專題八-情景信息類-【大題專攻】高考生物大題解題模板和對點(diǎn)訓(xùn)練(原卷版)

專項(xiàng)訓(xùn)練八情景信息類【模板構(gòu)建】情景信息題重點(diǎn)考查運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力和理解文字、圖像、表格等表達(dá)的生物學(xué)信息的能力，以及搜集信息、加工處理信息、轉(zhuǎn)換信息、交流信息的能力。其特點(diǎn)可概括為“新情景、舊知識”。所以這種題型往往是高起點(diǎn)、低落點(diǎn)。其解題思維模板如下：閱讀題干·發(fā)現(xiàn)信息整合信息·發(fā)掘規(guī)律遷移內(nèi)化·解答問題閱讀題干，聯(lián)系生物學(xué)基本原理，領(lǐng)會題干給出的新信息，理解題干創(chuàng)設(shè)新情景中的新知識結(jié)合提出的問題，提煉出有價(jià)值的信息，剔除干擾信息，從中找出規(guī)律充分發(fā)揮聯(lián)想，將發(fā)現(xiàn)的規(guī)律和已有舊知識牽線搭橋，遷移到要解決的問題中來。運(yùn)用比較、歸納、推理，創(chuàng)造性地解決問題【真題演練】（2020?北京）創(chuàng)建D1合成新途徑，提高植物光合效率植物細(xì)胞中葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所，高溫或強(qiáng)光常抑制光合作用過程，導(dǎo)致作物嚴(yán)重減產(chǎn)。光合復(fù)合體PSII是光反應(yīng)中吸收、傳遞并轉(zhuǎn)化光能的一個(gè)重要場所，D1是PSII的核心蛋白。高溫或強(qiáng)光會造成葉綠體內(nèi)活性氧（ROS）的大量累積。相對于組成PSII的其他蛋白，D1對ROS尤為敏感，極易受到破壞。損傷的D1可不斷被新合成的D1取代，使PSII得以修復(fù)。因此，D1在葉綠體中的合成效率直接影響PSII的修復(fù)，進(jìn)而影響光合效率。葉綠體為半自主性的細(xì)胞器，具有自身的基因組和遺傳信息表達(dá)系統(tǒng)。葉綠體中的蛋白一部分由葉綠體基因編碼，一部分由核基因編碼。核基因編碼的葉綠體蛋白在N端的轉(zhuǎn)運(yùn)肽引導(dǎo)下進(jìn)入葉綠體。編碼D1的基因psbA位于葉綠體基因組，葉綠體中積累的ROS也會顯著抑制psbAmRNA的翻譯過程，導(dǎo)致PSII修復(fù)效率降低。如何提高高溫或強(qiáng)光下PSII的修復(fù)效率，進(jìn)而提高作物的光合效率和產(chǎn)量，是長期困擾這一領(lǐng)域科學(xué)家的問題。近期我國科學(xué)家克隆了擬南芥葉綠體中的基因psbA，并將psbA與編碼轉(zhuǎn)運(yùn)肽的DNA片段連接，構(gòu)建融合基因，再與高溫響應(yīng)的啟動子連接，導(dǎo)入擬南芥和水稻細(xì)胞的核基因組中。檢測表明，與野生型相比，轉(zhuǎn)基因植物中D1的mRNA和蛋白在常溫下有所增加，高溫下大幅增加；在高溫下，PSII的光能利用能力也顯著提高。在南方育種基地進(jìn)行的田間實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與野生型相比，轉(zhuǎn)基因水稻的二氧化碳同化速率、地上部分生物量（干重）均有大幅提高，增產(chǎn)幅度在8.1%～21.0%之間。該研究通過基因工程手段，在擬南芥和水稻中補(bǔ)充了一條由高溫響應(yīng)啟動子驅(qū)動的D1合成途徑，從而建立了植物細(xì)胞D1合成的“雙途徑”機(jī)制，具有重要的理論意義與應(yīng)用價(jià)值。隨著溫室效應(yīng)的加劇，全球氣候變暖造成的高溫脅迫日益成為許多地區(qū)糧食生產(chǎn)的嚴(yán)重威脅，該研究為這一問題提供了解決方案。