高中生物必修一第6讲：细胞的生命历程——有丝分裂、分化、衰老、凋亡与癌变全解，染色体变化与细胞周期深度剖析

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本文系统讲解人教版高中生物必修一第六章"细胞的生命历程"的全部核心知识，涵盖有丝分裂与无丝分裂、细胞分化与全能性、细胞的衰老与凋亡、细胞的癌变四大板块。重点突破有丝分裂各时期的染色体与DNA变化规律、细胞周期的概念与计算、细胞凋亡与坏死的辨析以及癌变机制，配合表格对比与高考真题精讲，帮你彻底攻克必修一最后的综合大关。

1 细胞的增殖：有丝分裂的精密编排

1.1 细胞周期

细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止的过程。一个细胞周期包括分裂间期和分裂期。

分裂间期：从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前，是细胞为分裂期做准备的阶段。分裂间期占细胞周期的大部分时间（通常占90%~95%），是细胞周期的核心阶段。间期的主要变化是DNA的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期提供物质基础。

分裂期（M期）：是细胞分裂的实际过程，时间较短。在分裂期，细胞将间期复制的遗传物质平均分配到两个子细胞中。

细胞周期的表示方法：

细胞周期 = 分裂间期 + 分裂期 \text{细胞周期} = \text{分裂间期} + \text{分裂期}细胞周期=分裂间期+分裂期

关于细胞周期，需要注意以下几点：

第一，只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如根尖分生区细胞、茎尖分生区细胞、皮肤生发层细胞等。不分裂的细胞（如成熟的红细胞、神经细胞）没有细胞周期。

第二，细胞周期中，分裂间期在前，分裂期在后。间期是准备阶段，分裂期是执行阶段。

第三，不同细胞的细胞周期长短不同。一般来说，分裂间期的时间远长于分裂期。

第四，影响细胞周期的因素包括温度、pH、射线、化学物质等。例如，低温会抑制纺锤体的形成，使细胞停留在分裂中期。

1.2 有丝分裂各时期的特征

有丝分裂是真核细胞进行细胞分裂的主要方式，其特点是纺锤体的形成和染色体的规律性变化。有丝分裂保证了亲代和子代之间遗传性状的稳定性。

为了理解有丝分裂，首先需要明确几个核心概念：

染色质与染色体：染色质和染色体是同一种物质在细胞不同时期的两种存在形态。在间期，DNA和蛋白质组成的细丝状结构称为染色质；在分裂期，染色质高度螺旋化，缩短变粗，成为光学显微镜下可见的染色体。

姐妹染色单体：DNA复制后，每条染色体由两条相同的染色单体组成，它们通过着丝点相连，互称为姐妹染色单体。

着丝点：染色体上连接两条姐妹染色单体的结构，是纺锤丝附着的位置。

有丝分裂分为前期、中期、后期和末期四个时期：

前期：

主要变化可以概括为"两出现、两消失"——染色体和纺锤体出现，核膜和核仁消失。

具体来说：染色质螺旋化形成染色体（每条染色体由两条姐妹染色单体组成）；中心体（动物细胞）发出星射线形成纺锤体（植物细胞由细胞两极直接形成纺锤体）；核膜解体，核仁消失。

中期：

主要特征是所有染色体的着丝点整齐地排列在赤道板上（赤道板是细胞中央的一个假想平面，不是真实结构）。

中期是观察染色体形态和数目的最佳时期，因为此时染色体形态最典型、排列最整齐。在实验中，常用低温或秋水仙素处理使细胞停留在中期，以便观察染色体。

后期：

主要变化是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条独立的染色体，在纺锤丝的牵引下分别移向细胞两极。

后期是染色体数目加倍的时期——着丝点分裂后，每条染色体不再有姐妹染色单体，但染色体数目暂时加倍。

末期：

主要变化可以概括为"两消失、两出现"——染色体和纺锤体消失，核膜和核仁出现。

具体来说：染色体解螺旋恢复为染色质；纺锤体消失；核膜重新形成，核仁重新出现。同时，细胞质分裂——动物细胞从中间向内凹陷，缢裂为两个子细胞；植物细胞在赤道板位置形成细胞板，由中央向四周扩展形成新的细胞壁，将细胞一分为二。

1.3 有丝分裂中染色体、DNA和染色单体的变化规律

这是本章最重要的考点之一，必须熟练掌握。

假设一个体细胞中有2n条染色体（即2n个着丝点），DNA含量为2C（每条染色体含1个DNA分子，复制前）。

关键变化节点：

• 间期DNA复制：DNA数目加倍（2n→4n），染色单体出现（0→4n），染色体数目不变（仍为2n，因为着丝点未分裂）。
• 后期着丝点分裂：染色体数目加倍（2n→4n），染色单体消失（4n→0），DNA数目不变（仍为4n）。
• 末期细胞分裂：染色体和DNA数目均减半（4n→2n），恢复到分裂前的水平。

