【2026版生物步步高大二轮专题复习讲义电子版word第一部分专题二热点聚焦1电子传递链

热点聚焦1　电子传递链

1．(2021·重庆，6)如图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述错误的是(　　)

A．水光解产生的O₂若被有氧呼吸利用，最少要穿过4层膜

B．NADP^＋与电子(e^－)和质子(H^＋)结合形成NADPH

C．产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应

D．电子(e^－)的有序传递是完成光能转换的重要环节

答案　A

解析　水光解产生O₂的场所是叶绿体的类囊体薄膜的内侧，有氧呼吸过程中氧气在线粒体内膜上被利用，氧气从穿过叶绿体类囊体薄膜开始，再穿过叶绿体2层膜，然后进入同一细胞中的线粒体，需穿过线粒体的2层膜，所以至少要穿过5层膜，A错误；光反应中NADP^＋与电子(e^－)和质子(H^＋)结合形成NADPH，然后在暗反应过程中被消耗，B正确；由图可知，产生的ATP可用于暗反应以及核酸代谢、色素合成等其他消耗能量的反应，C正确。

[归纳拓展]　光合电子传递链

(1)类囊体膜上的色素分子能够捕获光能，将光能传递给位于反应中心的色素分子，该色素分子被激发，释放出一个高能电子。失去电子的色素分子从水分子中夺取电子，使水分解成H^＋和O₂，O₂扩散进入大气。

(2)色素分子失去的电子被类囊体膜上的特殊蛋白质捕获，这些蛋白质利用电子携带的能量使H^＋从叶绿体基质泵入类囊体腔，并最终把电子传递给了NADP^＋，NADP^＋获得电子后与H^＋结合，生成NADPH。

(3)类囊体膜的磷脂双分子层对质子高度不通透，类囊体膜上镶嵌有ATP合酶，类囊体腔中的H^＋顺浓度梯度经ATP合酶返回叶绿体基质，推动了ATP的生成。

小结①电子的最初供体是水，最终受体是NADP^＋，电子传递的最终产物是NADPH。

②质子浓度(电化学)梯度的建立

a．PSⅡ在类囊体的囊腔侧进行水的光解产生H^＋；b.质子泵将一些H^＋逆浓度梯度从基质泵入类囊体腔；c.另一些H^＋在基质中和NADP^＋形成NADPH。

2．(2022·山东，16改编)在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O₂，电子传递过程中释放的能量驱动H^＋从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H^＋经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子的O₂结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H^＋进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列叙述错误的是(　　)

A．4 ℃时线粒体内膜上的电子传递受阻

B．与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸产热多

C．与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多

D．DNP导致线粒体内外膜间隙中H^＋浓度降低，生成的ATP减少

答案　A

解析　根据题意可知，电子经线粒体内膜最终传递给氧气，与25 ℃相比，4 ℃耗氧量增加，说明电子传递未受阻，A错误；与25 ℃相比，短时间低温4 ℃处理，ATP合成量较少，耗氧量较多，说明4 ℃时有氧呼吸释放的能量较多地用于产热，消耗的葡萄糖量多， B、C正确；DNP使H^＋不经ATP合酶返回基质中，会使线粒体内外膜间隙中H^＋浓度降低，导致ATP合成减少， D正确。

[归纳拓展]　呼吸电子传递链

NADH在NADH脱氢酶的作用下生成H^＋和高能电子(e^－)，电子被镶嵌在线粒体内膜上的一系列特殊蛋白质捕获和传递，最终传递给O₂，O₂和H^＋结合生成了H₂O。而线粒体内膜上的这些特殊蛋白质则利用电子给予的能量将线粒体基质中的H^＋泵入内膜和外膜的间隙，构建了跨膜的H^＋浓度梯度。H^＋沿着线粒体内膜上ATP合酶内部的通道流回线粒体基质，推动了ATP的合成。

3．(2022·重庆，23)科学家发现，光能会被类囊体转化为“某种能量形式”，并用于驱动产生ATP(如图Ⅰ)。为探寻这种能量形式，他们开展了后续实验。回答下列问题：

(1)制备类囊体时，提取液中应含有适宜浓度的蔗糖，以保证其结构完整，原因是____________________________________；为避免膜蛋白被降解，提取液应保持________(填“低温”或“常温”)。

(2)在图Ⅰ实验基础上进行图Ⅱ实验，发现该实验条件下，也能产生ATP。但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体薄膜内外的H^＋浓度差，原因是______________________。