（1）光合作用的反應(yīng)在葉綠體類囊體膜上進(jìn)行，類囊體膜上的蛋白與形成的復(fù)合體吸收、傳遞并轉(zhuǎn)化光能。（2）運(yùn)用文中信息解釋高溫導(dǎo)致D1不足的原因。（3）若從物質(zhì)和能量的角度分析，選用高溫響應(yīng)的啟動子驅(qū)動psbA基因表達(dá)的優(yōu)點(diǎn)是：。（4）對文中轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞D1合成“雙途徑”的理解，正確的敘述包括。A．細(xì)胞原有的和補(bǔ)充的psbA基因位于細(xì)胞不同的部位B．細(xì)胞原有的和補(bǔ)充的D1的mRNA轉(zhuǎn)錄場所不同C．細(xì)胞原有的和補(bǔ)充的D1在不同部位的核糖體上翻譯D．細(xì)胞原有的和補(bǔ)充的D1發(fā)揮作用的場所不同E．細(xì)胞原有的和補(bǔ)充的D1發(fā)揮的作用不同【變式訓(xùn)練】1．在科幻電影《星際穿越》展現(xiàn)的世界末日中，強(qiáng)光、干旱席卷全球，我們熟悉的小麥、水稻不見了蹤影，玉米成為人類的主要作物。電影中之所以有這樣的情景設(shè)定，是因?yàn)榭茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)：小麥、水稻等作物在強(qiáng)光、干旱時(shí)會發(fā)生比較強(qiáng)的光呼吸作用，而玉米則不會。光呼吸指在光照條件下，植物在光合作用的同時(shí)，吸收O2釋放CO2的過程。在光呼吸過程中，葉綠體基質(zhì)中的Rubisco酶起到重要作用，該酶在O2濃度較高時(shí)，可催化五碳化合物與O2結(jié)合生成一個(gè)三碳化合物和一個(gè)二碳化合物，此二碳化合物不參與光合作用，而是在消耗一定ATP和NADPH的基礎(chǔ)上，重新形成五碳化合物，并釋放出CO2。此外，光合作用過程中，Rubisco酶也可催化五碳化合物與CO2結(jié)合，進(jìn)行CO2固定。（1）光呼吸是某些植物發(fā)生在_______________條件下，在________________中進(jìn)行的生理反應(yīng)。（2）結(jié)合題干信息和暗反應(yīng)過程，預(yù)測氧氣濃度升高時(shí)，葡萄糖生成量應(yīng)該如何變化__________________（填“上升”“下降”或“不變”）？其原因是什么？__________________。（3）研究發(fā)現(xiàn)塑料大棚內(nèi)的CO2濃度由0.03%升高到0.24%時(shí)，水稻會增產(chǎn)約89%，請從光合作用的原理和Rubisco酶促反應(yīng)的特點(diǎn)解釋其原因。_______________________2．熱帶雨林是地球賜予地球上所有生物最為寶貴的資源之一。目前有超過25%的現(xiàn)代藥物是從熱帶雨林植物中提煉的，所以熱帶雨林被稱為“世界上最大的藥房”，同時(shí)由于眾多雨林植物的光合作用凈化地球空氣的能力尤為強(qiáng)大，其中僅亞馬遜熱帶雨林產(chǎn)生的氧氣就占全球氧氣總量的1/3，故熱帶雨林有“地球之肺”的美譽(yù)。下圖為熱帶雨林部分生物的關(guān)系圖，其中數(shù)字表示該生物的個(gè)體數(shù)量.括號內(nèi)數(shù)字表示該生物一個(gè)個(gè)體所同化的能量?；卮鹣铝袉栴}：(1)題干中的信息體現(xiàn)了生物多樣性的___________價(jià)值。(2)圖中第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率是___________，D同化的能量___________（填“都”或“部分”）流向分解者，理由是______________________。