1.4 动物细胞与植物细胞有丝分裂的比较

1.5 有丝分裂的意义

有丝分裂的重要意义是：将亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质（DNA），这就保证了亲代和子代之间遗传性状的稳定性。

有丝分裂是生物体生长、发育和繁殖的基础。多细胞生物体的生长，靠的就是细胞体积的增大和细胞数量的增加，而细胞数量的增加就是通过有丝分裂实现的。

1.6 无丝分裂

无丝分裂是一种比较简单的细胞分裂方式。在无丝分裂过程中，不出现纺锤体和染色体的规律性变化，因此称为"无丝"分裂。

无丝分裂的过程大致是：细胞核先延长，核的中部向内凹陷，缢裂为两个细胞核；然后整个细胞从中部缢裂为两个子细胞。

无丝分裂的特点是：没有纺锤体的出现和染色体的规律性变化，但DNA仍然要复制。虽然看不到染色体的规律性变化，但遗传物质仍然要平均分配到两个子细胞中。

无丝分裂的典型例子是蛙的红细胞的无丝分裂。注意：人的成熟红细胞没有细胞核，不能进行分裂。

1.7 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂

这是高中生物的重要实验，也是高考的高频考点。

实验原理：龙胆紫溶液（或醋酸洋红液）能使染色体着色。在高倍显微镜下，可以根据染色体的形态和位置判断细胞所处的分裂时期。

实验步骤：

1. 培养根尖：将洋葱放在装满清水的广口瓶上，底部接触水面，在温暖处培养至根长约3cm。

2. 固定：在上午10:00_{14:00之间剪取根尖2}3mm，立即放入卡诺固定液中固定。这一步的目的是杀死细胞，保持细胞分裂时的状态。

3. 解离：将根尖放入质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精的混合液（1:1）中处理3~5min。解离的目的是使组织中的细胞相互分离开来。解离后细胞已经死亡。

4. 漂洗：将根尖放入清水中漂洗约10min。漂洗的目的是洗去药液，防止解离过度和影响染色。

5. 染色：将根尖放入龙胆紫溶液（或醋酸洋红液）中染色3~5min。染色的目的是使染色体着色，便于观察。

6. 制片：将根尖放在载玻片上，加一滴清水，用镊子将根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载玻片，用拇指轻轻按压。压片的目的是使细胞分散开来，形成单层细胞，便于观察。

7. 观察：先在低倍镜下找到分生区细胞（细胞呈正方形，排列紧密），再换高倍镜观察。

实验注意事项：

• 解离后细胞已经死亡，不能观察到细胞分裂的动态过程，只能观察到某一时刻的静态图像。
• 视野中大多数细胞处于间期（间期时间最长），少数细胞处于分裂期。
• 分生区细胞的特点是：细胞呈正方形，排列紧密。
• 不能观察到持续分裂的过程，但可以通过观察不同细胞的状态来"拼凑"出完整的分裂过程。

1.8 例题精讲

【例1】下列关于细胞周期的叙述，正确的是（ ）

A. 所有的活细胞都有细胞周期

B. 细胞周期中，分裂间期比分裂期时间长

C. 抑制DNA的合成，细胞将停留在分裂期

D. 细胞周期中，分裂间期和分裂期的时间相等

【解析】

A选项错误。只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如根尖分生区细胞。不分裂的细胞（如成熟红细胞、神经细胞）没有细胞周期。

B选项正确。分裂间期占细胞周期的90%~95%，远长于分裂期。这是因为间期需要完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，是一个复杂的准备过程。

C选项错误。抑制DNA的合成，细胞将停留在分裂间期（DNA无法复制，无法进入分裂期），而不是分裂期。

D选项错误。分裂间期远长于分裂期，二者时间不相等。

答案：B

【例2】某动物体细胞有4条染色体，在有丝分裂后期，细胞中的染色体数、DNA分子数和染色单体数分别为（ ）

A. 4、4、0

B. 8、8、0

C. 4、8、8

D. 8、4、0

【解析】

体细胞有4条染色体（2n=4）。

间期DNA复制后：染色体数=4，DNA数=8，染色单体数=8。

后期着丝点分裂：染色体数=8（加倍），DNA数=8（不变），染色单体数=0（消失）。

答案：B

【例3】下列关于观察根尖分生组织细胞有丝分裂实验的叙述，正确的是（ ）

A. 可以观察到细胞从间期到末期的连续变化过程

B. 解离的目的是使染色体着色

C. 压片的目的是使细胞分散成单层

D. 视野中大多数细胞处于分裂期

【解析】

A选项错误。解离后细胞已经死亡，不能观察到连续的变化过程。

B选项错误。解离的目的是使细胞相互分离开来，染色的目的是使染色体着色。

C选项正确。压片的目的是使细胞分散开来，形成单层细胞，便于在显微镜下观察。

D选项错误。视野中大多数细胞处于间期（间期时间最长），少数细胞处于分裂期。

答案：C

2 细胞的分化：基因的选择性表达

2.1 细胞分化的概念

细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。

细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。通过细胞分化，多细胞生物体形成了不同的组织和器官，从而具备了各种不同的功能。

