺锤丝拉断的？ 错。着丝粒分裂是细胞自身生理过程，并非纺锤丝牵引所致；纺锤丝只负责牵引已分开的子染色体移向两极。 赤道板 = 细胞板？ ≠。赤道板是细胞中央的假想平面，实际不存在；细胞板是分裂末期实际出现的结构，扩展后形成新的细胞壁。 观察染色体计数选后期最好？ 不一定。中期染色体形态稳定、数目清晰、着丝粒整齐排在赤道板，是观察、计数染色体的最佳时期；后期染色体虽多但已开始移动，反而不利于计数。 植物细胞有中心体吗？ 高等植物细胞无中心体（低等植物除外），但仍能由两极发出纺锤丝形成纺锤体；中心体只见于动物和低等植物细胞。 考点3 细胞分裂具有周期性 必背知识梳理 1．细胞周期的概念 从植物根尖有丝分裂的观察实验中可以发现：即使是在细胞分裂旺盛的根尖分生区，大部分细胞都有清晰的细胞核，而正进行有丝分裂的细胞相对较少。这说明分裂前的物质准备（蛋白质合成、DNA 复制等）耗时更长，细胞分裂具有周期性。 【核心知识】细胞周期（cell cycle）：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，所经历的全过程称为一个细胞周期。一个细胞周期 ＝ 分裂间期（G 期）＋ 分裂期（M 期）。 2．分裂间期与分裂期的时间占比 从时间上看，分裂间期比较长，约占整个细胞周期的 90%～95%；分裂期（M 期）较短，只占 5%～10%。间期细胞充分生长，并为下一次分裂做活跃的物质准备（DNA 复制和有关蛋白质的合成），是整个细胞周期的核心阶段。 细胞周期示意图（分裂间期约占 90%～95%，分裂期约占 5%～10%） 【深度理解】理解细胞周期“三句话”：①“先长后短”——先经历长的分裂间期做物质准备，再经历短的分裂期；②“终点到终点”——从上一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时结束，才算一个完整周期；③“先复制后分裂”——必须先完成 DNA 复制，才能完成细胞分裂。 3．不同细胞的细胞周期长短不同 自然界细胞种类繁多，不同细胞有丝分裂的形态变化基本相同，但细胞周期长短差异很大：有些细胞分裂一次仅需数十分钟（如胚胎细胞、酵母菌）；洋葱根尖细胞的细胞周期约为 24 h；人消化道上皮细胞的细胞周期约 10 h；还有些细胞的细胞周期长达一年至数年。 【实验提醒】细胞周期长短的差异主要来自分裂间期的不同——细胞一旦进入分裂期，持续时间相对恒定。这也是镜检时多数细胞处于间期、少数处于分裂期的根本原因（间期占比 90% 以上）。 4．细胞周期的调控：细胞周期蛋白与 CDK 细胞周期受外部环境、细胞内基因和蛋白质等因素协作控制，每个时期“完成任务并通过自我审核”才进入下一时期。20 世纪 80 年代，以英国科学家亨特（T. Hunt）为代表，从海胆受精卵中发现两类与细胞分裂密切相关的蛋白质： 调控物质 全称/含义 作用 细胞周期蛋白（cyclin） cyclin 其含量随细胞周期进程周期性升降 细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK） cyclin-dependent kinase 需与 cyclin 结合并被激活，推动细胞周期有序进程 【前沿视窗】cyclin 与 CDK 表现异常会造成细胞周期调控失败，可能引发肿瘤。科学家在多种肿瘤细胞中发现 CDK 酶活性过度活跃，使细胞分裂失去控制。以 CDK4/6、CDK7（乳腺癌发生的驱动者）为靶点开发的抑制剂，可关闭 CDK 过度活化、阻止肿瘤细胞进入分裂期——2015 年全球首个 CDK4/6 抑制剂获批上市，为乳腺癌治疗带来新希望。因此设想通过药物抑制 CDK 酶活性来控制肿瘤细胞的分裂。 5．细胞周期同步化 通过人工诱导（药物诱导），可使细胞同步停留在细胞周期的特定时期，便于研究： 同步化方法 常用试剂 阻断时期 原理 DNA 合成阻断法 TdR（胸腺嘧啶脱氧核苷）或羟基脲 S 期 特异性抑制 DNA 合成，不影响其他时期细胞运转 分裂中期阻断法 秋水仙素 分裂中期 抑制纺锤体形成，使染色体虽分离却不能移向两极 速记口诀突破 1． 细胞周期判定（三句话） 口诀：先长后短间期长，终点到终点算一趟；先复制来后分裂，缺一不可成周期。 解释：①分裂间期长、分裂期短；②从一次分裂完成开始，到下一次分裂完成为止，为一个完整细胞周期；③必须先完成 DNA 复制，才能完成细胞分裂。 2． 细胞周期组成与占比 口诀：间期九成五，分裂零头占；间期忙准备，分裂才出场。 解释：分裂间期约占细胞周期的 90%～95%，分裂期约占 5%～10%；间期完成 DNA 复制和蛋白质合成，是物质准备的主要阶段。 3． 调控与同步化 口诀：cyclin 搭 CDK，周期闸门由它把；TdR 把 S 期拦，秋水仙素中期卡。 解释：cyclin 与 CDK 组成复合物调控细胞周期进程，异常会引发肿瘤；TdR/羟基脲阻断 DNA 合成，将细胞阻断在 S 期；秋水仙素抑制纺锤体形成，将细胞阻断在分裂中期。 ◆ 易错易混辨析 易错点 正确辨析 细胞周期 ＝ 分裂期 ＋ 分裂间期，二者时间相当？ ≠。分裂间期远长于分裂期，间期约占 90%～95%，分裂期仅占 5%～10%。镜检时大多数细胞处于间期正是这个原因。 细胞周期从 DNA 复制开始？ 错。细胞周期从“上一次分裂完成时”开始（即子细胞形成时），先进入分裂间期，DNA 复制发生在间期的 S 期。 所有细胞都有细胞周期？ 不一定。只有能连续分裂的细胞才有细胞周期，如根尖分生区细胞、受精卵、干细胞；高度分化的细胞（如神经细胞、成熟红细胞）不再分裂，没有细胞周期。 不同细胞周期长短差异来自分裂期？ 错。差异主要来自分裂间期；细胞一旦进入分裂期，持续时间相对恒定。 CDK 活性越高对细胞越有利？ 不一定。CDK 酶活性过度活跃会使细胞分裂失控，可能导致肿瘤；正常细胞周期需要 cyclin 与 CDK 精确、有序地调控。 考点4 细胞具有多种分裂方式 必背知识梳理 1．真核细胞的三种分裂方式 不同生物的细胞分裂方式不尽相同。真核生物细胞的分裂方式除了有丝分裂外，还有无丝分裂和减数分裂。三种方式在是否出现纺锤体/染色体、子细胞染色体数目等方面存在差异。 分裂方式 纺锤体/染色体 DNA复制 子细胞染色体数 实例与意义 有丝分裂 出现纺锤体和染色体 复制一次 与亲代相同 体细胞主要增殖方式，保证遗传稳定 无丝分裂 不出现纺锤体和染色体变化 复制 与亲代相同 蛙的红细胞分裂，增殖快速 减数分裂 出现纺锤体和染色体 复制一次、分裂两次 减半 产生生殖细胞，将在《遗传与进化》学习 2．无丝分裂 无丝分裂是一种比较简单的分裂方式。分裂时，细胞核内的染色质复制完成后，细胞核先延长，接着细胞核和细胞质直接拉长、缢裂为二，形成两个子细胞。整个过程不出现纺锤体和染色体的规律性变化，因此能在短时间内完成增殖。典型例子是蛙的红细胞分裂。 蛙的红细胞无丝分裂示意图 【深度理解】无丝分裂的“无丝”指分裂过程中不出现纺锤丝（纺锤体）和染色体的规律性变化，但 DNA 仍然要复制——并不是“没有 DNA 的复制”。子细胞仍含有与亲代细胞相同的遗传物质。 3．原核细胞的分裂：二分裂 原核细胞（如细菌）一般只有 1 条 DNA（裸露的环状 DNA），没有染色体的结构。DNA 复制后，细胞可以直接一分为二形成两个新个体，这种增殖方式称为二分裂——这也是细菌繁殖极快的原因。 