大二輪專題復(fù)習(xí)第一部分專題二細(xì)胞代謝電子傳遞鏈

熱點(diǎn)聚焦11.(2021·重慶，6)如圖為類囊體膜蛋白排列和光反應(yīng)產(chǎn)物形成的示意圖。據(jù)圖分析，下列敘述錯(cuò)誤的是A.水光解產(chǎn)生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿過(guò)4層膜B.NADP＋與電子(e－)和質(zhì)子(H＋)結(jié)合形成NADPHC.產(chǎn)生的ATP可用于暗反應(yīng)及其他消耗能量的反應(yīng)D.電子(e－)的有序傳遞是完成光能轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)√真題引領(lǐng)水光解產(chǎn)生O2的場(chǎng)所是葉綠體的類囊體薄膜的內(nèi)側(cè)，有氧呼吸過(guò)程中氧氣在線粒體內(nèi)膜上被利用，氧氣從穿過(guò)葉綠體類囊體薄膜開(kāi)始，再穿過(guò)葉綠體2層膜，然后進(jìn)入同一細(xì)胞中的線粒體，需穿過(guò)線粒體的2層膜，所以至少要穿過(guò)5層膜，A錯(cuò)誤；光反應(yīng)中NADP＋與電子(e－)和質(zhì)子(H＋)結(jié)合形成NADPH，然后在暗反應(yīng)過(guò)程中被消耗，B正確；解析由圖可知，產(chǎn)生的ATP可用于暗反應(yīng)以及核酸代謝、色素合成等其他消耗能量的反應(yīng)，C正確。歸納拓展光合電子傳遞鏈(1)類囊體膜上的色素分子能夠捕獲光能，將光能傳遞給位于反應(yīng)中心的色素分子，該色素分子被激發(fā)，釋放出一個(gè)高能電子。失去電子的色素分子從水分子中奪取電子，使水分解成H＋和O2，O2擴(kuò)散進(jìn)入大氣。(2)色素分子失去的電子被類囊體膜上的特殊蛋白質(zhì)捕獲，這些蛋白質(zhì)利用電子攜帶的能量使H＋從葉綠體基質(zhì)泵入類囊體腔，并最終把電子傳遞給了NADP＋，NADP＋獲得電子后與H＋結(jié)合，生成NADPH。歸納拓展(3)類囊體膜的磷脂雙分子層對(duì)質(zhì)子高度不通透，類囊體膜上鑲嵌有ATP合酶，類囊體腔中的H＋順濃度梯度經(jīng)ATP合酶返回葉綠體基質(zhì)，推動(dòng)了ATP的生成。小結(jié)①電子的最初供體是水，最終受體是NADP＋，電子傳遞的最終產(chǎn)物是NADPH。②質(zhì)子濃度(電化學(xué))梯度的建立a.PSⅡ在類囊體的囊腔側(cè)進(jìn)行水的光解產(chǎn)生H＋；b.質(zhì)子泵將一些H＋逆濃度梯度從基質(zhì)泵入類囊體腔；c.另一些H＋在基質(zhì)中和NADP＋形成NADPH。2.(不定項(xiàng))(2022·山東，16)在有氧呼吸第三階段，線粒體基質(zhì)中的還原型輔酶脫去氫并釋放電子，電子經(jīng)線粒體內(nèi)膜最終傳遞給O2，電子傳遞過(guò)程中釋放的能量驅(qū)動(dòng)H＋從線粒體基質(zhì)移至內(nèi)外膜間隙中，隨后H＋經(jīng)ATP合酶返回線粒體基質(zhì)并促使ATP合成，然后與接受了電子的O2結(jié)合生成水。為研究短時(shí)低溫對(duì)該階段的影響，將長(zhǎng)勢(shì)相同的黃瓜幼苗在不同條件下處理，分組情況及結(jié)果如圖所示。已知DNP可使H＋進(jìn)入線粒體基質(zhì)時(shí)不經(jīng)過(guò)ATP合酶。下列敘述正確的是A.4℃時(shí)線粒體內(nèi)膜上的電子傳遞受阻B.與25℃時(shí)相比，4℃時(shí)有氧呼吸產(chǎn)熱多C.與25℃時(shí)相比，4℃時(shí)有氧呼吸消耗葡萄糖的量多D.DNP導(dǎo)致線粒體內(nèi)外膜間隙中H＋濃度降低，生成的ATP減少√√√根據(jù)題意可知，電子經(jīng)線粒體內(nèi)膜最終傳遞給氧氣，與25℃相比，4℃耗氧量增加，說(shuō)明電子傳遞未受阻，A錯(cuò)誤；解析與25℃相比，短時(shí)間低溫4℃處理，ATP合成量較少，耗氧量較多，說(shuō)明4℃時(shí)有氧呼吸釋放的能量較多地用于產(chǎn)熱，消耗的葡萄糖量多，B、C正確；DNP使H＋不經(jīng)ATP合酶返回基質(zhì)中，會(huì)使線粒體內(nèi)外膜間隙中H＋濃度降低，導(dǎo)致ATP合成減少，D正確。