细胞分化的实质是基因的选择性表达。在个体发育过程中，不同的细胞表达不同的基因，从而合成不同的蛋白质，导致细胞在形态、结构和功能上出现差异。

需要特别理解的是：细胞分化不是基因的丢失或改变，而是基因的选择性表达。分化后的细胞仍然含有该物种的全套遗传信息，只是不同细胞中表达的基因不同。

例如，人体的所有体细胞都含有相同的DNA（相同的基因组），但心肌细胞表达心肌蛋白基因，胰岛细胞表达胰岛素基因，红细胞表达血红蛋白基因——这就是基因的选择性表达。

2.2 细胞分化的特点

持久性：细胞分化贯穿于整个生命历程，但在胚胎期达到最大程度。胚胎发育过程中，细胞的分化程度最高，从受精卵到各种不同类型的细胞，分化最为剧烈。

稳定性：细胞分化一旦确定，通常不可逆转。例如，已经分化为心肌细胞的细胞，不会再变回未分化的状态。这种稳定性保证了组织器官的正常功能。

普遍性：细胞分化在生物界中普遍存在，是多细胞生物个体发育的基础。

2.3 细胞的全能性

细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。也就是说，分化的细胞仍然含有该物种的全套遗传信息，在适宜的条件下可以发育成完整的个体。

细胞具有全能性的原因是：已分化的细胞含有本物种全套的遗传信息。

全能性表达的难易程度：受精卵>生殖细胞（卵细胞、精子）>体细胞。受精卵的全能性最高，因为它是未分化的细胞；体细胞的全能性较低，因为基因的表达受到了调控。

植物细胞的全能性比较容易表达——这是植物组织培养技术的理论基础。1958年，美国科学家斯图尔德（Steward）用胡萝卜根的韧皮部细胞培养出了完整的胡萝卜植株，首次证明了植物细胞的全能性。

动物细胞的全能性较难表达，但细胞核仍具有全能性——这是动物克隆技术的理论基础。1996年，英国科学家伊恩·威尔穆特（Ian Wilmut）将绵羊的体细胞核移植到去核卵母细胞中，培育出了克隆羊"多莉"，证明了动物细胞核的全能性。

