《高中生物必修一第五章思维导图》

中心主题：细胞的生命历程

I. 细胞的生命历程概述

• A. 细胞周期
  • 1. 定义：从一次细胞分裂完成开始，到下一次细胞分裂结束所经历的全过程。
  • 2. 意义：保证生物遗传物质的连续性和稳定性。
  • 3. 包括：
       • a. 间期：时间长，占细胞周期的95%以上。
       • (1) 主要任务：完成DNA的复制和有关蛋白质的合成。
       • (2) 具体过程：
         • i. G1期：细胞生长，合成RNA和蛋白质。
         • ii. S期：DNA复制，发生染色体数量加倍，但染色体数目不变（因为每个染色体上含有2个DNA分子）。
         • iii. G2期：合成RNA和蛋白质，为分裂期做准备。
       • b. 分裂期（M期）：时间短，占细胞周期的5%左右。
       • (1) 包括：前期、中期、后期、末期。
       • (2) 具体过程：见下文“细胞分裂 - 有丝分裂”。
• B. 细胞分化
  • 1. 定义：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。
  • 2. 原因：基因的选择性表达。
  • 3. 本质：细胞内基因的表达在时间和空间上的差异。
  • 4. 意义：使生物体形成不同类型的细胞、组织和器官，承担不同的生理功能，有利于生物体完成复杂的生命活动。
  • 5. 特点：
       • a. 普遍性：发生在生物个体的整个生命进程中。
       • b. 持久性：一般来说，分化后的细胞将保持其分化状态，直到死亡。
       • c. 不可逆性：细胞分化通常是不可逆的，但在特定条件下，某些细胞可以发生去分化。
       • d. 基因不变性：细胞分化过程中，细胞核内的遗传物质一般不会发生改变，改变的是基因的表达。
• C. 细胞衰老
  • 1. 特征：
       • a. 细胞内的水分减少，细胞体积变小，新陈代谢速率降低。
       • b. 细胞内的酶活性降低。
       • c. 细胞内的色素积累。
       • d. 细胞膜的通透性改变，使物质运输功能降低。
       • e. 细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深。
  • 2. 原因：
       • a. 与遗传物质DNA的损伤有关。
       • b. 与细胞内某些酶的活性降低有关。
       • c. 与自由基的损伤有关。
       • d. 与端粒的缩短有关。
  • 3. 与个体衰老的关系：细胞衰老是生物体衰老的基础。
• D. 细胞凋亡
  • 1. 定义：由基因决定的细胞自动结束生命的过程，是一种正常的生命现象，也称为细胞程序性死亡。
  • 2. 特点：
       • a. 不是病理性的，而是主动的。
       • b. 具有严格的时间和空间顺序。
       • c. 不引起炎症反应。
  • 3. 意义：
       • a. 维持机体内部环境的稳定。
       • b. 清除体内衰老或病变的细胞。
       • c. 在多细胞生物完成正常发育过程中发挥重要作用。
  • 4. 例子：蝌蚪尾的消失、手指的形成。
• E. 细胞癌变
  • 1. 概念：在致癌因子的作用下，细胞发生基因突变，变成不受机体控制的，连续进行分裂的恶性增殖细胞。
  • 2. 原因：
       • a. 内因：原癌基因和抑癌基因的突变。
       • b. 外因：物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子。
  • 3. 特点：
       • a. 具有无限增殖能力。
       • b. 细胞形态发生显著改变。
       • c. 细胞表面发生改变，细胞膜上的糖蛋白减少，细胞间的黏着性降低，容易扩散和转移。
  • 4. 预防：避免接触致癌因子，保持健康的生活方式。

II. 细胞分裂 - 有丝分裂

• A. 过程概述

  • 1. 染色体行为变化：复制、分离、均分。
  • 2. 各时期主要变化：
       • a. 间期：DNA复制和有关蛋白质的合成。
       • b. 前期：
       • (1) 染色质螺旋化，形成染色体。
       • (2) 核膜解体，核仁消失。
       • (3) 纺锤丝形成纺锤体。
       • c. 中期：染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上。
       • d. 后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为独立的染色体，分别向细胞的两极移动。
       • e. 末期：
       • (1) 染色体解螺旋化，恢复为染色质状态。
       • (2) 核膜和核仁重新出现。
       • (3) 细胞质分裂，形成两个子细胞。
         • i. 动物细胞：细胞膜从细胞中部向内凹陷，缢裂成两个细胞。
         • ii. 植物细胞：在细胞中央形成细胞板，细胞板向四周扩展，形成新的细胞壁，最终将细胞分为两个子细胞。

• B. 意义

  • 1. 保证了细胞的遗传物质在亲代和子代细胞之间的连续性。
  • 2. 有利于维持生物体遗传性状的稳定。
  • 3. 是生物体生长、发育、繁殖和修复的基础。

• C. 染色体、染色单体、DNA分子的数量变化

  时期	染色体数	染色单体数	DNA分子数
  间期（S期前）	2n	0	2n
  间期（S期）	2n	4n	4n
  前期	2n	4n	4n
  中期	2n	4n	4n
  后期	4n	0	4n
  末期	2n	0	2n

III. 影响细胞生命历程的因素

• A. 内因
  • 1. 遗传物质的控制。
  • 2. 细胞内部的代谢活动。
• B. 外因
  • 1. 环境因素：温度、pH、射线、化学物质等。
  • 2. 营养物质：养分的充足程度影响细胞的分裂和生长。
  • 3. 生长因子：某些生长因子可以促进细胞的增殖。
• C. 细胞间的信息交流
  • 1. 通过细胞膜上的受体与信号分子结合，传递信息。
  • 2. 通过相邻细胞间的胞间连丝进行信息交流（仅限于植物细胞）。
• D. 与人体健康的关系
  • 1. 细胞生命历程的异常可能导致疾病的发生，例如：癌症。
  • 2. 保持健康的生活方式，避免接触有害物质，有利于维护细胞的正常生命历程。

IV. 总结

细胞的生命历程是一个复杂而精妙的过程，包括细胞周期、细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡和细胞癌变等阶段。理解这些过程不仅有助于我们认识生命的本质，也有助于我们更好地维护自身健康。 通过学习本章内容，可以更全面地理解细胞作为生命基本单位所具有的各种功能和特性。