摘要：个体(生物体)会经历出生、生长、成熟、繁殖、衰老直至最后死亡的生命历程。那么单个的活细胞也是一样的。如果将一个细胞的一生称为“生命历程”还是非常贴切的，但是称作“细胞周期”好像有点片面，因为“细胞周期”(cell cycle)是指一个由物质准备到细胞分裂高度受

原始细胞的模式图

从理论上看，在早期地球的原始大气（富含甲烷、氨、氢气、水蒸气等）和海洋中，通过闪电、紫外线、火山喷发等提供的能量，无机物可以化学反应生成氨基酸、核苷酸、糖类等构成生命的基本有机小分子。

米勒-尤里实验（1953年）在实验室模拟了早期地球环境，成功合成了多种氨基酸。

氨基酸、核苷酸等小分子在特定条件下（如黏土矿物表面、高温蒸发等）可以聚合形成更复杂的蛋白质和核酸（RNA）。

这里有一个“RNA世界”假说： RNA可能最早出现，因为它既能像DNA一样储存遗传信息，又能像蛋白质一样催化化学反应（核酶）。这意味着最初的生命可能是一个能够自我复制的RNA分子。

脂肪酸和磷脂分子在水中可以自发地组装成脂质体——一种中空的球形结构，其双分子层膜能将内部的化学物质与外界环境隔开。 这就形成了一个独立的微环境，为内部的生化反应提供了保护，是细胞结构诞生的关键一步。

能够自我复制的RNA分子被包裹在脂质体内部。膜的存在使复制过程更高效，而复制的分子又能利用膜外的原料。 这个最原始的系统具备了自我复制和新陈代谢的雏形，通过自然选择，最终演化出了第一个真正的、拥有遗传系统和膜结构的原始细胞。

“universal 共同祖先”(Last Universal Common Ancestor)，通常缩写为 LUCA，LUCA 并不是地球上第一个生命形式，而是现存所有生物（包括细菌、古菌和真核生物）所能追溯到的最后一个共同的祖先种群。

细胞增殖最直观的表现就是细胞分裂，细胞分裂是生物体生长、发育、繁殖和修复的基础。它是指一个亲代细胞（mother cell，称为母细胞）通过一系列复杂的过程，分裂成两个子代细胞(daughter cell)，两个子代细胞继续分裂，而使细胞数量增加。

有丝分裂是真核生物体细胞（ somatic cells ）增殖的主要方式，其核心目的是产生两个在遗传信息上与母细胞完全相同的子细胞。

有丝分裂中的“丝”指的是什么？ 指的是在细胞分裂过程中，显微镜下可见的、由蛋白质构成的纺锤丝，它们负责牵引染色体的运动。

有丝分裂，包括一个分裂间期(interphase)和分裂期(M期)。分裂间期又包括一个DNA的合成期(S期)，还有S期之前的G₁期和S期之后的G₂期。在细胞周期以外还有一个G₀期，暂时脱离细胞周期，停止细胞分裂(多发期生在G₁期)。

一个标准的细胞周期

分裂间期是细胞增殖的物质准备和积累阶段，持续时间长。

G₁期：合成细胞生长所需要的各种蛋白质、糖类、脂质等，但不合成细胞核DNA；

G₀期：也称静止期细胞(quiescent cell)，暂时脱离细胞周期，停止细胞分裂，一旦得到信号指使，会快速返回细胞周期分裂增殖；

S期：DNA合成时期。；

G₂期：细胞核内DNA的数量已经增加一倍，染色体也加倍了。

分裂间期图示

传统上将其分为四个主要阶段：前期、中期、后期、末期。整个过程始于分裂间期，细胞为分裂做好了充分准备。

染色质高度螺旋化、缩短变粗，成为在光学显微镜下清晰可见的染色体。此时每条染色体已由着丝粒连接着两条相同的姐妹染色单体；核仁逐渐消失，核膜开始解体；在细胞两极，中心体（动物细胞特有）发出星射线，形成纺锤体。

纺锤丝附着在染色体的着丝粒上，并牵引所有染色体移动到细胞的赤道板（一个假想的平面）上。

此时期染色体形态最固定、数目最清晰，是进行染色体核型分析的最佳时期。

每条染色体的着丝粒一分为二；姐妹染色单体在纺锤丝的牵引下分开，成为两条独立的子染色体；两组完全相同的子染色体分别被拉向细胞的两极。此时，细胞的两极各有一套完整的染色体组。

到达两极的染色体解螺旋，重新变回细丝状的染色质；在新的细胞核周围重新形成核膜，核仁重新出现；纺锤丝逐渐消失。

动物细胞： 细胞膜从中部向内凹陷，形成“分裂沟”，最终将细胞缢裂成两个子细胞。

植物细胞： 在高尔基体小泡聚集在赤道板处，形成“细胞板”，逐渐扩展并与原细胞壁融合，形成两个子细胞各自的细胞壁。

遗传稳定性。

通过有丝分裂，母细胞将复制后的染色体精确、均等地分配给了两个子细胞，确保了遗传物质在细胞世代间的连续性和稳定性。这正是生长和修复的基础。

一个重要的提醒： 有丝分裂产生的两个子细胞，其细胞质内的物质和细胞器（如线粒体）的分配是大致均等，但不是绝对精确的(只有细胞核内的遗传物质是绝对均等分配的)