2.4 细胞分化与细胞分裂的关系

细胞分裂和细胞分化是两个不同的过程，但它们在个体发育中相互配合：

• 细胞分裂增加细胞的数量
• 细胞分化增加细胞的种类

在个体发育中，细胞先通过分裂增加数量，再通过分化形成不同类型的细胞。分裂是分化的基础，分化是分裂的结果。

2.5 例题精讲

【例4】下列关于细胞分化的叙述，正确的是（ ）

A. 细胞分化导致细胞中的遗传物质发生改变

B. 细胞分化是基因选择性表达的结果

C. 已分化的细胞不再进行细胞分裂

D. 细胞分化只在胚胎期发生

【解析】

A选项错误。细胞分化不会导致遗传物质改变，分化的细胞仍然含有全套遗传信息。细胞分化的实质是基因的选择性表达，而非基因的丢失或改变。

B选项正确。细胞分化的实质就是基因的选择性表达——不同细胞中表达的基因不同，导致合成的蛋白质不同，从而使细胞在形态、结构和功能上出现差异。

C选项错误。已分化的细胞有些仍然可以进行细胞分裂。例如，皮肤的生发层细胞是已分化的细胞，但仍然能够分裂产生新的皮肤细胞。

D选项错误。细胞分化贯穿于整个生命历程，不仅发生在胚胎期。例如，骨髓中的造血干细胞不断分化产生各种血细胞，这是终生进行的。

答案：B

【例5】下列实例中，能体现细胞全能性的是（ ）

A. 用胡萝卜根的韧皮部细胞培养出胡萝卜植株

B. 造血干细胞分化为各种血细胞

C. 受精卵发育为胚胎

D. 皮肤生发层细胞分裂产生新细胞

【解析】

A选项正确。用已分化的体细胞培养出完整的植株，体现了细胞的全能性。

B选项错误。造血干细胞分化为血细胞，只是形成了特定类型的细胞，没有发育成完整个体，不能体现全能性。分化为多种细胞只能体现细胞分化的多能性。

C选项错误。受精卵发育为胚胎是正常的个体发育过程，受精卵本身就是未分化的细胞，其发育为个体是自然过程，不能体现"已分化细胞的全能性"。

D选项错误。皮肤生发层细胞分裂产生新细胞，只是细胞分裂，没有分化，更没有发育成完整个体。

答案：A

3 细胞的衰老与凋亡：生命的自然终点

3.1 细胞衰老的特征

细胞衰老是细胞生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。

细胞衰老的主要特征包括：

第一，水分减少，细胞萎缩，体积变小。这是最直观的变化。衰老的细胞由于水分减少，代谢速率减慢，细胞体积缩小。这也是老年人皮肤出现皱纹的原因之一。

第二，细胞内多种酶的活性降低。酶活性的降低导致细胞代谢速率减慢，各种生化反应的效率下降。例如，头发基部的黑色素细胞衰老后，酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，导致头发变白。

第三，色素积累。衰老的细胞内会积累一些色素物质，如脂褐素（老年斑）。脂褐素是细胞内脂质过氧化产物，随着年龄增长逐渐积累。

第四，呼吸速率减慢，细胞核体积增大，核膜内折，染色质固缩。这些变化反映了细胞核功能的衰退。

第五，细胞膜通透性改变，物质运输功能降低。衰老细胞的细胞膜流动性降低，选择透过性功能减弱，导致物质进出细胞的效率下降。

3.2 细胞衰老的学说

关于细胞衰老的原因，目前有多种假说，其中被广泛接受的有：

自由基学说：自由基是指含有未配对电子的原子或原子团，具有强氧化性。在细胞代谢过程中，会产生各种自由基（如超氧阴离子自由基O 2 ⋅ − \text{O}_2^{\cdot-}O2⋅−​、羟自由基OH ⋅ \text{OH}^{\cdot}OH⋅等）。自由基会攻击细胞内的生物大分子，如损伤DNA、使蛋白质变性、破坏生物膜（攻击膜上的磷脂分子），导致细胞功能逐渐衰退，最终衰老死亡。

端粒学说：端粒是染色体两端的一段特殊序列（TTAGGG重复序列），像"鞋带两端的塑料套"一样保护染色体。每次细胞分裂，端粒都会缩短一段。当端粒缩短到一定程度时，细胞就不再分裂，进入衰老状态。这被称为"海弗里克极限"——正常体细胞只能分裂约50~70次。

3.3 细胞凋亡

细胞凋亡是指由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，也称为细胞编程性死亡（programmed cell death，PCD）。

细胞凋亡是基因调控的结果，是细胞主动的、程序性的死亡过程。它在生物体的发育和稳态维持中起着至关重要的作用。

细胞凋亡的典型例子包括：

• 蝌蚪尾巴的消失：蝌蚪变态发育为青蛙时，尾部的细胞发生凋亡，尾巴逐渐消失。
• 胎儿手指的发育：胚胎发育早期，手指之间有蹼状结构，后来指间细胞凋亡，手指分开。
• 衰老细胞的清除：体内衰老的细胞通过凋亡被清除，维持组织的正常功能。
• 被病原体感染的细胞的清除：感染病毒的细胞通过凋亡牺牲自己，阻止病毒的扩散。

细胞凋亡的意义：保证多细胞生物体的正常发育，维持内部环境的稳定，抵御外界各种因素的干扰。

3.4 细胞凋亡与细胞坏死的区别

细胞凋亡是"自杀"，是基因调控的主动过程，对机体有利；细胞坏死是"他杀"，是外界因素导致的被动过程，对机体有害。

3.5 例题精讲

【例6】下列关于细胞衰老和凋亡的叙述，正确的是（ ）

A. 细胞凋亡是细胞衰老的结果

B. 细胞衰老和凋亡都是基因调控的结果

C. 蝌蚪尾巴的消失属于细胞坏死

D. 细胞凋亡对机体都是有害的

【解析】

A选项错误。细胞凋亡和细胞衰老是两个不同的概念。细胞凋亡是基因控制的编程性死亡，可以发生在任何时期的细胞中（如胚胎发育过程中的细胞凋亡），不一定是衰老的结果。

B选项正确。细胞衰老和细胞凋亡都受基因的调控。细胞衰老涉及衰老相关基因的表达，细胞凋亡涉及凋亡基因的激活。

C选项错误。蝌蚪尾巴的消失是细胞凋亡的典型例子，是基因调控的编程性死亡，不是细胞坏死。

D选项错误。细胞凋亡对机体通常是有利的，如清除衰老细胞、维持组织稳态、参与发育过程等。

答案：B

【例7】下列现象中，属于细胞凋亡的是（ ）

A. 蝌蚪尾巴的消失

B. 开水烫伤导致皮肤起水泡

C. 被毒蛇咬伤后组织坏死

D. 缺血导致的心肌细胞死亡

【解析】

A选项正确。蝌蚪尾巴的消失是基因调控的编程性死亡，属于细胞凋亡。

B选项错误。开水烫伤导致的细胞死亡是外界高温引起的病理性死亡，属于细胞坏死。

C选项错误。蛇毒引起的组织坏死是外界毒素导致的病理性死亡，属于细胞坏死。

D选项错误。缺血导致的心肌细胞死亡是缺氧引起的病理性死亡，属于细胞坏死。

答案：A

4 细胞的癌变：失控的增殖

4.1 癌细胞的概念与特征

癌细胞是指受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。

癌细胞具有以下三大特征：

特征一：无限增殖。正常细胞有一定的分裂次数限制（海弗里克极限），但癌细胞失去了分裂次数的限制，能够无限增殖。在适宜条件下，癌细胞可以无限制地分裂，形成恶性肿瘤。

特征二：形态结构发生显著变化。癌细胞的形态与正常细胞明显不同。例如，正常的成纤维细胞呈扁平梭形，癌变后变成球形。癌细胞的细胞核增大，核仁明显，染色质粗糙。

特征三：表面发生变化。癌细胞表面的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性降低，导致癌细胞容易在体内分散和转移。这是癌症难以治愈的重要原因——癌细胞可以从原发部位脱落，通过血液或淋巴系统转移到身体其他部位，形成新的肿瘤。

此外，癌细胞还有以下特点：

• 细胞周期缩短，分裂速度快
• 不受密度限制（正常细胞有接触抑制现象，癌细胞没有）
• 产生新的血管以获取营养（血管生成）
• 对生长因子需求降低

4.2 癌变的原因

癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因的突变。

原癌基因：正常情况下，原癌基因参与调控细胞的生长和分裂，是维持细胞正常生命活动所必需的基因。当原癌基因发生突变或过度表达时，会导致细胞过度增殖，引发癌变。可以类比为"油门卡住"——正常情况下踩油门加速，松油门减速，但油门卡住后车就会不受控制地加速。

抑癌基因：正常情况下，抑癌基因抑制细胞的异常增殖，阻止细胞癌变。当抑癌基因发生突变或失活时，失去了对细胞增殖的抑制作用，细胞可能发生癌变。可以类比为"刹车失灵"——正常情况下刹车可以减速停车，但刹车失灵后车就无法停止。

癌变不是单一基因突变的结果，而是多个基因突变的累积效应。通常需要5~6个基因突变才能使正常细胞转变为癌细胞，这也是癌症多发于老年人的原因——突变需要时间积累。

4.3 致癌因子的种类

致癌因子是指能引起细胞癌变的因素，分为三类：

物理致癌因子：主要指紫外线、X射线、γ射线等电离辐射。这些辐射能直接损伤DNA，导致基因突变。例如，长期暴露在强紫外线下会增加皮肤癌的风险；日本广岛和长崎原子弹爆炸后的幸存者，白血病和甲状腺癌的发病率显著升高。

化学致癌因子：主要指一些化学物质，如苯并芘（存在于煤焦油、香烟烟雾中）、亚硝胺（存在于腌制食品中）、黄曲霉素（存在于发霉的花生、玉米中）等。这些化学物质能与DNA发生反应，导致基因突变。

生物致癌因子：主要指一些能引起癌变的病毒，称为肿瘤病毒或致癌病毒。例如，人类乳头瘤病毒（HPV）与宫颈癌有关，EB病毒与鼻咽癌有关，乙型肝炎病毒（HBV）与肝癌有关。

4.4 癌症的预防与治疗

预防：远离致癌因子，增强体质。具体措施包括：不吸烟、少饮酒、避免过度暴晒、少吃腌制和烧烤食品、避免接触有害化学物质、接种相关疫苗（如HPV疫苗、乙肝疫苗）等。

治疗：目前癌症的治疗方法主要包括手术切除、化疗（使用化学药物杀死癌细胞）、放疗（使用放射线杀死癌细胞）、免疫治疗（激活免疫系统攻击癌细胞）和靶向治疗（针对癌细胞的特定分子靶点进行治疗）等。

化疗和放疗的局限性在于：它们不仅杀死癌细胞，也会损伤正常细胞，尤其是分裂旺盛的细胞（如毛囊细胞、骨髓细胞、消化道上皮细胞），导致脱发、免疫力下降、恶心呕吐等副作用。

