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2021届高考生物二轮复习 热点内容代谢

2021届高考生物二轮复习 热点内容代谢

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- 10 -

热点内容(1)　代谢
题组(一)
1．研究发现，利用不同种类蛋白酶水解大豆蛋白获得的水解产物，能够对人体内的血管紧张素转化酶(ACE)活性产生不同效果，为治疗高血压提供了新思路。下图1表示不同蛋白酶对大豆蛋白水解度的影响，图2表示不同蛋白酶水解产物对ACE活性抑制率的影响。请回答下列问题：

(1)蛋白酶能催化部分________键水解断裂，产生________等水解产物。
(2)图1说明应选用______酶水解大豆蛋白，而水解时间不应超过10 h的原因是________________________________________________________________________。
(3)在反应的最初4 h内，碱性蛋白酶和________酶的水解产物对ACE活性的抑制率显著高于其他三种酶。
解析：(1)蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的，蛋白酶能催化部分肽键水解断裂，产生多肽(或多肽和氨基酸)等水解产物。(2)由图1可知碱性蛋白酶对大豆蛋白的水解度最高，应选用碱性蛋白酶水解大豆蛋白，10 h后大豆蛋白水解度不再升高，因此水解时间不应超过10 h。(3)由图2可知，在反应的最初4 h内，碱性蛋白酶和胃蛋白酶的水解产物对ACE活性的抑制率显著高于其他三种酶。
答案：(1)肽　多肽(或多肽和氨基酸)　(2)碱性蛋白　10 h后大豆蛋白水解度不再升高　(3)胃蛋白
2．气孔是气体进出叶片及蒸腾作用丧失水分的“门户”，强光下植物蒸腾作用强，气孔充分开放。气孔的开放与关闭分别与保卫细胞的吸水与失水有关。科研人员通过基因工程技术在拟南芥气孔的保卫细胞中表达了一种K＋通道蛋白(BLINK1)，如图所示。该通道能调控气孔快速开启与关闭，而野生株气孔关闭较慢。请回答下列问题：

(1)除离子通道蛋白外，细胞膜上还有水通道蛋白。水通道与人体体液平衡密切相关，如肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用，都与水通道蛋白的____________有直接关系。
(2)据图分析，含BLINK1的植株在光照下气孔快速开启，最可能的原因是____________。
(3)若将长势基本一致的含BLINK1的拟南芥植株与野生株拟南芥植株置于较强光照强度的连续光照条件下，测定每升水产植物茎干重(克)，预期结果是含BLINK1的拟南芥植株每升水产植物茎干重(克)________(填“大于”“小于”或“基本等于”)野生株拟南芥植株的每升水产植物茎干重(克)。
解析：(1)水通道蛋白具有运输水分的功能，这与其特有的结构是相适应的，故水分的吸收与水通道蛋白的结构与功能有关。
(2)保卫细胞吸水，气孔开启。在光照下，含BLINK1植株的保卫细胞吸收K＋，使细胞内渗透压升高，保卫细胞吸水，从而使气孔能够快速开启。
(3)在较强光照强度的连续光照条件下，含BLINK1拟南芥植株与野生株拟南芥植株的气孔均开放，所以两种植株每升水产植物茎干重(克)基本相等。
答案：(1)结构与功能　(2)K＋进入保卫细胞，提高了细胞内的渗透压，保卫细胞吸水，导致气孔快速开启
(3)基本等于
3．根据对光照强度需要不同，可把植物分为阳生植物和阴生植物。图1是两类植物的净光合作用强度对比图，图2是叶绿体中色素的吸收光谱图。回答下列问题：

