专题2 击破命题热点3 细胞呼吸和光合作用中的电子传递(模式图)-【红对勾讲与练】2026年高考生物二轮复习讲义

续表 ①免耕②犁耕 ③免耕 ④犁耕 处理 间作 间作 轮作 轮作 胞间CO2浓度， 502.721005.251009.521045.54 (μmol·L1) 气孔导度/ (mmol· 0.99 0.87 0.73 0.46 m2·s1) 净光合速率/ (umolCO2· 24.05 17.13 18.12 15.52 m2·s1) 注：胞间CO2是指植物体细胞之间的CO2;气孔导 度是指气孔张开的程度。 回答下列问题： (1)小麦叶片中叶绿素捕获的光能在光反应 阶段用于 (答出两点即可)。 击破命题热点3— 细胞呼吸和 真题引领 明晰方向、 (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。 H O2→HO2→H,O ATP ↑ADP+Pi ② ①NADP+H NADPH ATP哈翻基质 类囊体腔 H,OO,+H 注：→表示电子的传递路径；Y、Z表示光合色素分子。 (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。 (2)据图分析，生成NADPH所需的电子源自 。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 0261 红树勾讲与练·高三二轮生物 (2)据表分析，与犁耕相比，免耕小麦植株净 光合速率更快：一个原因是CO2利用率更 高，判定依据是 另一个原因是 (3)与轮作相比，间作种植的优点是透光性、 通风性更好，提高了作物群体对 的利用率，使作物群体增产；并且隔行种植的 不同植物根系深浅搭配，能合理地利用不同 层次土壤内的 (4)松土易造成水土流失和空气中扬尘的出 现。近些年，农业提倡免耕法，尽量不用或少 用松土措施，收获时只收割麦穗等部分，而经 过处理的农作物秸秆或残茬保留在土壤中任 其腐烂，以便恢复土壤的自然状态并保护土 壤。免耕法有利于 (至少写出两点)。 光合作用中的电子传递（模式图）》 有氧呼吸时，能进入线粒体基质被3H标记的 物质有H2O、 ,离心收集绿藻 并重新放入含H218O的培养液中，在适宜光 照条件下继续培养，绿藻产生的带8O标记的 气体有 (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 【思维导图】 提取 图示关键信息：①图中两条分散能量的途 信息 径、②图中电子传递路径 关键信息①→途径①通过生成超氧化物 分散能量，途径②将光能转化为热能分散 推理 能量 作答 关键信息②→电子传递起源于水的光解， 进而生成NADPH和过氧化物 知识归纳 拓展思维 1.细胞呼吸与电子传递 膜 H+ H+HH+ 间 HHH HH H H H H+ H+ H ATP合成酶 质NADH+H二NAD ADP+P形 2HH+1202H20 本ATP 电子传递链 +←一ATP合成 在真核细胞有氧呼吸的第三个阶段中，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(ATP合酶)的协 助下顺浓度梯度运输到线粒体基质，并生成 大量ATP 2.光合作用中光系统及电子传递链 光能 光能 光系统Ⅱ 光系统 NADP NADPH 9 H01/202 ADP > 类囊体腔 →ATP 类囊体薄膜 (1)光系统Ⅱ进行水的光解，产生O2、H+和 自由电子(e),电子(e)经过电子传递链传 递，最终介导还原型辅酶Ⅱ(NADPH)的产生。 (2)电子传递过程中释放能量，利用这部分能 量将质子(H)逆浓度梯度从叶绿体基质侧 泵入类囊体的囊腔侧；光系统Ⅱ在类囊体的 囊腔侧进行水的光解产生质子(H+);在叶绿 体基质侧H+和NADP+形成NADPH的过 程消耗H。通过以上途径建立了质子浓度 (电化学)梯度。 (3)类囊体薄膜对质子(H+)是高度不通透 的，类囊体内的高浓度质子只能通过ATP合 成酶顺浓度梯度流出，而ATP合成酶利用质 子顺浓度梯度流出的能量来合成ATP。 追踪集训 一融会贯通。 1.(2025·广东汕头一模)辅酶Q10在心血管疾 病治疗中发挥着重要作用，它可接收还原型 辅酶I生成氧化型辅酶I时释放的电子，最 终将电子传递给O2。据此推测辅酶Q10在 细胞中起作用的部位是 () A.线粒体基质 B.线粒体内膜 C.细胞质基质 D.类囊体薄膜 2.(2025·吉林长春三模)哺乳动物细胞的有氧 呼吸需要依赖电子传递链完成，细胞色素℃ 氧化酶(COX)是电子传递链的末端酶，可将 呼吸底物的电子传递给O2。下列推测错误 的是 () A.COX是含氮有机物 B.COX可存在于线粒体内膜 C.COX能催化NADH生成 D.COX缺乏症患者乳酸生成量可能增加 3.(2025·重庆万州区三模)有氧呼吸第三个阶 段在线粒体内膜上进行（如图1），叠氮化物可 抑制电子传递给氧；DNP使H+进入线粒体 基质时不经过ATP合成酶。将完整的离体 线粒体放在缓冲液中进行实验，在不同的时 间加入丙酮酸、ADP+Pi、叠氮化物或DNP,测 定消耗的O2量和合成的ATP量，结果如图2。 ①②表示生理过程。下列说法正确的是() H' Cytc ATP 个H 合成酶 ”十十十十 e年 NADH+HZ 延胡索酸 NAD+ 琥珀酸 1/202+2Ht F 线粒体基质 ADP+Pi ATP 图1 消耗的O2量 .-…合成的ATP量 X 翼 ADP+Pi 丙酮酸 ⑦ ·② 0 时间 图2 A.还原剂NADH是一种电子受体 B.①②生理过程均发生在线粒体内膜上 C.物质X是叠氮化物，水和ATP的合成都 受到影响 D.DNP能使耗氧速率增大，使细胞呼吸释放 的能量中以热能形式散失的比例增加 专题二细胞代谢 027损，有氧呼吸第二阶段能产生[H门，第 三阶段[H]和氧气结合生成水，导致第 一、第二阶段积累的[H被消耗，突变 体线粒体内膜受损，第三阶段减弱， [H]积累，会抑制第二阶段的进行，因 此突变体中有氧呼吸的第二阶段减 弱，B错误；T蛋白缺失会造成线粒体 内膜受损，线粒体内膜是有氧呼吸第 三阶段的场所，因此突变体线粒体内 膜上的呼吸作用阶段受阻，C正确；突 变体有氧呼吸中间产物[H]更多且线 粒体内膜受损，因此有氧呼吸强度变 小，而突变体乳酸含量远大于野生型， 因此无氧呼吸增强，即突变体有氧呼 吸强度的变化可导致无氧呼吸增强 D正确。 2.(1)为光合作用提供能量作为一种 信号调节植物生长发育 (2)①③④温度和CO,浓度 (3)始终大于④组呼吸作用强于③ 组，但是两组光补偿点相同，也就是呼 吸速率等于总光合速率时的光照强度 相等，所以④组达到光补偿点之前的 总光合速率也大于③组 解析：(1)光可以为植物光合作用提供 光能；同时光可以作为一种信号调节 植物生长发育。(2)为探究实验光处 理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生 长的影响，至少应选用对照组（①）、盐 胁迫加正常光处理组（③）和盐胁迫加 实验光处理组（④）进行对比分析。① ③比较可知盐胁迫对作物生长的影 响，①③④比较可判断实验光处理是 否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的 影响。实验中除了自变量和因变量， 其余变量称为无关变量，该实验中的无 关变量有温度和CO,浓度等。(3)由 于④组呼吸作用强于③组，但是两组 光补偿点相同，也就是呼吸速率等于 总光合速率时的光照强度相等，所以 ④组达到光补偿，点之前的总光合速率 始终大于③组。 主干整合 1.消耗有氧呼吸 无氧呼吸 2.NADPH、ATP 温度 追踪集训 1.①②③④⑧⑨⑩ 2.C由题可知，叶面是否喷施5-ALA 是实验的自变量之一，据此并结合表 中对甲~丙组的处理可推知：丁组的 处理措施是0.1gN+0.3%NaC1+适 量5-ALA,A正确。总叶绿素含量：甲 组>丙组>乙组，说明NCl(耕地盐碱 化)能够降低光合作用，而增施氨肥可 以缓解NaCl对水稻幼苗光合作用的 影响，B正确。四组对比，丁组细胞可 溶性蛋白质含量最高，表明丁组细胞 内的溶液渗透压最大，其次是丙组，进 而说明增施氯肥和喷施5ALA可提 高水稻幼苗的吸水能力，C错误。甲组 和乙组对比，说明NaCI(耕地盐碱化) 能够降低光合作用，甲组、乙组和丙组 对比，说明增施氯肥可以缓解NCI对 水稻幼苗光合作用的影响，四组对比， 说明喷施5-ALA缓解NaCI对水稻幼 苗光合作用影响的作用更显著。可 见，增施氨肥和喷施5-ALA均可促进 盐碱化水稻幼苗的生长，D正确。 3.(1)HO的光解和ATP的合成 (2)气孔导度大，胞间C),浓度显著降 低叶绿素含量相对更高，光反应速 率更快 (3)光能和C)2水和无机盐 (4)水土保持、减少沙尘暴的发生、提 高土壤的肥力 解析：(1)小麦叶片中叶绿素捕获的光 能在光反应阶段用于H,)的光解和 ATP的合成。(2)分析表格数据可知， 与犁耕相比，免耕小麦植株气孔导度 大，胞间CO:浓度显著降低，说明免耕 小麦植株CO。利用率更高，净光合速 率更快；与犁耕相比，免耕小麦植株叶 绿素含量相对值更高，能吸收、传递和 转化更多的光能，使光反应速率更快， 光反应为暗反应提供的物质是ATP和 NADPH,由于光反应增强，可以为暗反 应提供更多的ATP和NADPH。(3)与 轮作相比，间作种植透光性、通风性更 好，提高了作物群体对光能和C)2的 利用率，从而使作物群体增产。隔行 种植的不同植物根系深浅搭配，能合 理地利用不同层次土壤内的水和无机 盐。(4)免耕法又叫保护性耕作法，是 指农业生产中平时不用或尽量少用松 土措施，收获时只收割麦稳等部分，而 将经过处理的农作物秸秆或残茬保留 在土壤中任其腐烂，这样有利于保持 水土、减少沙尘暴的发生、提高土壤的 肥力等。 击破命题热点3—细胞呼吸 和光合作用中的电子传递（模式图） 真题引领 (1)磷脂双分子层基粒 (2)水的光解丙酮酸、[H]氧气 (O2)和二氧化碳(C()2) (3)途径①通过将过剩的电子传递给 O,生成超氧化物（如H2O),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 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。(2)据图分 析，水在光下分解为O2和H+,同时产 生的电子经传递，可用于NADP+与 H+结合形成NADPH,即生成NADPH 所需的电子源自水的光解。3H2)被植 物细胞吸收后参与光合作用，生成 C63H2O。在有氧呼吸的第一阶段， C:H12O:在细胞质基质中被分解成 含有3H的丙酮酸，产生少量的[3H], 并释放少量的能量；在有氧呼吸的第 二阶段，丙酮酸与3HO在线粒体基质 中被彻底分解生成CO和[3H],释放 少量的能量；在线粒体内膜上完成有 氧呼吸的第三阶段，[3H]与O2结合生 成H),并释放大量的能量。可见，用 含3H,O的溶液培养该绿藻，一段时间 后，能进入线粒体基质被3H标记的物 质有H2O、丙酮酸和[H]。培养液中 H,1“O被绿藻吸收后，在光合作用的 光反应阶段被分解产生1“)，：在有氧呼 吸的第二阶段，H,1“O与丙酮酸被彻 底分解为C“O2和[H],即产生的带 18O标记的气体有)，和C)2。(3)据 图分析，途径①通过将过剩的电子传 递给O2,生成超氧化物（如HO:),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。 追踪集训 1.B辅酶Q10可接收还原型辅酶I生 成氧化型辅酶I时释放的电子，最终 将电子传递给O形成水，参与有氧呼 吸的第三个阶段，场所是线粒体内膜， B符合题意。 2.C细胞色素c氧化酶(COX)是电子 传递链的末端酶，是含氨有机物，A正 确；分析题意可知，细胞色素c氧化酶 (COX)是电子传递链的末端酶，可将 呼吸底物的电子传递给)2，这是有氧 呼吸第三个阶段的反应，故C)X可存 在于线粒体内膜，B正确；C)X可将呼 吸底物的电子传递给)，生成水，这是 有氧呼吸第三个阶段的反应，故C)X 不会催化生成NADH,C错误：C)X缺 乏症患者有氧呼吸受抑制，无氧呼吸 产生的乳酸量可能增加，D正确。 3.D还原剂NADH是一种电子供体， 产生的电子通过电子传递链传递给 O2,H与O,结合生成水，A错误；添 加丙酮酸后过程①消耗的)，量处于 较低水平，且相对稳定，属于有氧呼吸 第二个阶段，发生于线粒体基质中，过 程②消耗的)2量增加，属于有氧呼吸 第三个阶段，发生于线粒体内膜上， B错误：物质X是DNP,DNP可使H 进入线粒体基质时不经过ATP合成 参考答案219 酶，从而降低线粒体内膜两侧H+浓度 差，加入该物质后，消耗的O。量增加， 可知细胞呼吸产生的总能量增多，而 合成的ATP量变化不大，即使得线粒 体中氧化释放的能量转移到ATP的 比例减少，以热能形式散失的比例增 加，C错误，D正确。 击破命题热点4一光呼吸与光抑 制、C,途径和CAM途径（模式图） 真题引领 (1)CO,的固定 (2)细胞质基质 线粒体基质 (3)光呼吸细胞呼吸 7一10时，随 着光照强度的增加，转基因株系1和2 光呼吸速率降低，净光合速率比WT 更高不能总光合速率=净光合速 率十细胞呼吸速率十光呼吸速率，由 图示不能得出株系1的细胞呼吸速率 和光呼吸速率，故不能计算出其总光 合速率 (4)相同光照强度和CO。浓度下，株系 1 的净光合速率最高，积累的有机物 最多 解析：(1)在光合作用的暗反应过程 中，C),在特定酶的作用下，与C,结 合形成两个C,这个过程称作C)。的 固定，故反应①是CO,的固定过程。 (2)有氧呼吸的第一、第二、第三个阶 段的场所依次是细胞质基质、线粒体 基质、线粒体内膜。有氧呼吸第一个 阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和 NADH,并释放少量能量；第二个阶段 是丙酮酸和水反应生成C)。和 NADH,并释放少量能量。以葡萄糖 为反应物的有氧呼吸产生NADH的场 所是细胞质基质、线粒体基质。(3)由 图1可知，在线粒体进行光呼吸的过程 中，也会产生CO。,因此植物光合作用 C)。的来源除了有外界环境外，还可 来自光呼吸、细胞呼吸。7一10时，随 着光照强度的增加，转基因株系1和2 光呼吸速率降低，由题干可知，光呼吸 将已经同化的碳释放，且整体上是消 耗能量的过程，因此与WT相比，株系 1和2的净光合速率较高。总光合速 率=净光合速率十细胞呼吸速率十光 呼吸速率，由图示无法得出株系1的细 胞呼吸速率和光呼吸速率，故据图3中 的数据不能计算出株系1的总光合速 率。(4)由图2、图3可知，相同光照强 度和CO,浓度下，转基因株系1的净 光合速率最大，有机物积累量最多，因 此选择转基因株系1进行种植，产量可 能更具优势。 追踪集训 1.D由图可知，H十B→A,故A表示 NADPH,B表示NADP+,光反应过程 由C形成D,则C表示ADP+Pi,D表 2202对闪讲与练·高三二轮生物 示ATP,F表示RuBP,即C:,A正确； 夏季睛朗的中午出现“午休现象”时， 大量气孔关闭，进入叶肉细胞的C)。 减少，但光反应正常进行，导致叶肉细 胞内O2浓度较高，O2和C结合的概 率增加，因此植物光呼吸的强度较平 常会有所增大，B正确；Rubisco位于叶 绿体基质，玉米(C:植物)通常比小麦 (C3植物)的光呼吸作用弱，因为玉米 能利用较低浓度的CO,,C正确；植物 细胞产生的ATP和NADPH过多时 会破坏细胞，光呼吸能消耗光反应阶 段生成的多余的ATP和NADPH,故 光呼吸有利于植物细胞的正常生长， D错误。 2.(1)类囊体薄膜(2)低于 (3)形成更多的NADPH促进psaA 蛋白与psaB蛋白的合成 (4)导入了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 解析：(1)光反应阶段是在类囊体薄膜 上进行的。所以图1所示的生物膜是 类囊体薄膜。