“天宫课堂”第一课
2021年12月9日，“天宫课堂”第一课在中国空间站开讲，航天员将心肌细胞置于适宜温度和气体浓度下进行培养，观察细胞在失重条件下的生长发育状况。实验结果显示，人体细胞在太空中也具有原有的功能，可以完成各项生命活动，这为科学家进行深入的生理学实验研究奠定了基础。
（1）心肌细胞用于控制营养物质和代谢废物进出的结构是。
（2）心肌细胞不停地收缩和舒张，需要消耗大量的能量。由此推测，与口腔上皮细胞相比，心肌细胞中的数量更多。
（3）下图表示人体的干细胞形成神经细胞、心肌细胞等的生理过程，该过程为，其结果是形成了不同的组织。

（4）阿霉素是一种抗肿瘤药物，能够抑制癌细胞增殖，但临床上发现它可能诱发心肌细胞凋亡，引起患者心脏功能障碍。为探究生物制剂Q对阿霉素导致的心肌细胞凋亡是否具有保护作用，研究者提出了以下实验设计思路：

每组设置若干个重复实验组，各组在相同且适宜的条件下培养一段时间后，使用显微镜观察并记录心肌细胞数目，计算各组心肌细胞的存活率，取平均值。
① 若探究阿霉素是否会诱发心肌细胞凋亡，可以选择两组作为对照实验。
② 根据乙组和丙组的实验数据，可以预测：若丙组的心肌细胞凋亡率（选填“大于”“小于”或“等于”）乙组的心肌细胞凋亡率，则说明生物制剂Q对阿霉素导致的心肌细胞凋亡具有保护作用。

(1) 细胞膜 (2) 线粒体 (3) 细胞分化 (4) ① 甲、乙 ② 小于

【分析】
本题围绕“天宫课堂”的实验情境，考查细胞结构功能、细胞分化及实验探究能力，解题思路如下：
1. 第(1)问：回忆细胞各结构的功能，细胞膜具有控制物质进出细胞的作用，据此确定答案。
2. 第(2)问：依据“结构与功能相适应”的观点，心肌细胞需大量能量，线粒体是细胞的能量供应站，因此判断线粒体数量更多。
3. 第(3)问：干细胞形成不同功能细胞（神经、心肌细胞）的过程，是细胞在形态、结构、功能上发生稳定性差异的过程，即细胞分化，其结果是形成不同组织。
4. 第(4)问：①探究阿霉素是否诱发凋亡，对照实验需只有“是否加阿霉素”一个变量，故选甲、乙两组；②若Q有保护作用，会减少阿霉素导致的凋亡，因此丙组凋亡率小于乙组。
【解析】
(1) 细胞膜的功能是保护细胞内部，同时控制细胞内外物质的进出，因此心肌细胞控制营养物质和代谢废物进出的结构是细胞膜。
(2) 线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，能为细胞生命活动提供能量，被称为细胞的“动力车间”。心肌细胞不停收缩和舒张需要消耗大量能量，根据结构与功能相适应的特点，与口腔上皮细胞相比，心肌细胞中的线粒体数量更多。
(3) 细胞分化是指细胞在生长过程中形态、结构和功能发生变化的过程，干细胞形成神经细胞、心肌细胞等不同功能细胞的过程属于细胞分化，细胞分化的结果是形成不同的组织。
(4) ① 探究阿霉素是否会诱发心肌细胞凋亡，实验的变量是是否加入阿霉素，因此应选择无阿霉素的甲组和加入阿霉素的乙组作为对照实验。
② 若生物制剂Q对阿霉素导致的心肌细胞凋亡具有保护作用，则丙组（加入阿霉素和生物制剂Q）的心肌细胞凋亡率会低于仅加入阿霉素的乙组，因此丙组凋亡率小于乙组。
【答案】
(1) 细胞膜 (2) 线粒体 (3) 细胞分化 (4) ① 甲、乙 ② 小于
【知识点】
细胞的结构与功能、细胞分化、对照实验设计
【点评】
本题结合热点情境考查核心知识点，既注重基础概念的理解，又考查实验探究能力，体现了生物学“结构与功能相适应”的核心观点，难度适中，适合学生巩固相关知识。
【难度系数】
0.7