(1)据图1可知，阴生植物的光补偿点为_____低于阳生植物的原因是____________________________________________________________________________。
阴生植物的光饱和点一般低于阳生植物，主要原因是阴生植物的光反应产生的________不足，降低了叶肉细胞对CO2的利用能力。
(2)据图2分析，在繁茂的森林中，林冠层的叶片吸收________光较多，这样，林冠下的光照强度偏低。
(3)据图2可知，叶绿素________(填“a”或“b”)在430～470 nm蓝紫光(弱光下占优势)区有较高的吸收峰和较宽的吸收带，因此，可以推测与阳生植物相比，阴生植物的叶绿素a/叶绿素 b 比值较________。
解析：(1)光补偿点为呼吸作用速率与光合作用速率相等时所对应的光照强度，阴生植物的光补偿点为b′点；由于阴生植物呼吸速率低，低光照强度下进行光合作用合成的有机物就可以满足呼吸作用消耗，所以光补偿点比阳生植物低；光反应为暗反应的发生提供[H]和ATP。
(2)据图2分析可知，林冠层的叶片吸收蓝紫光和红光较多，导致林冠层以下的光照强度变弱。
(3)据图2可知，叶绿素b在430～470 nm蓝紫光(弱光下占优势)区有较高的吸收峰和较宽的吸收带，阴生植物为适应遮蔽的环境，充分利用短波长的光，故叶绿素b含量高，因此与阳生植物相比，阴生植物的叶绿素a/叶绿素b比值较低。
答案：(1)b′　阴生植物呼吸速率低，低光照强度下进行光合作用合成的有机物就可以满足呼吸作用消耗，所以光补偿点低　[H]和ATP　(2)红光和蓝紫　(3)b　小(低)
4．干旱环境中植物的光合速率明显降低，进而造成农作物减产，科研人员发现低水平的H2S可增强植物抵御干旱的能力，他们选取拟南芥为实验材料进行以下实验(Rubisco酶可催化CO2与C5结合生成2分子C3)，测得实验数据如图所示，据图回答下列问题：

(1)Rubisco酶主要分布在拟南芥叶肉细胞的________________(具体位置)，它发挥催化作用时______________(填“是”或“否”)消耗ATP水解释放的能量。
(2)据图分析，干旱条件下光合速率降低的原因有____________________________。
(3)根据上述实验结果可以推测施加低浓度的H2S可提高拟南芥的抗干旱能力，合理的解释是___________________________________________________(回答两点)。
解析：(1)Rubisco酶是催化CO2与C5结合生成2分子C3的酶，参与暗反应的CO2固定，因此位于叶绿体基质，该过程不消耗ATP水解释放的能量。(2)对比A、C两组的实验数据可知，干旱条件下，气孔导度下降导致CO2吸收量减少；Rubisco酶活性降低使CO2固定速率减慢，均会使暗反应速率降低，从而使光合速率下降。(3)对比C、D两组的实验数据可知，干旱条件下施加低浓度的H2S后，气孔导度明显降低，可减少水分的散失，避免植物因过度失水而干枯死亡；同时，H2S还可通过提高Rubisco酶的活性来提高光合速率，从而增加有机物的生成量，使植物在干旱条件下仍能生长。
答案：(1)叶绿体基质　否　(2)气孔导度下降导致CO2吸收量减少、Rubisco酶活性降低使CO2固定速率减慢　(3)通过降低气孔导度从而减少水分的散失；通过提高Rubisco酶的活性来提高光合速率，增加有机物的生成量
题组(二)
1．金鱼能在严重缺氧的环境中生存若干天，这与它体内的肌细胞能够将葡萄糖分解为酒精的代谢活动有关。如图是金鱼肌细胞和其他细胞中的部分代谢途径。回答下列问题：

(1)图示中的物质X是________，代谢过程③和④发生的场所是____________。
(2)图示①～⑥过程中，能产生CO2的过程是______。金鱼细胞在图示②过程中释放出的能量转变成了______________________________________________________________。
(3)在金鱼肌细胞内物质X转化成酒精，而在其他细胞中却转化成了乳酸，原因是________________________________。金鱼其他细胞产生的乳酸经过图中的⑥→④→③过程转变为酒精，酒精通过鳃血管排出体外，乳酸的这种变化过程对维持金鱼正常生命活动的意义是______________________________________。
解析：(1)根据无氧呼吸过程，可知②表示无氧呼吸第一阶段，1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸，所以图示中的物质X是丙酮酸。代谢过程③表示无氧呼吸第二阶段，在酶的催化下，将丙酮酸转化为酒精和二氧化碳，④过程表示乳酸转化为丙酮酸，所以发生的场所是细胞质基质。(2)根据题意，代谢过程③表示无氧呼吸第二阶段，在酶的催化下，将丙酮酸转化为酒精和二氧化碳，所以能产生CO2的过程是③。图示②过程表示无氧呼吸第一阶段，释放出的能量一部分以热能形式散失，一部分用来合成ATP，大部分转变为酒精中的化学能排出体外。(3)据图分析，过程③和⑤表示无氧呼吸第二阶段，在不同的细胞中进行，由于催化过程③和过程⑤的酶不同，所以在金鱼肌细胞和其他细胞内丙酮酸的转化产物也不同。金鱼其他细胞无氧呼吸产生的乳酸，随着乳酸的积累，酸性不断增强，会破坏金鱼的内环境稳态，经过图中的转化过程，乳酸转化成酒精，酒精通过鳃血管排出体外，减少乳酸的积累，有利于维持内环境稳态。
答案：(1)丙酮酸　细胞质基质　(2)③　ATP中的化学能和热能　(3)催化过程③和过程⑤的酶不同　避免乳酸在金鱼体内积累，利于维持内环境的稳态
2．如图为某高等植物叶肉细胞在光照条件下发生的物质和能量变化过程示意图。回答下列问题：

