【公开课】高三生物二轮复习课件：光合呼吸的结构基础

[高考揭秘]植物生理是高中生物知识体系的核心内容，是历年高考命题的重中之重。无论选择还是非选择，所设计知识点考查频率均较大，尤其是对光合作用和呼吸作用的考察，对两个重要生理过程的发生场所、产物、影响因素、相互联系以及有关计算等进行全方位的考查。考查形式灵活多变：①

分析光合作用和细胞呼吸的关系以及它们的结构基础(质子泵等内容)②

以图或表为形式、考察光合作用补偿点和饱和点等核心知识和变式③

以生产实践为情境，探究气孔、逆境和植物激素等因素对植物的影响④

结合环境治理等背景，探究C4植物，CAM植物和光呼吸等内容(题目主要来源：2019-2022年山东、湖南、湖北、河北、北京、广东卷)专题一：植物生理专题（光合呼吸，逆境胁迫、植物激素调节）专题一：植物生理专题（光合呼吸，逆境胁迫、植物激素调节）第1讲：光合呼吸的结构基础考法1光合呼吸作用反应的联系（考察图形）考法2光合作用的结构基础（光系统等）考法3呼吸作用的结构基础（质子泵等）考法1

光合呼吸作用反应的联系（考察图形）1.光合作用过程的简单回顾①细胞质基质②线粒体基质③线粒体内膜C6H12O6→2C3H4O3+4[H]2C3H4O3+6H2O→6CO2+20[H]24[H]+6O2→

12H2O考法1

光合呼吸作用反应的联系（考察图形）2.呼吸作用过程的简单回顾光反应类囊体薄膜暗反应叶绿体基质有氧Ⅰ细胞质基质有氧Ⅱ线粒体基质有氧Ⅲ线粒体薄膜3.物质循环和能量转换NADPH、ATP中的考法1

光合呼吸作用反应的联系（考察图形）题点1

C[2019·哈尔滨模拟]如图某单细胞生物中进行的代谢过程图，图中序号代表细胞代谢的不同阶段。下列有关说法正确的是A.过程①产生的C3可在[H]和ATP的作用下被还原成C5B.过程④需要在叶绿体色素吸收光能的条件下才能进行，并产生O2C.图中属于放能反应的过程有①②③④，而过程⑤属于吸能反应D.图中一定发生在细胞质基质中的是过程①，一定在细胞器相关膜上进行的是过程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

光合呼吸作用反应的联系（考察图形）2.一些需要注意的思路考点3光合作用和呼吸作用的[H]和ATP来源和去向NADH(还原型辅酶Ⅰ)NADPH(还原型辅酶Ⅱ)水的光解[H]有时候可以表示NADPH但书写请书写后者

！2.一些需要注意的思路[2017·全国卷Ⅱ，29]下图是某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题：1)图中①、②、③、④代表的物质依次是______、________、______________、_______，[H]代表的物质主要是____________。O2NADP+ADP和PiC5NADH（还原性辅酶Ⅰ）2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是____________________________________________________。

在缺氧条件下进行无氧呼吸。缺氧条件下有氧呼吸受到抑制，植物进行无氧呼吸产生酒精CD[2019·海南卷]下列关于绿色植物的叙述，错误的是()A.植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸B.植物细胞中ATP的合成都是在膜上进行的C.遮光培养可使植物叶肉细胞的叶绿素含量下降D.植物幼茎的绿色部分能进行光合作用和呼吸作用B[2020全国卷Ⅲ比较基础]29.（10分）阅读下表内容，围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。部位(1)____________叶绿体的类囊体膜线粒体底物葡萄糖/丙酮酸等反应名称(2)____________光合作用的光反应有氧呼吸的部分过程能量来源化学能(3)____________化学能产物(除ATP外)乙醇、CO2(4)____________(5)___________细胞质基质

无氧呼吸光能O2、NADPHH2O、CO2[例题]物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示，图中a～g为物质，①～⑥为反应过程)，叙述错误的是（

）A．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解B．c为ATP，f为NADPHC．将b物质用18O标记，最终在(CH2O)中能检测到18OD．图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能B