歸納拓展呼吸電子傳遞鏈NADH在NADH脫氫酶的作用下生成H＋和高能電子(e－)，電子被鑲嵌在線粒體內(nèi)膜上的一系列特殊蛋白質(zhì)捕獲和傳遞，最終傳遞給O2，O2和H＋結(jié)合生成了H2O。而線粒體內(nèi)膜上的這些特殊蛋白質(zhì)則利用電子給予的能量將線粒體基質(zhì)中的H＋泵入內(nèi)膜和外膜的間隙，構(gòu)建了跨膜的H＋濃度梯度。H＋沿著線粒體內(nèi)膜上ATP合酶內(nèi)部的通道流回線粒體基質(zhì)，推動(dòng)了ATP的合成。3.(2022·重慶，23)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，光能會(huì)被類囊體轉(zhuǎn)化為“某種能量形式”，并用于驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生ATP(如圖Ⅰ)。為探尋這種能量形式，他們開(kāi)展了后續(xù)實(shí)驗(yàn)。回答下列問(wèn)題：(1)制備類囊體時(shí)，提取液中應(yīng)含有適宜濃度的蔗糖，以保證其結(jié)構(gòu)完整，原因是________________________________________；為避免膜蛋白被降解，提取液應(yīng)保持_____(填“低溫”或“常溫”)。保持類囊體內(nèi)外的滲透壓，避免類囊體破裂低溫(2)在圖Ⅰ實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)，發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)條件下，也能產(chǎn)生ATP。但該實(shí)驗(yàn)不能充分證明“某種能量形式”是類囊體薄膜內(nèi)外的H＋濃度差，原因是_________________________________________________________________________________________。

實(shí)驗(yàn)Ⅱ是在光照條件下對(duì)類囊體進(jìn)行培養(yǎng)，無(wú)法證明某種能量是來(lái)自光能還是來(lái)自膜內(nèi)外H＋濃度差從圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)可知，在光照條件下，將處于pH＝4的類囊體轉(zhuǎn)移到pH＝8的錐形瓶中，再在遮光的條件下加入ADP和Pi，也產(chǎn)生了ATP，但該實(shí)驗(yàn)不能充分證明“某種能量形式”是類囊體膜內(nèi)外的H＋濃度差，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)Ⅱ是在光照條件下對(duì)類囊體進(jìn)行培養(yǎng)，無(wú)法證明某種能量是來(lái)自光能還是來(lái)自膜內(nèi)外H＋濃度差。解析(3)為探究自然條件下類囊體薄膜內(nèi)外產(chǎn)生H＋濃度差的原因，對(duì)無(wú)緩沖液的類囊體懸液進(jìn)行光、暗交替處理，結(jié)果如圖Ⅲ所示，懸液的pH在光照處理時(shí)升高，原因是__________________________________________________。類囊體膜內(nèi)外的H＋濃度差是通過(guò)光合

