2026届高三二轮复习生物：电子传递链（光合、呼吸）课件

电子传递链 第三单元 细胞的能量供应和利用 必修一 1．概念：绿色植物通过叶绿体，利用 ，将 转化成储存着能量的 ，并且释放出 的过程 2．反应式： 光能 二氧化碳、水 有机物 氧气 CO2+H2O (CH2O)+O2 叶绿体 光能 叶绿体 中的色素 可见光 C5 2C3 ADP+Pi ATP H2O O2 H+ 多种酶 酶 (CH2O) CO2 吸收 光解 固定 还原 光反应（类囊体薄膜） 暗反应（叶绿体基质） NADP+ NADPH 酶 光合作用的过程 考点二　细胞的多样性和统一性 例：如图为类囊体薄膜上发生的光反应示意图，其中PSⅠ和PSⅡ分别是光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，是叶绿素和蛋白质构成的复合体，能吸收利用光能进行电子的传递。其中PQ、Cytbf、PC是传递电子的蛋白质，PQ在传递电子的同时能将H＋运输到类囊体腔中，图中实线为电子的传递过程，虚线为H＋的运输过程，ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成，则： (1)少数处于特殊状态的叶绿素分子在 光能激发下失去高能e－，失去e－的叶 绿素分子，能够从水分子中夺取e－， 使水分解为 ；电子(e－)由水释 放出来后，经过一系列的传递体形成 电子流，最终传递给 (电子 的最终受体)合成NADPH。PSⅠ和 PSⅡ吸收的光能储存在 中。 氧和H＋ NADP＋ NADPH和ATP 总结：电子的最初供体是水，最终受体是NADP＋， 电子传递的最终产物是NADPH (2)据图分析，使类囊体膜两侧H＋浓度差增加的过程有_______________ _______________________________。 (3)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。 PQ运输H＋；合成NADPH消耗H＋ 水的光解产生H＋； 运输H＋和催化ATP的合成 类囊体膜两侧的H＋浓度差 3. 科研人员利用“间隙光”来测定番茄的光合作用，每次光照20秒，黑暗20秒，交替进行12小时，并用灵敏传感器记录环境中氧气和二氧化碳的变化，实验结果部分记录如图3所示： 据实验结果部分记录图分析，与连续光照6小时，再连续黑暗6小时相比，“间隙光”处理的光合作用效率 (填“大于”“等于”或“小于”)连续光照下的光合作用效率，原因是“间隙光”处理时能 。图3中曲线出现的原因是光合作用光反应的速率比暗反应的速率 (填“更快”或“更慢”)。图3中两条曲线所围成的面积S1 (填“大于”“等于”或“小于”)S2。 大于 充分利用光合作用光反应产生的NADPH和ATP 更快 等于 4. 如图2中T0～T1表示的是适宜条件下生长的番茄叶绿体(NADPH、ADP、C3或C5)中某两种化合物的含量，T1～T3则表示改变其生长条件后两种化合物的含量变化。若T1时刻降低了培养液中NaHCO3的浓度，则物质甲、乙分别指的是 。 若T1时刻降低了光照强度，则物质甲、乙分别指的是 。 C5、NADPH ADP、C3 (1)类囊体膜上的色素分子捕获光能后，将光能传递给位于反应中心的色素分子，该色素分子被激发，释放出一个高能电子。失去电子的色素分子从水分子中夺取电子，使水分解成H＋和O2，O2扩散进入大气。 电子传递链总结 电子传递链总结 (2)色素分子失去的电子被类囊体膜上的特殊蛋白质捕获，这些蛋白质利用电子携带的能量使H＋从叶绿体基质泵入类囊体腔，并最终把电子传递给了NADP＋，NADP＋获得电子后与H＋结合，生成NADPH (3)类囊体膜上镶嵌有ATP合酶，类囊体腔中的H＋顺浓度梯度经ATP合酶返回叶绿体基质，推动了ATP的生成 电子传递链总结 H＋浓度梯度的建立： 1. PSⅡ在类囊体的囊腔侧进行水的光解产生H＋； 2. 质子泵将一些H＋逆浓度梯度从基质泵入类囊体腔； 3. 另一些H＋在基质中和NADP＋形成NADPH 1.(2021·重庆，6)类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图如下。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 真题演练 A 5层，类囊体薄膜+叶绿体两层膜+线粒体两层膜 (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________，而最终提供电子的物质(最终电子供体)是________。 NADP＋ H2O 真题演练 2.(2025·安徽，16)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 【教材相关信息必修1 P103】： 水分解为氧和H＋的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递，可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH。NADPH的作用是什么？ 可作为暗反应的还原剂 储备部分能量供暗反应利用 隐性知识 过程 第一阶段 细胞质基质 第二阶段 线粒体基质 线粒体内膜 4 20 2 C6H12O6 酶 + [H] +少量能量 C3H4O3 第三阶段 6 6 + H2O 酶 2C3H4O3 CO2 + [H] + 少量能量 12 6 酶 H2O +大量能量 24[H] + O2 总反应式 C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 [H]=NADH(还原型辅酶I) （有机物彻底氧化分解） 有氧呼吸的过程 1.分辨 “NADH”和“NAD＋” 生物利用的能量来自糖类等有机物中的化学能，细胞需通过有机物的逐步氧化分解，将有机物中的能量一部分储存在ATP中，成为细胞能直接利用的能量形式。有机物的氧化是逐步脱氢和失电子的过程。 (填“NADH”或“NAD＋”)是电子和氢离子的载体，能够与糖氧化过程中脱下来的氢离子和电子结合，形成 (填“NADH”或“NAD＋”) NAD＋ NADH 有氧呼吸的过程 2.