【公開課】高三生物二輪復(fù)習(xí)課件：光合呼吸的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

[高考揭秘]植物生理是高中生物知識體系的核心內(nèi)容，是歷年高考命題的重中之重。無論選擇還是非選擇，所設(shè)計知識點(diǎn)考查頻率均較大，尤其是對光合作用和呼吸作用的考察，對兩個重要生理過程的發(fā)生場所、產(chǎn)物、影響因素、相互聯(lián)系以及有關(guān)計算等進(jìn)行全方位的考查?？疾樾问届`活多變：①

分析光合作用和細(xì)胞呼吸的關(guān)系以及它們的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(質(zhì)子泵等內(nèi)容)②

以圖或表為形式、考察光合作用補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)等核心知識和變式③

以生產(chǎn)實(shí)踐為情境，探究氣孔、逆境和植物激素等因素對植物的影響④

結(jié)合環(huán)境治理等背景，探究C4植物，CAM植物和光呼吸等內(nèi)容(題目主要來源：2019-2022年山東、湖南、湖北、河北、北京、廣東卷)專題一：植物生理專題（光合呼吸，逆境脅迫、植物激素調(diào)節(jié)）專題一：植物生理專題（光合呼吸，逆境脅迫、植物激素調(diào)節(jié)）第1講：光合呼吸的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)考法1光合呼吸作用反應(yīng)的聯(lián)系（考察圖形）考法2光合作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)（光系統(tǒng)等）考法3呼吸作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)（質(zhì)子泵等）考法1

光合呼吸作用反應(yīng)的聯(lián)系（考察圖形）1.光合作用過程的簡單回顧①細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)②線粒體基質(zhì)③線粒體內(nèi)膜C6H12O6→2C3H4O3+4[H]2C3H4O3+6H2O→6CO2+20[H]24[H]+6O2→

12H2O考法1

光合呼吸作用反應(yīng)的聯(lián)系（考察圖形）2.呼吸作用過程的簡單回顧光反應(yīng)類囊體薄膜暗反應(yīng)葉綠體基質(zhì)有氧Ⅰ細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)有氧Ⅱ線粒體基質(zhì)有氧Ⅲ線粒體薄膜3.物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換NADPH、ATP中的考法1

光合呼吸作用反應(yīng)的聯(lián)系（考察圖形）題點(diǎn)1

C[2019·哈爾濱模擬]如圖某單細(xì)胞生物中進(jìn)行的代謝過程圖，圖中序號代表細(xì)胞代謝的不同階段。下列有關(guān)說法正確的是A.過程①產(chǎn)生的C3可在[H]和ATP的作用下被還原成C5B.過程④需要在葉綠體色素吸收光能的條件下才能進(jìn)行，并產(chǎn)生O2C.圖中屬于放能反應(yīng)的過程有①②③④，而過程⑤屬于吸能反應(yīng)D.圖中一定發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的是過程①，一定在細(xì)胞器相關(guān)膜上進(jìn)行的是過程③和④2.一些需要注意的思路——C3也可以表示丙酮酸H2OATPC3丙酮酸考法1

光合呼吸作用反應(yīng)的聯(lián)系（考察圖形）2.一些需要注意的思路考點(diǎn)3光合作用和呼吸作用的[H]和ATP來源和去向NADH(還原型輔酶Ⅰ)NADPH(還原型輔酶Ⅱ)水的光解[H]有時候可以表示NADPH但書寫請書寫后者

！2.一些需要注意的思路[2017·全國卷Ⅱ，29]下圖是某植物葉肉細(xì)胞光合作用和呼吸作用的示意圖。據(jù)圖回答下列問題：1)圖中①、②、③、④代表的物質(zhì)依次是______、________、______________、_______，[H]代表的物質(zhì)主要是____________。O2NADP+ADP和PiC5NADH（還原性輔酶Ⅰ）2)B代表一種反應(yīng)過程，C代表細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，D代表線粒體，則ATP合成發(fā)生在A過程，還發(fā)生在________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。3)C中的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化成酒精，出現(xiàn)這種情況的原因是____________________________________________________。

在缺氧條件下進(jìn)行無氧呼吸。缺氧條件下有氧呼吸受到抑制，植物進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精CD[2019·海南卷]下列關(guān)于綠色植物的敘述，錯誤的是()A.植物細(xì)胞在白天和黑夜都能進(jìn)行有氧呼吸B.植物細(xì)胞中ATP的合成都是在膜上進(jìn)行的C.遮光培養(yǎng)可使植物葉肉細(xì)胞的葉綠素含量下降D.植物幼莖的綠色部分能進(jìn)行光合作用和呼吸作用B[2020全國卷Ⅲ比較基礎(chǔ)]29.（10分）閱讀下表內(nèi)容，圍繞真核細(xì)胞中ATP的合成來完成下表。部位(1)____________葉綠體的類囊體膜線粒體底物葡萄糖/丙酮酸等反應(yīng)名稱(2)____________光合作用的光反應(yīng)有氧呼吸的部分過程能量來源化學(xué)能(3)____________化學(xué)能產(chǎn)物(除ATP外)乙醇、CO2(4)____________(5)___________細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

