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2022版高考生物一轮复习 第4单元 细胞的生命历程 大概念升华课2 细胞的生存需要能量和营养物质并通过分裂实现增殖学案

2022版高考生物一轮复习 第4单元 细胞的生命历程 大概念升华课2 细胞的生存需要能量和营养物质并通过分裂实现增殖学案

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细胞的生存需要能量和营养物质并通过分裂实现增殖

从物质与能量视角，探索光合作用与呼吸作用，阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化。(生命观念、科学思维、科学探究)

1．(2020·日照检测)甜菜是常用的糖料作物，如图表示在一定光照强度下甜菜叶肉细胞的部分代谢过程示意图(图中a～g为物质，①～⑤为反应过程)，据图回答下列问题：

(1)图中物质g是________，物质f是________。据图分析涉及ATP合成或分解的反应过程有________(用图中数字表示)。
(2)甜菜根被水淹没一段时间，叶片会因缺Mg2＋变黄，原因是
_____________________________________________________。
(3)引种甜菜时，常选择日照较长、昼夜温差较大的地区栽培，原因是
_____________________________________________________。
[解析]　(1)根据图中C5与g生成C3，可推知g是CO2；物质f是NADP＋。据图分析涉及ATP合成或分解的反应过程有②⑤，分别是ATP生成和C3还原。(2)甜菜根被水淹没一段时间，会导致根部缺氧进行无氧呼吸，无氧呼吸供能少，同时产生的乳酸对根部有毒害作用，因此会导致根部通过主动运输吸收的Mg2＋不足，而Mg2＋参与合成叶绿素，所以叶片会发黄。(3)日照较长，温度较高，光合作用较强，甜菜通过光合作用制造的有机物较多，昼夜温差较大意味着夜间温度较低，呼吸作用较弱，消耗的有机物较少，因此将甜菜引种到日照较长、昼夜温差较大的地区栽培，能使甜菜积累较多的有机物。
[答案]　(1)CO2　NADP＋　②⑤　(2)水淹没一段时间后根部进行无氧呼吸，供能少，导致通过主动运输吸收的Mg2＋不足，而Mg2＋参与合成叶绿素，所以叶片会发黄(答案合理即可)　(3)白天日照较长，温度较高，光合作用较强，糖分合成较多；晚上温度较低，呼吸作用较弱，糖分消耗较少
2．(2020·济宁一中检测)“万物生长靠太阳”，生命活动消耗的能量归根结底几乎都来自太阳能。如图表示能量转化和利用过程。请据图问答下列问题：

(1)真核细胞中a过程发生的场所是____________，伴随b过程发生的物质变化是______________________________。
(2)生态系统中能量的输入和散失分别主要是通过图中的________和________(填字母)过程实现的；c所示的生理过程在碳循环中的作用是___________________________________________________。
(3)在生长旺盛的生产者体内，经a、b过程合成的ATP的总能量________(填“前者”或“后者”)多，原因是_________________________________________
________________________________________________________________。
[答案]　(1)类囊体薄膜　三碳化合物(C3)的还原(C3→C5＋有机物)　(2)a和b　c　将生物体内有机物中的碳以CO2的形式释放到无机环境中　(3)前者　前者转化为图中有机物中的能量，后者只来自这些有机物中一部分的氧化分解，而且在此过程中大部分能量还以热能形式散失
3．(2020·唐山五校模拟)小麦旗叶是小麦植株最顶端的一片叶子，科研人员对小麦旗叶发育过程中的光合作用效率进行研究，测定其不同发育阶段净光合速率及相关指标的变化，结果如下表(注：“－－－”表示未测数据)。请回答下列问题：
发育时期
叶面积(最大面积的%)
总叶绿素含量(mg/g·fw)
气孔相对开放度(%)
净光合速率(μmol/m2s)
A
新叶展开前
20
－－－
－－－
－2.7
B
新叶展开中
86
1.2
5.6
1.8
C
新叶已成熟
100
12.7
100
5.9
(1)B时期的净光合速率较低，原因可能是吸收________少，影响光合作用过程。
(2)若将A时期的旗叶置于密闭恒温玻璃容器中，给予恒定的光照。一段时间后，A期叶肉细胞中，明显增强的生理活动是________，导致________物质增多。
(3)小麦旗叶因叶面积大、细胞中叶绿体数目较多，叶绿体中________数量多，对小麦子粒的产量有着决定性的作用。科研人员认为，在小麦的灌浆过程中，小麦胚乳中的淀粉主要由旗叶提供。请运用所学的科学研究方法补充以下实验设计思路并加以验证。
①在小麦的灌浆期，将旗叶和其他叶片分别包在密闭的透明袋中，分别通入充足的________和________并始终保持25 ℃及提供合适的光照等条件。
②将小麦培养至子粒成熟时期收获子粒。
③检测、测定子粒胚乳中_______________的含量并计算比例。如果____________，则证明科研人员的认识是正确的。
[解析]　(1)B时期，旗叶的总叶绿素含量低，气孔相对开放度小，因此，吸收光能和CO2都少，净光合速率低。(2)A时期旗叶未展开，没有叶绿素，因此不能进行光合作用，置于密闭玻璃容器中，有氧呼吸逐渐减弱，无氧呼吸逐渐增强。(3)验证小麦胚乳中的淀粉主要由旗叶提供，应向旗叶通入14CO2，其他叶通入CO2，检测胚乳中含14C的淀粉占所有淀粉的比例。
[答案]　(1)光能和CO2　(2)无氧呼吸　酒精　(3)基粒类囊体　①14CO2　CO2　③含14C的淀粉及所有淀粉　含14C的淀粉所占的比例大

观察处于细胞周期不同阶段的细胞，结合有丝分裂模型，描述细胞增殖的主要特征，并举例说明细胞的分化、衰老、死亡等生命现象。(生命观念、科学探究、社会责任)

4．(2020·菏泽检测)如图是某同学实验时拍摄的洋葱根尖分生区细胞分裂图，①～⑤表示不同的细胞分裂时期。下列叙述正确的是 (　　)

A．①时期整个细胞的DNA与染色体数量之比等于1
B．②时期染色体的着丝点都排列在细胞中央的细胞板上
C．④时期细胞内两组中心粒发出纺锤丝构成纺锤体
D．细胞周期中各时期的顺序是⑤→④→②→①→③
D　[据图分析，①时期为有丝分裂后期，细胞核中的DNA与染色体数量之比等于1，A错误；②时期为有丝分裂中期，所有染色体的着丝点都排列在细胞中央的赤道板上，B错误；洋葱属于高等植物，细胞中没有中心体，C错误；图中的①～⑤分别表示后期、中期、末期、前期和间期，因此细胞周期中各时期的顺序是⑤→④→②→①→③，D正确。]
5．(2020·河北承德一中考试)如图是某生物体的细胞处于有丝分裂不同时期的图像，对图像的描述正确的是(　　)

甲　　　　　　乙　　　　　　丙
A．该生物可能是低等植物
B．甲、乙、丙三个细胞内染色体数、染色单体数与DNA分子数的比例都为1∶2∶2
C．甲细胞进行中心体复制，发出星射线，形成了纺锤体
D．甲、乙、丙三个细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期
D　[图中细胞没有细胞壁、含有中心体，应是动物细胞，A错误；乙细胞中没有染色单体，B错误；甲细胞中中心体已经完成了复制，C错误；甲细胞中染色体散乱排布，且有纺锤体，处于有丝分裂前期，乙细胞中着丝点分裂，染色体数目加倍，处于有丝分裂后期，丙细胞中染色体的着丝点排列在一个平面上，处于有丝分裂中期，D正确。]
6．小肠上皮是研究成体干细胞理想的材料之一。它是由大量重复的单元构成，每个单元结构如图一所示，a处是干细胞，其分化形成的新细胞在向上迁移的过程中逐渐成熟为具有吸收、分泌功能的绒毛细胞。科学家用含有3H—胸苷的营养液，处理活的小肠上皮，半小时后洗去游离的3H—胸苷。连续48小时检测小肠上皮的被标记部位，结果如图(黑点表示放射性部位)。

