電子傳遞鏈、化學(xué)滲透假說(shuō)及逆境脅迫(時(shí)間：45分鐘)專(zhuān)題練5一、選擇題1.(2024·湘豫名校聯(lián)考)如圖所示為ATP合成酶結(jié)構(gòu)及其作用機(jī)制。H＋沿著線粒體內(nèi)膜上ATP合成酶內(nèi)部的通道流回線粒體基質(zhì)，推動(dòng)ATP的合成。某些減肥藥物能夠增加線粒體內(nèi)膜對(duì)H＋的通透性，降低H＋膜內(nèi)外濃度差。下列相關(guān)敘述正確的是(

)BA.ATP合成酶還存在于葉綠體內(nèi)膜和葉綠體類(lèi)囊體薄膜B.圖中合成ATP的能量來(lái)自H＋濃度差產(chǎn)生的勢(shì)能C.圖中產(chǎn)生的ATP可用于一切生命活動(dòng)D.減肥藥物會(huì)加快ATP的產(chǎn)生，有利于健康解析線粒體內(nèi)膜和葉綠體類(lèi)囊體薄膜上都存在ATP合成酶，但葉綠體內(nèi)膜上不存在ATP合成酶，A錯(cuò)誤；由圖可知，合成ATP的能量來(lái)自H＋濃度差產(chǎn)生的勢(shì)能，B正確；光合作用暗反應(yīng)階段需要的ATP來(lái)自光反應(yīng)階段(葉綠體類(lèi)囊體薄膜產(chǎn)生的)而非來(lái)自線粒體，C錯(cuò)誤；減肥藥物能夠增加線粒體內(nèi)膜對(duì)H＋的通透性，降低H＋膜內(nèi)外的濃度差，減慢ATP的產(chǎn)生，不利于健康，D錯(cuò)誤。A.ATP合成酶還存在于葉綠體內(nèi)膜和葉綠體類(lèi)囊體薄膜B.圖中合成ATP的能量來(lái)自H＋濃度差產(chǎn)生的勢(shì)能C.圖中產(chǎn)生的ATP可用于一切生命活動(dòng)D.減肥藥物會(huì)加快ATP的產(chǎn)生，有利于健康2.(不定項(xiàng))(2025·山東泰安高三模擬預(yù)測(cè))化學(xué)滲透假說(shuō)是指在有氧呼吸第三階段，線粒體內(nèi)膜上會(huì)發(fā)生電子傳遞，形成了跨線粒體內(nèi)膜的電勢(shì)差和質(zhì)子(氫離子)濃度梯度差，驅(qū)動(dòng)ATP的合成。為了證明質(zhì)子梯度差的產(chǎn)生和NADH的氧化有關(guān)，科學(xué)家做了如下實(shí)驗(yàn)：從細(xì)胞中分離得到完整的線粒體，將其懸浮于不含O2的培養(yǎng)液中并加入NADH，密封后溶液外接pH電極(如圖1)，測(cè)定其溶液的氫離子濃度變化情況(如圖2)，已知線粒體外膜可自由滲透質(zhì)子。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)BA.實(shí)驗(yàn)用的完整線粒體可以從酵母菌、霉菌等真核細(xì)胞中獲取B.線粒體內(nèi)的所有酶都是通過(guò)膜融合進(jìn)入的C.由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測(cè)，線粒體基質(zhì)中的質(zhì)子濃度低于內(nèi)外膜間隙D.上述過(guò)程建立在生物膜具有選擇透過(guò)性和流動(dòng)性的基礎(chǔ)上解析線粒體是半自主性細(xì)胞器，線粒體內(nèi)的部分酶在線粒體內(nèi)的DNA調(diào)控下，由線粒體內(nèi)的核糖體合成，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)裝置中pH電極連接在溶液中，線粒體外膜可自由滲透質(zhì)子，所以pH電極的測(cè)量值只能反映線粒體內(nèi)外膜間隙氫離子濃度，無(wú)法比較線粒體基質(zhì)中的氫離子濃度與內(nèi)外膜間隙氫離子濃度的大小。加入O2后，溶液中氫離子濃度立即上升，是因?yàn)镹ADH在有氧條件下氧化產(chǎn)生電子，線粒體內(nèi)膜上發(fā)生電子傳遞，形成了跨線粒體內(nèi)膜的電勢(shì)差和質(zhì)子(氫離子)濃度梯度差，隨后溶液中H＋濃度緩慢下降，推測(cè)出線粒體基質(zhì)中的質(zhì)子濃度低于內(nèi)外膜間隙，導(dǎo)致H＋順濃度梯度內(nèi)流驅(qū)動(dòng)ATP的合成，C正確；A.實(shí)驗(yàn)用的完整線粒體可以從酵母菌、霉菌等真核細(xì)胞中獲取B.線粒體內(nèi)的所有酶都是通過(guò)膜融合進(jìn)入的C.由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測(cè)，線粒體基質(zhì)中的質(zhì)子濃度低于內(nèi)外膜間隙D.上述過(guò)程建立在生物膜具有選擇透過(guò)性和流動(dòng)性的基礎(chǔ)上上述過(guò)程中H＋跨內(nèi)膜運(yùn)輸需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白參與，具有特異性，體現(xiàn)細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性，電子傳遞過(guò)程中各種起電子傳遞作用的蛋白質(zhì)分子的移動(dòng)體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動(dòng)性，D正確。A.實(shí)驗(yàn)用的完整線粒體可以從酵母菌、霉菌等真核細(xì)胞中獲取B.線粒體內(nèi)的所有酶都是通過(guò)膜融合進(jìn)入的C.由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測(cè)，線粒體基質(zhì)中的質(zhì)子濃度低于內(nèi)外膜間隙D.上述過(guò)程建立在生物膜具有選擇透過(guò)性和流動(dòng)性的基礎(chǔ)上3.(2025·河北唐山聯(lián)考)細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物在線粒體內(nèi)經(jīng)過(guò)三羧酸循環(huán)(TCA循環(huán))后被徹底氧化分解，生成ATP供生命活動(dòng)利用，具體過(guò)程如圖所示。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)BA.線粒體內(nèi)膜上的ATP合成酶在運(yùn)輸H＋的同時(shí)能將H＋勢(shì)能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能B.TCA循環(huán)的底物是丙酮酸和脂肪酸，產(chǎn)物是CO2和NADHC.NADH提供的高能電子e－最終傳遞給O2生成水是氧化過(guò)程D.高能電子e－通過(guò)電子傳遞鏈的過(guò)程會(huì)釋放能量，釋放的能量會(huì)被用于向膜間隙轉(zhuǎn)運(yùn)H＋解析由圖可知，線粒體內(nèi)膜和外膜間隙H＋濃度較高，線粒體內(nèi)膜上的ATP合成酶在運(yùn)輸H＋的同時(shí)能將H＋勢(shì)能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能，A正確；TCA循環(huán)的底物是乙酰CoA，是由丙酮酸和脂肪酸經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)生成的，B錯(cuò)誤；NADH提供的高能電子e－經(jīng)電子傳遞鏈后最終傳遞給O2，生成水，該過(guò)程實(shí)質(zhì)是一個(gè)氧化過(guò)程，C正確；高能電子e－通過(guò)電子傳遞鏈的過(guò)程會(huì)釋放能量，釋放的能量會(huì)被用于向膜間隙轉(zhuǎn)運(yùn)H＋，以形成ATP合成酶工作所需的H＋濃度梯度，D正確。A.線粒體內(nèi)膜上的ATP合成酶在運(yùn)輸H＋的同時(shí)能將H＋勢(shì)能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能B.TCA循環(huán)的底物是丙酮酸和脂肪酸，產(chǎn)物是CO2和NADHC.NADH提供的高能電子e－最終傳遞給O2生成水是氧化過(guò)程D.高能電子e－通過(guò)電子傳遞鏈的過(guò)程會(huì)釋放能量，釋放的能量會(huì)被用于向膜間隙轉(zhuǎn)運(yùn)H＋4.(不定項(xiàng))(2025·山東臨沂?？?各取未轉(zhuǎn)基因的水稻(W)和轉(zhuǎn)Z基因的水稻(T)數(shù)株，分組后分別噴施蒸餾水、寡霉素和NaHSO3，24h后進(jìn)行干旱脅迫處理(脅迫指對(duì)植物生長(zhǎng)和發(fā)育不利的環(huán)境因素)，測(cè)得未脅迫和脅迫8h時(shí)的光合速率如圖所示。已知寡霉素抑制光合作用和細(xì)胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列敘述正確的是(

)CDA.本實(shí)驗(yàn)中，自變量有水稻種類(lèi)、寡霉素和NaHSO3B.寡霉素在光合作用過(guò)程中的作用部位是葉綠體中的基質(zhì)C.轉(zhuǎn)Z基因能減緩寡霉素對(duì)光合速率的抑制作用D.噴施NaHSO3促進(jìn)光合作用，且減緩干旱脅迫引起的光合速率的下降解析該實(shí)驗(yàn)的自變量是：水稻種類(lèi)、是否有干旱脅迫和噴灑藥液的種類(lèi)，A錯(cuò)誤；寡霉素會(huì)抑制光合作用中ATP合成酶的活性，水稻細(xì)胞光合作用中ATP合成的場(chǎng)所為葉綠體的類(lèi)囊體薄膜，因此寡霉素在光合作用過(guò)程中的作用部位是葉綠體的類(lèi)囊體薄膜，B錯(cuò)誤；對(duì)比分析(W＋H2O)與(T＋H2O)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：轉(zhuǎn)Z基因能夠提高光合作用的速率，對(duì)比分析(W＋寡霉素)與(T＋寡霉素)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：轉(zhuǎn)Z基因可以減緩寡霉素對(duì)光合速率的抑制作用，C正確；對(duì)比分析(W＋H2O)與(W＋NaHSO3)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：噴施NaHSO3能夠促進(jìn)光合作用，且減緩干旱脅迫引起的光合速率的下降，D正確。A.本實(shí)驗(yàn)中，自變量有水稻種類(lèi)、寡霉素和NaHSO3B.寡霉素在光合作用過(guò)程中的作用部位是葉綠體中的基質(zhì)C.轉(zhuǎn)Z基因能減緩寡霉素對(duì)光合速率的抑制作用D.噴施NaHSO3促進(jìn)光合作用，且減緩干旱脅迫引起的光合速率的下降二、非選擇題5.(2025·山東濱州高三檢測(cè))菠菜葉肉細(xì)胞類(lèi)囊體膜上發(fā)生的部分生理過(guò)程如下圖所示，其中甲～丁表示物質(zhì)，反應(yīng)中心PSⅡ、PSⅠ中分別含有特殊狀態(tài)的葉綠素aP680或P700(可分別吸收680nm或700nm的光)。水光解產(chǎn)生的電子(e－)沿電子傳遞鏈傳遞給甲的過(guò)程中形成膜兩側(cè)H＋濃度梯度。若物質(zhì)甲不足，電子會(huì)傳遞給O2生成ROS，ROS會(huì)損傷生物膜形成光抑制。物質(zhì)X通過(guò)與PQ競(jìng)爭(zhēng)PSⅡ上的結(jié)合位點(diǎn)而阻礙電子傳遞，物質(zhì)Y則可以阻斷甲和電子的結(jié)合。(1)用紙層析法分離葉綠體色素，得到四條色素帶，P680和P700應(yīng)包含在距離濾液細(xì)線的第________條色素帶中。物質(zhì)甲是________，物質(zhì)乙在暗反應(yīng)中的作用是________________________________。PC屬于________(填“親水性”或“疏水性”)物質(zhì)。2NADP＋作為還原劑和提供能量親水性(2)若給適宜光照條件下的菠菜葉片噴施適量物質(zhì)X水溶液，X會(huì)與PQ競(jìng)爭(zhēng)PSⅡ上的結(jié)合位點(diǎn)而阻礙電子傳遞，進(jìn)而_____________________________________，影響類(lèi)囊體薄膜兩側(cè)H＋濃度梯度，導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)丁________。抑制H＋向類(lèi)囊體腔運(yùn)輸，抑制水的光解減少(3)若給強(qiáng)光條件下的菠菜葉片噴施適量物質(zhì)Y水溶液，葉片的光抑制將________，據(jù)圖分析原因是_____________________________________________________________________________________________________________。增強(qiáng)

物質(zhì)Y可阻斷甲(NADP＋)和電子的結(jié)合，電子傳遞給O2，生成更多的ROS，使類(lèi)囊體薄膜受到更大的損傷，光抑制增強(qiáng)(4)現(xiàn)有分離到的含PSⅠ或PSⅡ的類(lèi)囊體，寫(xiě)出鑒定類(lèi)囊體中含有的反應(yīng)中心是PSⅠ還是PSⅡ的實(shí)驗(yàn)思路并預(yù)期結(jié)果。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

思路一：測(cè)定兩種類(lèi)囊體的吸收光譜，能吸收680nm波長(zhǎng)光的含PSⅡ，能吸收700nm波長(zhǎng)光的含PSⅠ；思路二：適宜條件下測(cè)定兩種類(lèi)囊體是否能釋放O2，能釋放O2的含PSⅡ，不能釋放O2的含PSⅠ解析

(1)用紙層析法分離葉綠體色素，得到四條色素帶，從上到下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b，葉綠素aP680或P700應(yīng)包含在距離濾液細(xì)線的第2條色素帶中。分析題圖可知，物質(zhì)甲是NADP＋，物質(zhì)乙是NADPH，物質(zhì)乙在暗反應(yīng)中的作用是作為還原劑和提供能量，PC位于磷脂雙分子層親水頭部，屬于親水性物質(zhì)。(2)分析題圖可知，物質(zhì)丁為ATP，物質(zhì)X會(huì)與PQ競(jìng)爭(zhēng)PSⅡ上的結(jié)合位點(diǎn)而阻礙電子傳遞，會(huì)抑制H＋向類(lèi)囊體腔運(yùn)輸，抑制水的光解，進(jìn)而影響類(lèi)囊體薄膜兩側(cè)H＋濃度梯度，導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP減少。(3)物質(zhì)Y可阻斷甲(NADP＋)和電子的結(jié)合，電子傳遞給O2，生成更多的ROS，使類(lèi)囊體薄膜受到更大的損傷，從而使光抑制增強(qiáng)。(4)鑒定類(lèi)囊體中含有的反應(yīng)中心是PSⅠ還是PSⅡ的實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果為：思路一：測(cè)定兩種類(lèi)囊體的吸收光譜，能吸收680nm波長(zhǎng)光的含PSⅡ，能吸收700nm波長(zhǎng)光的含PSⅠ；思路二：適宜條件下測(cè)定兩種類(lèi)囊體是否能釋放O2，能釋放O2的含PSⅡ，不能釋放O2的含PSⅠ。6.(2023·江蘇卷，19)氣孔對(duì)植物的氣體交換和水分代謝至關(guān)重要，氣孔運(yùn)動(dòng)具有復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制。圖1所示為葉片氣孔保衛(wèi)細(xì)胞和相鄰葉肉細(xì)胞中部分的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)代謝途徑。①～④表示場(chǎng)所。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)光照下，光驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的NADPH主要出現(xiàn)在________(從①～④中選填)；NADPH可用于CO2固定產(chǎn)物的還原，其場(chǎng)所有________(從①～④中選填)。液泡中與氣孔開(kāi)閉相關(guān)的主要成分有H2O、____________(填寫(xiě)2種)等。(2)研究證實(shí)氣孔運(yùn)動(dòng)需要ATP，產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有________(從①～④中選填)。保衛(wèi)細(xì)胞中的糖分解為PEP，PEP再轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______進(jìn)入線粒體，經(jīng)過(guò)TCA循環(huán)產(chǎn)生的_____________最終通過(guò)電子傳遞鏈氧化產(chǎn)生ATP。④①④K＋、蘋(píng)果酸①②④丙酮酸NADH(或[H])(3)藍(lán)光可刺激氣孔張開(kāi)，其機(jī)理是藍(lán)光激活質(zhì)膜上的AHA，消耗ATP將H＋泵出膜外，形成跨膜的__________，驅(qū)動(dòng)細(xì)胞吸收K＋等離子。(4)細(xì)胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成Mal，使細(xì)胞內(nèi)水勢(shì)下降(溶質(zhì)濃度提高)，導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞____________，促進(jìn)氣孔張開(kāi)。H＋濃度差吸水膨脹(5)保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體中的淀粉合成和分解與氣孔開(kāi)閉有關(guān)，為了研究淀粉合成與細(xì)胞質(zhì)中ATP的關(guān)系，對(duì)擬南芥野生型WT和NTT突變體ntt1(葉綠體失去運(yùn)入ATP的能力)保衛(wèi)細(xì)胞的淀粉粒進(jìn)行了研究，其大小的變化如圖2。下列相關(guān)敘述合理的有________。A.淀粉大量合成需要依賴(lài)呼吸作用提供ATPB.光照誘導(dǎo)WT氣孔張開(kāi)與葉綠體淀粉的水解有關(guān)C.光照條件下突變體ntt1幾乎不能進(jìn)行光合作用D.長(zhǎng)時(shí)間光照可使WT葉綠體積累較多的淀粉ABD解析(1)光驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的NADPH主要用于暗反應(yīng)，在葉綠體基質(zhì)中，即為④中。由圖可知，NADPH可用于CO2固定產(chǎn)物的還原，除了發(fā)生于葉綠體基質(zhì)中，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中也會(huì)發(fā)生OAA的還原，故場(chǎng)所包括①和④。液泡吸水會(huì)導(dǎo)致氣孔打開(kāi)，液泡失水會(huì)導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，由圖1分析可知，影響液泡吸水或失水的物質(zhì)包括水、K＋、Mal(蘋(píng)果酸)等。(2)保衛(wèi)細(xì)胞既可進(jìn)行細(xì)胞呼吸，又可進(jìn)行光合作用，能產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)