有氧呼吸的第三阶段：NADH在酶的催化作用下释放电子和H＋，电子被镶嵌在内膜上的特殊蛋白质捕获和传递，O2为最终的电子受体，生成H2O 提示　线粒体内膜上特殊蛋白质利用电子给予的能量将H＋泵入内膜和外膜的间隙，构建H＋浓度梯度，H＋通过线粒体内膜上的ATP合成酶的通道顺浓度梯度进入线粒体基质，推动了ATP合成 请据图分析ATP生成的过程是什么？ 3.无氧呼吸第二阶段不产生ATP，但要进行第二阶段反应的原因(据图分析)：由于细胞中NAD＋的含量不多，随着NADH的积累，NAD＋逐渐被消耗，当NAD＋的含量很低时， 就会停止，ATP的合成也会停止。因此需要NADH转化成NAD＋来实现循环利用，来自NADH中的氢就会被乙醛或丙酮酸接收。另外，丙酮酸不能运出细胞，如果持续积累，也会______________________ _____。 细胞呼吸的第一阶段 抑制细胞呼吸第一阶段的 (提示信息：已知细胞中的NAD＋的含量不多，丙酮酸不能运出细胞) 进行 (2022·重庆，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。回答下列问题： (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”)。 保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂 低温 真题演练 (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”是类囊体薄膜内外的H＋浓度差，原因是________________________________________________________ __________________________________。 实验Ⅱ是在光照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膜内外H＋浓度差 真题演练 (3)为探究自然条件下类囊体薄膜内外产生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______。 类囊体膜外H＋被转移到类囊体膜内，造成溶液pH 升高 水 真题演练 (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) NADPH、 增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度 ATP和CO2 真题演练 真正（总）光合速率= 净（表观a）光合速率 + 呼吸作用速率 有机物的制造量 CO2量固定或消耗量 O2的产生量 有机物的积累量 CO2的吸收量 O2的释放量 有机物的消耗量 黑暗下CO2的释放量 黑暗下O2的吸收量 光合作用制造的糖类 呼吸作用消耗的糖类 植物细胞积累的糖类 光合呼吸综合 真题演练 2.(2025·安徽，16)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 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_____，原因是__________________________________________________ _______________________________________________________________。 有氧呼吸第二阶段丙酮酸中的化学能大部分被转化为________中储存的能量。 在低氧胁迫下，NtPIP基因的过量表达通过增强根系水通道蛋白介导的吸收水分子的能力，增加了氧气浓度利于有氧呼吸进行 NADH 增强 真题演练 (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：___________________________________________________。 有氧呼吸第二阶段代谢途径是循环，即物质H能转化为A 真题演练 若如图所示是线性通路，则在有丙二酸阻遏的情况下，不会出现加入F、G、H也会让E出现积累，如果循环，则存在H转变成A，最后再形成E 真题演练 (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_____________ _________________________________________________________________________________。 低氧条件下，NtPIP基因过量表达株的根有氧呼吸增强，消耗了更多有机物，需要更多的光合产物输出 (2025·广州一模)2022年，我国科学家利用高光敏感的拟南芥突变体揭示了植物光适应的一种新机制。该突变体由正常光强转移到高光条件时，光合速率显著下降，表现出典型的光抑制现象。研究发现其叶绿体中NAD磷酸激酶基因缺失，NAD磷酸激酶催化NAD＋生成NADP＋。图甲是光合作用的部分过程，其中PSⅠ和PSⅡ组成光反应系统。图乙是野生型与突变型的叶绿体内NADP＋和NADPH的含量 回答下列问题： (1)图甲所示的生物膜是__________。 类囊体薄膜 (2)据图乙结果可推测，在暗反应过程中，突变型拟南芥的C3还原速率_____(填“高于”“等于”或“低于”)野生型的 低于 (3)研究发现该突变型拟南芥中由psaA－psaB蛋白复合体组成的PSⅠ功能受损，进一步研究发现野生型拟南芥叶绿体的psaA－psaB mRNA与核糖体的结合率明显大于突变型拟南芥。结合上述研究推测，NAD磷酸激酶间接影响PSⅠ功能的机制是NAD磷酸激酶催化NAD＋生成NADP＋，_________________，更多的还原剂促进了psaA－psaB mRNA与核糖体的结合，_____________________________，进而促进PSⅠ的生成 形成更多的NADPH 促进psaA蛋白与psaB蛋白的合成 (4)为验证NAD磷酸激酶具有缓解光抑制从而提升拟南芥光适应能力的作用。研究小组设置A、B、C组进行实验，A组为野生型拟南芥，B组为突变型拟南芥，C组为___________________________________，三组均给予强光照射，并在相同且适宜的条件下培养，测定并比较三组拟南芥光合作用的速率。预期结果为_______________________________________。 导入NAD磷酸激酶基因的突变型拟南芥 A组和C组光合作用的速率相当，且高于B组 $