【核心知识】细菌二分裂 ≠ 无丝分裂：二分裂是原核细胞特有的增殖方式，不形成纺锤体也无染色体的复制均分行为；无丝分裂是真核细胞（如蛙红细胞）的分裂方式，不出现纺锤体但仍有 DNA 复制。二者不能混淆。 速记口诀突破 1． 三种分裂方式辨析 口诀：有丝纺锤染色体，体细胞里最常在；无丝无丝不见丝，蛙的红细胞拉成块；减数连分染色体减，生殖细胞它来代。 解释：有丝分裂出现纺锤体和染色体；无丝分裂不出现纺锤体和染色体变化，核直接拉长缢裂（如蛙红细胞）；减数分裂 DNA 复制一次、连续分裂两次，子细胞染色体减半，产生生殖细胞。 2． 无丝分裂“无丝”的含义 口诀：无丝无纺锤，无丝无染色；唯独 DNA 仍复制，子代遗传照旧来。 解释：无丝分裂的“无丝”指不出现纺锤丝（纺锤体）和染色体的规律性变化，但 DNA 仍要复制；分裂快、子细胞遗传物质与亲代相同。 3． 细菌二分裂 口诀：原核一条环状链，复制之后两分家；快快繁殖靠二裂，莫与无丝混一搭。 解释：细菌（原核细胞）只有 1 条环状 DNA，复制后细胞直接一分为二（二分裂），所以繁殖很快；二分裂是原核生物特有方式，不同于真核细胞的无丝分裂。 易错易混辨析 易错点 正确辨析 无丝分裂 = 没有 DNA 复制？ 错。无丝分裂仍进行 DNA 复制，只是不出现纺锤体和染色体的规律性变化；“无丝”指无纺锤丝。 蛙的红细胞无丝分裂，所以人的红细胞也能无丝分裂？ 不能一概而论。蛙的红细胞有细胞核，可进行无丝分裂；哺乳动物（包括人）的成熟红细胞无细胞核和众多细胞器，已丧失分裂能力，不能进行任何分裂。 细菌二分裂 = 无丝分裂？ ≠。二分裂是原核细胞（细菌）特有的增殖方式，无染色体结构、无纺锤体；无丝分裂是真核细胞（如蛙红细胞）的分裂方式，二者本质不同。 无丝分裂产生的子细胞遗传物质与亲代不同？ 相同。无丝分裂虽有 DNA 复制和核缢裂，但子细胞仍含有与亲代细胞相同的遗传物质。 考点5 观察根尖分生区的有丝分裂（实验） 必背知识梳理 1．实验原理 植物根尖分生区（尖端）的细胞分裂比较旺盛，它们分别处于细胞分裂的不同时期。通过根尖压片实验，使细胞分散成单层，再经染色后在显微镜下即可观察到植物细胞分裂各时期染色体的特征，从而归纳植物细胞有丝分裂的过程。 2．材料器具 材料：经固定、解离和漂洗处理的植物根尖（如吊兰、大蒜或洋葱鳞茎的根尖）。器具：显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、解剖针、培养皿、吸水纸、蒸馏水等。 【核心知识】染色剂选择：常用的染液为醋酸洋红或 0.2% 龙胆紫溶液——二者都是碱性染料，可使染色体（染色质）着色，便于在显微镜下观察。不要误用碘液等。 3．实验步骤（取材→染色→压片→镜检） 步骤 操作要点 注意事项/目的 取材 取处理过的根尖放载玻片上，用刀片切去根尖透明部分，留白色部分约 2～3 mm 只取分生区（白色、分裂旺盛部位） 染色 用镊子轻压根尖使其压扁，滴 1 滴染液染色 1～2 min（用镊子在根尖处捣几下使染色均匀）；略倾斜玻片，用吸水纸从一侧小心吸掉染液 吸染液时不要把根尖吸走；碱性染液使染色体着色 压片 滴 1 滴蒸馏水浸没根尖，盖玻片从一侧斜放；取两层吸水纸盖在盖玻片上，用拇指垂直向下压几下（不能扭转），使根尖分散成均匀薄层；再用引流法使蒸馏水进入装片提高折光率 垂直下压、不能扭转，使细胞分散成单层便于观察 镜检 先在低倍镜下观察整个装片，找到分裂细胞较多的部位；再换高倍镜观察，对照标准图确定各时期并记录 遵循先低倍后高倍的原则 【实验提醒】通用流程口诀：解离→漂洗→染色→制片（压片）。