第3单元 第9讲 第1课时 ATP与细胞呼吸的过程(Word学生用书)-【高考快车道】2027年高考生物大一轮总复习

该高中生物学高考复习学案系统覆盖ATP结构与功能、细胞呼吸过程及酵母菌呼吸方式探究等核心考点，按课标要求构建“固本识记-迁移提能-实验探究”三级知识体系，通过结构填空、过程辨析等问题导向设计，引导学生自主梳理物质与能量观，形成生命活动供能机制的整体认知框架。 亮点在于诊断性自测与实验探究融合，如开篇设置ATP结构正误判断、细胞呼吸过程辨析等诊断题，实验模块含装置分析与产物检测任务，培养科学思维和探究实践素养。每个考点配深挖教材拓展题和反思表，助力学生自主诊断提升，教师可依学情数据精准指导，实现因材施教。

第9讲　ATP和细胞呼吸 第1课时　ATP与细胞呼吸的过程 考点一 ● 必备知识 1.(1)C、H、O、N、P　(2)腺嘌呤　腺苷　腺嘌呤核糖核苷酸　腺苷二磷酸(ADP )　腺苷三磷酸(ATP)　普通的化学键　特殊的化学键 (4)①带负电荷而相互排斥　转移势能　②高能磷酸　释放能量　(5)直接能源物质 2.ATP合成酶　细胞质基质、线粒体、叶绿体　化学　特殊化学键 3.(1)ATP　(2)①催化ATP水解　末端磷酸基团　磷酸化　空间结构　②磷酸基团　空间结构　活性　(3)ATP水解　ATP合成 【深挖教材】 1.催化ATP水解 2.许多吸能反应与ATP水解的反应相联系,许多放能反应与ATP的合成相联系,能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通 3.GTP含有两个特殊的化学键,远离鸟苷的那个特殊的化学键容易断裂,释放能量 ● 典型例题 1.AD　[解析] ATP由C、H、O、N、P组成,淀粉只含C、H、O三种元素,B错误;1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成,C错误;ATP水解两个特殊的化学键后剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸,可直接参与RNA的合成,不能参加DNA的合成,E错误;细胞中能量的载体不止ATP一种(如还有糖类、脂肪等),ATP是细胞中的直接能源物质,F错误。 2.C　[解析] ATP为直接能源物质,γ位磷酸基团脱离ATP形成ADP的过程释放能量,可为离子的主动运输提供能量,A正确;ATP分子水解两个特殊的化学键后,得到RNA的基本单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸,故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA,B正确;ATP可在细胞核中发挥作用,如为rRNA的合成提供能量,故β位和γ位磷酸基团之间的特殊的化学键能在细胞核中断裂,C错误;光合作用的光反应可将光能转化为活跃的化学能储存于ATP的特殊的化学键中,D正确。 3.DH　[解析] 细胞中ATP与ADP的相互转化处于动态平衡之中,故快速奔跑时,肌细胞中ATP水解速率等于合成速率,A错误。ATP与ADP的相互转化可发生在细胞质基质、叶绿体、线粒体等结构中,并不是主要发生在细胞核内,B错误。ATP在水解酶的作用下水解,在合成酶的作用下合成,C错误。在无氧条件下,无氧呼吸过程中也能合成ATP,E错误。肌肉收缩需要消耗ATP水解释放的能量,F错误。ATP为主动运输供能时载体蛋白空间结构发生变化,Ca2+载体蛋白磷酸化需ATP水解提供磷酸基团和能量,G错误。 4.D　[解析] 丙酮酸反应生成乳酸的过程并没有生成ATP,因此没有发生ADP的磷酸化,A错误;ATP中最末端的磷酸基团才具有较高的转移势能,B错误;细胞内合成ATP通过光合作用或呼吸作用等过程,这些过程都需要酶的催化,酶的本质是蛋白质或RNA,合成蛋白质和RNA的过程都需要消耗能量,即需要ATP提供能量,C错误;主动运输时,在载体蛋白这种酶的作用下,ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合,这一过程伴随着能量的转移,这就是载体蛋白的磷酸化,D正确。 考点二 ● 必备知识 1.(1)氧　彻底　二氧化碳和水　能量 (2)细胞质基质　C6H12O62丙酮酸+4[H]　线粒体基质　2丙酮酸+6H2O6CO2+20[H]　线粒体内膜　24[H]+6O212H2O (3) 2.(1)不完全　少量 (2)细胞质基质　乳酸　酒精和CO2 3.(1)氧化分解　释放能量 (2)提供能量　枢纽 ● 重点难点 1.