图一　　　　几小时检测

24小时检测　　　　48小时检测
请回答下列问题：
(1)小肠上皮a处的细胞因具有______________能力而被称为干细胞。
(2)处理后开始的几小时，发现只有a处能够检测到放射性，原因是
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
(3)48小时后继续跟踪检测，发现小肠上皮上的放射性完全消失了，原因可能是_______________________________________________________
_____________________________________________________。
[解析]　干细胞是指一类具有很强分裂、分化能力的细胞，3H—胸苷是构成DNA的原料，本题通过观察图形以及题干信息可以看出，通过干细胞的分裂能力，在DNA的复制时利用了3H—胸苷合成子代DNA，放射性进入细胞，随着时间的推移，放射性的位置恰好对应了题中所给的信息：干细胞分化形成的新细胞在向上迁移的过程中逐渐成熟为具有吸收、分泌功能的绒毛细胞。
[答案]　(1)分裂、分化　(2)只有a处的细胞能进行细胞分裂，细胞分裂间期要利用3H—胸苷合成DNA　(3)具有放射性的细胞最终因为衰老、凋亡、脱落而消失
7．(2020·衡水中学检测)人皮肤成纤维细胞是组成皮肤真皮的主要结构成分，对于修复损伤及美容美体具有重要作用。回答下列关于成纤维细胞的问题。
(1)间充质干细胞属于多能干细胞，它可经过细胞的________和________过程形成成纤维细胞；在不同条件下，间充质干细胞还可以分化成多种类型的细胞，不同类型细胞形成的根本原因是
_____________________________________________________。
(2)成纤维细胞能分泌大量的胶原蛋白、弹性纤维蛋白等多种物质，与此相适应，成纤维细胞的细胞质中_____________等细胞器较为丰富。成纤维细胞衰老后，合成胶原蛋白的能力减弱，这与衰老细胞内________________等因素有关。
(3)体外培养的成纤维细胞培养50代左右就停止分裂了，并丧失了正常的功能，且从老年个体中获取的成纤维细胞的分裂次数更少，这都说明细胞会随着分裂次数的增多而________。如果培养过程中细胞发生了癌变，癌变后的成纤维细胞会由扁平的梭形变成球形，这体现了癌变细胞的特征之一，即
_____________________________________________________。
[解析]　(1)干细胞能通过细胞增殖使细胞数量增多，再通过细胞分化使其成为具有特定形态、结构和功能的细胞，不同类型细胞形成的根本原因是基因的选择性表达。(2)胶原蛋白、弹性纤维蛋白属于分泌蛋白，成纤维细胞能大量分泌多种蛋白质，说明其细胞中核糖体、内质网、高尔基体和线粒体等细胞器较为丰富。成纤维细胞衰老后，合成胶原蛋白的能力减弱，这与衰老细胞内多种酶的活性降低、细胞呼吸速率减慢等因素有关。(3)体外培养的成纤维细胞培养50代左右就停止分裂了，并且丧失了正常的功能，这说明细胞会随着分裂次数的增多而衰老，从老年个体中获取的成纤维细胞的分裂次数更少，也说明了这一点。与正常细胞相比，癌细胞具有以下特征：在适宜的条件下，癌细胞能够无限增殖、癌细胞的形态结构发生显著变化、癌细胞的表面发生了变化。成纤维细胞癌变后由扁平的梭形变成球形，表现的是癌细胞的形态结构发生显著变化。
[答案]　(1)增殖(或分裂)　分化　基因的选择性表达　(2)核糖体、内质网、高尔基体和线粒体　多种酶的活性降低，呼吸速率减慢　(3)衰老　癌细胞的形态结构发生显著变化