内容正文:
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怎么考⊙
题型
题型细胞呼吸是糖类、脂肪、蛋白质、核
酸的转化枢纽
题型解读
1.糖类、脂肪、蛋白质三大营养物质的转化
细胞呼呼是联系糖类、脂肪和蛋白质相互转
化的枢纽。如图为葡萄糖、脂肪和氨基酸相
互转化的示意图,在有氧的条件下才能产生
乙酰辅酶A。
脂肪
甘油
脂肪酸
转合
合
转
细胞内化成
成化
一丙酮酸一乙酰
②
葡萄糖
+C0,+H,0+能量
①
辅酶A
转氨基作用转氨基
非必需氨基酸
(1)糖酵解(有氧呼吸第一个阶段和无氧呼
吸第一个阶段):1CHeO
酶
细胞质基质
2C3H4O3+4NADH+少量能量。
糖酵解过程是有氧呼吸和无氧呼吸的共同
途径。在有氧条件下,通过糖酵解形成的丙
酮酸进入线粒体基质中被氧化;在缺氧条件
下,丙酮酸则被还原成乳酸或乙醇。
(2)三羧酸循环(有氧呼吸的第二个阶段,又
称为柠檬酸循环、TCA循环):2CHO3十
6H2O-
6CO2+20NADH+少量
线粒体基质
能量。
场所
原核生物:细胞基质真核生物:线粒体基质
在酶的催化下,丙酮酸首先转化为乙酰
辅酶A(乙酰CoA),乙酰辅酶A与草酰
内容
乙酸反应形成柠檬酸,柠檬酸经过一系
列反应重新生成草酰乙酸,释放CO2、
NADH和能量
0专题5细胞呼吸
个击破
⊙
续表
三羧酸循环除了能为生物体提供能量,
还是生物体代谢的枢纽:三羧酸循环的
意义
中间产物通过参与不同的代谢途径可转
化为甘油、氨基酸等物质,这些物质可进
步参与蛋白质、糖类和脂质的合成
2.糖类和核酸的转化—磷酸戊糖途径
磷酸戊糖途径(PPP)是除糖酵解外,葡萄糖的
另一种代谢途径。该途径中,葡萄糖经过一系
列反应产生NADPH、CO2和多种中间产物,其
中某些中间产物又可进一步生成氨基酸和核
苷酸等。磷酸戊糖途径全过程中无ATP生
成,因此该途径不是机体产能的方式。在受伤
组织修复过程中,此代谢途径比较活跃。
(I)可借助同位素标记法追踪揭示PPP途
径的全过程。
(2)PPP途径产生的NADPH与细胞呼吸
产生的还原型辅酶I不是同一物质。
(3)与TCA相比,PPP途径产生的能量少,
大部分能量留存在中间产物中。
(4)PPP途径中产物戊糖即五碳糖(核糖和
脱氧核糖)可做为合成核苷酸的原料,进而
参与DNA、RNA的合成。
典例(不定项)如图为生物体内部分物质与能
量代谢关系示意图。下列叙述正确的有(
蛋白质
核酸
多糖
脂肪
氨基酸
核苷酸
葡萄糖
脂肪酸+甘油
丙爾酸
+乙酰CoACoA]
02
草酰乙酸
ATP、呼
吸FH
三羧酸循环
ADP+Pi/链
co,
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讲解册
实战高考·生物学
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都储存于ATP
解析:由图可知,三羧酸循环既是糖、脂肪等彻
底分解的共同途径,其中间产物又是合成糖、
脂肪等的原料,因此三羧酸循环是代谢网络的
中心;三羧酸循环可产生大量的[H]和CO2,
但不消耗○2,呼吸链会消耗○2,A错误。由
图可知,生物通过代谢中间物(如丙酮酸、乙酰
C0A等),将物质的分解代谢与合成代谢相互
联系,B正确。由图可知,氨基酸、核苷酸等物
质通过代谢途径直接或间接形成乙酰CoA,参
怎么学
专题厅
考查内容
近几年山东高考试卷中关于细胞呼吸试题,有
时会结合糖酵解、TCA循环、电子传递链和氧
化磷酸化等背景考查细胞呼吸的过程和产物
等知识。
典例(不定项)(2024山东淄博二模)电子
传递链是线粒体内膜上的一组酶复合体。
在线粒体内膜上,氧化过程(电子传递)和
磷酸化(形成ATP)相偶联(如图)。已知
DNP(2,4-二硝基苯酚)可阻碍磷酸化过程