無氧呼吸光能O2、NADPHH2O、CO2[例題]物質(zhì)轉(zhuǎn)換用實(shí)線表示，能量傳遞用虛線表示，圖中a～g為物質(zhì)，①～⑥為反應(yīng)過程)，敘述錯誤的是（

）A．圖中①表示水分的吸收，③表示水的光解B．c為ATP，f為NADPHC．將b物質(zhì)用18O標(biāo)記，最終在(CH2O)中能檢測到18OD．圖中a物質(zhì)主要吸收紅光和藍(lán)紫光，綠色植物能利用它將光能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能B

第③階段第①②階段口訣：二氧去糖水水的光解暗反應(yīng)考法1光合呼吸作用反應(yīng)的聯(lián)系3.元素去向問題可抓住口訣141414光反應(yīng)暗反應(yīng)暗反應(yīng)624個12個①②③光③①暗反應(yīng)②H2O考法1光合呼吸作用反應(yīng)的聯(lián)系[典例2]將盛有適量小球藻和培養(yǎng)液的密閉容器放到黑暗的環(huán)境中，先通入18O2，然后給予適宜的光照，一段時間后，在小球藻合成的有機(jī)物中能夠檢測到18O，請用文字和箭頭寫出18O在小球藻細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化過程____________________。[模擬題]小白鼠吸入18O2后，尿液中會含有H218O，呼出的二氧化碳含有18O，寫出它們的途經(jīng)，答題樣式：18O2有氧呼吸第3階段H218O有氧呼吸第2階段C18O2光合作用暗反應(yīng)（CH218O）[另一種注意題型：提到了有機(jī)物意味著什么？]在實(shí)驗(yàn)過程中，用H218O培養(yǎng)黑藻，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)者體內(nèi)細(xì)胞中的(小分子)有機(jī)物出現(xiàn)了18O元素，分析可能的轉(zhuǎn)化途徑是：[模擬題]小白鼠吸入18O2后，尿液中會含有H218O，呼出的二氧化碳含有18O，寫出它們的途經(jīng)，答題樣式：18O2實(shí)驗(yàn)者吸入有氧呼吸第3階段H218O光合作用光反應(yīng)水解反應(yīng)有機(jī)物H218O1.色素分布在？位于葉綠體中類囊體的薄膜上2.光合色素的作用？吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能考法2光合作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)類胡蘿卜素(占1/4)主要吸收________葉綠素(占3/4)吸收________胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）藍(lán)紫光和紅光藍(lán)紫光3.光合色素的顏色和紙層析結(jié)果考法2光合作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[2020全國卷Ⅱ]為了研究細(xì)胞器的功能，某同學(xué)將正常葉片置于適量的溶液B中，用組織搗碎機(jī)破碎細(xì)胞，再用差速離心法分離細(xì)胞器?；卮鹣铝袉栴}：1）該實(shí)驗(yàn)所用溶液B應(yīng)滿足的條件是_________________________________________________________（答出2點(diǎn)即可）。2）離心沉淀出細(xì)胞核后，上清液在適宜條件下能將葡萄糖徹底分解，原因是此上清液中含有_____________。3）將分離得到的葉綠體懸浮在適宜溶液中，照光后有氧氣釋放；如果在該適宜溶液中將葉綠體外表的雙層膜破裂后再照光，_____________（填“有”或“沒有”）氧氣釋放，原因是_____________。pH應(yīng)與細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的相同，滲透壓應(yīng)與細(xì)胞內(nèi)的相同細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)組分和線粒體有類囊體膜是H2O分解釋放O2的場所，葉綠體膜破裂不影響類囊體膜的功能4.光系統(tǒng)

光系統(tǒng)（photosystem，PS），是進(jìn)行光吸收的功能單位，是由葉綠素、類胡蘿卜素、脂和蛋白質(zhì)組成的復(fù)合物。每一個光系統(tǒng)含有兩個主要成分∶捕光復(fù)合物(light-harvestingcomplex，LHC)和光反應(yīng)中心復(fù)合物(reaction-centercomplex)。光系統(tǒng)中的光吸收色素的功能像是一種天線，將捕獲的光能傳遞給中心的一對葉綠素a,由葉綠素a激發(fā)一個電子，并進(jìn)入光合作用的電子傳遞鏈?？挤?光合作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[2021·張家口三模]如圖是某葉肉細(xì)胞進(jìn)行光合作用的示意圖，其中PSⅡ和PSⅠ由蛋白質(zhì)和光合色素組成，Rubisco是催化C5固定CO2的酶。下列敘述錯誤的是(

