第3单元 热点2 糖酵解和柠檬酸循环、电子传递链和氧化磷酸化-【优学精研】2027年高考生物一轮总复习教用Word

该高中生物学讲义聚焦有氧呼吸三阶段核心考点，以糖酵解、柠檬酸循环、电子传递链和氧化磷酸化为主线，按过程逻辑梳理物质变化与能量转化，通过考点梳理（思维建模分阶段解析）、方法指导（情境探究H⁺运输机制）、真题训练（2022山东高考题等）等环节，帮助学生构建知识网络，突破难点，体现复习的系统性和针对性。 资料以情境化探究和真题深度融合为特色，如结合线粒体内膜电子传递情境分析H⁺浓度梯度维持，培养生命观念中的结构与功能观；通过真题数据解读（如O₂消耗与ATP生成关系）发展科学思维。设置分层针对练习，配合即时反馈，确保高效复习，提升学生解题能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

热点2　糖酵解和柠檬酸循环、电子传递链和氧化磷酸化 真题例证 （2022·山东高考16题改编）在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H＋从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H＋经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H＋进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法错误的是（　　） A.4 ℃时线粒体内膜上的电子传递受阻 B.与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸产热多 C.与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多 D.DNP导致线粒体内外膜间隙中H＋浓度降低，生成的ATP减少 解析：A　由题意可知，电子经线粒体内膜最终传递给O2，4 ℃与25 ℃相比，O2消耗增加，说明其电子传递过程没有受阻，A错误；细胞呼吸时有机物的化学能转化成ATP的能量和热能，与25 ℃时相比，4 ℃时消耗O2多，但ATP生成量减少，说明其产热多，消耗葡萄糖的量多，B、C正确；已知DNP可使H＋从内外膜间隙进入线粒体基质时不经过ATP合酶，减少了ATP生成，同时从内外膜间隙进入线粒体基质的H＋增加，使内外膜间隙的H＋浓度降低，D正确。 情境探究 情境　线粒体内膜上的电子传递与氧化磷酸化 在线粒体内膜上存在着呼吸链，呼吸链是由一组递氢和递电子复合物组成，其中复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ都能利用电子传递所释放的能量将线粒体基质中的H＋转移到膜间隙。 据图回答： （1）在细胞呼吸中，NADH来源于　细胞质基质、线粒体基质　（细胞结构），NADH被氧化的过程中产生电子，电子的最终受体是　氧气　。 （2）图中H＋进入线粒体内外膜间腔的方式是　主动运输　，能量来源是　电能　。 （3）据图分析，线粒体内膜两侧H＋的浓度差是如何维持的？　质子泵对H＋的运输；有氧呼吸第三阶段消耗H＋　。 （4）影响氧化磷酸化的因素 ①ATP/ADP表示体内能量状态，推测当ATP含量高时氧化磷酸化的速率会　　下降　。 ②二硝基苯酚（DNP）为脂溶性物质，可携带H＋自由穿梭线粒体内膜，通过　降低H＋电化学梯度　减少ATP合成。DNP曾被不良商家作为减肥药售卖，其减肥的机理是　服用DNP后，细胞需要通过消耗更多的葡萄糖以维持ATP的浓度　。使用DNP减肥可能会对人体产生的危害有　体温过高、能量供应紊乱等问题　。 ③甲状腺激素通过两种机制影响氧化磷酸化和产热，一是促进钠泵表达，提高ADP浓度，从而　提高　（填“提高”或“降低”）氧化磷酸化；二是诱导解偶联蛋白基因表达，导致氧化磷酸化的能量更多以热能形式散失，　降低　（填“提高”或“降低”）ATP产生量。总的来说，甲状腺激素能同时促进氧化释能与产热比率，导致基础代谢提高。所以，甲亢病人体重较　轻　，体温较　高　。 思维建模 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，如图所示： （2）第二阶段——柠檬酸循环阶段（又称三羧酸循环） 柠檬酸循环发生在线粒体基质中，糖酵解终产物丙酮酸经扩散作用进入线粒体，在酶的作用下脱去1分子CO2，转化为1分子乙酰辅酶A（二碳单位）和1分子NADH，乙酰辅酶A进入柠檬酸循环，该循环的第一个产物柠檬酸含有3个羧基，因此也称为三羧酸循环。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。 （3）第三阶段——电子传递和氧化磷酸化 电子传递和ATP的合成发生在线粒体内膜上，其上含有很多种类的膜蛋白，它们紧密地排列在一起，共同参与[H]释放的高能电子的传递和能量的转化，因此称为电子传递链。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）。 针对练习 1.真核生物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等过程，柠檬酸循环过程中有CO2生成，如图所示。下列相关叙述错误的是（　　） A.糖酵解发生于细胞的有氧呼吸和无氧呼吸过程中 B.柠檬酸循环存在有氧呼吸过程中，释放CO2时需消耗水 C.有氧和无氧条件下，丙酮酸分解成二碳化合物的场所均为线粒体基质 D.电子传递链存在的场所和利用O2产生大量ATP的场所均为线粒体内膜 解析：C　据题图可知，糖酵解是细胞呼吸的第一阶段，存在于有氧呼吸和无氧呼吸过程中，A正确；柠檬酸循环发生在有氧呼吸过程中，CO2是有氧呼吸第二阶段的产物，产生过程中需要水的参与，B正确；在有氧呼吸过程中，丙酮酸分解成二碳化合物的场所是线粒体基质，在无氧呼吸过程中丙酮酸分解成二碳化合物的场所是细胞质基质，C错误。 2.细胞内的有机物在线粒体内经过三羧酸循环（TCA循环）后被彻底氧化分解，生成ATP供生命活动利用，具体过程如图所示。下列有关叙述不正确的是（　　） A.线粒体内膜上运输H＋的载体能将H＋势能转化为ATP中的化学能 B.TCA循环的底物是丙酮酸和脂肪酸，产物是CO2和NADH C.NADH提供的高能电子e－最终生成水是氧化过程 D.高能电子e－通过电子传递链的过程会释放大量的热能 解析：B　由图可知，线粒体内膜和外膜间隙H＋浓度较高，线粒体内膜上运输H＋的载体能将H＋势能转化为ATP中的化学能，A正确；TCA循环的底物是乙酰CoA，是由丙酮酸和脂肪酸生成的，B错误；NADH提供的高能电子e－经电子传递链后最终生成水，并释放大量的热能，该过程的实质是一个氧化过程，C、D正确。 3.（2025·湖南郴州三模）有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行（如图甲），叠氮化物可抑制电子传递给氧；DNP使H＋进入线粒体基质时不经过ATP合酶。将完整的离体线粒体放在缓冲液中进行实验，在不同的时间加入丙酮酸、ADP＋Pi、叠氮化物或DNP，测定消耗的O2量和合成的ATP量，结果如图乙。①②表示生理过程。下列说法正确的是（　　） A.还原剂NADH是一种电子受体 B.①②生理过程均发生在线粒体内膜上 C.物质X是叠氮化物，水和ATP的合成都受到影响 D.DNP能使耗氧速率增大，使细胞呼吸释放的能量中以热能散失的比例增加 解析：D　还原剂NADH是一种电子供体，产生的电子e－通过电子传递链最终与氧气结合生成水，A错误；添加丙酮酸后过程①消耗的O2量处于较低水平，且相对稳定，属于有氧呼吸第二阶段，发生于线粒体基质，过程②消耗的O2量增加，属于有氧呼吸第三阶段，发生于线粒体内膜，B错误；物质X是DNP，DNP可使H＋进入线粒体基质时不经过ATP合酶，从而降低线粒体内膜两侧H＋浓度差，加入该物质后，消耗的O2量增加，可知细胞呼吸产生的总能量增多，而合成的ATP量变化不大，即使线粒体中氧化释放的能量转移到ATP的比例减少，以热能散失的比例增加，C错误，D正确。 4.（2025·湖南邵阳三模）ATP如何运出线粒体备受关注，线粒体膜上存在由核基因编码的ATP/ADP反向转运蛋白AAC，借助AAC，ATP可从线粒体基质运至膜间隙并最终运出线粒体，具体机制如图，图中还标出各物质转运数量及电荷数，内部腺苷磷酸库可储存ATP和ADP。米酵菌酸可以竞争结合在AAC的ATP结合位点上。下列相关叙述错误的是（　　） A.AAC转运ATP时，因ATP带4个负电荷，会使膜间隙负电荷降低电位升高 B.电子传递链泵出H＋，H＋顺浓度梯度回流驱动ATP合酶合成ATP C.Pi转运体将Pi运入基质，为ATP合成提供原料，其转运与膜电位有关 D.误食含米酵菌酸的食物可能会导致细胞严重缺少能量而死亡 解析：A　从图中可看出AAC转运ATP时，ATP带4个负电荷进入膜间隙，会使膜间隙负电荷相对增多，导致电位降低，A错误；图中显示电子传递链将H＋泵出，形成H＋浓度梯度，H＋顺浓度梯度回流可驱动ATP合酶合成ATP，B正确；Pi带负电荷，膜电位会影响带电粒子的转运，所以Pi转运体转运Pi与膜电位有关，C正确；米酵菌酸可以竞争结合在线粒体AAC的ATP结合位点上，误食含米酵菌酸的食物可能会影响AAC转运体的功能，使AAC转运的ATP减少，从而导致细胞严重缺少能量而死亡，D正确。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $