2026届高三生物一轮复习课件：电子传递链与化学渗透假说

3 电子传递链与化学渗透假说 光合电子传递链 【资料】类囊体薄膜上发生的光反应示意图： ①PSⅠ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。 ②PQ、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， ③ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成。 注：图中实线为电子的传递过程，虚线为H+的运输过程。 主 叶绿体基质H+少 类囊体腔H+多 协 (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(电子的最初供体)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。 O2和H+ NADP+ NADPH和ATP 01 【扩展】少数特殊状态的叶绿素a是反应中心色素，可以转化光能。 其他色素是天线色素：只能吸收和传递光能。 所有，色素的功能是：吸收、传递、转化光能 【资料】类囊体薄膜上发生的光反应示意图： ①PSⅠ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。 ②PQ、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， ③ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成。 注：图中实线为电子的传递过程，虚线为H+的运输过程。 主 叶绿体基质H+少 类囊体腔H+多 协 (2)据图分析，使类囊体膜两侧H+浓度差增加的过程有： ① ；② ；③ ； (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。 水的光解产生H+ PQ运输H+ 合成NADPH消耗H+ 运输H+和催化ATP的合成 类囊体膜两侧的H+浓度梯度 光合电子传递链 01 1.[2023·湖北卷] 植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上Ⅰ 和 Ⅱ 光 复合体， Ⅱ 光复合体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究 发现，Ⅱ 光复合体上的蛋白质Ⅱ，通过与 Ⅱ 结合或分离来增 强或减弱对光能的捕获（如图所示）。Ⅱ 与Ⅱ 的分离依赖 蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是( ) 典型例题 4 A.叶肉细胞内蛋白激酶活性下降， Ⅱ 光复合体对光能的捕获增强 B.含量减少会导致 Ⅱ 光复合体对光能的捕获减弱 C.弱光下Ⅱ 与 Ⅱ 结合，不利于对光能的捕获 D.Ⅱ 光复合体分解水可以产生、电子和 √ 典型例题 5 2.(2025·山东卷)高光强环境下，植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其部分光合过程如图所示。           (1)叶绿体膜的基本支架是磷脂双分子层；叶绿体中含有许多由类囊体组成的　　基粒，扩展了受光面积。 解析：(1)叶绿体膜属于生物膜的范畴，生物膜的基本支架是磷脂双分子层；叶绿体中含有许多由类囊体组成的基粒，扩展了受光面积。 磷脂双分子层 基粒 水的光解 丙酮酸、[H] 氧气(O2)和二氧化碳(CO2) (3)据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为途径①通过将过剩的电子传递给O2，生成超氧化物(如H2O2)，进而这些超氧化物被活性氧清除系统(如过氧化氢酶等)清除，从而防止活性氧对光合系统的损伤；途径②将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失，减少电子的释放，产生的活性氧减少，从而防止对光合系统的损伤。 　 途径①通过将过剩的电子传递给O2，生成超氧化物(如H2O2)，进而这些超氧化物被活性氧清除系统(如过氧化氢酶等)清除，从而防止活性氧对光合系统的损伤；途径②将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失，减少电子的释放，产生的活性氧减少，从而防止对光合系统的损伤 【资料】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。 呼吸电子传递链 电子传递过程中 释放能量 电子传递过程中 释放能量 主 主 主 协 H+顺浓度梯度运输 产生势能， 可用于合成ATP. 02 根据以上信息，真核细胞有氧呼吸的第三阶段中， 电子传递过程发生在 (填场所)， 电子最终传递给O2后会参与 (填物质)的生成， ATP合成酶的功能是 (答出两点)。　　　 线粒体内膜 H2O 运输H+和催化ATP的合成 3.(2023·江苏，19)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。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分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。 ④ ④① K＋(Cl－等无机离子)、苹果酸 (Mal等有机酸) (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。 ①②④ 丙酮酸 NADH H＋电化 学势能(H＋浓度差) H＋－ATP泵可将H＋泵出膜外，形成跨膜的电化学梯度，驱动细胞吸收K＋等，导致气孔细胞吸水。 (3)蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活细胞膜上的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。 吸水膨胀 (5)保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的关系，对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt1(叶绿体失去运入ATP的能力)保卫细胞的淀粉粒进行了研究，其大小的变化如图2。下列相关叙述合理的有________。 A.淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP B.光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关 C.光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合作用 D.长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉 ABD 1961年，米切尔提出了化学渗透假说 ①线粒体内膜上的质子泵: 线粒体基质→线粒体膜间隙 叶绿体类囊体薄膜上的质子泵： 叶绿体基质→类囊体腔 ②线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜的磷脂双分子层不允许H＋回流，膜内外产生 ； ③H＋顺浓度梯度通过ATP合酶回流释放能量合成 。 H＋浓度梯度 ATP H＋ H＋ 【资料分析】化学渗透假说 Ⓐ.光合作用光反应实质是光能引起的氧化还原反应，最终接收电子的物质（最终电子受体）是________，而最终提供电子的物质（最终电子供体）是________。 (2025·安徽卷16题） Ⓑ.科研人员从植物叶绿体中分离类囊体，构建含类囊体的人工细胞，并探究光照等因素对人工细胞功能的影响。已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关。图示具有光反应活性的人工细胞，在适宜光照下， 荧光强度______（填“变强”“不变”或“变弱”） ，说明类囊体膜具有的功能有____________________ （2025·江苏卷21题节选） 水 NADP＋ 变弱 使水分子分解产生H+;转运H+ 真题引领 4.(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 (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 (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 (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 (2)据图分析，生成NADPH所需的电子源自水的光解。采用同位素示踪法可追踪物质的去向，用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后，以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、丙酮酸、[H]，离心收集绿藻并重新放入含HO的培养液中，在适宜光照条件下继续培养，绿藻产生的带18O标记的气体有氧气(O2)和二氧化碳(CO2)。 $