(3)为探究自然条件下类囊体薄膜内外产生H^＋浓度差的原因，对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，结果如图Ⅲ所示，悬液的pH在光照处理时升高，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

类囊体膜内外的H^＋浓度差是通过光合电子传递和H^＋转运形成的，电子的最终来源物质是________。

(4)用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产，需稳定提供的物质有__________________。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，若要增产，可采取的有效措施有__________________________(答两点)。

答案　(1)保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂　低温　(2)实验Ⅱ是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证明某种能量是来自光能还是来自膜内外H^＋浓度差　(3)类囊体膜外H^＋被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高　水　(4)NADPH、ATP和CO₂　增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度

解析　(2)从图Ⅱ实验可知，在光照条件下，将处于pH＝4的类囊体转移到pH＝8的锥形瓶中，再在遮光的条件下加入ADP和Pi，也产生了ATP，但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H^＋浓度差，因为实验Ⅱ是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证明某种能量是来自光能还是来自膜内外H^＋浓度差。(3)对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，悬液的pH在光照处理时升高，推测可能是类囊体膜外H^＋被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高。类囊体膜内外的H^＋浓度差是通过光合电子传递和H^＋转运形成的，光反应过程中，水的光解伴随着电子的传递，故电子的最终来源是水。(4)人工叶绿体能在光下生产目标多碳化合物，若要在黑暗条件下持续生产，则需要提供光反应产生的物质NADPH和ATP，以及暗反应的原料CO₂。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，说明暗反应已经达到最大速率，增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度增加酶的活性，可有效提高光合效率。

[归纳拓展]　化学渗透假说

(1)1961年，米切尔提出了化学渗透假说：①线粒体(叶绿体)的电子传递链将H^＋由线粒体基质(叶绿体基质)泵入线粒体内、外膜间基质(类囊体基质)；②线粒体内膜(类囊体膜)的磷脂双分子层不允许H^＋回流，膜内外产生H^＋浓度梯度；③H^＋顺浓度梯度通过ATP合酶回流释放能量合成ATP。

(2)1963年，贾格道夫在黑暗条件下把离体的叶绿体类囊体置于pH＝4的酸性溶液中平衡，让类囊体腔的pH下降至4。平衡后将类囊体转移到含有ADP和Pi的A组pH＝8和B组pH＝4的缓冲溶液中，一段时间后A组有ATP产生。贾格道夫实验表明：类囊体膜内外存在H^＋浓度差是类囊体合成ATP的直接动力。

1．(2025·重庆一诊)当光照强度大于光饱和点时，常引起光抑制或光损伤。科研人员探究了某植物对强光的生理响应变化及机制。光反应过程中的光合电子传递链主要由光系统等光合复合体组成，如图所示(活性氧：ROS，一种自由基；铁氰化钾能吸收e^－)。据此分析，下列叙述错误的是(　　)

A．由图可知叶绿体膜是生成NADPH的场所

B．强光导致NADPH和电子累积可能是导致光抑制的原因

C．强光导致活性氧大量增多可能是导致光损伤的原因

D．适度增加铁氰化钾可能会解除光抑制

答案　A

解析　类囊体薄膜是生成NADPH的场所，A错误；强光导致光反应过强，NADPH和电子累积，导致活性氧大量增多，造成光合速率下降，导致光抑制或光损伤，B、C正确；铁氰化钾能吸收电子，适度增加铁氰化钾可能会解除光抑制，D正确。

2．(2025·郴州三模)有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行(如图甲)，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，结果如图乙。①②表示生理过程。下列叙述正确的是(　　)

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散失的比例增加

答案　D

解析　还原剂NADH是一种电子供体，产生的电子(e^－)通过电子传递链最终与氧气结合生成水，A错误；添加丙酮酸后过程①消耗的O₂量处于较低水平，且相对稳定，属于有氧呼吸第二阶段，发生在线粒体基质，过程②消耗的O₂量增加，属于有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜，B错误；由图乙可知，加入物质X后，消耗的O₂增加，但合成的ATP相对量没有增加，故物质X是DNP，DNP可使H^＋进入线粒体基质时不经过ATP合酶，从而降低线粒体内膜两侧H^＋浓度差，加入该物质后，消耗的O₂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，即线粒体中氧化释放的能量转移到ATP的比例减少，以热能散失的比例增加，C错误，D正确。

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