线粒体基质　线粒体内膜　细胞质基质　乳酸或酒精　没有 2.有氧　有氧　无氧　乳酸　酒精　无氧　有氧 3.(2)③1∶6∶6　④1∶2∶2　1∶2 ⑤3∶1 【深挖教材】 1.有氧运动能避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸,乳酸的大量积累会使肌肉酸胀无力 2.葡萄糖不能进入线粒体,须在细胞质基质中被分解成丙酮酸,在有氧条件下,丙酮酸才可以进入线粒体发生化学反应,生成CO2和H2O 3.使能量逐步转移到ATP中,保证有机物中的能量得到充分利用;能量缓慢有序地释放,有利于维持细胞的相对稳定状态 ● 典型例题 1.E　[解析] 有氧呼吸的第二阶段能产生CO2,其场所为线粒体基质,A错误;有氧呼吸过程中,生成物H2O中的氢来自第一、二阶段生成的[H],其中第二阶段生成的[H]中的氢来自丙酮酸和H2O,B错误;供氧充足时,真核生物在线粒体内膜上氧化[H]产生大量ATP,C错误;某些原核细胞中含有与有氧呼吸相关的酶,也可以进行有氧呼吸,D错误;有氧呼吸过程中丙酮酸的生成属于第一阶段,没有水的参与,F错误;无氧呼吸第一阶段产生少量[H],G错误。 2.B　[解析] 酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能,故酶Ⅰ主要分布在线粒体基质中,其催化的反应不需要消耗氧气,需要消耗水和丙酮酸,A错误;有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和NADH,并释放少量能量, 故低温抑制酶Ⅰ的活性,有氧呼吸的第二阶段反应速率减慢,进而影响二氧化碳和NADH的生成速率,B正确;酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段生成ATP较少,有氧呼吸中生成ATP最多的是第三阶段,C错误;由题干可知,酶Ⅰ活性与甜菜根重呈正相关,在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会导致甜菜产量减少,D错误。 3.C　[解析] 线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸,若以NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率,此时状态3呼吸的场所是线粒体内膜,需要氧气参与,A、B错误;葡萄糖不能直接进入线粒体氧化分解,需要在细胞质基质中分解为丙酮酸后才能进入线粒体,所以以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0,C正确;由题意可知,可氧化底物NADH和丙酮酸足量,NADH可直接参与有氧呼吸第三阶段,而丙酮酸需先经过有氧呼吸第二阶段产生NADH等物质后再参与第三阶段,单位时间产生的ATP减少,所以相比丙酮酸,以NADH为底物的状态3呼吸速率较大,D错误。 4.BEF　[解析] 长跑时,运动员进行有氧呼吸,以葡萄糖为底物,肌肉细胞中CO2的产生量等于O2的消耗量,A错误;酸性的重铬酸钾溶液可用于检测酒精,两者反应呈灰绿色,而通气培养时酵母菌进行有氧呼吸,不产生酒精,故通气培养的酵母菌液过滤后,加入重铬酸钾浓硫酸溶液后不会变为灰绿色,C错误;葡萄糖经无氧呼吸产生酒精和产生乳酸时的第一阶段是相同的,且都只在第一阶段释放出少量的能量,生成少量ATP,因此每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP与产生乳酸时的一样多,D错误;种子呼吸作用的底物是葡萄糖,若细胞只进行无氧呼吸,无氧呼吸第一阶段在细胞质基质,葡萄糖分解生成丙酮酸和NADH,第二阶段丙酮酸和NADH在细胞质基质反应生成乳酸或酒精和二氧化碳,E正确;种子呼吸作用的底物是葡萄糖,细胞进行有氧呼吸释放的CO2量等于O2的吸收量,若CO2的释放量多于O2的吸收量,则细胞既进行有氧呼吸也进行产物是酒精和CO2的无氧呼吸,F正确。 5.C　[解析] 据题图可知,在12~24 h内,O2吸收速率很低,而CO2释放速率很大,表明此时的呼吸作用方式主要是无氧呼吸,细胞呼吸过程发生在细胞质基质和线粒体中,A错误;题图中两条曲线相交时,O2的吸收速率等于CO2的释放速率,但只有呼吸作用的底物是糖类时才能得出细胞此时只进行有氧呼吸的结论,黄豆萌发过程中呼吸作用的底物可能有葡萄糖和脂肪等,故图中两条曲线的交点处,细胞可能不只进行有氧呼吸,B错误;与糖类相比,脂肪中H的含量更高,氧化分解消耗的O2大于产生的CO2,48 h后,O2的吸收速率大于CO2的释放速率是因为有非糖物质参与呼吸作用,C正确;胚根长出前,黄豆种子无氧呼吸过程中产生的酒精量与二氧化碳释放量的比为1∶1,D错误。 考点三 ● 必备知识 1.(1)有氧　无氧　(2)变浑浊　蓝色→绿色→黄色　重铬酸钾　橙色→灰绿色 2.(1)葡萄糖　(2)①有氧呼吸　无氧呼吸 ②有氧、无氧条件　CO2的产生速率;酒精的有无　③吸收空气中的CO2,以排除空气中CO2对实验结果的影响　让酵母菌将B瓶中的氧气消耗尽　(3)无变化　低/慢　灰绿色　(4)CO2　酒精和CO2 ● 典型例题 1.ABDG　[解析] 用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2时,溶液颜色由蓝变绿再变黄,C错误。酵母菌用量和葡萄糖溶液是无关变量,E错误;氧气的有无是自变量,F错误;酵母菌呼吸产生的二氧化碳可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,该试剂不能用来检测酒精含量,H错误。 2.C　[解析] 酵母菌细胞的有氧呼吸和无氧呼吸均能产生二氧化碳,都能使澄清石灰水变浑浊,故丙装置不可用于探究酵母菌的细胞呼吸方式,A正确;乙装置中放置清水,有色液滴的移动表示容器内气体体积的变化,有色液滴不移动,说明种子萌发只进行有氧呼吸,吸收的氧气量等于呼出的二氧化碳量,小麦种子无氧呼吸的产物是酒精和CO2,而非乳酸,B正确;甲装置中设置了温度计,可通过温度计数值的变化探究细胞呼吸是否产生热量,C错误;3个装置中的种子都必须进行消毒处理,并设置对照实验,避免微生物及其他因素对实验结果造成影响,D正确。 经典真题·明考向 1.D　[解析] 丙酮酸转运蛋白(MPC)功能减弱会抑制丙酮酸进入线粒体,则会有更多的丙酮酸在细胞质基质中进行无氧呼吸第二阶段的反应,从而导致产生更多的乳酸,动物细胞中乳酸积累将会增加,A正确;结合图示可知,丙酮酸分解形成丙酮酸根和H+,两者共同与丙酮酸转运蛋白(MPC)结合使MPC构象改变,从而运输丙酮酸根和H+,B正确;结合图示可知,H+会协助丙酮酸根进入线粒体,pH的变化受H+浓度的影响,因此线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率,C正确;丙酮酸根的运输需要丙酮酸转运蛋白(MPC)的参与,且需要H+电化学梯度(H+浓度差),因此丙酮酸根的运输效率不仅受丙酮酸根浓度影响,也受MPC的数量及H+浓度的影响,因此并不是线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高,D错误。 2.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,活性降低,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。 3.A　[解析] 题图表示在不同强度体育运动时,骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量,当运动强度较低时,主要利用脂肪酸供能,A正确;由图可知,中等强度运动时,主要供能物质是肌糖原,其次是脂肪酸,B错误;高强度运动时,糖类中的能量大部分以热能的形式散失,少部分转变为ATP,C错误;由图可知,在不同运动强度下都有肌糖原的利用,则肌糖原在有氧条件和无氧条件下均能氧化分解提供能量,D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第9讲　ATP和细胞呼吸 课标 要求 1.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 2.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量 3.教学活动:探究酵母菌的呼吸方式 第1课时　ATP与细胞呼吸的过程 考点一　ATP的结构与功能(固本·识记类) 1.ATP是一种高能磷酸化合物 (1)元素组成:　　　　　  (2)ATP的结构 写出图中各部分名称: A　　　　　;  ①　　　　　　　;  ②　　　　　　　;  ③　　　　　　　;  ④　　　　　　　;  ⑤　　　　　　;  ⑥　　　　　　　　。  (3)ATP的结构简式:A—P~P~P。 (4)结构特点 ①不稳定性:由于ATP中两个相邻的磷酸基团都　　　　 　　　　　　　 　　　　　　　,使得它们之间的特殊化学键不稳定,末端磷酸基团具有较高的　　　　　　。  ②ATP是一种　　　　 　　化合物:ATP水解的过程就是　　　　 　　的过程,1 mol ATP水解时释放的能量高达30.54 kJ。  (5)ATP的功能:ATP是驱动细胞生命活动的　　　　　　　　。  2.ATP与ADP的相互转化 [提醒]①ATP和ADP相互转化的能量供应机制,在所有生物的细胞内都是一样的,这体现了生物界的统一性。 ②细胞中ATP含量很少,ATP与ADP的相互转化,是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。 3.ATP的利用 (1)细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由　　　　直接提供能量的。  (2)ATP的供能机制 ①ATP为Ca2+主动运输供能的实例分析 ②ATP的供能机制 ATP水解释放的　　　　　使蛋白质等分子磷酸化,这些分子被磷酸化后,　　　　　发生变化,　　　也被改变,因而可以参与特定的化学反应。  (3)ATP是细胞内流通的能量“货币” 深挖教材·拓思维 1.ATP水解酶的主要功能是　　　　　　　　。[2021·福建卷]  2.能把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币”是因为 　 　。[必修1 P89]  3.科学家发现,一种化学结构与ATP相似的物质GTP(鸟苷三磷酸)也能为细胞的生命活动提供能量,请从化学结构的角度解释GTP也可以供能的原因: 　 　。  命题角度一　ATP的结构与功能 1.关于ATP的结构与功能,下列说法正确的是　　　　。  A.ATP与脱氧核苷酸的元素组成一致 B.藻类的ATP和淀粉都是含磷化合物[2021·天津卷] C.由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成[2022·浙江1月选考] D.ATP可直接为细胞提供能量[2021·北京卷] E.ATP水解两个特殊的化学键后剩余部分可直接参与RNA、DNA的合成 F.ATP是细胞中能量的唯一载体,也是能量的直接来源 2.[2024·全国甲卷] ATP可为代谢提供能量,也参与RNA的合成,ATP结构如图所示,图中~表示特殊的化学键,下列叙述错误的是 (　) A.ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量 B.用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA C.β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键不能在细胞核中断裂 D.光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的特殊的化学键 辨析ATP、DNA、RNA、核苷酸中“A”的含义 腺苷(由腺嘌呤和核糖组成) 腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 　　 腺嘌呤核糖核苷酸　　　　　 腺嘌呤 可见,它们的共同点是都含有腺嘌呤。 命题角度二　ATP和ADP的相互转化和利用 3.关于ATP和ADP的相互转化和利用,下列说法正确的是　　　　。  A.快速奔跑时,人体肌细胞中ATP水解速率大于合成速率 B.ATP与ADP相互转化速度快,且转化主要发生在细胞核内[2021·海南卷] C.ATP在水解酶的作用下不断地合成和水解[2022·浙江卷] D.ATP是细胞中吸能反应和放能反应的纽带[2022·浙江卷] E.ATP必须在有氧条件下合成[2021·北京卷] F.肌肉的收缩不消耗ATP[2025·河北卷] G.Ca2+载体蛋白的磷酸化不消耗ATP[2025·河北卷] H.蛋白质从高尔基体运回到内质网的过程消耗 ATP[2021·山东卷] 4.[2025·河北衡水三模] 磷酸化是指在蛋白质或其他分子上加入一个磷酸基团,磷酸基团的添加或除去(去磷酸化)对许多反应起着生物“开/关”作用,能使某些蛋白质活化或失活。下列叙述正确的是 (　) A.丙酮酸反应生成乳酸的过程中可发生ADP的磷酸化 B.ATP中最靠近腺苷的磷酸基团具有较高的转移势能 C.细胞内合成ATP需要酶,但合成酶不需要ATP D.主动运输时,载体蛋白磷酸化的过程中会发生能量的转移 考点二　细胞呼吸的方式及过程(迁移·提能类) 1.