第③阶段第①②阶段口诀：二氧去糖水水的光解暗反应考法1光合呼吸作用反应的联系3.元素去向问题可抓住口诀141414光反应暗反应暗反应624个12个①②③光③①暗反应②H2O考法1光合呼吸作用反应的联系[典例2]将盛有适量小球藻和培养液的密闭容器放到黑暗的环境中，先通入18O2，然后给予适宜的光照，一段时间后，在小球藻合成的有机物中能够检测到18O，请用文字和箭头写出18O在小球藻细胞内的转化过程____________________。[模拟题]小白鼠吸入18O2后，尿液中会含有H218O，呼出的二氧化碳含有18O，写出它们的途经，答题样式：18O2有氧呼吸第3阶段H218O有氧呼吸第2阶段C18O2光合作用暗反应（CH218O）[另一种注意题型：提到了有机物意味着什么？]在实验过程中，用H218O培养黑藻，发现实验者体内细胞中的(小分子)有机物出现了18O元素，分析可能的转化途径是：[模拟题]小白鼠吸入18O2后，尿液中会含有H218O，呼出的二氧化碳含有18O，写出它们的途经，答题样式：18O2实验者吸入有氧呼吸第3阶段H218O光合作用光反应水解反应有机物H218O1.色素分布在？位于叶绿体中类囊体的薄膜上2.光合色素的作用？吸收、传递、转化光能考法2光合作用的结构基础类胡萝卜素(占1/4)主要吸收________叶绿素(占3/4)吸收________胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）蓝紫光和红光蓝紫光3.光合色素的颜色和纸层析结果考法2光合作用的结构基础[2020全国卷Ⅱ]为了研究细胞器的功能，某同学将正常叶片置于适量的溶液B中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离细胞器。回答下列问题：1）该实验所用溶液B应满足的条件是_________________________________________________________（答出2点即可）。2）离心沉淀出细胞核后，上清液在适宜条件下能将葡萄糖彻底分解，原因是此上清液中含有_____________。3）将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中，照光后有氧气释放；如果在该适宜溶液中将叶绿体外表的双层膜破裂后再照光，_____________（填“有”或“没有”）氧气释放，原因是_____________。pH应与细胞质基质的相同，渗透压应与细胞内的相同细胞质基质组分和线粒体有类囊体膜是H2O分解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体膜的功能4.光系统

光系统（photosystem，PS），是进行光吸收的功能单位，是由叶绿素、类胡萝卜素、脂和蛋白质组成的复合物。每一个光系统含有两个主要成分∶捕光复合物(light-harvestingcomplex，LHC)和光反应中心复合物(reaction-centercomplex)。光系统中的光吸收色素的功能像是一种天线，将捕获的光能传递给中心的一对叶绿素a,由叶绿素a激发一个电子，并进入光合作用的电子传递链。考法2光合作用的结构基础[2021·张家口三模]如图是某叶肉细胞进行光合作用的示意图，其中PSⅡ和PSⅠ由蛋白质和光合色素组成，Rubisco是催化C5固定CO2的酶。下列叙述错误的是(

)A.图示生物膜为叶绿体的类囊体薄膜B.反应①产生的O2扩散进入线粒体要经过4层生物膜C.合成ATP所需的能量直接来自于膜两侧H＋的浓度差D.PSⅡ和PSⅠ能够捕获光能并转化光能B应该是5层

！

5.ATP合酶(高频考点和背景)反应发生位置：类囊体薄膜ATP合酶(属于质子泵)利用H＋顺浓度梯度释放的势能合成ATP。考法2光合作用的结构基础[变式]科学家在黑暗时把叶绿体基粒放在pH=4的溶液中，让基粒类囊体膜腔的pH值下降至4，然后将基粒移入pH=8并含有ADP和Pi的缓冲溶液中（如下图）。一段时间后，有ATP产生。1）为获取叶绿体，要破碎叶肉细胞，再用___________法分离2）上述实验结果表明，基粒类囊体合成ATP的原因是__________________________________。据此推测，叶绿体在自然状态下产生ATP的过程中，光能的作用是

。使水分解产生H+（1分）；使类囊体膜内外之间产生H＋梯度（H＋浓度差）（1分）膜内外存在H＋梯度（H＋浓度差）差速离心2021·湖南

图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题：1)图b表示图a中的___________结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H＋和e－，光能转化成电能，最终转化为________和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP＋减少，则图b中电子传递速率会______(填“加快”或“减慢”)。类囊体膜NADPH减慢叶绿体类型