類囊體膜外H＋被轉(zhuǎn)移到類囊體膜內(nèi)，造成溶液pH升高電子傳遞和H＋轉(zhuǎn)運(yùn)形成的，電子的最終來(lái)源物質(zhì)是____。水對(duì)無(wú)緩沖液的類囊體懸液進(jìn)行光、暗交替處理，懸液的pH在光照處理時(shí)升高，推測(cè)可能是類囊體膜外H＋被轉(zhuǎn)移到類囊體膜內(nèi)，造成溶液pH升高。類囊體膜內(nèi)外的H＋濃度差是通過(guò)光合電子傳遞和H＋轉(zhuǎn)運(yùn)形成的，光反應(yīng)過(guò)程中，水的光解伴隨著電子的傳遞，故電子的最終來(lái)源是水。解析(4)用菠菜類囊體和人工酶系統(tǒng)組裝的人工葉綠體，能在光下生產(chǎn)目標(biāo)多碳化合物。若要實(shí)現(xiàn)黑暗條件下持續(xù)生產(chǎn)，需穩(wěn)定提供的物質(zhì)有___________________。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)即使增加光照強(qiáng)度，產(chǎn)量也不再增加，若要增產(chǎn)，可采取的有效措施有___________________________________(答兩點(diǎn))。NADPH、ATP和CO2增加二氧化碳的濃度和適當(dāng)提高環(huán)境溫度人工葉綠體能在光下生產(chǎn)目標(biāo)多碳化合物，若要在黑暗條件下持續(xù)生產(chǎn)，則需要提供光反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)NADPH和ATP，以及暗反應(yīng)的原料CO2。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)即使增加光照強(qiáng)度，產(chǎn)量也不再增加，說(shuō)明暗反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到最大速率，增加二氧化碳的濃度和適當(dāng)提高環(huán)境溫度增加酶的活性，可有效提高光合效率。解析歸納拓展化學(xué)滲透假說(shuō)(1)1961年，米切爾提出了化學(xué)滲透假說(shuō)：①線粒體(葉綠體)的電子傳遞鏈將H＋由線粒體基質(zhì)(葉綠體基質(zhì))泵入線粒體內(nèi)、外膜間基質(zhì)(類囊體基質(zhì))；②線粒體內(nèi)膜(類囊體膜)的磷脂雙分子層不允許H＋回流，膜內(nèi)外產(chǎn)生H＋濃度梯度；③H＋順濃度梯度通過(guò)ATP合酶回流釋放能量合成ATP。歸納拓展(2)1963年，賈格道夫在黑暗條件下把離體的葉綠體類囊體置于pH＝4的酸性溶液中平衡，讓類囊體腔的pH下降至4。平衡后將類囊體轉(zhuǎn)移到含有ADP和Pi的A組pH＝8和B組pH＝4的緩沖溶液中，一段時(shí)間后A組有ATP產(chǎn)生。賈格道夫?qū)嶒?yàn)表明：類囊體膜內(nèi)外存在H＋濃度差是類囊體合成ATP的直接動(dòng)力。1.當(dāng)光照強(qiáng)度大于光飽和點(diǎn)時(shí)，常引起光抑制或光損傷?？蒲腥藛T探究了某植物對(duì)強(qiáng)光的生理響應(yīng)變化及機(jī)制。光反應(yīng)過(guò)程中的光合電子傳遞鏈主要由光系統(tǒng)等光合復(fù)合體組成，如圖所示(活性氧：ROS，一種自由基；鐵氰化鉀能吸收e－)。預(yù)測(cè)演練據(jù)此分析，下列敘述錯(cuò)誤的是A.由圖可知葉綠體膜是生成NADPH的場(chǎng)所B.強(qiáng)光導(dǎo)致NADPH和電子累積可能是導(dǎo)致光抑制的原因C.強(qiáng)光導(dǎo)致活性氧大量增多可能是導(dǎo)致光損傷的原因D.適度增加鐵氰化鉀可能會(huì)解除光抑制√類囊體薄膜是生成NADPH的場(chǎng)所，A錯(cuò)誤；強(qiáng)光導(dǎo)致光反應(yīng)過(guò)強(qiáng)，NADPH和電子累積，導(dǎo)致活性氧大量增多，造成光合速率下降，導(dǎo)致光抑制或光損傷，B、C正確；鐵氰化鉀能吸收電子，適度增加鐵氰化鉀可能會(huì)解除光抑制，D正確。解析2.(2025·郴州三模)有氧呼吸第三階段在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行(如圖甲)，疊氮化物可抑制電子傳遞給氧；DNP使H＋進(jìn)入線粒體基質(zhì)時(shí)不經(jīng)過(guò)ATP合酶。