(1)物质a是____________，突然停止光照，短时间内叶肉细胞中C5相对含量的变化趋势是__________；黑暗条件下，物质b生成CO2的场所有____________(填序号)。
①细胞质基质　②线粒体基质　③线粒体内膜　④叶绿体基质
(2)在光照适宜条件下，给该植物提供适量的HO，一段时间后在生成的糖类中检测到放射性，则18O的转移途径是__________________________________(用文字和箭头表示)。
(3)已知d、c分别表示不同气体进出细胞的过程，若外界的光照强度恰好是该植物的光补偿点(植株的光合速率等于呼吸速率时的光照强度)，此时植株的叶肉细胞存在____________(填序号)，原因是植株的光合速率等于呼吸速率时，叶肉细胞的光合速率____________呼吸速率，此时叶肉细胞有____________(填名称)的释放和____________(填名称)的吸收。
①仅有c　②仅有d　③c和d　④c或d
解析：(1)物质a是[H]，突然停止光照，三碳化合物的还原受阻，短时间内叶肉细胞中C5相对含量的变化趋势是减少；黑暗条件下，进行有氧呼吸物质b生成CO2的场所为线粒体基质，进行无氧呼吸生成CO2的场所为细胞质基质。(2)在光照适宜条件下，给该植物提供适量的HO先经有氧呼吸第二阶段产生C18O2，C18O2经暗反应生成含放射性的糖类。(3)若外界的光照强度恰好是该植物的光补偿点(植株的光合速率等于呼吸速率时的光照强度)，此时植株的叶肉细胞光合作用大于呼吸作用，存在c和d，此时叶肉细胞有氧气的释放和二氧化碳的吸收。
答案：(1)[H](或NADPH或还原氢)　减少　①②　(2)HO有氧呼吸第二阶段,C18O2暗反应,(CHO)　(3)③　大于　氧气　二氧化碳
3．研究小组通过人工模拟高温、干旱、高温和干旱复合条件，对某植物净光合速率进行了研究。结果表明，高温、干旱均会导致植物净光合速率下降，且在高温和干旱复合条件下该植物的净光合速率下降得更加明显请回答下列问题：
(1)植物叶肉细胞中与净光合速率密切相关的两种细胞器是____________。这两种细胞器在结构上的共同点是____________，在功能上的共同点是____________。
(2)研究发现，高温处理及干旱处理会使植物蒸腾作用显著下降。结合光合作用两个阶段分析，高温处理与干旱处理使该植物净光合速率下降的可能原因是_________(答出两点即可)。
(3)研究小组认为在高温和干旱复合作用下，该植物净光合速率下降更明显与叶绿素含量降低具有更加显著的关系，试设计简单的实验进行探究(已具备经高温、干旱、高温和干旱复合处理及正常培养的植株)，写出实验思路和预期结果。
解析：(1)植物叶肉细胞中光合作用的场所是叶绿体，有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，所以叶肉细胞中与净光合速率密切相关的两种细胞器是叶绿体和线粒体。这两种细胞器在结构上的共同点是都具有双层膜，在功能上的共同点是都与能量转换有关(或都能合成ATP)。(2)光合作用的过程包括光反应和暗反应，研究发现，高温处理及干旱处理会使植物蒸腾作用显著下降。结合光合作用两个阶段分析，高温处理与干旱处理使该植物净光合速率下降的可能原因：一、蒸腾作用显著下降，植物吸水能力降低，细胞缺水使光反应产生的[H]、ATP减少，导致净光合作用速率下降；二、气孔开度减小，植物叶片吸收的CO2减少，暗反应减弱使净光合作用速率下降；三、高温使光合作用酶活性下降，而对呼吸作用相关酶活性影响较小。(3)分析题意可知：本实验自变量为不同处理(高温、干旱、高温和干旱复合处理)的植物叶片，因变量为叶绿素含量，根据实验设计的对照原则、单一变量原则等，设计实验思路和预期结果如下：
实验思路：分别取等量(相同部位)的经高温、干旱、高温和干旱复合处理及正常培养的植物叶片进行色素的提取和分离实验，比较滤纸条上叶绿素条带的颜色和宽度。预期结果：高温、干旱、高温和干旱复合处理组均较正常培养组叶绿素条带窄，颜色浅，且高温和干旱复合处理组较高温、干旱处理组叶绿素条带更窄，颜色更浅。
答案：(1)叶绿体和线粒体　都具有双层膜　都与能量转换有关或都能合成ATP)　(2)蒸腾作用显著下降，植物吸水能力降低，细胞缺水使光反应产生的[H]、ATP减少，导致净光合作用速率下降、气孔开度减小，植物叶片吸收的CO2减少，暗反应减弱使净光合作用速率下降(高温使光合作用酶活性下降，而对呼吸作用相关酶活性影响较小)　(3)实验思路：分别取等量(相同部位)的经高温、干旱、高温和干旱复合处理及正常培养的植物叶片进行色素的提取和分离实验，比较滤纸条上叶绿素条带的颜色和宽度。预期结果：高温、干旱、高温和干旱复合处理组均较正常培养组叶绿素条带窄，颜色浅，且高温和干旱复合处理组较高温、干旱处理组叶绿素条带更窄，颜色更浅。
4．某研究小组在恒温(25 ℃)条件下，研究了重金属铅对两种单细胞藻类光合作用的影响。如图表示在光照强度为1 000勒克斯、CO2浓度为0.03%条件下，甲、乙两种藻类的净光合速率随重金属铅处理天数的变化曲线(实验过程中假定呼吸速率不变)。请回答有关问题：

