专题2 重难点4 电子传递链与化学渗透假说(Word教参)-【精讲精练】2026年高考生物二轮专题辅导与训练（A版）

重难点4　电子传递链与化学渗透假说

1．(2023·江苏卷节选)气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，气孔运动具有复杂的调控机制。如图所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。①～④表示场所。请回答下列问题：

(1)光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在______(从①～④中选填)；NADPH可用于CO2固定产物的还原，其场所有_____(从①～④中选填)。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、______________(填写2种)等。

(2)研究证实气孔运动需要ATP，产生ATP的场所有______(从①～④中选填)。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为______进入线粒体，经过TCA循环产生的______最终通过电子传递链氧化产生ATP。

(3)蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H＋泵出膜外，形成跨膜的_______，驱动细胞吸收K＋等离子。

(4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，使细胞内水势下降(溶质浓度提高)，导致保卫细胞______，促进气孔张开。

解析　(1)光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在④叶绿体中；NADPH可用于CO2固定产物的还原，据图可知，OAA的还原也需要NADPH的参与，NADPH用于CO2固定产物还原的场所有①④。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、钾离子等无机盐离子和Mal等有机酸，其中钾离子和Mal影响细胞液的渗透压，进而影响保卫细胞的吸水力，影响气孔的开闭。

(2)研究证实气孔运动需要ATP，叶绿体可通过光反应产生ATP，细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，因此产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体，即图中的①②④。保卫

细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为丙酮酸进入线粒体参与有氧呼吸的第二、三阶段，经过TCA循环产生的NADH最终通过电子传递链氧化产生ATP，即有氧呼吸的第三阶段。

(3)蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H＋泵出膜外，形成跨膜的氢离子浓度梯度，并提供电化学势能驱动细胞吸收K＋等离子，进而提高细胞液浓度，促进细胞吸水，进而表现为气孔张开。

(4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，进入到细胞液中，使细胞内水势下降(溶质浓度提高)，导致保卫细胞吸水膨胀，促进气孔张开。

答案　(1)④　①④　K＋等无机离子、苹果酸(Mal)等有机酸

(2)①②④　丙酮酸　NADH　(3)氢离子电化学势能　(4)吸水膨胀(或吸水)

2．(2022·重庆卷)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1)。为探寻这种能量形式，他们开展了后续实验。

图1

图2

图3

(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1实验基础上进行图2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________。

(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3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______________(答两点)。

解析　(1)制备类囊体时，提取液中需要添加适宜浓度的蔗糖，保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂，以保证其结构完整。提取液应该保持低温降低蛋白酶的活性，避免膜蛋白被降解。

(2)从图2实验中可知，在光照条件下，将pH＝4的类囊体转移到pH＝8的锥形瓶中，再在遮光的条件下加入ADP和Pi，也产生了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，因为实验2是在光照以及低pH条件下对类囊体进行培养，无法证明某种能量是来自光能还是来自类囊体膜内外的H＋浓度差。

(3)对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，悬液的pH在光照处理时升高，推测可能是类囊体膜外H＋被转移到类囊体膜内，使悬液pH升高。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，光反应过程中，水的光解伴随着电子的传递，故电子的最终来源是水。

(4)人工叶绿体能在光下生产目标多碳化合物，若要在黑暗条件下持续生产，则需要提供光反应产生的物质NADPH和ATP以及CO2。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，可增大二氧化碳的浓度和适当提高环境温度，提高光合效率，实现增产。

答案　(1)保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂　低温

(2)图2实验是在光照以及低pH条件下对类囊体进行培养，无法证明某种能量是来自光能还是来自类囊体膜内外的H＋浓度差

(3)类囊体膜外H＋被转移到类囊体膜内，使悬液pH升高　水

(4)NADPH、ATP和CO2　增大二氧化碳的浓度和适当提高环境温度

情境资料1　细胞呼吸与电子传递

在真核细胞有氧呼吸的第三阶段中，还原型辅酶Ⅰ(NADH)脱去氢并释放电子(e－)，电子最终传递给O2。电子传递过程中释放的能量驱动H＋从线粒体基质跨膜运输到线粒体内、外膜的间隙，从而建立H＋浓度梯度，随后H＋在ATP合成酶的协助下顺浓度梯度运输到线粒体基质，并生成大量ATP，过程如图所示。