(2)据图2结果，野生型 拟南芥体内的NADP+与NADPH含 量均高于突变型，说明野生型拟南芥 体内光合作用中的暗反应所需的 NADPH量高于突变型拟南芥，因此可 推测在暗反应过程中，突变型拟南芥 的C?还原速率低于野生型拟南芥的。 (3)若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+,则野生型拟南芥 可以形成更多的NADPH,这些更多的 还原剂可以促进psaA一psaB mRNA 与核糖体的结合，提高mRNA与核糖 体的结合率，促进psaA蛋白与psaB 蛋白的合成，从而促进PSI的生成。 (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，可以设置A、B、C组进行实验，A组 为野生型拟南芥，作为对照组，B组为 突变型拟南芥，C组为导入了NAD磷 酸激酶基因的突变型拟南芥，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。若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，则预期结果应是A组和 C组光合作用的速率无明显差异，且高 于B组。 3,(1)ADP和Pi有氧呼吸第一、第二 (2)C,C、PEP (3)维管束鞘细胞的叶绿体基质（或维 管束鞘细胞的叶绿体) (4)不能没有光照，光反应不能正常 进行，无法为暗反应提供足够的ATP 和NADPH (5)C,途径和CAM途径都只起固定 CO:的作用，最终还是通过C?途径合 成有机物 解析：(1)在光合作用暗反应过程中， ATP水解为ADP和Pi并释放能量用 于C3的还原，所以③代表ADP和Pi。 从有氧呼吸角度分析，NAD在有氧呼 吸第一、第二阶段接受氢形成NADH, 所以NAD在有氧呼吸第一、第二阶 段被消耗。(2)依据资料（一）和（二）， C3植物（如小麦）中，C)2与RuBP (C:)结合：C植物（如玉米）中，C)2与 RuBP(C,)和磷酸烯醇式丙酮酸(PEP) 结合。(3)由资料（二）可知，玉米是C 植物，叶肉细胞中C)2被整合到C,化 合物中，随后C,化合物进入维管束鞘 细胞，在维管束鞘细胞的叶绿体基质 中，利用相关酶和光反应产生的ATP、 NADPH等，通过卡尔文循环生成有机 物。(4)菠萝在夜晚吸收的C),不能 立即用于C,途径。原因是C?途径 (卡尔文循环)需要光反应提供ATP 和NADPH,夜晚没有光照，光反应不 能正常进行，无法为暗反应提供足够 的ATP和NADPH。(5)结合资料可 知，C,途径和CAM途径都只是在固 定CO,方面有特殊机制，但最终合成 有机物都还是通过C?途径（卡尔文循 环)来完成，所以C,途径是植物碳同 化的基本途径。 击破命题热点5—提高农作物的 产量（长句表达） 真题引领 (1)ATP和NADPH 核酮糖-1,5-二 磷酸和淀粉等 (2)减法原理加法原理 (3)增大①与WT相比，OE的叶绿 素含量较高，增加了对光能的吸收、传 递和转化，光反应增强，促进旗叶光合 作用②与WT相比，)E的旗叶中编 码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量较 高，可以及时将更多的光合产物（蔗 糖)向外运出，从而促进旗叶的光合 作用 解析：(1)在光合作用的暗反应阶段， C),被固定后形成的两个3-磷酸甘油 酸(C?)分子，在有关酶的催化作用下， 接受ATP和NADPH释放的能量，并 且被NADPH还原。随后在叶绿体基 质中转化为核酮糖-1,5-二磷酸(C:)和 淀粉等。(2)与某品种水稻的野生型 (WT)相比，实验组K()为OsNAC敲 除突变体，其设置采用了自变量控制 中的减法原理；实验组)E为OsNAC 过量表达株，其设置采用了自变量控 制中的加法原理。(3)题图和表中信 息显示：OE的净光合速率、叶绿素含 量、旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的 相对表达量、单株产量都明显高于WT