而不影响氧化过程,使得呼吸作用仍可进
行,但无法产生ATP。鱼藤酮可阻碍电子
从复合体I传递到Q。氰化物可抑制电子
从复合体V传递给O2,但有些植物体还存
在另外一条抗氰呼吸电子传递途径,电子通
过复合体I传递给Q后直接传递给交替氧
化酶,消耗氧气产生水,此过程无质子穿
膜。下列说法正确的是()
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与三羧酸循环,因此乙酰C0A在代谢途径中
具有重要地位,C正确。物质氧化时释放的能
量只有少部分储存于ATP,大部分以热能的
形式散失,D错误。
)答案BC
【技巧方法】(1)依据有氧呼吸的原料、产物、场
所判断糖酵解、TCA(即三梭酸循环)电子、传
递链及氧化磷酸化等不同阶段。
(2)抓住中心枢纽物质C3H4O3(丙酮酸)
和乙酰C0A在三大营养物质代谢中的地位进
行突破。
(3)联系糖与核酸的桥梁:CH2O,-个C
C5H1oO或C6H10O4一→参与核苷酸组
成→参与DNA、RNA形成。
轴归纳
H
H
NADH+F琥珀酸延胡索酸
H,0
NAD
202+2H
线粒体基质
ADP+Pi ATP
f
A.抗氰呼吸电子传递途径可被鱼藤酮抑制
B.植物抗氰呼吸时ATP的产生速率加快
C.DNP阻碍磷酸化后可使细胞的产热量增加
D.氰化物影响有氧呼吸的第三个阶段
解析:鱼藤酮可阻碍电子从复合体I传递到
Q,抗氰呼吸电子传递途径为电子通过复合体
I传递给Q后直接传递给交替氧化酶,消耗
氧气产生水,故抗氰呼吸电子传递途径可被鱼
藤酮抑制,A正确;图中质子(H十)穿膜运输时
有ATP产生,根据“抗氰呼吸…无质子穿
膜”可知,抗氰呼吸时无ATP产生,B错误;
DNP可阻碍磷酸化过程而不影响氧化过程,
使呼吸作用仍可进行,但无法产生ATP,说明
DNP阻碍磷酸化后可使细胞的产热量增加,C
正确;氰化物可抑制电子从复合体N传递给
O2,说明氰化物影响有氧呼吸的第三个阶段,
D正确。
)答案ACD
选题意图
细胞呼吸尤其是有氧呼吸的过程,高中生物学
教材中讲得简略,大学相关教材中讲得详细、
透彻,还有特殊生物的特殊呼吸途径—如抗
氰途径等。某些化学物质如鱼藤酮、DNP等
对电子传递链有影响,这些可作为命题的情景
出现在高考题中,如2022年山东卷第16题就
涉及该内容。而且在学习高中生物学的基础
上,拓展延伸这些与大学教材有关的内容,顺
理成章,学生接受起来也不是特别困难。
知识拓展呼吸电子传递链和氧化磷酸化
在有氧呼吸第三个阶段,NADH在酶的催化
下释放电子和H,电子被镶嵌在线粒体内膜
上的一系列电子载体(蛋白质复合体)捕获和
传递,最终与O2和H十结合生成了H2O,而线
0专题5细胞呼吸
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十泵入内膜和
外膜的间隙,构建了跨膜的H十浓度梯度。最
终,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。
ATP合成过程中的磷酸化以电子传递为基
础,两者偶联发生。
膜
H
HH
HH+
H'H
H*
H+H
H+
Cyt c
内j0
9888900
00t0
0M
70t
CoQ
膜
Wg
H+Pi
ATP合酶
基
2e+
质
2H+5021
ADP ATP
NADH+H*NAD
H,O
H
电子传递
一ATP合成→
情境化理解:有氧呼吸第三个阶段的工作机制
就像一个微小的“水力发电站”,线粒体内膜类
似于“水坝”将线粒体基质和膜间隙分隔开,膜
间隙中的H+就像水坝中蓄积的水。膜间隙
中的H+沿着ATP合酶(类似水坝中的发电
机)顺浓度进入线粒体基质中,推动ATP合酶
合成ATP,从而将H+势能转化为ATP中的
化学能。
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