有丝分裂是细胞数量的增加。

减数分裂是一种特殊的有丝分裂，只发生在有性生殖生物的生殖细胞（如动物的精原细胞/卵原细胞）中。它的目的是产生染色体数目减半的配子（精子和卵细胞），从而当精卵结合时，受精卵的染色体数目能恢复为亲代的数目，维持物种染色体数的稳定。

减数分裂的主要特征是：减数分裂前和有丝分裂一样，是染色体的复制，仅进行一次DNA复制，最后细胞连续两次分裂，两次分裂分别称为减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ。

减数分裂前间期也可以人为地划分为G₁、S和G₂三个时期，最大特点在于其S期持续时间较长，DNA复制一次，细胞核大于其体细胞核，染色质也多凝集成异染色质。

分裂间期细胞

已经复制了的染色质凝缩，呈单条细线状，看不到成双的染色体，它们是姐妹染色单体(sister chromatid)。

在二倍体生物中，每对染色体的两个成员中，一个来自父方，一个来自母方，形态、大小相同。这两个称为同源染色体(homologous chromosome)。

这一时期的同源染色体的两个成员逐渐变粗，并侧向靠拢，这种现象我们称为联会(synapsis)，是减数分裂中重要的过程，是减数分裂区别于有丝分裂的一个重要特点。

联会始于偶线期，终于双线期。

染色体进一步缩短变粗，同源染色体配对完成。配对完成的染色体为二价体(bivalent)，二价体中每一条染色体含有两条姐妹染色单体，因此每一个二价体含有四条染色单体，故也称为四分体(tetrad)。

染色体继续缩短变粗，而且二价体中配对的同源染色体趋向分开，非姐妹染色单体间出现交叉结(chiasma)，此时联会消失。

此时，染色体螺旋化程度更高，变得更加粗而短。

纺锤体形成，配对的同源染色体排列在细胞的赤道板上。注意，这是与有丝分裂的关键区别：有丝分裂是姐妹染色单体排列在赤道板上。

同源染色体分离：在纺锤丝的牵引下，同源染色体彼此分离，分别移向细胞两极，移向两极的每个同源染色体均含有两条姐妹染色单体，非同源染色体之间可以自由组合，这是遗传多样性的另一个重要原因。此时，着丝粒并未分裂。

染色体到达细胞两极，解旋变细。

核膜、核仁可能重新形成。

细胞质分裂，形成两个次级精母细胞或一个次级卵母细胞和一个极体。

每个子细胞中的染色体数目已经减半（从 2n 变为 n），但每条染色体仍由两条姐妹染色单体组成。

减数第二次分裂的前中后期

染色体到达两极，解旋成为染色质； 核膜、核仁重新形成；细胞质分裂。

最后，在雄性动物中：一个精原细胞经过减数分裂，产生四个大小相同、功能成熟的精子。

在雌性动物中：一个卵原细胞经过减数分裂，只产生一个大的、功能成熟的卵细胞和两到三个小的、退化的极体。

卵细胞与精子相互识别、融合成为受精卵过程，受精卵经过胚胎发育，最终发育成个体。

原核生物（如细菌、古菌）的分裂方式。过程比有丝分裂简单，细胞直接一分为二，产生两个遗传上相同的子细胞。

一般是细胞核先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成为两个细胞核；接着整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。

蛙红细胞的无丝分裂

我们通过有丝分裂，使细胞的数量越来越多，那么细胞数量会一直增多吗？当然不会。有些细胞会逐渐向不同的方向变化，有的进化成上皮细胞、有的进化成骨骼肌细胞、有的发育成神经细胞等等，像这样在个体发育中，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，叫做细胞分化。

植物的叶肉细胞

细胞只有经过细胞分化，才能形成特有形态、结构和功能的组织和器官，进而形成一个独立的个体。

细胞分化是一种持久的变化，一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。

植物的表皮细胞

❶细胞膜通透性的改变，使物质运输功能降低；❷细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小；❸细胞内多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢；❹细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深；❺细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递。

细胞衰老是人体内发生的正常生理现象，正常的细胞衰老有利于机体更好的实现自我更新。

❶细胞凋亡(cell apoptosis)

凋亡是细胞死亡的一种主要方式，是一种自然的生理过程，它是一种程序性死亡(programmed cell death)。如蝌蚪尾巴的消失、人的五个手指的发育等，由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，叫做细胞凋亡。

❷细胞坏死（cell necrosis）

细胞坏死是指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的情况下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。

1. 持续分裂的细胞：

一生不断循环周期，如骨髓干细胞、表皮基底层细胞、消化道上皮细胞。

2. 终端分化的细胞：

进入G₀期后永不回头，专注于功能，如神经元、心肌细胞。

3. 程序性死亡（细胞凋亡）：

这是细胞主动、有序的“自杀”行为。当细胞受损、异常或不再需要时，为了机体整体利益，会启动凋亡程序。

4. 细胞坏死：

这是细胞因外界伤害（如创伤、中毒、感染）而发生的意外、病理性死亡，通常会引起炎症反应。

--

--

所以，一个细胞的一生是一段高度受控、精密而壮丽的旅程，它要么在分裂中传承生命，要么在静止中奉献功能，最终以凋亡或坏死的方式走向终点。

来源：向上生长一点号