高中生物学必修1（人教版）第六章 核心素养导向单元知识清单

高中生物学必修1（人教版）第六章核心素养导向单元知识清单一、学科与学段锁定本知识清单专为高中一年级下学期学生设计，依托人教版高中生物必修一《分子与细胞》第六章“细胞的生命历程”展开。在学完了细胞的物质组成、基本结构和物质代谢、能量代谢之后，本章将视角转向细胞作为一个生命基本单位的“生、长、衰、死”全过程。本清单旨在深化学科核心素养，从生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个维度，对本章核心概念、原理、过程及考点进行全方位、高站位的统摄与梳理，帮助学生构建系统化的生命观，打通知识内在联系，精准应对学业质量评价与高考选拔要求。二、核心素养统摄下的单元知识体系构建（一）单元核心概念图谱本章围绕“细胞的生命活动存在着发生、发展、消亡的规律”这一大概念，次位概念包括细胞的增殖、分化、衰老和死亡。这些过程并非孤立，而是相互关联、有序进行的。细胞通过增殖增加细胞数量，通过分化增加细胞类型，共同完成生物体的生长发育；衰老和死亡则是细胞生命不可避免的终结阶段，其中凋亡是基因编程的主动死亡，对于维持内环境稳定至关重要。癌变则是细胞异常分化和增殖失控的结果，打破了正常生命历程的平衡。（二）核心素养在本章的落脚点生命观念：通过对细胞周期、分裂、分化、衰老、凋亡的学习，建立“细胞是一个动态的生命系统”的观念，理解生命的发生、发展和消亡是自然规律，形成科学的生死观。认识到细胞的精细调控是维持个体稳态的基础，认同结构与功能相适应、部分与整体相统一的观点。科学思维：运用归纳与概括的方法，总结有丝分裂各时期的特点；运用模型与建模的方法，构建染色体、DNA数量变化曲线模型及物理模型；运用批判性思维，分析细胞衰老的原因学说（如自由基学说、端粒学说），区分细胞凋亡与坏死的本质差异。科学探究：通过“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验，掌握临时装片的制作、高倍镜使用、绘图技巧，并能基于观察到的现象，分析实验中出现的各种问题，体验科学探究的过程。社会责任：关注干细胞研究、组织工程、克隆技术等科技前沿及其伦理问题；正确认识癌症的成因、预防与治疗，形成健康文明的生活方式；关爱老年人，认同人口老龄化社会背景下的生物学责任。三、核心知识清单与考向精析（一）细胞的增殖：生命的源头与基础【非常重要】【高频考点】1.细胞增殖的意义与方式（1）意义：生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。单细胞生物通过增殖繁衍后代，多细胞生物通过增殖补充衰老死亡的细胞。（2）方式：原核生物以二分裂方式增殖；真核生物主要以有丝分裂方式增殖，此外还有无丝分裂和减数分裂。2.细胞周期【难点】（1）概念：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。它包括分裂间期和分裂期。（2）条件：只有连续分裂的细胞才有细胞周期。如根尖分生区细胞、皮肤生发层细胞、癌细胞等。高度分化的细胞（如神经细胞、肌细胞）不再分裂，无细胞周期；减数分裂产生的生殖细胞也无细胞周期。（3）表示方法：①扇形图：间期占比极大（90%95%），分裂期占比很小。②直线图：A—B—C—A代表一个细胞周期，其中A—B为间期，B—C为分裂期。（4）影响因素：温度、pH、营养等。温度通过影响酶的活性来影响细胞周期。3.有丝分裂过程（以高等植物细胞为例）【非常重要】【必考】（1）分裂间期：【基础】主要进行DNA的和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。结果：每个染色体形成两个完全相同的姐妹染色单体，呈染色质丝状态。DNA数目加倍，染色体数目不变。（2）分裂期：①前期：【重要】染色质丝螺旋缩短变粗，成为染色体（可见单体）；核仁逐渐解体，核膜逐渐消失；从细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体。特点：膜仁消失现两体。②中期：【重要】纺锤丝牵引染色体运动，使所有染色体的着丝粒排列在细胞中央的“赤道板”上。染色体形态稳定，数目清晰，是观察和计数的最佳时期。特点：形定数晰赤道齐。③后期：【非常重要】每个着丝粒分裂成两个，姐妹染色单体分开，成为两条独立的子染色体，在纺锤丝的牵引下分别移向细胞两极。细胞两极的染色体数目和种类完全相同。特点：点裂数增均两极。④末期：【重要】染色体到达两极后，变成染色质丝；纺锤体消失；核膜、核仁重新出现，形成两个新的细胞核；在赤道板位置出现细胞板，细胞板向四周扩展，逐渐形成新的细胞壁。特点：两消两现重建壁。4.动植物细胞有丝分裂的区别【高频考点】（1）前期纺锤体形成方式不同：植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成；动物细胞由中心粒周围发出星射线形成。