(3)若C同化的能量有1/4來自B，那么E到C的能量傳遞效率是___________。(4)從生態(tài)系統(tǒng)的組成成分的角度分析，圖中缺乏的成分是___________；分解者的作用是___________。3．胃饑餓素是胃內(nèi)產(chǎn)生的一種多肽，主要由胃底部的P/D1細(xì)胞產(chǎn)生，能夠隨血液進(jìn)入腦部，使人產(chǎn)生饑餓感，調(diào)節(jié)人的食欲和飲食。研究發(fā)現(xiàn)，胃饑餓素在神經(jīng)營養(yǎng)中也有重要的作用，能增加人體對環(huán)境改變的適應(yīng)能力以及學(xué)習(xí)能力的提高。回答下列問題：(1)胃饑餓素是一種激素，所以胃底部的P/D1細(xì)胞屬于__________細(xì)胞，胃饑餓素能使人產(chǎn)生饑餓感，說明在人腦部的某些神經(jīng)元細(xì)胞膜上存在著_________。(2)根據(jù)題干信息，人體應(yīng)該是在__________（略感饑餓/飽腹）狀態(tài)下有更好的學(xué)習(xí)狀態(tài)，理由是_________。(3)人體高度緊張時(shí)，胃饑餓素的分泌減少，以此推測促進(jìn)胃底部的P/D1細(xì)胞分泌的傳出神經(jīng)應(yīng)是_________。4．學(xué)習(xí)以下材料，回答（1）—（5）題。植物花青素合成的調(diào)控機(jī)制花青素是高等植物體內(nèi)的一種天然色素，能夠決定花、果實(shí)和塊莖等的顏色，其作為重要的抗氧化分子，對植物的生長發(fā)育及抵御逆境也有著重要作用。花青素合成相關(guān)基因的表達(dá)受MBW轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合體的調(diào)控。低溫、鹽脅迫會誘導(dǎo)植物激素茉莉酸（JA）的產(chǎn)生，進(jìn)而激活JA信號通路。JAZ蛋白是JA信號途徑中的關(guān)鍵調(diào)控蛋白，其通過與MBW復(fù)合體中一些轉(zhuǎn)錄因子的相互作用影響花青素合成。當(dāng)植物體內(nèi)的JA含量增加，JA受體coIl可以招募JAZ到SCFCOH復(fù)合物上使其泛素化并被蛋白酶體降解，從而解除JAZ對MBW復(fù)合體的抑制作用，進(jìn)而促進(jìn)花青素的合成。JAZ還介導(dǎo)赤霉素對花青素合成的調(diào)控，赤霉素與其受體結(jié)合后引起D蛋白降解，而D蛋白可以抑制JAZ的活性。光可以利用信號轉(zhuǎn)導(dǎo)因子調(diào)控基因啟動子與MBW復(fù)合體結(jié)合的強(qiáng)弱，調(diào)節(jié)花青素合成途徑中相關(guān)基因的表達(dá)，進(jìn)而影響花青素的合成。強(qiáng)光照能夠促進(jìn)花青素的積累、弱光照或黑暗條件下能夠抑制花青素的積累；不同的光質(zhì)也可以影響花青素的合成，其中紫外光和藍(lán)紫光對花青素合成的促進(jìn)效果最佳。糖類物質(zhì)對花青素的合成也至關(guān)重要，花青素是在細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上以糖為底物在多種酶的催化下合成的。研究表明，多種基因的調(diào)控依賴于植物體內(nèi)可溶性糖的含量，蔗糖可以增強(qiáng)MBW復(fù)合體中一些轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)，從而觸發(fā)花青素合成相關(guān)基因的表達(dá)。花青素的生物合成受到多種因素的影響，不同信號可通過調(diào)控JAZ蛋白、MBW復(fù)合體的表達(dá)量或活性來實(shí)現(xiàn)信號間的交叉互作，進(jìn)而共同實(shí)現(xiàn)對花青素合成的精密調(diào)控。