2027届高中生物浙科版一轮复习讲义 高考共鸣点6　糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化、细胞呼吸的调控

该高中生物学高考复习讲义聚焦细胞呼吸核心考点，系统梳理糖酵解、三羧酸循环、氧化磷酸化的过程机制及调控原理，按“过程解析-调控机制-真题应用”逻辑架构知识点，通过考点梳理、图解分析、方法归纳、真题演练四环节，帮助学生构建物质与能量观，突破难点。 资料以生命观念和科学思维为导向，创新采用“图解建模+真题溯源”教学法，如通过电子传递链H⁺梯度图解培养结构与功能观，结合瓦堡效应案例分析调控机制。设置基础、提升、综合三层练习，配合即时反馈，高效提升学生解题能力，为教师把控复习节奏提供精准指导。

高考共鸣点6　糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化、细胞呼吸的调控 热点1　糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化 全面解读有氧呼吸的三个阶段 (1)第一阶段——糖酵解。糖酵解发生在细胞质基质中，经过糖酵解，1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸，如下图所示： (2)第二阶段——柠檬酸循环阶段(又称三羧酸循环)。在多种酶的催化作用下，在水分子的参与下，丙酮酸彻底分解为CO2和[H]，并释放出少量的能量。这一阶段不需要O2直接参与，但要在有氧条件下才能进行。 (3)第三阶段——氧化磷酸化。这一阶段涉及电子传递和ATP的合成。糖酵解和丙酮酸氧化过程中生成的NADH是在线粒体内膜上继续氧化的。前两个阶段产生的[H]，释放出高能电子，沿电子传递链传递给O2，在此过程中电子释放的能量将 H＋由线粒体基质泵到线粒体膜间隙(线粒体内膜与外膜之间的空间)中，构建形成跨膜H＋浓度梯度。而线粒体内膜上的ATP合酶同时也是H＋协助扩散的载体，能在跨膜H＋浓度梯度的推动下合成ATP(如图)。 细胞呼吸的全过程包括：糖酵解、柠檬酸循环、电子传递和氧化磷酸化，柠檬酸循环过程中有CO2生成，如图1是与细胞呼吸及其相关的代谢过程示意图。图2是在线粒体的内膜上发生的电子传递和氧化磷酸化过程。 (1)糖酵解发生的场所是________，该过程中除生成丙酮酸外，还能生成________。参与柠檬酸循环的柠檬酸合成酶经合成加工后被转运到________发挥作用。 (2)ATP合酶是F型质子泵，其作用是__________________________________ __________________________________________________________________。 合成ATP依赖于膜两侧的H＋浓度差，图中使膜两侧H＋浓度差增加的过程有(　　) A.NADH分解生成NAD＋、H＋和e－ B.电子传递过程释放的能量用于H＋主动运输 C.e－传递给氧气与H＋结合最终生成水 D.H＋经ATP合酶运回线粒体基质 (3)缺氧条件下，糖酵解产生的丙酮酸难以进入线粒体，观察下图，分析原因是 __________________________________________________________________。 (4)已知二硝基酚(DNP)不影响线粒体的电子传递，但能使H＋不经过ATP合酶进入线粒体基质。为研究短时低温对线粒体电子传递的影响，实验小组将水稻幼苗置于不同条件下处理，分组情况及实验结果如图所示： 产生等量ATP时，与25 ℃相比，4 ℃条件下有氧呼吸消耗葡萄糖的量________(填“相等”“较多”或“较少”)。根据实验结果推测：短时低温(4 ℃)________(填“影响”或“不影响”)线粒体的电子传递。低温条件下ATP合成减少，原因可能是__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 提示　(1)细胞质基质　[H]和少量能量　线粒体基质　(2)跨膜运输H＋和催化合成ATP　BC　(3)缺氧条件下电子传递受到抑制，内膜两侧不能形成H＋浓度差，丙酮酸无法借助H＋梯度进入线粒体　(4)较多　不影响　低温使部分H＋不经过ATP合酶的协助进入线粒体基质，降低了H＋浓度梯度；减少了H＋由ATP合酶协助的顺浓度梯度运输，从而使ATP的合成减少 1.(2024·重庆卷，7)肿瘤所处环境中的细胞毒性T细胞存在题图所示代谢过程。其中，PC酶和PDH酶控制着丙酮酸产生不同的代谢产物，进入有氧呼吸三羧酸循环。增加PC酶的活性会增加琥珀酸的释放，琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T细胞的杀伤能力，若环境中存在乳酸，PC酶的活性会被抑制。下列叙述正确的是(　　) A.图中三羧酸循环的代谢反应直接需要氧 B.图中草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体内膜 C.肿瘤细胞无氧呼吸会增强细胞毒性T细胞的杀伤能力 D.葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5步会生成[H] 答案　D 解析　由图可知，图中三羧酸循环的代谢反应无直接需氧环节，A错误；草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体基质，B错误；由题意可知，若环境中存在乳酸，PC酶的活性会被抑制，而增加PC酶的活性会增加琥珀酸的释放，琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T细胞的杀伤能力，故肿瘤细胞无氧呼吸会增加细胞中乳酸含量，从而抑制PC酶活性，减弱细胞毒性T细胞的杀伤能力，C错误；葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5步会生成[H]，分别是有氧呼吸第一阶段及图中的4步，D正确。 2.(2025·八省联考内蒙古卷，12)某酵母菌以葡萄糖为底物的3种呼吸途径中，部分物质变化如图，下列叙述正确的是(　　) A.途径二葡萄糖中的能量最终都转移到了乙醇和少量ATP中 B.途径二和途径三的存在，降低了酵母菌对环境的适应力 C.酵母菌仅通过途径三不能获得满足生长必需的能量 D.生物界中，途径一仅发生在具有线粒体的细胞中 答案　C 解析　途径二为无氧呼吸，无氧呼吸中的能量大部分储存在乙醇中，少部分能量转移到ATP，还有一部分能量以热能形式散失，A错误；途径二和途径三的存在，使酵母菌在无氧环境且pH为酸性或碱性的条件下都能生存，提高了酵母菌对环境的适应力，B错误；途径三为无氧呼吸，产生的ATP较少，因此酵母菌仅通过途径三不能获得满足生长必需的能量，C正确；途径一过程也可发生在不含线粒体的细胞中，如硝化细菌、蓝细菌等，D错误。 3.(2026·广东惠州调研)线粒体中的ATP合成与细胞色素氧化酶(COX)呼吸途径的电子传递链密切相关(如图所示)，该途径中内膜上电子经CoQ、蛋白复合体(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)等传递，传递过程释放的能量用于建立膜两侧H＋浓度差，最终ATP合酶利用这一浓度差合成ATP。下列有关分析错误的是(　　) A.植物根部细胞只能通过呼吸作用产生ATP，其ATP含量维持动态平衡 B.线粒体内膜上的ATP合酶同时具有转运物质和降低反应活化能的功能 C.COX呼吸途径过程中的电子供体是NADH，释放的电子最终被O2接受生成水 D.低温胁迫可能破坏线粒体中的电子传递链，从而促进跨膜H＋梯度的建立 答案　D 解析　植物根部细胞没有叶绿体，无法进行光合作用，只能通过呼吸作用产生ATP，其ATP含量维持动态平衡，A正确；电子传递过程释放的能量用于建立膜两侧 H＋浓度差，低温胁迫可能破坏线粒体中的电子传递链，从而抑制跨膜H＋梯度的建立，D错误。 4.(2022·江苏卷，15改编)如图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述错误的是(　　) A.三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2并消耗O2 B.生物通过代谢中间物，将物质的分解代谢与合成代谢相互联系 C.乙酰CoA在代谢途径中具有重要地位 D.物质氧化时释放的能量部分储存于ATP，部分以热能形式释放 答案　A 解析　由题图分析可知，三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2，但不消耗O2，呼吸链会消耗O2，A错误；由题图分析可知，代谢中间物(如丙酮酸、乙酰CoA等)将物质的分解代谢与合成代谢相互联系，B正确；由题图分析可知，丙酮酸、乙酰CoA在代谢途径中将蛋白质、糖类、脂质、核酸的代谢相互联系在一起，具有重要地位，C正确。 5.(2026·河北衡水模拟)真核细胞的有氧呼吸分为三个阶段，第一阶段是糖酵解，第二阶段是柠檬酸循环，第三阶段是电子传递链，具体过程如图所示(部分中间产物未标出)，其中丙酮酸脱去CO2的反应属于柠檬酸循环。有氧呼吸产生的许多中间产物可以参与蛋白质或脂肪的代谢。下列相关叙述错误的是(　　) A.糖酵解的场所内含有能降低化学反应活化能的酶 B.单糖中蕴含的能量可部分转移至ATP和丙酮酸中 C.有氧呼吸过程产生的丙酮酸有些可能不用于柠檬酸循环 D.柠檬酸循环不消耗水，而电子传递链会消耗水 答案　D 解析　糖酵解的场所是细胞质基质，该场所有反应所需的酶，而酶具有降低化学反应活化能的作用，A正确；单糖经糖酵解，一部分能量会以热能形式散失，还有一部分能量转移至ATP和丙酮酸中，B正确；丙酮酸是有氧呼吸过程中产生的中间产物，而这些产物有些可参与蛋白质或脂肪的代谢，C正确；柠檬酸循环也就是有氧呼吸的第二阶段，该阶段消耗水，D错误。 热点2　细胞呼吸的调控 1.有氧呼吸产热的调控 (1)UCP与体温调节 (2)AOX与植物开花生热 2.无氧呼吸的调节 (1)巴斯德效应 (2)瓦堡效应 1.(2024·安徽卷，3)细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时，ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是(　　) A.在细胞质基质中，PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 B.PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活 C.ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节 D.运动时肌细胞中AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快 答案　D 解析　根据题干信息“细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶”推测，在细胞质基质中，PFK1不能催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等，而是参与其中部分酶促反应，A错误；当PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变，活性发生改变，但不会变性失活，B错误；当ATP/AMP浓度比较高时，促进ATP与PFK1结合，改变酶活性，减小细胞呼吸速率；当ATP/AMP浓度比较低时，会解除酶抑制，促进细胞呼吸。因此，ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于负反馈调节，C错误；运动时，肌细胞需要的能量多，AMP与PFK1结合增多，使细胞呼吸速率加快，产生更多的能量，D正确。 2.(2026·重庆市期末)研究发现，癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP，这种现象称为“瓦堡效应”。葡萄糖在癌细胞中的代谢途径如图所示，下列说法错误的是(　　) A.过程①需要癌细胞膜上载体蛋白的参与 B.过程③不能生成ATP C.在癌细胞呼吸作用过程中有少量葡萄糖在线粒体中被利用 D.“瓦堡效应”导致癌细胞既产生CO2又产生乳酸 答案　C 解析　葡萄糖进入癌细胞的方式属于主动运输，所以过程①需要癌细胞膜上载体蛋白的参与，A正确；无氧呼吸第二阶段不产生ATP，B正确；线粒体不能直接利用葡萄糖，葡萄糖被利用的场所是细胞质基质，C错误；“瓦堡效应”是指癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP的现象，说明癌细胞有氧呼吸和无氧呼吸均可进行，因此既可以产生CO2，又可以产生乳酸，D正确。 3.(2025·八省联考陕西卷，13)肿瘤细胞在有氧状态下仍主要依赖无氧呼吸方式供能。小鼠体内棕色脂肪细胞线粒体中解偶联蛋白可使部分原本用于合成ATP的能量以热量形式散失。冷刺激引起棕色脂肪细胞解偶联蛋白表达量升高，对葡萄糖的利用增强，影响肿瘤生长。下列叙述错误的是(　　) A.葡萄糖借助载体蛋白进入细胞时，转运过程需依赖载体蛋白的构象变化 B.解偶联蛋白导致的棕色脂肪细胞产热增加有助于低温下小鼠的体温维持 C.冷刺激条件下，高糖喂养小鼠无法缓解棕色脂肪细胞对肿瘤增殖的抑制作用 D.提高棕色脂肪细胞中解偶联蛋白表达量的其他因素可能导致肿瘤生长受到抑制 答案　C 解析　葡萄糖借助载体蛋白进入细胞时，葡萄糖需要与载体蛋白结合，载体蛋白的构象发生改变，A正确；线粒体中解偶联蛋白可使部分原本用于合成ATP的能量以热量形式散失，产热增加有助于低温下小鼠的体温维持，B正确；冷刺激引起棕色脂肪细胞解偶联蛋白表达量升高，对葡萄糖的利用增强，肿瘤细胞竞争葡萄糖的能力相对减弱，进而导致肿瘤生长受到抑制，即冷刺激条件下，高糖喂养小鼠可以缓解棕色脂肪细胞对肿瘤增殖的抑制作用，C错误；棕色脂肪细胞解偶联蛋白表达量升高，对葡萄糖的利用会增强，从而使得肿瘤细胞利用的葡萄糖减少，进而抑制肿瘤生长，因此提高棕色脂肪细胞中解偶联蛋白表达量的其他因素可能导致肿瘤生长受到抑制，D正确。 4.(2026·河南洛平许济质检)DNP(2，4－二硝基苯酚)不影响有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合形成水的过程，但会使该过程所释放的能量都以热能的形式散失。天南星科某些植物的花序在成熟时耗氧速率是一般植物的100倍以上，但单位质量葡萄糖生成ATP的量却只有其他细胞的40%。研究发现，这些植物的花序温度比周围空气温度高出十几摄氏度，这有利于具有腐败气味的物质散发，从而吸引苍蝇、甲虫等传粉者。下列叙述正确的是(　　) A.存在DNP的情况下，细胞中葡萄糖的氧化分解过程不能继续进行 B.DNP可使能量全部以热能形式散失，表明此过程不遵循能量守恒定律 C.这些天南星科植物的花序细胞生成的ATP少，说明主要进行无氧呼吸 D.这些天南星科植物的花序温度升高吸引传粉者，有利于种群的繁衍 答案　D 解析　由题目信息“DNP(2，4－二硝基苯酚)不影响有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合形成水的过程”可以推出，存在DNP的情况下，细胞中葡萄糖的氧化分解过程能继续进行，A错误；能量不会凭空产生，也不会凭空消失，只会在不同形式间转换或不同物体间转移，DNP会使有氧呼吸第三阶段产生的能量都以热能的形式散失，该过程遵循能量守恒定律，B错误；由题干信息“天南星科某些植物的花序在成熟时耗氧速率是一般植物的100倍以上”可推测，这些天南星科植物的花序细胞主要进行有氧呼吸，C错误；由题目信息“这些植物的花序温度比周围空气温度……传粉者”可推出，这些天南星科植物的花序温度升高可以吸引传粉者传粉，有利于种群的繁衍，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $