2026届高三生物二轮复习：结构与功能观 课件

结构与功能观 ——以叶绿体的结构与功能分析为例 始兴县始兴中学 sjl 一、结构与功能观： 结构决定功能，一定的功能需要一定的结构相适应。 结构与功能观是其它生命观的基础，建立结构与功能观，能有效帮助我们认识生物学现象、了解生物学事实，并科学地处理在现实生命活动中出现的各类复杂问题。 例(2024·湖北卷，8)人的前胰岛素原是由110个氨基酸组成的单链多肽。前胰岛素原经一系列加工后转变为由51个氨基酸组成的活性胰岛素，才具有降血糖的作用。该实例体现了生物学中“结构与功能相适应”的观念。下列叙述与上述观念不相符合的是(　　) A.热带雨林生态系统中分解者丰富多样，其物质循环的速率快 B.高温处理后的抗体，失去了与抗原结合的能力 C.硝化细菌没有中心体，因而不能进行细胞分裂 D.草履虫具有纤毛结构，有利于其运动 C 领略真题·领悟考法 上述有各个层次都结构与功能相适应，细胞器呢？ 叶绿体，生命的能量转换器，让我们一起探究叶绿体具有什么样的结构使它具备这样的功能呢？ 叶绿体的每一个细微结构，都与其执行光合作用的特定功能高度适应。它将光能转化为化学能，并储存在有机物中，为几乎所有生命提供能量和物质基础。理解叶绿体的结构与功能，是掌握光合作用乃至整个生命科学的关键。 二、叶绿体结构与功能的完美统一 叶绿体结构模式图 1、叶绿体双层膜（外膜+ 内膜） 双层膜形成屏障，把叶绿体和细胞质分隔开；双层膜本身无色透明，不遮挡光线，不含光合色素；外膜通透性大，小分子能自由通过，内膜是选择透过性膜，有专属转运蛋白，严格控制物质进出。 2、类囊体（基粒+ 基质类囊体） 由单层生物膜围成的扁平囊状小囊，内部空腔叫类囊体腔，可以蓄积 H⁺，形成跨膜质子浓度差；多个类囊体层层堆叠形成基粒，还有长条状基质类囊体连通各个基粒，形成连续膜系统，极大增大膜面积，能附着更多光合色素和酶；类囊体膜上镶嵌大量叶绿素、类胡萝卜素、电子传递链、ATP合酶，进行相应反应；膜面积极大，大大增加光合附着位点。 3、叶绿体基质 位于叶绿体内膜内侧、类囊体外部的胶状液态物质，无色透明，含有大量暗反应酶，固定 CO₂，合成糖类有机物；还含环状 DNA，能够进行复制；还含有70S 核糖体等。 请根据以上信息，分析叶绿体的结构特点如何与其功能相适应，并填图。 叶绿体相关结构特点及功能 信息也在相应学案上 学生任务一：获取信息，准确填图 双层膜 2 堆叠成基粒 类囊体腔封闭 膜上分布？ 请在前面横线填结构特点或物质，后面横线填相适应的功能。 请写出1、2、3、4、5、6、7、8分别代表什么？ 光 类囊体 NADPH ATP CO₂的固定 C₃的还原 叶绿体基质 (CH₂O)等有机物 先独立完成，后交流协作 叶绿体结构 信息在学案上 学生任务一：获取信息，准确填图 无色透明： 不遮挡光线，让光能顺利穿透，到达内部类囊体被色素吸收； 双层膜屏障：把叶绿体和细胞质分隔开，维持叶绿体内部稳定微环境，保证 光合作用不受细胞质干扰； 内膜选择透过性：精准调控CO₂、Pi等进出，保障光反应、暗反应原料和 产物有序运输。 双层膜 堆叠成基粒：极大增大膜面积，能附着更多光合色素和酶等，高效捕获、 吸收、转化光能； 膜上分布色素+ 电子传递链 + ATP 合酶：光反应的场所，高效、有序完成 光能吸收、电子传递、ATP和NADPH合成、水的光解； 封闭的类囊体腔：可以蓄积H⁺，形成跨膜质子浓度差，为 ATP 合成提供动力。 类囊体 含大量暗反应酶：暗反应场所，确保CO₂固定和C₃还原高效进行； 含DNA ：赋予其一定的遗传自主性，作为“半自主细胞器”的重要标志。 含核糖体: 能自己合成部分蛋白质，减少对细胞核的依赖，提高光合作 用的自主性。 基质 叶绿体，结构与功能的完美统一 1.光系统:叶绿体进行能量转化需要依靠光系统，光系统是主要由光合色素 和蛋白质结合形成的大型复合物，包括光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ (PSⅡ)，光系统能将光能转化为电能。 2.光合电子传递和光合磷酸化:光系统产生的高能电子沿光合电子传递链依次传递,促使NADPH的形成，同时建立了H+浓度梯度。光合磷酸化即H+顺浓度梯度驱动ATP合酶的运转，将ADP磷酸化为ATP的过程。 