(1)图示净光合速率可用单细胞藻类的____________表示。由图可知________(填“甲”或“乙”)藻对重金属铅的耐受性更好。c点时乙藻的净光合速率为0，其含义是此时乙藻的____________。
(2)研究发现，重金属铅主要降低了藻类细胞中ATP合成酶的活性，由此可推测：重金属铅对光合作用暗反应过程中的________________影响更大。
(3)用甲、乙两种藻类分别做“色素的提取和分离”实验，发现乙藻的滤纸条上靠近滤液细线的两条色素带宽度均小于甲藻，请用此现象解释上图中a点高于b点的原因
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)该研究小组还想用甲藻净化含铅废水，但是不清楚在自然光照条件下(注：恒温25 ℃条件不变)，甲藻能否生存生长？请在无显微镜条件下帮助研究小组完善实验设计，预期实验结果和结论：
①第一步：取一容器装入一定量含铅废水和一定量的甲藻，测量___________，密封。
②第二步：在恒温25 ℃的自然光照条件下，培养24 h。
③第三步：_______________________________________。
④预期实验结果和结论：如果第二次测量结果大于第一次，则甲藻可以生存和生长；________________________________________________________________________
_____________________________________________________
则甲藻可以生存但不能生长；________________________________，则甲藻不能生存和生长。
解析：(1)净光合速率可由藻类的CO2吸收速率、O2释放速率或有机物积累速率表示；据图分析可知3天后甲藻的净光合速率大于0，乙藻的净光合速率小于0，故甲藻对重金属铅的耐受性更好；c点时乙藻的净光合速率为0，即乙藻的光合速率等于呼吸速率。(2)光合作用中，光反应生成ATP，暗反应中C3的还原过程消耗ATP，若ATP合成酶的活性被抑制，则对光合作用暗反应过程中的C3的还原影响更大。(3)色素的提取和分离实验中，靠近滤液细线的色素为叶绿素ab，说明乙藻的叶绿素a、b含量均低于甲藻，故甲藻能够吸收更多的光能用于光合作用，故光合速率更强，a点高于b点。(4)该实验需要验证甲藻是否能在自然光照条件下生存生长，则可以通过检测甲藻净光合作用是否大于0来判断，故该实验因变量可设定为密闭容器上部空间的O2含量，故第一步实验密封容器之前需要测量初始容器上部空间的O2含量；再在自然光照下培养24小时后，再次测量容器中上部空间的O2含量。预期的实验结果和结论：若第二次测量结果大于第一次，说明在该环境下甲藻的净光合速率大于0，甲藻可以生存生长；若第二次测量结果等于第一次，说明该环境下甲藻的净光合速率等于0，甲藻只能生存但没有有机物积累无法生长；若第二次测量结果小于第一次，说明该环境下甲藻的净光合速率小于0，甲藻无法生存和生长。
答案：(1)CO2吸收速率(O2释放速率、有机物积累速率)　甲　光合速率等于呼吸速率　(2)C3的还原　(3)甲藻叶绿素含量高于乙藻，甲会吸收更多光能用于光合作用，所以光合作用较强　(4)①上部空间的O2含量　③再次测量上部空间的O2含量　④如果第二次测量结果等于第一次　如果第二次测量结果小于第一次