第11讲 光合作用和细胞呼吸的综合分析②

该高中生物学高考复习课件聚焦光合作用与细胞呼吸综合分析，核心覆盖光合磷酸化与氧化磷酸化比较、化学渗透假说等高考高频考点，对接新课标生命观念（物质与能量观、结构与功能观）要求，梳理近5年高考真题（如2021重庆卷类囊体膜功能、2022重庆卷实验分析）考点分布，归纳对比辨析、实验设计等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题情境+实验探究”双轨训练，以贾格道夫实验为例，指导学生用科学思维分析H⁺跨膜运输方式（主动运输），结合2025惠州调研题辨析NADP⁺与O₂电子受体易错点，培养探究实践能力。构建“概念梳理-真题突破-模型构建”复习链，助力学生掌握答题技巧，教师可精准定位高频考点，提升复习效率。

第11讲 光合作用与细胞呼吸的综合分析 考点三 光合作用与细胞呼吸的比较 【核心要点1】光合磷酸化和氧化磷酸化 【核心要点2】化学渗透假说[实验设计] 【旧知识回顾】有氧呼吸过程 00 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 糖酵解 三羧酸循环 氧化磷酸化 →分解有机物，释放能量，合成ATP 三羧酸循环：是细胞呼吸是生物体代谢的枢纽。 【旧知识回顾】光合作用的过程 00 色素 光能 水在光下的分解 H2O 多种酶 参加催化 CO2 固 定 还 原 O2 H+ NADPH ATP ADP+Pi NADP+ 2C3 C5 （CH2O） 光反应阶段 （ ） 暗反应阶段 （ ） 光反应和暗反应是一个整体，二者紧密联系，缺一不可 e- 类囊体薄膜 叶绿体基质 →合成有机物，固定能量 同化作用：即把非己的变成自己的，同时储存能量的过程。 【名词梳理】 00 还原型辅酶Ⅰ： ； 氧化型辅酶Ⅰ： ； 还原型辅酶Ⅱ： ； 氧化型辅酶Ⅱ： ； 3-磷酸甘油酸： ； 核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)： ；   NADH NAD+ NADPH NADP+ C3(三碳化合物) C5(五碳化合物) 呼吸作用 光合作用 思考 NADPH在暗反应中的作用是？ ①为暗反应提供能量。 ②为暗反应提供还原剂。 NADH和NADPH可将其理解为是H+和e-的载体； 光合磷酸化和氧化磷酸化【P91】 01 比较 光合磷酸化 氧化磷酸化 不同点 ①发生在叶绿体的 上； ② 光； ③电子供体是 , 电子受体是 ； ①发生在线粒体的 上； ② 光； ③电子供体是 , 电子受体是 ； 相同点 都通过 把ADP磷酸化为ATP；即：电子传递过程中所形成的 H+梯度作为动力，在ATP合成酶的作用下，催化ADP磷酸化为ATP。 【资料1】磷酸化 在相应的位置上，加上磷酸基团称为磷酸化，将磷酸基团去除称为去磷酸化。 腺苷二磷酸加上磷酸基团发生在叶绿体内，称光合磷酸化； 腺苷二磷酸加上磷酸基团发生在线粒体内，称氧化磷酸化。 这两种磷酸化过程中，都伴随着能量向ATP的转移。 类囊体薄膜 需要 H2O NADP+ 内膜 不需要 NADH O2 ATP合成酶 光合作用和有氧呼吸的结构基础：ATP合成酶【P91】 01 【资料2】ATP产生机制 线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜的磷脂双分子层对H+高度不 通透，因此膜高浓度侧的H+只能通过ATP合成酶顺浓度梯度流出，而ATP合成酶把H+的电化学势能转化成ATP中的化学能。 (1)分析此图可知H+跨越该膜的运输方式是 ， 判断依据是: 。 (2)由图可知，图中ATP合成酶的作用有 ； 合成ATP依赖于 形成的电化学势能。 协助扩散 顺浓度梯度，需载体蛋白协助且不消耗能量 运输H+和催化ATP的合成 膜两侧的H+浓度差 1.(2021·重庆卷，6)下图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A.水光解产生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿过4层膜 B.NADP+与电子(e-)和质子(H+)结合形成NADPH C.产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应 D.电子(e-)的有序传递是完成光能转换的重要环节 随堂小练【P90】 A O2在叶绿体类囊体薄膜(内侧)产生，在线粒体内膜(内侧)被利用，5层，×； NADP+＋e-＋H+→NADPH，√； 根据图中的信息，√； 电子传递释放的能量→H+逆浓度梯度运输→形成膜两侧H+浓度差→驱动ATP的合成，所以电子的有序传递保证了ATP和NADPH的合成，是完成光能转换的重要环节，√； 01 随堂小练【P92】 1.(2025·广东惠州调研)如图为真核细胞中两种传递电子并产生ATP的生物膜结构示意图。据图分析，下列有关叙述正确的是(　　) A.图甲为叶绿体内膜，图乙为线粒体内膜 B.两种膜产生ATP的能量直接来源均为H+的跨膜运输 B 图甲为叶绿体中的类囊体薄膜，图乙为线粒体内膜，×； 类囊体薄膜 线粒体内膜 H+顺浓度梯度运输产生的势能，可用于合成ATP，√； 01 随堂小练【P92】 1.(2025·广东惠州调研)如图为真核细胞中两种传递电子并产生ATP的生物膜结构示意图。据图分析，下列有关叙述正确的是(　　) C.自养需氧型生物的细胞中都既有图甲结构又有图乙结构 D.图甲中NADPH为电子最终受体，图乙中O2为电子最终受体 B 自养需氧型生物，如：硝化细菌为原核生物，不存在图甲结构和图乙结构，×； 类囊体薄膜 线粒体内膜 图甲中NADP+为电子最终受体，图乙中O2为电子最终受体，×； 化学渗透假说【P91】 02 【资料3】 1961年，米切尔提出了化学渗透假说： ①线粒体(叶绿体)的电子传递链将H+由线粒体基质(叶绿体基质)泵入线粒体内、外膜间基质(类囊体基质)； ②线粒体内膜(类囊体薄膜)不允许H+ 回流，膜内外产生H+浓度梯度； ③H+顺浓度梯度回流释放能量合成ATP。 【思考】分析此图可知，线粒体的电子传递链将H+由线粒体基质泵入线粒体内、外膜间基质的运输方式是 ；叶绿体的电子传递链将H+由叶绿体基质泵入类囊体基质的运输方式是 。 主动运输 主动运输 电子传递过程中释放能量。 化学渗透假说【P92】 02 【资料4】 1963年，贾格道夫在黑暗条件下把离体的叶绿体类囊体置于pH＝4的酸性溶液中平衡，让类囊体腔的pH下降至4。平衡后将类囊体转移到含有ADP和Pi的pH＝8的缓冲溶液中，一段时间后有ATP产生。 【思考】贾格道夫实验表明： 。 类囊体薄膜内外存在H+浓度差是类囊体合成ATP的直接动力 随堂小练【P90】 2.(2022·重庆卷，23)科学家发现，光能会被类囊体转化为“某种能量形式”，并用于驱动产生ATP(如图 Ⅰ )。为探寻这种能量形式，他们开展了后续实验。 (1)制备类囊体时，提取液中应含有适宜浓度的蔗糖，以保证其结构完整，原因是： ； 为避免膜蛋白被降解，提取液应保持 (填“低温”或“常温”)。 (2)在图Ⅰ实验基础上进行图Ⅱ实验，发现该实验条件下，也能产生ATP。 但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H+浓度差，原因是： 。 保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂 低温 在光照条件下进行，无法证明某种能量是来自于光能还是来自膜内外的H+浓度差 (3)为探究自然条件下类囊体膜内外产生H+浓度差的原因，对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，结果如图Ⅲ所示，悬液的pH在光照处理时升高，原因是： 。 类囊体膜内外的H+浓度差是通过光合电子传递和H+转运 形成的，电子的最终来源物质是________。 (4)用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产，需稳定提供的物质有 。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，若要增产，可采取的有效措施有① ；② 。 随堂小练【P90】 类囊体膜外的H+被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高 H2O 增加CO2的浓度 适当提高环境温度 NADPH、ATP和CO2 随堂小练【P92】 3.(2025·重庆南开中学调研)高等植物和藻类植物含有两个不同的光系统，分别为光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)。PSⅠ和PSⅡ是由蛋白质和光合色素组成的复合体，它们是以串联方式起作用的。如图表示某种植物光反应过程。回答下列问题： (1)高等植物光反应发生的场所是 ， 在光反应过程中，PSⅡ利用光能将水分解成 ， 最终传递给NADP+的电子来源于 。 (2)图中复合体CF0－CF1的功能是： 。 类囊体薄膜 O2、H+、e- H2O ①转运H+；②催化ATP合成 随堂小练【P92】 (3)研究发现，类囊体膜两侧的pH梯度是ATP合成的驱动力，请设计实验证明： 注：写出实验思路即可，具体pH梯度建立不做要求。 →化学渗透假说 ①在 的条件下， ②在低pH缓冲液(pH＝4)中保育叶绿体一段时间，使类囊体腔的pH ， ③加入 ，并将叶绿体培养液的pH升高(pH＝8)，检测 。 黑暗 降低 ADP和Pi 有无ATP生成 $