（2）末期细胞质分裂方式不同：植物细胞在赤道板位置形成细胞板，扩展为细胞壁；动物细胞细胞膜从中央向内凹陷，缢裂成两个子细胞。5.有丝分裂的意义将亲代细胞的染色体经过（实质是DNA的）之后，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，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。6.无丝分裂（1）特点：分裂过程中不出现纺锤体和染色体。（2）过程：核先延长，缢裂为二，接着整个细胞从中部缢裂为二。（3）实例：蛙的红细胞。7.观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验【重要】【热点】（1）原理：高等植物根尖、芽尖等分生区细胞有丝分裂旺盛；染色体易被碱性染料（甲紫溶液或醋酸洋红液）染成深色。（2）选材：洋葱（或大蒜）根尖，选择分生区（细胞呈正方形，排列紧密）。（3）步骤：解离→漂洗→染色→制片。①解离：解离液（质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1:1混合），目的是使组织中的细胞相互分离开来。时间不宜过长或过短。解离后细胞已死亡。②漂洗：用清水漂洗，目的是洗去解离液，防止影响染色效果。③染色：用甲紫溶液或醋酸洋红液染色，目的是使染色体着色。④制片：用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，再加载玻片用拇指轻轻按压，使细胞分散开来，便于观察。（4）观察：先用低倍镜找到分生区细胞，再换高倍镜观察。视野中处于间期的细胞最多，因为间期历时最长。（5）考点拓展：①为什么不能观察到一个细胞的连续分裂过程？因为解离步骤已将细胞杀死。②视野中细胞不分散或重叠严重的原因？解离不充分或压片力度不够。③染色过深或过浅的原因？染色时间不当或漂洗不彻底。（二）细胞的分分化：生命的专门化【基础】【重要】1.概念：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.特点：（1）持久性：贯穿于生物体的整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。（2）稳定性和不可逆性：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。（3）普遍性：生物界中普遍存在。（4）遗传物质不变性：分化过程中，细胞内的遗传物质（DNA）并未发生改变。3.实质：基因的选择性表达【非常重要】同一个体的不同体细胞，都是由同一个受精卵通过有丝分裂增殖而来，因此含有相同的遗传信息（全套基因）。但不同细胞中，执行功能的基因（奢侈基因）不同，即有的基因处于活跃转录状态，有的处于关闭状态，而维持细胞基本生命活动的基因（管家基因）在所有细胞中都表达。这导致了蛋白质种类的差异，进而决定了细胞形态、结构和功能的不同。4.意义：（1）是生物个体发育的基础。（2）使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。5.细胞全能性【高频考点】（1）概念：细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。（2）原因：已分化的细胞一般都含有保持该物种遗传性所需要的全套遗传物质。（3）全能性比较：①植物细胞>动物细胞（动物细胞核具有全能性，但整体细胞暂未证明具全能性）。②受精卵>生殖细胞>干细胞>体细胞。③分化程度越低，全能性越高；分裂能力越强，全能性越高。（4）实例：①植物组织培养（证明植物细胞具有全能性）。②动物克隆（如多莉羊，证明动物体细胞核具有全能性）。6.干细胞【热点】（1）概念：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。（2）类型：①胚胎干细胞（全能干细胞）：分化潜能高，能发育成完整个体。②成体干细胞（多能干细胞、专能干细胞）：如造血干细胞，能分化成多种血细胞，但不能发育成完整个体。（3）应用：用于治疗白血病（造血干细胞移植）、帕金森病、糖尿病等，在组织工程和再生医学领域前景广阔。但涉及伦理问题（如胚胎干细胞来源）。（三）细胞的衰老和死亡：生命的终结【重要】1.细胞衰老的特征【必考点】（1）代谢变化：水分减少，细胞萎缩，体积变小，新陈代谢速率减慢。（2）酶活性：多种酶的活性降低（如酪氨酸酶活性降低，导致白发出现）。（3）色素积累：细胞内色素（如脂褐素）逐渐积累，妨碍细胞内物质交流和传递（如老年斑）。（4）细胞核：核体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深。（5）膜通透性：细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。2.细胞衰老的原因学说（1）自由基学说：自由基（异常活泼的带电分子）会攻击生物膜、DNA和蛋白质，导致细胞损伤和衰老。