《2026年新高考5年真题生物河北专版》

1. [2025·湖南卷，17T，12分]对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料，其化学性质稳定。研究发现，某细菌不能在无氧条件下生长，在适宜条件下能降解和利用对硝基苯酚，并释放CO₂。在Burk无机培养基和光照条件下，培养某栅藻（真核生物）的过程中，对硝基苯酚含量与栅藻光合放氧量的关系如图1。为进一步分析栅藻与细菌共培养条件下对硝基苯酚（40mg·L⁻¹）的降解情况，开展了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组对比实验，结果如图2。请回答下列问题：
(1)栅藻的光合放氧反应部位是叶绿体(填细胞器名称)。图1结果表明，对硝基苯酚抑制栅藻的光合放氧反应。
(2)细菌在利用对硝基苯酚时，限制因子是氧气。
(3)若Ⅰ中对硝基苯酚含量为20mg·L⁻¹，培养10min后，推测该培养液pH会升高，培养液中对硝基苯酚相对含量不变。
(4)细菌与栅藻通过原始合作，可净化被对硝基苯酚污染的水体，理由是栅藻进行光合作用产生的$O_2$有利于细菌的生长,细菌能够降解水体中的对硝基苯酚,同时产生的$CO_2$可以提供给栅藻继续进行光合作用。

答案：
(1)叶绿体 抑制
(2)氧气
(3)升高 不变
(4)栅藻进行光合作用产生的$O_2$有利于细菌的生长,细菌能够降解水体中的对硝基苯酚,同时产生的$CO_2$可以提供给栅藻继续进行光合作用
命题意图 本题主要考查细胞呼吸与光合作用的相关知识,意在考查考生的理解能力、获取信息的能力和综合运用能力。
解题思路
(1)栅藻是真核生物,进行光合作用的细胞器是叶绿体。图1结果表明,对硝基苯酚可抑制栅藻的光合放氧反应,且在一定范围内,随着对硝基苯酚浓度增加,对光合放氧的抑制作用增强。
(2)分析图2,Ⅰ组处理条件下,随时间延长,对硝基苯酚相对含量不变,说明光照条件下栅藻不能利用对硝基苯酚,Ⅱ组处理条件下,随着时间延长,对硝基苯酚相对含量逐渐下降,而该细菌不能在无氧条件下生长,故可知该细菌在有氧条件下可以分解利用对硝基苯酚,Ⅲ组处理条件下,栅藻在光照条件下可以产生氧气,为细菌利用对硝基苯酚提供有氧条件,使该组对硝基苯酚相对含量的变化曲线与Ⅱ组相似,因此可知,细菌在利用对硝基苯酚时,限制因子是氧气。
(3)由图1可知,与对硝基苯酚含量为$40mg· L^{-1}$时相比,对硝基苯酚含量为$20mg· L^{-1}$时,栅藻光合放氧量更高,说明在该条件下培养10 min,栅藻消耗培养液中的$CO_2$更多,导致培养液的pH升高,且由于栅藻不能利用对硝基苯酚,培养液中对硝基苯酚相对含量不变。
(4)结合以上分析可知,栅藻进行光合作用产生的$O_2$有利于细菌的生长,细菌能够降解水体中的对硝基苯酚,同时产生的$CO_2$可以提供给栅藻继续进行光合作用,故二者通过原始合作,可净化被对硝基苯酚污染的水体。

2. [2025·北京卷，18T，12分]植物的光合作用效率与叶绿体的发育（形态结构建成）密切相关。叶绿体发育受基因的精细调控，以适应环境。科学家对光响应基因BG在此过程中的作用进行了研究。请回答下列问题：
(1)实验中发现一株叶绿素含量升高的拟南芥突变体。经鉴定，其BG基因功能缺失，命名为bg。图1是使用电子显微镜观察到的叶绿体亚显微结构。与野生型相比，可见突变体基粒(“[”所示)中的类囊体增多。
(2)已知GK蛋白促进叶绿体发育相关基因的转录，BG蛋白可以与GK蛋白结合。研究者构建了GK功能缺失突变体gk（叶绿素含量降低）及双突变体bggk。对三种突变体进行观察，发现双突变体的表型与突变体gk相同，由此推测BG通过抑制GK的功能影响叶绿体发育。
(3)为进一步证明BG对GK的抑制作用并探索其作用机制，将一定浓度的GK蛋白与系列浓度BG蛋白混合后，再加入GK蛋白靶基因CAO的启动子DNA片段，反应一段时间后，经电泳检测DNA所在位置，结果如图2。分析实验结果可得出BG抑制GK功能的机制是BG通过与靶基因$CAO$启动子DNA片段竞争结合GK蛋白,从而抑制GK与靶基因$CAO$启动子DNA片段的结合,进而影响叶绿体发育。
(4)基于突变体bg的表型，从进化与适应的角度推测光响应基因BG存在的意义：使植物能够更好地响应光信号,调节自身生理过程,以适应不同光照环境,提高生存和繁殖能力。

答案：
(1)电子显微镜 类囊体
(2)gk
(3)BG通过与靶基因$CAO$启动子DNA片段竞争结合GK蛋白,从而抑制GK与靶基因$CAO$启动子DNA片段的结合,进而影响叶绿体发育
(4)使植物能够更好地响应光信号,调节自身生理过程,以适应不同光照环境,提高生存和繁殖能力
命题意图 本题主要考查叶绿体的结构与功能、影响光合作用的因素和基因的表达的相关知识,意在考查考生的理解能力、获取信息的能力和综合运用能力。
解题思路
(1)观察叶绿体亚显微结构需要使用电子显微镜。基粒是由类囊体堆叠而成的结构。观察题图可知突变体基粒中的类囊体(片层)增多。
(2)已知GK蛋白促进叶绿体发育相关基因的转录,BG蛋白可以与GK蛋白结合。若BG通过抑制GK的功能影响叶绿体发育,双突变体$bgkgk$的BG、GK功能均缺失,突变体$gk$由于GK功能缺失,其BG蛋白也无法发挥抑制GK的作用,因此双突变体$bgkgk$的表型应该与突变体$gk$相同。
(3)观察图2可知,随着BG蛋白与GK蛋白浓度比的增大,与GK蛋白结合的DNA片段逐渐减少,游离DNA片段逐渐增多。这表明BG蛋白的存在阻碍了GK蛋白与靶基因$CAO$启动子DNA片段的结合。由
(2)中分析可知GK蛋白要发挥功能,需要与靶基因$CAO$的启动子DNA片段结合来调控基因表达,而BG蛋白浓度越高,这种结合就越少。所以,BG抑制GK功能的机制是BG通过与靶基因$CAO$启动子DNA片段竞争结合GK蛋白,从而抑制GK与靶基因$CAO$启动子DNA片段的结合,进而影响叶绿体发育。
(4)突变体$bg$由于缺乏光响应基因$BG$,其可能在某些环境条件下难以生存。而当存在光响应基因$BG$时,植物可以通过BG蛋白对光信号做出响应,从而更好地调节自身的生理过程,例如,在光照过强时,BG基因表达产物可能通过抑制GK功能,调节相关基因表达,避免植物因光照过强而受到伤害;在光照较弱时,可能通过调节使植物更好地利用有限的光能进行光合作用等。这使得植物在不同的光照环境中能够更有效地进行光合作用,获取能量,提高自身的生存和繁殖能力,以适应复杂多变的环境。