相对值实验项目叶绿体A：双层膜结构完整叶绿体B：双层膜局部受损，类囊体略有损伤叶绿体C：双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂叶绿体D：所有膜结构解体破裂成颗粒或片段实验一：以Fecy为电子受体时的放氧量100167.0425.1281.3实验二：以DCIP为电子受体时的放氧量100106.7471.1109.6注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。(2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP＋为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，实验结果:据此分析：①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以______(填“Fecy”或“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Fecy实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异，可推知叶绿体双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于______________________________________，从而提高光反应速率。类囊体上的色素吸收、转化光能③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。ATP的合成依赖于水光解的电子传递和氢离子顺浓度梯度通过类囊体膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低有氧呼吸第三阶段发生位置：线粒体内膜cytc395考法3呼吸作用的结构基础1.线粒体内膜上同样有ATP合酶细胞色素c氧化酶(属于质子泵）ATP合酶(属于质子泵)[典例]呼吸作用过程中在线粒体的内膜上NADH将有机物降解得到的高能电子传递给质子泵，后者利用这一能量将H+泵到线粒体基质外，使得线粒体内外膜间隙中H+浓度提高，大部分H+通过特殊的结构①回流至线粒体基质，同时驱动ATP合成（如图所示）。下列叙述错误的是（）A.H+由膜间隙向线粒体基质的跨膜运输属于协助扩散B.上述过程中能量转化是：有机物中稳定化学能→电能→ATP中活跃化学能C.好氧细菌不可能发生上述过程D.结构①是一种具有ATP水解酶活性的转运蛋白DNADH脱氢酶复合体也是质子泵[2021·雨花区二模]

科学家将生物膜上能运输H＋的载体蛋白统称为质子泵，常见的质子泵有3类：①V型质子泵，可利用ATP水解的能量，将H＋逆浓度梯度泵入细胞器。②F型质子泵，可利用H＋顺浓度梯度释放的势能合成ATP。③P型质子泵，可水解ATP同时发生磷酸化，将H＋泵出细胞并维持稳定的H＋梯度，Р型质子泵能被奥美拉唑等药物特异性抑制。以下说法不正确的是(

)A.V型质子泵常见于植物分生区细胞的液泡膜上B.F型质子泵常见于线粒体内膜和植物类囊体膜上C.P型质子泵的作用可能是催化ATP中特殊化学键的断裂和普通磷酸键的形成D.患者服用奥美拉唑后可有效缓解胃酸过多导致的胃溃疡A2.质子泵的分类以及ATP合酶从属（背景题）考法3呼吸作用的结构基础3.总结：ATP合酶的分布通过上一道图的分析，我们得知ATP合酶分布于线粒体内膜和植物叶绿体的类囊体薄膜，其实某些细菌的细胞膜也有ATP合酶

考法3呼吸作用的结构基础[总结光合和呼吸的例题]图1表示植物叶肉细胞中光合作用和有氧呼吸的部分过程，其中C3在不同代谢过程中表示不同的化合物；图2表示该细胞中的一种生物膜和其上所发生的部分生化反应。下列叙述错误的是(

)A.图1中属于光合作用的过程有①②B.图2中生物膜是线粒体内膜C.图2中蛋白M能催化合成ATPD.图1中过程③发生在图2中的生物膜上D[重点例题]

ATP合酶是一个含多亚基的跨膜蛋白复合物，能利用质子（H+）梯度产生的质子流将ADP和Pi合成为ATP。它由头部（F1）和嵌入膜内的柄部（F0）组成。F1含5种亚基。F0含3种亚基(abc)，图甲是其结构示意图。白念珠菌会引起系统性真菌感染疾病，为了寻找治疗这种感染疾病的有效药物，研究人员将野生型白念珠菌通过基因敲除等方法获得了ATP2缺失株（ATP合酶亚基编码基因缺失）及ATP2回复株（ATP2缺失株恢复野生型基因序列），进行了系列研究，图乙和图丙为部分研究结果。请分析回答：

1）几乎所有生物细胞中均存在ATP合酶，说明各种细胞内的_________供应机制相同，该事实体现了生物界具有___________性。2）据图甲分析，ATP合酶的F0具有_________（“亲水性”或“疏水性”）的特点，它可作为H+通道，由此判断，此处H+跨