其中解离（如盐酸）使细胞分离，漂洗洗去药液防止解离过度、便于染色，染色使染色体着色，压片使细胞分散成单层。本实验材料已预先完成固定、解离和漂洗处理，所以重点在染色和压片。 4．实验结果与分析 ①在视野中，处于分裂间期的细胞数目最多，处于分裂期的细胞较少——因为分裂间期约占细胞周期的 90% 以上。②并非所有细胞同步分裂：不同细胞处于细胞周期的不同时期。③若找不到某个时期的细胞，可能是该时期历时短、细胞数少，或取材、压片不当。 【深度理解】为什么显微镜下持续观察一个根尖分生区细胞，看不到完整的分裂过程？因为实验中解离步骤已使细胞死亡、固定在某一瞬间，细胞不再继续分裂。正确做法是：在装片上寻找处于不同时期的细胞，把它们“连缀”起来，间接体现细胞分裂的连续过程。 速记口诀突破 1． 实验流程（四步） 口诀：取材只留二到三，染液龙胆或洋红；拇指垂直压成片，低倍高倍顺序看。 解释：取材切留分生区白色部分约 2～3 mm；用醋酸洋红或 0.2% 龙胆紫染色；拇指垂直下压（不扭转）使细胞分散；镜检先低倍找部位、再换高倍观察。 2． 通用流程口诀 口诀：解离漂洗染色制片，四步依次记心间；解离分细胞，漂洗防过度，染色上颜色，压片散成片。 解释：完整流程为：解离（盐酸，使细胞分离）→漂洗（洗去解离液）→染色（碱性染液着色染色体）→制片（压片使细胞分散成单层）。 3． 为什么多数细胞在间期 口诀：间期长来占九成，镜下多数是间期；想看分裂多转视野，不同细胞连成剧。 解释：分裂间期约占细胞周期 90% 以上，所以镜下大多数细胞处于间期；应移动装片寻找处于不同分裂时期的细胞，拼出连续过程。 易错易混辨析 易错点 正确辨析 持续观察一个分生区细胞，能看到完整分裂过程？ 不能。解离时细胞已死亡并被固定，细胞不再继续分裂；应在不同视野寻找处于不同时期的细胞，连缀体现分裂的连续过程。 高倍镜下分生区细胞都能清晰看到染色体？ 不一定。只有处于分裂期（尤其是中期）的细胞染色体高度螺旋化、才清晰可见；处于间期的细胞中是染色质丝状态，看不到棒状染色体。 用龙胆紫/醋酸洋红染色的目的是染细胞核整体？ 不完全。其目的是用碱性染料使染色体（染色质）着色，便于观察染色体行为；不是简单染整个细胞核。 压片时可以来回摩擦或扭转？ 不可。压片须用拇指垂直向下压几下、不能扭转，以免细胞重叠或破坏，影响分散成单层观察。 分生区细胞排列疏松、呈正方形？ 对。根尖分生区细胞的特点是：排列紧密、呈正方形、细胞核大、分裂旺盛——这是镜检时定位分生区的依据。 观察时直接用高倍镜找分裂细胞？ 错。应先用低倍镜观察整个装片，找到分裂细胞较多的部位，再换高倍镜观察，遵循“先低后高”原则。 考点6 细胞通过分化形成组织器官 必背知识梳理 1．细胞分化的概念 高等生物体由多种多样的细胞组成。成人体内大约有 200 种不同类型的细胞，它们形态和功能各不相同，但最初都来自同一个受精卵。在发育过程中，受精卵通过有丝分裂增加细胞数目的同时，在基因的调控下细胞发生形态和功能上的差异化，最终构成不同的组织器官。 【核心知识】细胞分化（cell differentiation）：同一来源的细胞逐渐发生形态结构、生理功能上稳定性差异的过程。细胞分化贯穿于生物个体发育的全过程，与细胞内遗传信息的表达有关。如神经细胞伸出长的突起、传导神经冲动；肌肉细胞呈梭形、有收缩功能；筛管细胞输送营养物质；叶肉细胞含叶绿体进行光合作用——这些都是细胞分化的结果。 人体细胞分化示意图 2．细胞分化的实质：基因的选择性表达 受精卵分化形成的各种细胞，都拥有与受精卵相同的遗传信息（DNA 不变），但在不同类型细胞中，这些遗传信息的表达状况不同，导致细胞形态结构和功能产生差异化。例如：红细胞能合成血红蛋白，肌细胞能合成肌动蛋白，胰岛 β 细胞能合成胰岛素。 