叶绿体的结构和功能，光合作用（光反应+暗反应）过程中的物质和能量变化均是高考重点考察的内容。其中近两年以光反应以及暗反应代谢机制作为问题情境题是高考考查的热点，也是难点。主要考查考生分析问题的科学思维过程，运用科学探究解决问题的思路与方法，为考生展现其批判性思维和创造性思维提供机会，并通过材料学习类的试题考查考生对非连续文本的信息提取等学习能力。
考点 光反应与电子传递链
光反应发生在叶绿体类囊体膜上，必须在有光的条件下才能进行。光合色素和与光反应有关的酶就分布在类囊体薄膜上。镶嵌在类囊体膜上的色素分子整齐的排列在一起，它们能够捕获光能，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，使水分解成H⁺和O₂，O₂扩散进入大气。
【矩道生物虚拟实验室】光反应-电子传递链
【矩道生物虚拟实验室】光合作用-光反应过程
色素分子失去的电子被类囊体膜上的特殊蛋白质（光系统Ⅱ → 质体醌 → 细胞色素bf复合物 → 质体蓝素 → 光系统Ⅰ → 铁氧还蛋白 → NADP还原酶）俘获，这些蛋白质利用电子携带的能量将H⁺从叶绿体基质泵入类囊体腔，并最终把电子传递给NADP⁺（氧化型辅酶Ⅱ）,NADP⁺获得电子后与H⁺结合，生成NADPH（即还原型辅酶Ⅱ,，常表示为[H]）。类囊体膜上嵌有ATP合成酶（ATP合酶），类囊体腔中的H⁺顺浓度梯度经ATP合成酶返回叶绿体基质，推动ATP的合成。
【矩道生物仿真实验室】类囊体薄膜上ATP合成酶
在暗反应阶段中，绿叶细胞从外界吸收的CO₂进入叶绿体基质，与细胞中的一种五碳化合物（C₅）结合，形成两个三碳化合物（C₃），这个过程称为CO₂的固定。在有关酶的催化下，C₃接受光反应阶段提供的物质和能量（ATP/NADPH）,经过一系列生化反应，部分转变为糖类，另一部分又形成C₅，继续参与CO₂的固定。
【矩道生物仿真实验室】暗反应过程
暗反应是由酶催化的一系列复杂的生化反应。在这一过程中，将光反应过程中形成的ATP和NADPH中的化学能，转化为存储在糖分子中的化学能。
ATP和NADPH是联系光反应和暗反应的纽带。光反应和暗反应是两个相对独立的过程。光反应高度依赖光照，暗反应不需要光照，但依赖于光反应提供的ATP和NADPH，暗反应消耗ATP和NADPH后生成的ADP和NADP⁺又是光反应不可缺少的原料。光反应和暗反应共同构成了生物圈最重要的化学反应——光合作用。
光合作用的实质是植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获光能，这些能量在CO₂和H₂O变为糖与O₂的过程中，转换并存储为糖分子中的化学能。
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