2026届高考生物一轮复习讲义 微专题3　生物膜上的电子传递

微专题3　生物膜上的电子传递 1.B　[解析] 依题意可知,复合物 Ⅰ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 在有氧呼吸第三阶段起电子传递作用,骨骼肌细胞的有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜上,所以在该细胞中,复合物 Ⅰ、 Ⅲ 、 Ⅳ 分布在线粒体内膜上,A正确;电子在传递的过程中,H+通过复合物 Ⅰ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 逆浓度梯度运输,建立膜H+势能差,结合图分析可知,复合物 Ⅰ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 分布在线粒体内膜上,在嵴周围的线粒体基质中H+的浓度较低,B错误;根据题图和题意可知:ATP合酶在转运H+的同时催化ATP合成,C正确;依题意,UCP是一种特殊的H+通道,由图可知,H+通过UCP运输会产生大量热量,若UCP运输的H+增多,则通过ATP合酶运输的H+减少,合成的ATP会减少,D正确。 2.A　[解析] 与25 ℃相比,4 ℃耗氧量增加,根据题意,电子经线粒体内膜最终传递给氧气,说明4 ℃时线粒体内膜上的电子传递未受阻,A错误;与25 ℃相比,短时间低温4 ℃处理,ATP合成量较少,耗氧量较多,说明4 ℃时有氧呼吸释放的能量较多用于产热,消耗的葡萄糖量多, B、C正确;DNP使H+不经ATP合酶返回线粒体基质中,会使线粒体内外膜间隙中H+浓度降低,导致ATP合成减少, D正确。 3.C　[解析] 由题干“LHC Ⅱ 与PS Ⅱ 的分离依赖LHC蛋白激酶的催化”可知,叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降,LHC Ⅱ 与PS Ⅱ 分离受阻,使得PS Ⅱ 光复合体对光能的捕获增强,A正确;Mg2+是叶绿素的组成成分,其含量减少会导致PS Ⅱ 光复合体中的叶绿素含量减少,导致对光能的捕获减弱,B正确;弱光下LHC Ⅱ 与PS Ⅱ 结合,增强对光能的捕获,C错误;PS Ⅱ 光复合体能吸收光能,并分解水,水的光解产生H+、电子和O2,D正确。 4.(1)差速离心法　红光和蓝紫光　作为还原剂和提供能量　(2)类囊体(薄)膜　NADPH　热能　(3)线粒体、 叶绿体和细胞质基质　 eATP需要与 (细胞膜上的)DORN1受体结合后才能激发细胞内的信号转导　(4)降低　缓解　不明显　交替呼吸 (途径)抑制 [解析] (1)若要将叶肉细胞中叶绿体与线粒体等其他细胞器分离,可以采用的方法是差速离心法;叶肉细胞中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。暗反应阶段,NADPH的作用是作为还原剂和提供能量。(2)图中所示的光系统 Ⅰ 和光系统 Ⅱ 中光合色素吸收、传递和转化光能,应该位于叶绿体的类囊体薄膜上。由图可知,植物细胞通过“苹果酸—草酰乙酸穿梭”途径,将过多的NADPH用于合成苹果酸,转移出叶绿体,并最终通过AOX的作用,将其中大部分能量以热能形式散失。(3)目前尚未发现在植物细胞的表面或质膜上存在ATP合酶,说明eATP来源于能产生iATP的线粒体(有氧呼吸第二、三阶段)、叶绿体(光反应阶段)和细胞质基质(细胞呼吸的第一阶段)。据图可知,eATP与DORN1受体结合,激发细胞内的信号转导,据此可推测eATP最可能是作为一种信号分子调节植物的光合作用。(4)①与对照组相比可知,在WT叶片中,SHAM处理组实际光系统反应效率降低。在WT叶片中,与SHAM处理组相比,SHAM+ATP组实际光系统反应效率更高,说明对WT叶片添加外源ATP可缓解SHAM所导致的影响。而在dorn -1叶片中,对照组与SHAM处理组、ATP组的实际光系统反应效率相差不大,说明SHAM处理以及添加外源ATP对植物实际光系统反应效率的影响不明显。②将WT叶片组与dorn -1叶片组相比,WT叶片组的实际光系统反应效率更低,表明eATP可通过受体DORN1对交替呼吸(途径)抑制引起的植物光系统反应效率下降进行调控。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 微专题3　生物膜上的电子传递 1.细胞呼吸中的电子传递链和氧化磷酸化 细胞呼吸过程中形成的NADH等物质,通过线粒体内膜上的电子传递系统(复合物 Ⅰ、 Ⅱ 、Ⅲ )将电子最终传递给氧,该过程偶联ATP合酶(F0-F1复合物)催化的ATP合成,这种产生ATP的方式称为氧化磷酸化(如图所示)。 典型例题 1.[2024·重庆江北区三模] 有氧呼吸第三阶段的电子传递链如图所示。电子在传递的过程中,H+通过复合物 Ⅰ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 逆浓度梯度运输,建立膜H+势能差,驱动ATP合酶顺H+浓度梯度运输,同时产生大量的ATP。UCP是一种特殊的H+通道。下列相关叙述错误的是(　) A.复合物 Ⅳ 可分布在骨骼肌细胞线粒体的内膜上 B.在嵴结构周围的线粒体基质中,H+的浓度较高 C.ATP合酶在转运H+的同时催化ATP合成 D.若UCP运输的H+增多,则细胞合成的ATP可能会减少 2.[2022·山东卷改编] 在有氧呼吸第三阶段,线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子,电子经线粒体内膜最终传递给O2,电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中,随后H+经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成,然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响,将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理,分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法不正确的是(　) A.4 ℃时线粒体内膜上的电子传递受阻 B.与25 ℃时相比,4 ℃时有氧呼吸产热多 C.与25 ℃时相比,4 ℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多 D.DNP导致线粒体内外膜间隙中H+浓度降低,生成的ATP减少 2.光系统及电子传递链 光系统是由蛋白质和叶绿素等光合色素组成的复合物,具有吸收、传递和转化光能的作用,包括光系统 Ⅰ (PS Ⅰ )和光系统 Ⅱ (PS Ⅱ )。 ①光系统 Ⅱ 进行水的光解,产生氧气、H+和电子(e-),光系统 Ⅰ 主要是介导NADPH的产生。 ②电子传递过程是高电势到低电势(由于光能的作用),释放的能量将质子(H+)逆浓度梯度从类囊体的基质侧泵入囊腔侧,从而建立了质子浓度(电化学)梯度。 ③类囊体内的高浓度质子通过ATP合成酶顺浓度梯度流出,而ATP合成酶利用质子顺浓度梯度流出释放的能量来合成ATP。 典型例题 3.[2023·湖北卷] 植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PS Ⅰ 和PS Ⅱ 光复合体,PS Ⅱ 光复合体含有光合色素,能吸收光能,并分解水。研究发现,PS Ⅱ 光复合体上的蛋白质LHC Ⅱ ,通过与PS Ⅱ 结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)。LHC Ⅱ 与PS Ⅱ 的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是(　) A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降,PS Ⅱ 光复合体对光能的捕获增强 B.Mg2+含量减少会导致PS Ⅱ 光复合体对光能的捕获减弱 C.弱光下LHC Ⅱ 与PS Ⅱ 结合,不利于对光能的捕获 D.PS Ⅱ 光复合体分解水可以产生H+、电子和O2 4.[2024·江苏苏州三模] 植物细胞内的呼吸链中存在由交替氧化酶(AOX)主导的交替呼吸途径,该途径对植物抵抗强光等逆境具有重要的生理学意义。下图甲表示eATP与呼吸链对光合作用相关反应的影响,其中iATP为细胞内ATP,eATP为细胞外ATP。请回答下列问题。 (1)若要将叶肉细胞中叶绿体与线粒体等其他细胞器分离,可以采用的方法是　　　　　　(答1种即可);叶肉细胞中叶绿素主要吸收　　　　　　　　　。暗反应阶段,NADPH的作用是　　　　　　　　　　　　　。  (2)图中所示的光系统 Ⅰ 和光系统 Ⅱ 应位于叶绿体的　　　　　　　　(结构)上。强光环境下,植物细胞通过“苹果酸—草酰乙酸穿梭”途径,将过多的　　　　转移出叶绿体,并最终通过AOX的作用,将其中大部分能量以　　　　形式散失,从而有效缓解强光对植物细胞内光系统的损伤。  (3)目前尚未发现在植物细胞的表面或质膜上存在ATP合酶,表明eATP来源于　　　　　　　　　　　　　　　　　产生的iATP。据图判断,eATP最可能是作为一种信号分子调节植物的光合作用,其判断依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)为探究eATP对植物光系统反应效率的影响及其作用机制,研究者以野生型(WT)拟南芥和eATP受体缺失突变体(dorn-1)拟南芥为实验材料,利用交替呼吸抑制剂(SHAM)进行实验,结果如图乙所示。 ①据图乙分析,在WT叶片中,SHAM处理能够引起实际光系统反应效率　　　　,对WT叶片添加外源ATP可　　　　SHAM所导致的影响;而在dorn-1叶片中,SHAM处理以及添加外源ATP对植物实际光系统反应效率的影响　　　　　。  ②以上结果表明,eATP可通过受体DORN1对　　　　　　　　　　　引起的植物光系统反应效率下降进行调控。该实验为进一步研究植物抗胁迫调节机制中呼吸链以及eATP的作用提供依据。  学科网（北京）股份有限公司 $$