【深度理解】细胞分化的实质是基因的选择性表达——不同细胞中，遗传信息（基因）相同，但表达的基因不同（有的表达、有的沉默），合成的蛋白质种类不同，从而表现出不同的形态和功能。这是“同一个体不同细胞内含不同蛋白质”的根本原因。 3．细胞分化的特征 ①持久性和稳定性：细胞分化是稳定的、通常是不可逆的；分化终端的细胞（如神经细胞、肌肉细胞、表皮细胞）不再分裂，稳定地表现一定的形态特征、执行一定的生理功能。 ②普遍性：细胞分化普遍存在于生物体的整个生命进程中。 ③遗传物质不变：分化前后细胞的遗传物质（DNA）一般不发生改变（仅有少数例外，如 B 淋巴细胞分化为浆细胞时部分基因会发生重排）。 4．从不同水平理解细胞分化 水平 维度 细胞分化中的变化 细胞水平 形态、结构与功能 细胞的形态、结构和生理功能发生改变（细胞数目不变） 细胞器水平 细胞器组成 细胞器的种类、数目及细胞质基质的成分和功能发生改变 分子水平 核酸 DNA 不变，RNA 的种类和数目发生改变（基因选择性表达） 分子水平 蛋白质 蛋白质的种类、数量和功能发生改变 【统一性】细胞分化是“变与不变”的统一：不变的是遗传物质（DNA）；变的是 RNA 和蛋白质的种类、细胞器的种类和数目、细胞的形态结构和功能。把握这一“一不变、多变”的特征，是理解细胞分化本质的关键。 5．细胞分裂与细胞分化的区别和联系 项目 细胞分裂 细胞分化 发生时间 从受精卵开始 发生在整个生命过程中 原因 细胞增殖的需要 基因的选择性表达 结果 细胞数目增多 细胞种类增多 意义 保持亲、子代遗传的稳定性 保证生物体正常发育 联系 细胞分裂是细胞分化的基础，二者往往相伴相随；随分化程度加大，分裂能力逐渐下降 同左 速记口诀突破 1． 细胞分化概念与实质 口诀：同源细胞形态异，功能结构稳差异；实质基因选择性，表达不同蛋白异。 解释：同一来源的细胞发生形态结构和生理功能上稳定差异的过程；实质是基因的选择性表达——遗传信息相同，表达的基因不同，合成的蛋白质不同。 2． 细胞分化的“变与不变” 口诀：DNA 不变是核心，RNA 蛋白变种类；细胞器也跟着变，形态功能显差异。 解释：细胞分化中不变的是 DNA（遗传物质）；变的是 RNA、蛋白质的种类和数量、细胞器的种类数目、以及细胞的形态结构和功能。 3． 细胞分裂与分化的关系 口诀：分裂增数分增类，分裂是基分化随；分化越高分裂低，相伴相随不可分。 解释：细胞分裂使细胞数目增多，细胞分化使细胞种类增多；分裂是分化的基础，二者相伴相随；分化程度越高，分裂能力一般越低。 易错易混辨析 易错点 正确辨析 同一个体不同细胞含不同蛋白质，是基因选择性表达的结果？ 对。同一受精卵分化来的细胞遗传信息相同，但因基因选择性表达，合成的蛋白质种类不同，这是细胞分化的直接结果。 基因的选择性表达只发生在细胞分化过程中？ 错。细胞分化、凋亡、衰老及增殖过程中都存在基因的选择性表达，如细胞凋亡就是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。 造血干细胞分化为血细胞、壁虎断尾后长出新尾，体现细胞全能性？ 不体现。造血干细胞只能分化为血液系统中的细胞（红细胞、白细胞、血小板等），壁虎断尾只能长出尾部，两者都未发育成完整个体，不属于全能性的体现。 骨髓移植可以改变血型并影响下一代的遗传？ 骨髓移植可以改变患者的血型（血细胞由供体造血干细胞产生），但不会改变生殖细胞的遗传物质，因此不影响下一代的遗传。 细胞分化过程中遗传物质一定不发生改变？ 不一定。大多数细胞分化中遗传物质（DNA）不变；但少数细胞在分化过程中遗传物质会发生改变，如 B 淋巴细胞分化为浆细胞时，部分基因会发生重排。 