)A.圖示生物膜為葉綠體的類囊體薄膜B.反應(yīng)①產(chǎn)生的O2擴(kuò)散進(jìn)入線粒體要經(jīng)過4層生物膜C.合成ATP所需的能量直接來自于膜兩側(cè)H＋的濃度差D.PSⅡ和PSⅠ能夠捕獲光能并轉(zhuǎn)化光能B應(yīng)該是5層

！

5.ATP合酶(高頻考點(diǎn)和背景)反應(yīng)發(fā)生位置：類囊體薄膜ATP合酶(屬于質(zhì)子泵)利用H＋順濃度梯度釋放的勢能合成ATP?？挤?光合作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[變式]科學(xué)家在黑暗時把葉綠體基粒放在pH=4的溶液中，讓基粒類囊體膜腔的pH值下降至4，然后將基粒移入pH=8并含有ADP和Pi的緩沖溶液中（如下圖）。一段時間后，有ATP產(chǎn)生。1）為獲取葉綠體，要破碎葉肉細(xì)胞，再用___________法分離2）上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基粒類囊體合成ATP的原因是__________________________________。據(jù)此推測，葉綠體在自然狀態(tài)下產(chǎn)生ATP的過程中，光能的作用是

。使水分解產(chǎn)生H+（1分）；使類囊體膜內(nèi)外之間產(chǎn)生H＋梯度（H＋濃度差）（1分）膜內(nèi)外存在H＋梯度（H＋濃度差）差速離心2021·湖南

圖a為葉綠體的結(jié)構(gòu)示意圖，圖b為葉綠體中某種生物膜的部分結(jié)構(gòu)及光反應(yīng)過程的簡化示意圖?；卮鹣铝袉栴}：1)圖b表示圖a中的___________結(jié)構(gòu)，膜上發(fā)生的光反應(yīng)過程將水分解成O2、H＋和e－，光能轉(zhuǎn)化成電能，最終轉(zhuǎn)化為________和ATP中活躍的化學(xué)能。若CO2濃度降低，暗反應(yīng)速率減慢，葉綠體中電子受體NADP＋減少，則圖b中電子傳遞速率會______(填“加快”或“減慢”)。類囊體膜NADPH減慢葉綠體類型

相對值實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目葉綠體A：雙層膜結(jié)構(gòu)完整葉綠體B：雙層膜局部受損，類囊體略有損傷葉綠體C：雙層膜瓦解，類囊體松散但未斷裂葉綠體D：所有膜結(jié)構(gòu)解體破裂成顆粒或片段實(shí)驗(yàn)一：以Fecy為電子受體時的放氧量100167.0425.1281.3實(shí)驗(yàn)二：以DCIP為電子受體時的放氧量100106.7471.1109.6注：Fecy具有親水性，DCIP具有親脂性。(2)為研究葉綠體的完整性與光反應(yīng)的關(guān)系，研究人員用物理、化學(xué)方法制備了4種結(jié)構(gòu)完整性不同的葉綠體，在離體條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用Fecy或DCIP替代NADP＋為電子受體，以相對放氧量表示光反應(yīng)速率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果:據(jù)此分析：①葉綠體A和葉綠體B的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，葉綠體雙層膜對以______(填“Fecy”或“DCIP”)為電子受體的光反應(yīng)有明顯阻礙作用，得出該結(jié)論的推理過程是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Fecy實(shí)驗(yàn)一中葉綠體B雙層膜局部受損時，以Fecy為電子受體的放氧量明顯大于雙層膜完整時，實(shí)驗(yàn)二中葉綠體B雙層膜局部受損時，以DCIP為電子受體的放氧量與雙層膜完整時無明顯差異，可推知葉綠體雙層膜對以Fecy為電子受體的光反應(yīng)有明顯阻礙作用②該實(shí)驗(yàn)中，光反應(yīng)速率最高的是葉綠體C，表明在無雙層膜阻礙、類囊體又松散的條件下，更有利于______________________________________，從而提高光反應(yīng)速率。類囊體上的色素吸收、轉(zhuǎn)化光能③以DCIP為電子受體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)葉綠體A、B、C和D的ATP產(chǎn)生效率的相對值分別為1、0.66、0.58和0.41。結(jié)合圖b對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。ATP的合成依賴于水光解的電子傳遞和氫離子順濃度梯度通過類囊體膜上的ATP合酶，葉綠體A、B、C、D類囊體膜的受損程度依次增大，因此ATP的產(chǎn)生效率逐漸降低有氧呼吸第三階段發(fā)生位置：線粒體內(nèi)膜cytc395考法3呼吸作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)1.線粒體內(nèi)膜上同樣有ATP合酶細(xì)胞色素c氧化酶(屬于質(zhì)子泵）ATP合酶(屬于質(zhì)子泵)[典例]呼吸作用過程中在線粒體的內(nèi)膜上NADH將有機(jī)物降解得到的高能電子傳遞給質(zhì)子泵，后者利用這一能量將H+泵到線粒體基質(zhì)外，使得線粒體內(nèi)外膜間隙中H+濃度提高，大部分H+通過特殊的結(jié)構(gòu)①回流至線粒體基質(zhì)，同時驅(qū)動ATP合成（如圖所示）。下列敘述錯誤的是（）A.H+由膜間隙向線粒體基質(zhì)的跨膜運(yùn)輸屬于協(xié)助擴(kuò)散B.上述過程中能量轉(zhuǎn)化是：有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能→電能→ATP中活躍化學(xué)能C.好氧細(xì)菌不可能發(fā)生上述過程D.結(jié)構(gòu)①是一種具有ATP水解酶活性的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白DNADH脫氫酶復(fù)合體也是質(zhì)子泵[2021·雨花區(qū)二模]

