第六章 细胞的生命历程·整理与提升
知识关系导航
本节学习目标
- 综合判断细胞生命历程材料对应的过程和机制。
- 熟练分析有丝分裂数量变化和细胞周期数轴。
- 区分分化、全能性、干细胞潜能和凋亡证据。
- 用规范证据语言回答实验与材料题。
核心知识点讲解
一、知识对象与生命情境
细胞数量、种类和状态必须受到协调：增殖不足影响修复，增殖失控可形成癌细胞；分化不足不能形成正常组织；凋亡不足或过度也会破坏稳态。
二、核心概念与结构功能
| 设问关键词 | 对应过程 | 核心答语 |
|---|---|---|
| 数量增加、染色体平均分配 | 有丝分裂 | DNA先复制，染色体均分，遗传稳定 |
| 形态功能稳定差异 | 分化 | 基因选择性表达 |
| 完整植株或个体 | 全能性 | 保留完整遗传信息并需适宜条件 |
| 细胞功能下降 | 衰老 | 多项形态结构功能变化 |
| 固定时间位置、基因控制死亡 | 凋亡 | 程序性死亡，有发育和稳态意义 |
| 极端刺激、代谢中断 | 坏死 | 损伤性死亡 |
三、关键过程、规律与调控机制
有丝分裂解决遗传物质稳定传递，分化解决相同遗传信息如何形成不同功能，衰老和凋亡解决成熟组织如何更新和塑形。三者的共同点是受细胞内遗传程序和外界环境共同影响。
四、典型模型与分析方法
红细胞生命历程综合图
成熟哺乳动物红细胞没有线粒体，主要进行无氧代谢，不产生有氧呼吸的CO₂；排出细胞核后不能再通过自身核基因表达启动新的凋亡程序，其寿命和清除受到前期程序及机体环境调控。
材料证据五步法
- 写出材料直接事实，不先套结论。
- 确定对照组和唯一差异。
- 定位细胞结构或生命过程。
- 形成与证据强度一致的结论。
- 指出不能推出的内容或补充验证方法。
五、图表、实验与证据链
细胞周期数据若两个相邻分裂期起点相隔19.3 h，则周期为19.3 h；若分裂期持续2 h，间期为17.3 h。计算必须使用同一标志点之间的时间差。
根尖实验是静态群体推断动态过程；组织培养是完整植物细胞全能性证据；动物核移植是细胞核全能性证据；年龄核质实验只支持细胞核影响更大；鸡鸭胚移植支持凋亡程序具有细胞来源相关的遗传特性。
六、题型应用与迁移
癌细胞是细胞增殖调控异常，不等于“有丝分裂过程完全不同”；组织培养和克隆是潜能在人工条件下的表现，不代表已分化细胞在生物体内通常随意转化。
重点梳理
- 间期DNA复制，后期着丝粒分裂。
- 分化改变表达，不通常改变基因组成。
- 全能性结论必须看起始材料和发育终点。
- 正常凋亡有利于发育和稳态，坏死多由不利刺激造成。
- 实验结论必须与观察对象和对照相匹配。
难点突破
1. DNA、染色体和染色单体三者关系
复制后每条染色体含两条姐妹染色单体和两个DNA分子；着丝粒分裂后，姐妹染色单体成为独立染色体，染色单体数归零。
2. 相同基因组成如何产生不同细胞
不同细胞开启和关闭的基因组合不同，合成蛋白质不同，导致细胞结构和功能专门化。
3. 有序消失为何支持凋亡而非坏死
若死亡发生在正常发育中固定位置、固定时期并受移植细胞遗传背景控制，支持程序性凋亡；坏死通常与异常强烈刺激和组织损伤相关。
例题讲解
例题：DNA、染色体和染色单体比例
题目：有丝分裂中三者数量比为出现在哪些时期？
分析：比例表示每条染色体含两个DNA和两条染色单体，说明DNA复制完成而着丝粒未分裂。
答案：前期和中期。
易错点整理
- 认为有丝分裂是细胞增殖唯一方式。
- 认为成熟红细胞凋亡时核基因才开始表达。
- 把干细胞形成一种细胞当作完整全能性表现。
- 把细胞凋亡无条件说成有利。
- 对移植实验不区分供体细胞与受体环境。
考点考证点整理
考点一：有丝分裂综合
- 出题思路：时期图、数量比例、数轴和实验观察。
- 关键条件：复制、着丝粒分裂、统计范围。
- 解答要点：过程节点与数量变化对应。
- 易扣分点：忽略“一个细胞”或“每个子细胞”。
考点二：分化与全能性
- 出题思路：血细胞、组织培养、核移植。
- 关键条件：基因组成/表达、完整个体终点。
- 解答要点：分化实质和证据边界。
- 易扣分点：把动物细胞核证据扩大到整个细胞。
考点三：死亡方式与意义
- 出题思路：胚胎塑形、感染清除、外伤坏死。
- 关键条件：程序性或不利刺激、正常或病理情境。
- 解答要点：类型、依据、个体意义三部分。
- 易扣分点：只答名称。
练习题
- 教材章末：有丝分裂重要性不包括“细胞增殖唯一方式”，为什么？
- 哪些时期DNA、染色体、染色单体比为？
- 红细胞生命历程图中，成熟红细胞衰亡为何不能表述为“此时控制凋亡基因开始表达”？
- 鸡鸭胚移植实验怎样判断趾间细胞消失属于凋亡？
- 移植结果说明凋亡具有什么特点和发育意义？
练习题答案
- 真核细胞主要以有丝分裂增殖，但还存在无丝分裂等方式，因此“唯一方式”错误；有丝分裂确能增加细胞、补充死亡细胞并维持遗传稳定。
- 前期和中期，此时DNA已复制、每条染色体含两条姐妹染色单体，着丝粒尚未分裂。
- 成熟哺乳动物红细胞已无细胞核，不能在衰亡时新启动核基因表达；其寿命与清除由成熟前程序和机体环境共同决定。
- 可观察死亡是否发生在正常发育的固定时期和趾间固定位置，是否呈规则程序，并检测凋亡相关基因表达或特征；若由严重损伤造成不规则死亡则更支持坏死。
- 供体预定肢体细胞决定最终有蹼或无蹼，说明趾间凋亡受细胞自身遗传程序调控并具有物种特异性；它可清除特定细胞、塑造适合陆地抓握或水中划水的肢体结构。