考点7 细胞的全能性与干细胞 必背知识梳理 1．细胞全能性的概念 【核心知识】细胞全能性：已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。若单个细胞能够发育形成完整的生物体，就称这种细胞具有全能性。全能性的物质基础是：每个体细胞都含有本物种全套的遗传信息（全套基因）。 2．植物细胞的全能性 植物细胞具有全能性。例如取植物叶片组织，在合适的条件下培养，可以发育成新的植株。植物细胞的这种能力已经在农业生产中得到应用，如应用植物细胞组织培养技术来提高农作物的产量、实现优良品种的快速繁殖。 【深度理解】植物组织培养的理论基础就是植物细胞的全能性：取植物器官、组织或细胞，在无菌人工培养基上培养，可发育成完整的植株。这证明了已分化的植物细胞仍保留发育成完整个体的潜能。 3．动物细胞的全能性与干细胞 动物细胞在胚胎发育过程中逐渐失去了全能性，但体内存在一类具有潜在自我更新与分化能力的细胞——干细胞（stem cell）。干细胞既能分裂产生和自己完全相同的子细胞（自我更新），也能分化为组成组织器官的其他类型细胞。 干细胞的分化特性示意图 受精卵是具有全能性的细胞；而体内心脏、脑等已分化细胞一般不能表达全能性。体内干细胞的分化能力是有局限性的，只能分化为特定组织中的细胞。例如骨髓中的造血干细胞，只能分化为血液系统中的各种细胞（红细胞、白细胞和血小板等）；皮肤干细胞只能分化为皮肤组织细胞。 造血干细胞分化示意图 4．细胞全能性大小的比较 【核心知识】全能性高低的比较：受精卵 ＞ 生殖细胞（如精、卵细胞）＞ 体细胞；分化程度越高的细胞，全能性越难表达。一般而言，分化程度越高、分裂能力越低，全能性越难实现。 【深度理解】注意“分化程度高全能性一定低”是错的：生殖细胞属于高度分化的细胞，但全能性依然较高（介于受精卵与体细胞之间）。所以全能性高低要看具体细胞类型，不能简单地认为分化程度高就全能性一定低。 5．干细胞的应用 干细胞已成为医学界的“万能细胞”。例如骨髓干细胞移植治疗白血病就是一种成熟的干细胞治疗方法；2011 年，一位棒球运动员成为首例接受干细胞手术治疗的病例，医生用脂肪和骨髓干细胞植入受伤韧带，修复了损伤部位。美国生物学家戴利预言：“21 世纪将是细胞治疗的时代。” 【前沿视窗】干细胞治疗是细胞治疗中最关键的技术之一。1968 年世界上第一例骨髓移植成功；2013 年科学家利用干细胞制造出“人脑组织”结构；2017 年利用干细胞制造出人工肺等人工组织器官，有望用于伤病治疗。科学家正不断努力，使干细胞治疗更安全稳定。 速记口诀突破 1． 细胞全能性 口诀：已分细胞成整株，全套基因是基础；植物全能易表达，动物只剩干细胞。 解释：已分化的细胞仍有发育成完整个体的潜能；物质基础是每个细胞含本物种全套遗传信息。植物细胞全能性较强（组织培养）；动物体细胞全能性受抑，主要靠干细胞体现。 2． 全能性大小比较 口诀：受精卵的全能性，大于生殖小体细；分化越高越难表，生殖细胞是例外。 解释：全能性：受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞；分化程度越高，全能性越难实现；但生殖细胞虽高度分化，全能性仍较高（是例外）。 3． 干细胞的特性 口诀：既能分裂自更新，又能分化成新细；造血只能造血系，皮肤专供皮肤替。 解释：干细胞具有自我更新（分裂产生相同子细胞）和分化（形成其他类型细胞）两种能力；造血干细胞只能分化为血细胞，皮肤干细胞只能分化为皮肤细胞——分化能力有局限性。 易错易混辨析 易错点 正确辨析 种子萌发长成新植株体现了细胞的全能性？ 