三、新考向: 光系统、光合电子传递和光合磷酸化 PSII的结构与功能 PSⅡ由反应中心复合物和捕光复合物（LHCⅡ) 组成。 其功能是利用光能在类囊体膜腔面一侧裂解水并在基质侧还原质体醌，使类囊体膜的两侧形成质子梯度。 1.光系统: PSI的结构与功能 PSⅠ由反应中心复合物和PSⅠ捕光复合物（LHCⅠ) 组成，其功能是利用吸收的光能或传递来的激发能在类囊体膜的基质侧将NADP+ 还原为NADPH。 1.光系统: 2.光合电子传递和光合磷酸化 1、为什么氧气在类囊体腔释放，而不是基质？意义？ 水的光解是由PSⅡ 的放氧复合体催化，放氧复合体朝向类囊体腔一侧，空间分隔决定释放位置。 意义：水解释放的H⁺也 同时留在类囊体腔，提升腔内 H⁺浓度，建立跨膜质子梯度，刚好为 ATP 合成提供动力，结构和能量代谢完美适配。   学生任务二： 分析过程， 解决问题   2.光合电子传递和光合磷酸化 2、PSⅡ主要由哪两种物质组成？据图分析PSⅡ有什么功能？ 主要由光合色素和蛋白质结合形成； 吸收光能、催化H2O的光解、启动电子传递、建立质子梯度。 PSⅡ 学生任务二： 分析过程， 解决问题 典例1    (2023通州期末,4)下图为高等植物叶绿体部分结构示意图,PSⅡ和PSⅠ系统是由蛋白质和光合色素组成的复合物,下列相关说法错误的是 (　    ) A.PSⅡ和PSⅠ系统分布在高等 植物叶绿体内膜上 B.H+向膜外转运过程释放的 能量为合成ATP供能 C.PSⅡ和PSⅠ系统中的光合色 素属于脂溶性物质 D.如果e-和H+不能正常传递给NADP+,暗反应的速率会下降 A 电化学势能转化为ATP中活跃的化学能 学生任务三：完成典例，反馈掌握 典例2  （2025·山东·高考真题）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                          ；叶绿体中含有许多由类囊体组成的                ，扩展了受光面积。 磷脂双分子层 基粒 前沿突破链接：2025年哈尔滨工业大学构建的“人造光合细胞器”，在体外实现了光合作用的全过程。“人造叶绿体”如图所示，它需要保存于油溶液中，其内部为水溶液环境，包含了来自菠菜的类囊体膜，以及CETCH循环所需要的多种酶，最终能将CO2转化为有机物乙醇酸。推测人造叶绿体膜由 层磷脂分子组成。 一 典例2  （2025·山东·高考真题）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。 (2)据图分析，生成NADPH所需的电子源自于                         。 水的光解 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。 (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氧气，生成H2O2，进而H2O2被过氧化氢酶清除， 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。 1.(2025·福建三明期末)“内共生起源学说”认为：线粒体由原始真核生物吞噬的需氧型细菌演化而来，叶绿体则由蓝细菌被吞噬后逐渐演化而来。下列叙述不能支持该学说的是(　　) A.线粒体和叶绿体的内、外膜均存在明显的性质和成分差异 B.线粒体和叶绿体中含有少量的DNA、RNA和核糖体 C.线粒体和叶绿体均以分裂的方式繁殖，类似于细菌 D.线粒体和叶绿体的部分蛋白质由细胞质基质中的核糖体合成 D 学生任务四：解题觉醒·融会贯通 2.(2025·广东华南师大附中模拟)“结构与功能相适应”是生物学的基本观点，下列事例错误的是(　　) A.卵细胞的体积很大，有利于存储有机物供胚胎早期发育 B.神经元的细胞膜特化出许多树突，有利于进行信息交流 C.哺乳动物红细胞成熟过程中细胞核退化并排出，有利于其分裂 D.细胞内的生物膜将细胞区室化，保证了生命活动高效有序地进行 C 学生任务四：解题觉醒·融会贯通 红细胞的特点与功能相适应归纳 作业建模，反馈应用 ✽ 感谢聆听， ✽ 不足之处，请批评指正， ✽ 谢谢！ $