4.5 例题精讲

【例8】下列关于癌细胞的叙述，正确的是（ ）

A. 癌细胞表面的糖蛋白增多

B. 癌细胞只由原癌基因突变引起

C. 癌细胞能够无限增殖

D. 癌细胞不具有细胞周期

【解析】

A选项错误。癌细胞表面的糖蛋白减少（不是增多），导致细胞间黏着性降低，容易分散和转移。

B选项错误。癌变是原癌基因和抑癌基因共同突变的结果，不是只由原癌基因突变引起。原癌基因突变导致细胞过度增殖，抑癌基因突变导致失去对增殖的抑制。

C选项正确。无限增殖是癌细胞的三大特征之一，也是癌症难以治愈的根本原因。

D选项错误。癌细胞能够进行细胞分裂，因此具有细胞周期。癌细胞的细胞周期通常比正常细胞短。

答案：C

【例9】下列关于原癌基因和抑癌基因的叙述，正确的是（ ）

A. 原癌基因和抑癌基因只存在于癌细胞中

B. 原癌基因和抑癌基因在正常细胞中也有

C. 原癌基因是致癌基因，抑癌基因是抑癌基因

D. 原癌基因突变一定导致癌变

【解析】

A选项错误。原癌基因和抑癌基因存在于所有正常细胞中，不是癌细胞特有的。它们在正常细胞中发挥重要的生理功能。

B选项正确。原癌基因和抑癌基因是正常细胞中本来就有的基因。原癌基因负责调控细胞的正常生长和分裂，抑癌基因负责阻止细胞的异常增殖。只有当这些基因发生突变时，才可能导致癌变。

C选项错误。原癌基因不是"致癌基因"，而是"原本就存在的、与细胞生长有关的基因"。原癌基因在正常情况下参与调控细胞的生长和分裂，只有突变后才可能导致癌变。

D选项错误。原癌基因突变不一定导致癌变。癌变是多个基因突变的累积效应，单一基因突变通常不足以引起癌变。

答案：B

【例10】下列因素中，不属于致癌因子的是（ ）

A. 紫外线

B. 黄曲霉素

C. 人类乳头瘤病毒

D. 维生素C

【解析】

A选项：紫外线属于物理致癌因子，长期暴露可增加皮肤癌风险。

B选项：黄曲霉素属于化学致癌因子，存在于发霉的花生、玉米中，可诱发肝癌。

C选项：人类乳头瘤病毒（HPV）属于生物致癌因子，与宫颈癌有关。

D选项：维生素C是一种水溶性维生素，具有抗氧化作用，不是致癌因子。相反，维生素C可能有一定的抗癌作用。

答案：D

5 有丝分裂曲线分析与综合题型

5.1 染色体和DNA变化曲线

有丝分裂过程中染色体和DNA的变化可以用曲线图表示。这是高考的重要考点，需要能够根据曲线判断分裂时期。

DNA变化曲线：

• 间期（复制前）：DNA含量为2n
• 间期（复制后）：DNA含量为4n（S期DNA复制，含量从2n逐渐增加到4n）
• 前期、中期：DNA含量为4n
• 后期：DNA含量为4n（着丝点分裂，DNA不变化）
• 末期：DNA含量恢复为2n

染色体变化曲线：

• 间期：染色体数目为2n
• 前期、中期：染色体数目为2n
• 后期：染色体数目为4n（着丝点分裂，加倍）
• 末期：染色体数目恢复为2n

关键区别：DNA在间期加倍，染色体在后期加倍。DNA的变化是"先升后降"，染色体的变化是"中间突起"。

5.2 染色单体变化曲线

染色单体的变化也是常考内容：

• 间期（复制前）：染色单体数为0
• 间期（复制后）：染色单体数为4n（每条染色体含2条染色单体）
• 前期、中期：染色单体数为4n
• 后期：染色单体数为0（着丝点分裂，染色单体消失，成为独立染色体）
• 末期（子细胞）：染色单体数为0

染色单体的变化规律是"先出现后消失"——间期DNA复制时出现，后期着丝点分裂时消失。

5.3 细胞周期中各物质的数学关系

在有丝分裂过程中，染色体、DNA、染色单体和着丝点之间存在以下数学关系：

当染色单体存在时（间期复制后到后期之前）：

DNA数 = 染色单体数 = 2 × 染色体数 = 2 × 着丝点数 \text{DNA数} = \text{染色单体数} = 2 \times \text{染色体数} = 2 \times \text{着丝点数}DNA数=染色单体数=2×染色体数=2×着丝点数

当染色单体不存在时（间期复制前或后期之后）：

DNA数 = 染色体数 = 着丝点数 , 染色单体数 = 0 \text{DNA数} = \text{染色体数} = \text{着丝点数}, \quad \text{染色单体数} = 0DNA数=染色体数=着丝点数,染色单体数=0

