第3单元 微专题5 有氧呼吸中的电子传递链、光系统及电子传递链(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·生物

该高中生物学讲义聚焦有氧呼吸电子传递链、光系统及电子传递链等高考核心考点，以结构与功能观、物质与能量观整合知识点，通过考点梳理、对比分析方法指导、4道真题详解及训练环节，帮助学生构建知识网络，突破ATP合成机制等难点，体现复习的系统性和针对性。 资料突出生命观念与科学思维培养，如对比线粒体内膜和类囊体薄膜的H⁺梯度形成及ATP合成过程，引导学生建模分析。设置基础理解、能力提升分层练习，配合即时反馈，确保高效突破考点，助力学生提升解题能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

　　　　　　　　　有氧呼吸中的电子传递链、光系统及电子传递链 1．有氧呼吸中的电子传递链 电子传递和ATP的合成发生在线粒体内膜上，其上含有多种膜蛋白，它们紧密地排列在一起，共同参与[H]释放的高能电子的传递和能量的转化，因此称为电子传递链。 (1)前两个阶段产生的[H]，释放出高能电子，沿电子传递链传递给O2，在此过程中电子释放的能量将H＋由线粒体基质泵到线粒体膜间隙(线粒体内膜与外膜之间的空间)中，构建形成跨膜H＋浓度梯度。 (2)线粒体内膜上的ATP合成酶同时也是H＋协助扩散的载体，能在跨膜H＋浓度梯度的推动下合成ATP(如图)。 2．光系统及电子传递链 光系统是由蛋白质和叶绿素等光合色素组成的复合物，具有吸收、传递和转化光能的作用，包括光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)。 注：图中虚线表示该生理过程中电子(e－)的传递过程。 (1)光系统Ⅱ进行水的光解，产生O2、H＋和自由电子(e－)，光系统Ⅰ主要介导NADPH的产生。 (2)电子(e－)经过电子传递链：H2O→光系统Ⅱ→PQ(质体醌)→细胞色素b6f复合体→PC(质蓝素)→光系统Ⅰ→Fd(铁氧还蛋白)→NADPH。　 (3)电子传递过程是从高电势到低电势(光系统Ⅱ和光系统Ⅰ中的电子由于光能的作用，从而逆电势传递，这是一个吸能的过程)，因此，电子传递过程中释放能量，PQ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腔侧，从而建立了质子浓度(电化学)梯度。当然，光系统在类囊体腔侧进行水的光解产生质子(H＋)以及在叶绿体基质侧将H＋和NADP＋结合形成NADPH的过程，为建立质子浓度(电化学)梯度也有所贡献。 (4)类囊体薄膜对质子是高度不通透的，因此，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产生的能量来合成ATP。 1．(2026·湖南百师联盟高三调研)体育运动大体可以分为有氧运动和无氧运动。有氧运动过程中骨骼肌主要靠有氧呼吸供能，如慢跑；无氧运动过程中骨骼肌除进行有氧呼吸外，还会进行无氧呼吸，如快跑。慢跑中脂肪细胞会发生如下图所示过程，下列相关叙述正确的是(　　) A．据图可知，该过程是有氧呼吸的第二阶段 B．图中H＋通过F0F1—ATP合成酶运至线粒体基质，推动物质X合成ATP，则X为ADP和Pi C．快跑时人体呼吸加剧，呼出的CO2在细胞质基质中产生 D．快跑过程中，储存在葡萄糖中的能量的去向有储存在酒精、ATP中以及热能耗散 解析：选B。题图所示过程发生在线粒体内膜，是有氧呼吸的第三阶段，A错误；据题图可知，H＋通过F0F1—ATP合成酶运至线粒体基质，推动X在ATP合成酶的作用下合成ATP，则物质X为ADP和Pi，B正确；人在快跑时，在有氧呼吸的第二阶段产生CO2，其场所是线粒体基质，C错误；人在快跑时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，储存在葡萄糖中的能量去向有储存在乳酸中、ATP中以及热能耗散，D错误。 2．叶绿体中的CF0CF1—ATP酶复合体由一个跨膜的H＋通道CF0和位于基质侧的CF1两个亚基组成。H2O分解成的H＋通过CF0顺浓度梯度运输到叶绿体基质，释放的能量可驱动CF1上ATP的合成。下列叙述正确的是(　　) A．CF0CF1—ATP酶复合体位于叶绿体内膜上 B．驱动ATP合成的能量直接来自色素吸收的光能 C．H2O分解成的H＋通过膜的方式为主动运输 D．光照下，类囊体腔内的pH小于叶绿体基质 解析：选D。由题意可知，CF0CF1—ATP酶复合体位于类囊体薄膜上，A错误；驱动ATP合成的能量直接来自H＋通过CF0顺浓度梯度运输的势能，B错误；由题意可知，H2O分解成的H＋通过膜的方式为协助扩散，C错误；H2O分解成的H＋通过CF0顺浓度梯度运输到叶绿体基质，说明类囊体腔内的H＋浓度高于叶绿体基质，则其pH小于叶绿体基质，D正确。 3．(2026·河北示范高中联盟高三检测)下图为类囊体薄膜的结构及相关生理过程。据图分析，下列说法错误的是(　　) A．复合物A～D中，A和C含有光合色素 B．物质b既能作为还原剂参与C3还原，又能为C3还原提供能量 C．推测H＋经复合物D的跨膜运输是主动运输 D．若用某种抑制剂阻断复合物B的电子传递功能，则物质b的生成量减少 解析：选C。光合色素分布在类囊体薄膜上，能吸收、传递和转化光能，根据题图可知，复合物A、C能吸收光，因此A和C含有光合色素，A正确；物质b是NADPH，能作为还原剂参与C3还原，也能为C3还原提供能量，B正确；根据题图可知，H＋经复合物D的跨膜运输是顺浓度梯度进行的，属于协助扩散，C错误；复合物B参与电子传递，若其电子传递功能被阻断，会影响后续复合物C的反应，进而使物质b(NADPH)的生成量减少，D正确。 4．(2025·山东等级考)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。 (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________________________________________________________________________。 (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________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)叶绿体膜属于生物膜，其基本支架是磷脂双分子层。叶绿体中含有许多由类囊体堆叠而成的基粒，扩展了受光面积。(2)据题图可知，H2O光解产生电子，生成NADPH所需的电子源自H2O。用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后，3H会通过光合作用进入产物葡萄糖中，使葡萄糖被3H标记，以该葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，经有氧呼吸第一阶段产生的丙酮酸和[H]均会被3H标记，丙酮酸进入线粒体基质进行有氧呼吸第二阶段时分解产生[H]，故在线粒体基质中被3H标记的物质有H2O、丙酮酸和[H]。将离心收集的绿藻重新放入含HO的培养液中，在适宜的光照条件下继续培养，绿藻中的HO经过光合作用产生了18O2；而18O2中的18O可通过有氧呼吸第三阶段进入H2O中，再通过有氧呼吸第二阶段进入CO2中，故绿藻产生的带18O标记的气体有O2和CO2。(3)据题图可知，过剩的光能可通过途径①以电能的方式耗散；还可通过途径②以热能的方式耗散，减轻光合系统的损伤。 答案：(1)磷脂双分子层　基粒　(2)H2O　丙酮酸、[H]　O2、CO2　(3)途径①以电能的方式耗散光能，途径②以热能的方式耗散光能 学科网（北京）股份有限公司 $