《2026年新高考5年真题生物湖南专版》

5. [2025·安徽卷，16T，11分] 为探究水通道蛋白NtPIP对作物耐涝性的影响，科研小组测定了油菜的野生型（WT）及NtPIP基因过量表达株（OE）在正常供氧（AT）和低氧（HT，模拟涝渍）条件下的根细胞呼吸速率和氧浓度，结果见图1。请回答下列问题：
(1)据图1分析，低氧胁迫下，NtPIP基因过量表达会使根细胞有氧呼吸增强，原因是在低氧胁迫下,$NtPIP$基因过表达株的根细胞呼吸速率和氧浓度均大于野生型。有氧呼吸第二阶段丙酮酸中的化学能大部分被转化为$NADH$中储存的能量。
(2)科学家早期在探索有氧呼吸第二阶段代谢路径时发现，在添加丙二酸的组织悬浮液中加入分子A、B或C时，E增多并累积(图2a)；当加入F、G或H时，E也同样累积(图2b)。根据此结果，针对有氧呼吸第二阶段代谢路径提出假设：物质$H$能转化为$A$。
(3)科研小组还发现，低氧条件下，NtPIP基因过量表达株的叶片净光合速率高于野生型。结合根细胞呼吸速率的变化分析，其原因是$NtPIP$基因过表达株根细胞呼吸速率高于野生型,其产生的能量更多,有利于根细胞吸收无机盐,从而提高植物的光合作用速率。
(4)光合作用光反应实质是光能引起的氧化还原反应，最终接受电子的物质(最终电子受体)是$NADP^{+}$，而最终提供电子的物质(最终电子供体)是${H_{2}O}$。

答案： 5. 参考答案
(1)增强 在低氧胁迫下,$NtPIP$基因过表达株的根细胞呼吸速率和氧浓度均大于野生型 $NADH$
(2)物质$H$能转化为$A$
(3)$NtPIP$基因过表达株根细胞呼吸速率高于野生型,其产生的能量更多,有利于根细胞吸收无机盐,从而提高植物的光合作用速率
(4)$NADP^{+}$ ${H_{2}O}$
命题意图 本题主要考查细胞呼吸、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)据图1分析,正常供氧时,$NtPIP$基因过表达株和野生型的根细胞呼吸速率和氧浓度基本相同,而低氧胁迫下,$NtPIP$基因过表达株的根细胞呼吸速率和氧浓度均大于野生型,故$NtPIP$基因过表达会使根细胞的有氧呼吸增加。有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳(无机物)、$NADH$(储存大量能量)并释放出少量的能量(绝大部分以热能形式散失,少量用于合成$ATP$)的过程。
(2)在添加丙二酸的组织悬浮液中加入分子$A$、$B$或$C$时,$E$增多并累积;当加入$F$、$G$或$H$时,$E$也同样累积,再结合图2中显示的代谢路径可推测,有氧呼吸第二阶段代谢路径存在循环特性,即分子$A$、$B$、$C$均为$E$的前体,$F$、$G$、$H$可通过代谢转化为$E$,则有$H\toA$,故可提出假设:物质$H$能转化为$A$。
(3)由图可知,低氧条件下,$NtPIP$基因过量表达株的根细胞呼吸速率高于野生型,则其产生的能量更多,有利于根细胞吸收无机盐,提高植物的光合作用速率,从而使$NtPIP$基因过量表达的叶片净光合速率高于野生型。
(4)光合作用光反应中,水在光下分解为${H^{+}}$、${O_{2}}$和$e^-$,$e^-$经传递最终与$H^{+}$和$NADP^{+}$结合生成$NADPH$,因此,光反应中最终的电子供体是${H_{2}O}$,最终的电子受体是$NADP^{+}$。

6. [2025·河北卷，19T，11分] 砷可严重影响植物的生长发育。拟南芥对砷胁迫具有一定的耐受性，为探究其机制，研究者进行了相关实验。请回答下列问题：

(1)砷通过转运蛋白F进入根细胞时需消耗能量，该运输方式属于主动运输。砷的累积可导致细胞内自由基含量升高。自由基造成细胞损伤甚至死亡的原因为自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,当自由基攻击磷脂分子时,产物同样是自由基,引发雪崩式的反应,对生物膜损伤比较大;自由基攻击$DNA$,可能引起基因突变;自由基攻击蛋白质,使蛋白质活性下降等(答出两点即可)（答出两点即可）。
(2)针对砷吸收相关基因C缺失和过量表达的拟南芥，研究者检测了其根细胞中砷的含量，结果如图。由此推测，蛋白C可减弱(填“增强”或“减弱”)根对砷的吸收。进一步研究表明，砷激活的蛋白C可使F磷酸化，磷酸化的F诱导细胞膜内陷，形成含有蛋白F的囊泡。由此判断，激活的蛋白C可使细胞膜上转运蛋白F的数量减少，造成根对砷吸收量的改变。囊泡的形成过程体现了细胞膜在结构上具有流动性的特点。
(3)砷和磷可竞争性通过转运蛋白F进入细胞。推测在砷胁迫下植物对磷的吸收量减少（填“增加”或“减少”），结合(2)和(3)的信息，分析其原因：砷胁迫下,细胞膜上转运蛋白$F$数量减少;砷竞争性结合转运蛋白$F$,导致可与磷结合的转运蛋白$F$数量减少,从而导致植物对磷的吸收减少（答出两点即可）。

答案： 6. 参考答案
(1)主动运输 自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,当自由基攻击磷脂分子时,产物同样是自由基,引发雪崩式的反应,对生物膜损伤比较大;自由基攻击$DNA$,可能引起基因突变;自由基攻击蛋白质,使蛋白质活性下降等(答出两点即可)
(2)减弱 减少 流动性
(3)减少 砷胁迫下,细胞膜上转运蛋白$F$数量减少;砷竞争性结合转运蛋白$F$,导致可与磷结合的转运蛋白$F$数量减少,从而导致植物对磷的吸收减少
命题意图 本题主要考查物质的输入与输出、细胞的衰老与死亡、细胞膜的结构与功能的相关知识,意在考查考生的理解能力、获取信息的能力和实验与探究能力。
解题思路
(1)砷通过转运蛋白$F$进入根细胞时需消耗能量,故砷进入根细胞的方式是主动运输。砷的累积可导致细胞内自由基含量升高,并攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。当自由基攻击磷脂分子时,产物同样是自由基,由此引发雪崩式的反应,对生物膜损伤比较大;此外,自由基还会攻击$DNA$,可能引起基因突变;攻击蛋白质,使蛋白质活性下降。最终造成细胞损伤甚至死亡。
(2)由题图可知,$C$缺失突变体的根细胞中砷浓度比野生型的高,$C$过量表达植株的根细胞中砷浓度比野生型的低,说明蛋白$C$可减弱根对砷的吸收。砷激活的蛋白$C$可使$F$磷酸化,诱导细胞膜内陷,形成含蛋白$F$的囊泡,这使细胞膜上转运蛋白$F$的数量减少。细胞膜内陷形成囊泡,体现了细胞膜具有流动性的结构特点。
(3)结合
(2)的信息可知,砷激活的蛋白$C$可使细胞膜上转运蛋白$F$数量减少;结合
(3)的信息可知,砷和磷可竞争性通过转运蛋白$F$进入细胞,砷胁迫下,导致可与磷结合的转运蛋白数量减少。由以上两点可推测,砷胁迫下,植物对磷的吸收量减少。