(1)JA和赤霉素均是對植物生長發(fā)育起調(diào)節(jié)作用的_______有機(jī)物，二者在花青素合成過程中的作用_______。(2)糖在花青素合成過程中的功能是多方面的：糖既是合成花青素的_______又可以為花青素的合成過程提供_______，同時(shí)糖還作為_______分子調(diào)節(jié)花青素合成過程而影響植物著色。(3)花青素的生物合成受到多種因素的影響。綜合文中信息，完善花青素合成的調(diào)控模型____________。(4)色澤是果實(shí)品質(zhì)的主要指標(biāo)之一。在生產(chǎn)實(shí)踐中，果農(nóng)會采取給果實(shí)套不同顏色濾光袋、在地面鋪設(shè)反光膜（可提高樹冠中下部的光照強(qiáng)度）等做法，請任選一種做法解釋其原理____________。(5)植物與動物都能感受多種信號以調(diào)節(jié)白身生長發(fā)育過程，請寫出二者細(xì)胞在信號的接收和響應(yīng)方面的共性____________。5．學(xué)習(xí)以下材料，回答（1）~（4）題。提高光合作用速率的新構(gòu)想光合作用是地球上唯一能夠捕獲和轉(zhuǎn)化光能的生物學(xué)途徑。提高光合作用速率對促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收、實(shí)現(xiàn)碳中和等具有重要意義。光合作用分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)密切相關(guān)的階段。人們一直致力于通過優(yōu)化光能捕獲系統(tǒng)，或增加碳固定效率等途徑來提高光合速率。研究發(fā)現(xiàn)，光反應(yīng)產(chǎn)生ATP與NADPH比例相對固定，但理論上要保證暗反應(yīng)的充分進(jìn)行，需要的ATP與NADPH比例要比實(shí)際中光反應(yīng)產(chǎn)生的高，這可能是限制光合作用速率的因素之一。也有研究發(fā)現(xiàn)，通過增加光能吸收促進(jìn)ATP合成，實(shí)際對提高光合速率的影響有限。因此，有研究人員提出新的構(gòu)想——從細(xì)胞代謝全局出發(fā)，將光反應(yīng)和暗反應(yīng)視為有機(jī)整體，在細(xì)胞中導(dǎo)入NADPH消耗模塊，以提高細(xì)胞原有的ATP與NADPH比例。人們發(fā)現(xiàn)，在一些異養(yǎng)型微生物中存在著生成異丙醇的代謝途徑。研究人員以藍(lán)細(xì)菌為研究模型，通過導(dǎo)入三種外源酶（A、B、C酶）基因，在細(xì)胞原有的光合作用途徑中創(chuàng)建了消耗NADPH的異丙醇合成途徑，如圖l所示，在C酶的催化反應(yīng)中會消耗NADPH，相關(guān)指標(biāo)的檢測結(jié)果見表和圖2，證明增加NADPH消耗途徑可以有效提高藍(lán)細(xì)菌的光合速率。光合微生物通常利用低于600μmol·m-2·s-1的中、低強(qiáng)度光，然而自然界的光照強(qiáng)度往往是波動的，白天最大光強(qiáng)度通?？蛇_(dá)到990μmol·m-2·s-1以上，本研究表明將額外的NADPH消耗能力引入光合生物可能是利用波動和高強(qiáng)度光的有用策略。人們對光合作用等細(xì)胞代謝活動的認(rèn)識在不斷發(fā)展，正吸引著科學(xué)家們進(jìn)一步研究。組別導(dǎo)入基因NADPH含量（pmol）ATP含量（μmol）CO2固定速率（mg·g-1細(xì)胞干重·h-1）一無193.539.2886二A、B190.8335.2385三A、B、C112.8362.53119注：NADPH與ATP含量在最適光照下測定。(1)圖1中①②表示的物質(zhì)分別是______________