不体现。种子的胚本身已经是幼小的植株（孢子体幼体），其萌发长成植株是正常的发育过程，不是由已分化细胞发育成完整个体，所以不体现细胞全能性。 分化程度越高的细胞，全能性一定越低？ 不一定。一般而言分化程度越高全能性越难表达，但也有例外：生殖细胞属于高度分化的细胞，全能性依然较高。全能性高低应按“受精卵＞生殖细胞＞体细胞”来比较。 所有干细胞分裂后都要分化？ 不一定。干细胞分裂后，一部分细胞发生分化成为具有特定功能的组织细胞，还有一部分保持分裂能力，用于干细胞的自我更新（并非全部都要分化）。 植物组织培养的理论基础是细胞分裂？ 错。植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性——已分化的植物细胞在合适条件下能发育成完整植株，体现全能性。 干细胞能分化成任何类型的细胞？ 不一定。受精卵和胚胎早期干细胞分化能力强；但成体内的干细胞分化能力有限，如造血干细胞只能分化为血液系统细胞，不能分化为其他组织细胞。 考点8 细胞的衰老和死亡 必背知识梳理 1．细胞衰老的特征 在细胞的生命周期里，当其分化成熟后，分裂能力会逐步降低甚至丧失，细胞的形态结构和功能都会发生一系列退行性变化，这便是细胞衰老（cell aging）现象。细胞衰老是普遍存在的、不可逆转的自然现象。其主要特征如下表（联系个体衰老表现理解）： 个体衰老的表现 对应的细胞衰老原因 皮肤出现皱纹 细胞内水分减少，细胞体积变小 黑色素减少、头发变白 酪氨酸酶活性降低 呼吸速率减慢、供能不足 呼吸酶活性降低 长出“老年斑” 色素积累，妨碍细胞内物质的交流和传递 吸收能力下降 细胞膜通透性改变，物质运输功能下降 【核心知识】细胞衰老的主要特征：①细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小；②细胞内多种酶的活性降低，新陈代谢速率减慢；③细胞内的色素逐渐积累，妨碍物质交流传递；④呼吸速率减慢；⑤细胞膜通透性改变，物质运输功能降低。 2．细胞衰老与个体衰老的关系 细胞衰老是个体衰老的直接原因之一：重要器官（如神经、肌肉）的组成细胞衰老，会导致老年人记忆衰退和行动迟缓。但个体衰老与细胞衰老并不完全等同： 【深度理解】①对单细胞生物而言，细胞衰老或死亡就是个体衰老或死亡；②对多细胞生物而言，细胞衰老时刻都在发生（即使年轻人体内也有衰老细胞），但个体衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程。二者关系：细胞衰老是个体衰老的基础，但个体衰老≠所有细胞都同时衰老。 3．细胞衰老的原因 引起细胞衰老的原因错综复杂，通常认为包括外界因素和内部因素两方面： ①外界因素：营养物质的缺失、温度变化、电离辐射和化学物质的刺激等；②内部因素：DNA 损伤积累、蛋白质合成错误、细胞器功能下降（如线粒体功能减退）等。这些因素都会引起或加速细胞的衰老。 4．细胞凋亡（程序性死亡） 【核心知识】细胞凋亡：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，又称为细胞程序性死亡。动物细胞凋亡时，细胞膜内陷，细胞裂解为若干凋亡小体，凋亡的细胞会被免疫细胞及时清除，不释放细胞内容物，不引起炎症反应。 细胞凋亡的生理意义：①清除多余、无用的细胞；②清除完成正常使命的衰老细胞；③清除体内的有害细胞（如被病原体感染的细胞、癌变细胞）；④维持器官和组织中细胞数目的相对稳定。在个体发育中，凋亡对组织形态结构的形成具有重要作用——如蝌蚪发育为成体蛙时尾部细胞凋亡至尾部消失；小鼠胚胎发育中趾间细胞凋亡形成分开的五趾。 5．