將完整的離體線粒體放在緩沖液中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在不同的時(shí)間加入丙酮酸、ADP＋Pi、疊氮化物或DNP，測(cè)定消耗的O2量和合成的ATP量，結(jié)果如圖乙。①②表示生理過(guò)程。下列敘述正確的是A.還原劑NADH是一種電子受體B.①②生理過(guò)程均發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上C.物質(zhì)X是疊氮化物，水和ATP的合成都受到影響D.DNP能使耗氧速率增大，使細(xì)胞呼吸釋放的能量中以熱能散失的比例

增加√還原劑NADH是一種電子供體，產(chǎn)生的電子(e－)通過(guò)電子傳遞鏈最終與氧氣結(jié)合生成水，A錯(cuò)誤；添加丙酮酸后過(guò)程①消耗的O2量處于較低水平，且相對(duì)穩(wěn)定，屬于有氧呼吸第二階段，發(fā)生在線粒體基質(zhì)，過(guò)程②消耗的O2量增加，屬于有氧呼吸第三階段，發(fā)生在線粒體內(nèi)膜，B錯(cuò)誤；解析由圖乙可知，加入物質(zhì)X后，消耗的O2增加，但合成的ATP相對(duì)量沒(méi)有增加，故物質(zhì)X是DNP，DNP可使H＋進(jìn)入線粒體基質(zhì)時(shí)不經(jīng)過(guò)ATP合酶，從而降低線粒體內(nèi)膜兩側(cè)H＋濃度差，加入該物質(zhì)后，消耗的O2量增加，可知細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的總能量增多，而合成的ATP量變化不大，即線粒體中氧化釋放的能量轉(zhuǎn)移到ATP的比例減少，以熱能散失的比例增加，C錯(cuò)誤，D正確。解析3.(2025·濰坊二模)小麥的光反應(yīng)過(guò)程如圖1。為探究干旱脅迫對(duì)光系統(tǒng)PSⅡ、PSⅠ功能的影響，科研人員以離體小麥葉片為材料，比較分析了弱光和強(qiáng)光條件下脫水對(duì)小麥光系統(tǒng)的影響及差異，結(jié)果如圖2，其中Po和Eo分別表示PSⅡ?qū)饽艿牟东@效率和將吸收的光能用于電子傳遞的效率，Ro表示PSⅡ用于還原PSⅠ末端電子受體的光能占電子傳遞的光能的比率。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)光合作用過(guò)程中，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供的原料有_________________。據(jù)圖1分析，產(chǎn)生跨膜H＋梯度的途徑有_______________________________、____________________________、________________________________________。NADP＋、ADP、Pi水的光解在類囊體膜內(nèi)側(cè)產(chǎn)生H＋質(zhì)體醌將H＋從膜外運(yùn)進(jìn)類囊體膜外側(cè)H＋與NADP＋生成NADPH，消耗H＋光合作用過(guò)程中，暗反應(yīng)可以為光反應(yīng)提供ADP、Pi、NADP＋，光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP、NADPH。依據(jù)圖1，自左向右，與產(chǎn)生H＋梯度相關(guān)的途徑有通過(guò)水的光解在類囊體膜內(nèi)側(cè)產(chǎn)生H＋；質(zhì)體醌將H＋從膜外運(yùn)進(jìn)類囊體；在類囊體膜外側(cè)NADP＋和H＋結(jié)合生成NADPH，消耗H＋。解析(2)據(jù)圖2分析，中度脫水(相對(duì)含水量為0.2～0.4)時(shí)，與弱光相比，強(qiáng)光條件下PSⅡ用于還原PSⅠ末端電子受體的光能_________(填“多”“少”或“無(wú)法確定”)，原因是__________