这些关系是解题的核心工具，必须熟练掌握。

5.4 综合题型分析

【例11】图甲表示某动物细胞有丝分裂一个细胞周期中DNA含量的变化曲线，图乙表示该细胞分裂图像。下列叙述正确的是（ ）

A. 图甲中ab段DNA含量增加一倍，是因为着丝点分裂

B. 图甲中cd段DNA含量减半，是因为细胞质分裂

C. 图乙细胞处于图甲的bc段

D. 图乙细胞含有4条染色体、8个DNA分子

【解析】

A选项错误。ab段DNA含量增加一倍，是因为间期DNA复制，不是因为着丝点分裂。着丝点分裂发生在后期，不改变DNA含量。

B选项错误。cd段DNA含量减半，是因为末期细胞一分为二，DNA被平均分配到两个子细胞中。细胞质分裂只是细胞质一分为二的过程，DNA减半的根本原因是核分裂。

C选项需要根据图乙判断。如果图乙显示的是后期（着丝点分裂，染色体移向两极），则处于cd段（DNA含量仍为4n，但即将减半）；如果显示的是前期或中期，则处于bc段。

D选项需要根据具体图像判断。假设该动物2n=4，则后期细胞含有8条染色体、8个DNA分子（着丝点分裂后，每条染色体含1个DNA）。

答案：需根据具体图像判断

【例12】下列关于有丝分裂的叙述，正确的是（ ）

A. 有丝分裂间期DNA复制和蛋白质合成均发生在细胞核中

B. 有丝分裂中期，染色体形态最典型，是观察染色体的最佳时期

C. 有丝分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开，DNA数目加倍

D. 有丝分裂末期，动物细胞和植物细胞都形成细胞板

【解析】

A选项错误。DNA复制发生在细胞核中（主要），但蛋白质合成发生在核糖体上（细胞质中），不在细胞核中。

B选项正确。中期染色体排列在赤道板上，形态最典型、最清晰，是观察染色体形态和数目的最佳时期。

C选项错误。后期着丝点分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，但DNA数目不变（每条染色体仍含1个DNA分子）。

D选项错误。植物细胞形成细胞板，动物细胞不形成细胞板，而是细胞膜从中部向内凹陷缢裂。

答案：B

6 干细胞与细胞工程：生命历程的应用前沿

6.1 干细胞的概念与分类

干细胞是一类具有自我更新能力和分化潜能的未分化细胞。根据分化潜能的大小，干细胞可以分为三类：

全能干细胞：具有发育成完整个体的能力，如受精卵和早期胚胎细胞。受精卵的全能性最高，能发育成完整的个体以及胎盘等附属结构。

多能干细胞：能分化成多种类型的细胞，但不能发育成完整个体。如胚胎干细胞（ES细胞），能分化出构成人体的所有类型的细胞（约200多种），但不能形成胎盘等胚外组织。

专能干细胞：只能分化成一种或少数几种类型的细胞。如造血干细胞只能分化成各种血细胞（红细胞、白细胞、血小板等），神经干细胞只能分化成神经元和神经胶质细胞。

6.2 干细胞的应用前景

干细胞研究是当今生命科学最前沿的领域之一，具有广阔的应用前景：

再生医学：利用干细胞修复或替换受损的组织和器官。例如，用干细胞培养出新的心肌细胞治疗心脏病，用干细胞培养出新的胰岛细胞治疗糖尿病，用干细胞培养出新的神经细胞治疗帕金森病和脊髓损伤。

药物筛选：利用干细胞分化出的特定细胞进行药物筛选和毒性测试，减少动物实验，提高药物研发效率。

疾病模型：利用患者自身的干细胞培养出疾病细胞，建立疾病模型，研究疾病的发生机制。

癌症研究：研究发现，肿瘤中存在一小群"肿瘤干细胞"，它们具有自我更新和分化的能力，是肿瘤复发和转移的根源。针对肿瘤干细胞的靶向治疗，可能成为攻克癌症的新策略。

6.3 细胞工程简介

细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。

植物细胞工程：主要包括植物组织培养和植物体细胞杂交。植物组织培养利用植物细胞的全能性，将离体的植物器官、组织或细胞培养成完整的植株。植物体细胞杂交将不同种植物的体细胞融合在一起，形成杂种细胞，再培育成杂种植株，克服了远缘杂交不亲和的障碍。

动物细胞工程：主要包括动物细胞培养、动物细胞融合、核移植和单克隆抗体制备等。其中，单克隆抗体的制备是动物细胞工程最成功的应用之一——将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，形成杂交瘤细胞，既能无限增殖（来自骨髓瘤细胞），又能产生特异性抗体（来自B淋巴细胞），从而大量制备单一特异性抗体。