（2）端粒学说：端粒（染色体两端特殊序列的DNA蛋白质复合体）在每次细胞分裂后会缩短一截，当缩短到临界长度时，细胞走向衰老和死亡。3.个体衰老与细胞衰老的关系【基础】（1）单细胞生物：细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。（2）多细胞生物：体内的细胞总是在不断更新，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。4.细胞的死亡（1）细胞凋亡：【非常重要】①概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，又称细胞编程性死亡。②机制：受到严格的由遗传机制决定的程序性调控。③实例：胚胎发育过程中尾的消失、蝌蚪尾的消失、胎儿手的发育、被病原体感染的细胞的清除。④意义：对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。（2）细胞坏死：①概念：在种种不利因素影响下，如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。②特点：被动死亡，细胞膜破裂，内容物外泄，常引发炎症反应。（3）细胞自噬：【拓展】细胞自噬是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用。细胞自噬与细胞凋亡、衰老、疾病（如癌症、神经退行性疾病）密切相关。（四）细胞的癌变：生命历程的异常【难点】【高频考点】1.癌变的概念：有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。2.癌细胞的主要特征【非常重要】（1）无限增殖：在适宜条件下，癌细胞能无限增殖，成为“不死”的细胞。（2）形态结构改变：癌细胞的形态结构发生显著变化（如变成球形）。（3）细胞膜变化：糖蛋白减少，细胞间黏着性显著降低，导致癌细胞容易在体内分散和转移（这是癌症难以根治的主要原因）。3.癌变的原因【非常重要】（1）内因：原癌基因和抑癌基因的突变。①原癌基因：主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。突变后过度激活，导致细胞过度增殖。②抑癌基因：主要阻止细胞不正常的增殖。突变后失活，失去对细胞增殖的抑制作用。（2）外因：致癌因子。①物理致癌因子：主要是辐射，如紫外线、X射线等。②化学致癌因子：种类繁多，如亚硝胺、黄曲霉毒素、煤焦油中的苯并芘等。③病毒致癌因子：如人乳头瘤病毒（HPV）、乙肝病毒（HBV）等。4.癌症的预防与治疗（1）预防：远离致癌因子；健康的生活方式（戒烟、限酒、均衡饮食）；增强免疫力。（2）治疗：手术切除、化疗（化学药物抑制DNA或蛋白质合成）、放疗（放射线杀死癌细胞）、靶向治疗、免疫疗法等。四、学科交叉与思维进阶（一）数学模型构建：有丝分裂过程中染色体、DNA、染色单体数目变化【非常重要】【难点】1.核DNA数量变化曲线：（1）间期：DNA（由2C→4C），曲线上升。（2）前期、中期：保持4C水平。（3）后期：着丝粒分裂后，DNA数未变（因为DNA还在细胞中），但两个细胞即将分开，若以细胞为单位，末期细胞分裂后，子细胞DNA恢复2C。曲线下降点发生在末期。2.染色体数量变化曲线：（1）间期、前期、中期：染色体数一直为2N（着丝粒未分裂）。（2）后期：着丝粒分裂，染色体数暂时加倍（4N）。（3）末期：细胞分裂，两个子细胞染色体数恢复2N。曲线下降点发生在末期。3.染色单体数量变化曲线：（1）间期（G2期）、前期、中期：染色单体存在，数量为0→4N（后）。（2）后期：着丝粒分裂，染色单体消失为0。（二）易错易混辨析【决胜考场】1.赤道板vs细胞板：（1）赤道板：是一个假想的平面，不是一个实际存在的结构，用于描述中期染色体着丝粒排列的位置。（2）细胞板：植物细胞有丝分裂末期出现的实际结构，由高尔基体囊泡汇集而成，最终扩展为细胞壁。2.细胞凋亡vs细胞坏死：（1）凋亡：主动的、基因控制的、生理性的、对机体有利，细胞膜完整，内容物不外泄，不引发炎症。（2）坏死：被动的、病理性的、对机体有害，细胞膜破裂，内容物外泄，引发炎症。3.分化vs全能性：（1）分化：结果是形成不同种类的细胞，遗传物质不变，但基因选择性表达。（2）全能性：结果是形成完整个体或分化成其他各种细胞，前提是含有全套遗传物质。分化程度越高，全能性越低。4.细胞周期中的“起点”和“终点”：细胞周期的“开始”是“上一次分裂完成时”，“结束”是“下一次分裂完成时”。注意不要将起点误认为是间期的开始。五、核心素养导向的学业质量评价与备考策略（一）命题趋势分析本章内容是高考的必考板块，通常以选择题为主，偶尔结合简答题。命题往往以图文信息题、曲线分析题、实验探究题形式出现。（1）基础考查：有丝分裂各时期特征、动植物细胞分裂区别、细胞分化的实质、衰老细胞的特征等。（2）