细胞坏死与细胞自噬 ①细胞坏死：细胞遭受极端外界因素（物理、化学损害因子、致病物质等）刺激而导致的损伤性死亡，是细胞被动的死亡现象。坏死细胞的细胞膜破裂，内容物释放到细胞外，会对周围健康细胞造成影响，通常引发炎症反应，对机体有害。 ②细胞自噬：细胞组分降解与再利用的过程。细胞将没有功能或衰老的内部结构包裹在膜泡（自噬泡）中，运输至溶酶体或液泡进行回收、销毁。生物体面对饥饿或感染时，部分细胞会以自噬方式应对恶劣环境。 【深度理解】细胞凋亡 ≠ 细胞坏死 ≠ 细胞自噬：凋亡是基因决定的主动死亡（膜内陷、不释放内容物、无炎症、对机体有利）；坏死是外界因素导致的被动死亡（膜破裂、释放内容物、有炎症、对机体有害）；自噬是降解再利用过程，不一定引起细胞死亡（激烈的细胞自噬才可能诱导凋亡）。 6．细胞衰老、细胞凋亡和细胞坏死的比较 项目 细胞衰老 细胞凋亡 细胞坏死 实质 内外因共同作用 由遗传机制决定的程序性调控 受外界不利因素影响，与基因无关 形态变化 细胞萎缩，细胞膜皱缩 多为单个细胞，形成凋亡小体，膜内陷 外形不规则变化，细胞膜破裂 对机体的影响 正常生理过程（有利） 对机体有利 对机体有害 炎症反应 无 不释放内容物，无炎症反应 释放内容物，引发炎症 典型举例 老年斑、白头发 蝌蚪尾消失、趾间细胞凋亡 伤口、缺血组织细胞死亡 速记口诀突破 1． 细胞衰老的特征 口诀：水分少了体积小，酶活下降代谢缓；色素积累生老年斑，膜透改变运输减。 解释：细胞衰老特征：①水分减少、细胞萎缩；②多种酶活性降低、代谢减慢；③色素积累；④呼吸速率减慢；⑤细胞膜通透性改变、物质运输功能降低。 2． 细胞凋亡与坏死的区别 口诀：凋亡基因来决定，膜陷凋亡小体成，不释内容无炎症，对体有利是主动；坏死外界强刺激，膜破内容引炎症，对体有害是被动。 解释：细胞凋亡：基因决定的主动程序性死亡，膜内陷形成凋亡小体，不释放内容物、无炎症，对机体有利；细胞坏死：外界因素导致的被动死亡，膜破裂、释放内容物、引发炎症，对机体有害。 3． 凋亡·坏死·自噬三分清 口诀：凋亡主动基因控，坏死被动外因凶；自噬降解再利用，未必致亡记心中。 解释：凋亡是基因决定的主动死亡；坏死是外界因素导致的被动死亡；自噬是细胞组分降解再利用的过程，不一定引起细胞死亡（激烈自噬才可能诱导凋亡）。 易错易混辨析 易错点 正确辨析 细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动？ 错。细胞的衰老和凋亡都是生物体正常的生命活动——细胞衰老是自然规律，细胞凋亡是基因决定的程序性死亡，对机体有利。 衰老细胞内的酶活性均下降？ 不准确。衰老细胞中是“多数”酶的活性下降，新陈代谢速率减慢，并非所有酶活性都下降（如某些与衰老相关的酶活性可能升高）。 细胞凋亡过程中不需要合成新的蛋白质？ 错。细胞凋亡是由基因决定的程序性过程，需要有控制凋亡的基因进行表达，因此过程中需要新合成相关的蛋白质（凋亡是主动的、耗能的过程）。 被病原体感染的细胞死亡都属于细胞坏死？ 不一定。若细胞被病原体感染而直接死亡，属于细胞坏死；若被感染的细胞被机体免疫系统识别后诱导其主动裂解死亡，则属于细胞凋亡（程序性死亡）。 细胞凋亡对机体有害，应尽量避免？ 错。细胞凋亡能清除多余、无用、衰老及有害细胞，维持细胞数目稳定，对机体有利；真正应避免的是细胞坏死（被动损伤性死亡）。 多细胞生物的个体衰老就是所有细胞都衰老？ 不一定。个体衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程；但即使年轻人体内也时刻有细胞衰老死亡，个体衰老≠所有细胞同时衰老。 / 学科网（北京）股份有限公司 $