6.4 例题精讲

【例13】下列关于干细胞的叙述，正确的是（ ）

A. 干细胞是指已经分化的细胞

B. 造血干细胞属于全能干细胞

C. 干细胞具有自我更新和分化的能力

D. 干细胞只能分化成一种类型的细胞

【解析】

A选项错误。干细胞是未分化的细胞，具有自我更新和分化潜能。

B选项错误。造血干细胞属于专能干细胞，只能分化成各种血细胞，不能分化成其他类型的细胞，更不能发育成完整个体。

C选项正确。干细胞的两大特征就是自我更新（分裂产生新的干细胞）和分化（分化成特定类型的细胞）。

D选项错误。不同类型的干细胞分化潜能不同，全能干细胞能分化成所有类型的细胞，多能干细胞能分化成多种类型的细胞，专能干细胞只能分化成一种或少数几种类型的细胞。

答案：C

【例14】下列技术中，利用了细胞全能性原理的是（ ）

A. 制备单克隆抗体

B. 植物组织培养

C. 动物细胞融合

D. 克隆羊"多莉"的培育

【解析】

A选项错误。制备单克隆抗体利用的是细胞融合技术，不是细胞全能性。

B选项正确。植物组织培养利用了植物细胞的全能性——已分化的植物细胞在适宜条件下可以发育成完整的植株。

C选项错误。动物细胞融合利用的是细胞膜的流动性，不是细胞全能性。

D选项正确。克隆羊"多莉"的培育利用了动物细胞核的全能性——将体细胞核移植到去核卵母细胞中，发育成完整的个体。

答案：BD（若为多选题）

7 本章核心知识框架与高考备考指南

7.1 第六章核心知识框架

本章的核心逻辑可以概括为：细胞的生命历程是一个从增殖到死亡的完整过程。

细胞通过有丝分裂增加数量，通过分化增加种类，通过衰老走向生命的终点，通过凋亡完成使命的终结，而癌变则是这一历程的"脱轨"——细胞逃避了正常的调控机制，走向了无限增殖的不归路。

从分子层面看，这一切都受基因的调控：有丝分裂受细胞周期基因的调控，细胞分化受基因选择性表达的调控，细胞凋亡受凋亡基因的调控，细胞癌变是原癌基因和抑癌基因突变的结果。基因是细胞生命历程的"总指挥"。

7.2 高考命题趋势

7.3 易错点归纳

1. 间期不是"休息期"：间期是DNA复制和蛋白质合成的活跃期，是细胞周期中最繁忙的阶段。
2. 赤道板不是真实结构：赤道板是细胞中央的假想平面，不是真实存在的结构；细胞板是真实结构（植物细胞末期形成）。
3. 着丝点分裂发生在后期：不是中期。中期着丝点排列在赤道板上，后期着丝点分裂。
4. DNA在间期加倍，染色体在后期加倍：这是最重要的区别。
5. 解离后细胞已死亡：不能观察动态过程。
6. 细胞分化不改变遗传物质：分化的细胞仍含全套遗传信息。
7. 细胞凋亡是"自杀"，细胞坏死是"他杀"：凋亡是主动的、基因调控的；坏死是被动的、外界因素导致的。
8. 原癌基因不是"致癌基因"：原癌基因是正常基因，突变后才可能导致癌变。
9. 癌细胞表面糖蛋白减少：不是增多，减少导致黏着性降低，容易转移。
10. 动物细胞无丝分裂的例子是蛙的红细胞：人的成熟红细胞无核，不能分裂。

8 拓展：从细胞生命历程看生命的意义

细胞的生命历程——从诞生到死亡——折射出生命的深刻哲理。

一个受精卵通过无数次有丝分裂和细胞分化，发育成一个由数十万亿个细胞组成的复杂个体。每一个细胞都在精确的时间、精确的位置执行精确的功能。当细胞完成使命后，它会通过凋亡安静地退出舞台，为新细胞让出空间。这种精密的调控保证了生命体的正常运转。

然而，当调控机制出现故障时，细胞就可能"叛变"——不再遵守分裂的规则，不再响应凋亡的信号，疯狂地增殖，掠夺营养，侵占空间，最终摧毁整个生命体。这就是癌症的本质。

理解细胞的生命历程，不仅是为了应对考试，更是为了理解生命本身的运作逻辑。每一个细胞都在演绎着诞生、成长、衰老和死亡的故事，而这一切都写在了基因的密码之中。

从第一章的"走进细胞"到第六章的"细胞的生命历程"，我们完成了对细胞从结构到功能、从物质到能量、从诞生到死亡的全面认识。细胞是生命的基本单位，理解了细胞，就理解了生命的根基。

本文为高中生物必修一CSDN专栏第6讲（终讲），全系列6讲已更新完毕，欢迎关注收藏。