科學(xué)家將生物膜上能運(yùn)輸H＋的載體蛋白統(tǒng)稱為質(zhì)子泵，常見的質(zhì)子泵有3類：①V型質(zhì)子泵，可利用ATP水解的能量，將H＋逆濃度梯度泵入細(xì)胞器。②F型質(zhì)子泵，可利用H＋順濃度梯度釋放的勢能合成ATP。③P型質(zhì)子泵，可水解ATP同時發(fā)生磷酸化，將H＋泵出細(xì)胞并維持穩(wěn)定的H＋梯度，Р型質(zhì)子泵能被奧美拉唑等藥物特異性抑制。以下說法不正確的是(

)A.V型質(zhì)子泵常見于植物分生區(qū)細(xì)胞的液泡膜上B.F型質(zhì)子泵常見于線粒體內(nèi)膜和植物類囊體膜上C.P型質(zhì)子泵的作用可能是催化ATP中特殊化學(xué)鍵的斷裂和普通磷酸鍵的形成D.患者服用奧美拉唑后可有效緩解胃酸過多導(dǎo)致的胃潰瘍A2.質(zhì)子泵的分類以及ATP合酶從屬（背景題）考法3呼吸作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)3.總結(jié)：ATP合酶的分布通過上一道圖的分析，我們得知ATP合酶分布于線粒體內(nèi)膜和植物葉綠體的類囊體薄膜，其實(shí)某些細(xì)菌的細(xì)胞膜也有ATP合酶

考法3呼吸作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[總結(jié)光合和呼吸的例題]圖1表示植物葉肉細(xì)胞中光合作用和有氧呼吸的部分過程，其中C3在不同代謝過程中表示不同的化合物；圖2表示該細(xì)胞中的一種生物膜和其上所發(fā)生的部分生化反應(yīng)。下列敘述錯誤的是(

)A.圖1中屬于光合作用的過程有①②B.圖2中生物膜是線粒體內(nèi)膜C.圖2中蛋白M能催化合成ATPD.圖1中過程③發(fā)生在圖2中的生物膜上D[重點(diǎn)例題]

ATP合酶是一個含多亞基的跨膜蛋白復(fù)合物，能利用質(zhì)子（H+）梯度產(chǎn)生的質(zhì)子流將ADP和Pi合成為ATP。它由頭部（F1）和嵌入膜內(nèi)的柄部（F0）組成。F1含5種亞基。F0含3種亞基(abc)，圖甲是其結(jié)構(gòu)示意圖。白念珠菌會引起系統(tǒng)性真菌感染疾病，為了尋找治療這種感染疾病的有效藥物，研究人員將野生型白念珠菌通過基因敲除等方法獲得了ATP2缺失株（ATP合酶亞基編碼基因缺失）及ATP2回復(fù)株（ATP2缺失株恢復(fù)野生型基因序列），進(jìn)行了系列研究，圖乙和圖丙為部分研究結(jié)果。請分析回答：

1）幾乎所有生物細(xì)胞中均存在ATP合酶，說明各種細(xì)胞內(nèi)的_________供應(yīng)機(jī)制相同，該事實(shí)體現(xiàn)了生物界具有___________性。2）據(jù)圖甲分析，ATP合酶的F0具有_________（“親水性”或“疏水性”）的特點(diǎn)，它可作為H+通道，由此判斷，此處H+跨