细胞产生与消耗ATP的常见生理过程 转化场所 产生ATP 消耗ATP 细胞膜 主动运输、胞吞、胞吐 细胞质基质 细胞呼吸第一阶段 转化 场所 产生ATP 消耗ATP 叶绿体 光反应 暗反应,自身DNA复制、转录、翻译等 线粒体 有氧呼吸第二、三阶段 自身DNA复制、转录、翻译等 核糖体 蛋白质的合成 细胞核 DNA复制、转录等 2.磷酸化和去磷酸化 类型 磷酸化 去磷酸化 概念 在磷酸转移酶等酶催化下,磷酸基团加在底物的相应位置上,被磷酸化后的分子,空间结构发生变化,活性也被改变,可以参与各种化学反应 在磷酸酶的催化下,磷酸化的分子去掉磷酸基团的过程 意义 磷酸化和去磷酸化是一种分子开关形式,如一些蛋白质平时处于失活状态,必须被蛋白激酶磷酸化之后才可以发挥作用;而有些正好相反,这些蛋白质在磷酸化时是失活的,必须经过蛋白磷酸酶去磷酸化才可以激活 1.有氧呼吸 (1)概念:细胞在　　　　的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物　　　　氧化分解,产生　　　　　　　　,释放　　　　,生成大量ATP的过程。  (2)过程 (3)写出有氧呼吸过程的总反应式(标出氧元素的来源与去路): 2.无氧呼吸 (1)概念:在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过　　　　分解,释放　　　能量的过程。  (2)过程 [提醒]不同生物无氧呼吸的产物可能不同,其直接原因在于催化反应的酶不同;根本原因在于控制酶合成的基因不同。 3.细胞呼吸的实质与意义 (1)实质:细胞内的有机物　　　　　　,并　　　　　　。  (2)意义:为生物体　　　　　　,是生物体代谢的　　　　。  1.有氧呼吸和无氧呼吸的比较 2.判断细胞呼吸方式的三大依据 3.细胞呼吸的相关计算 (1)反应式 ①有氧呼吸:C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。 ②无氧呼吸:C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量或C6H12O62C3H6O3+能量。 (2)相关物质间量的比例关系(以葡萄糖为底物): ①CO2释放总量=有氧呼吸释放CO2的量+无氧呼吸释放CO2的量。 ②酒精产生量=无氧呼吸释放CO2的量。 ③有氧呼吸时,C6H12O6∶O2∶CO2= 　。 ④无氧呼吸时,C6H12O6∶CO2∶酒精=　　　　或葡萄糖∶乳酸=　　　　。  ⑤有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的量,无氧呼吸消耗的葡萄糖量∶有氧呼吸消耗的葡萄糖量=　　　　。  深挖教材·拓思维 1.提倡慢跑等有氧运动的原因之一是 　 　。[必修1 P95]  2.向只含有线粒体和葡萄糖的试管中通入氧气,结果没有CO2和H2O产生,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。  3.与燃烧迅速释放能量相比,有氧呼吸是逐级释放能量的,这对于生物体来说,意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。[必修1 P93]  命题角度一　细胞呼吸的过程 1.关于细胞呼吸的过程,下列表述正确的是　　。  A.有氧呼吸时,在细胞质基质中产生CO2[2022·福建卷] B.有氧呼吸时,生成物H2O中的氢只来自葡萄糖的分解 C.供氧充足时,真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP[2022·江苏卷] D.原核生物因为没有线粒体所以都不能进行有氧呼吸[2024·全国甲卷] E.不同生物无氧呼吸产物不同的直接原因是其所含呼吸酶的种类不同 F.水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成[2024·江西卷] G.无氧呼吸过程不消耗O2,不产生[H] 2.[2025·河南卷] 甜菜是我国重要的经济作物之一,根中含有大量的糖分。研究表明呼吸代谢可影响甜菜块根的生长,其中酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能,该酶活性与甜菜根重呈正相关。下列叙述正确的是 (　) A.酶Ⅰ主要分布在线粒体内膜上,催化的反应需要消耗氧气 B.低温抑制酶Ⅰ的活性,进而影响二氧化碳和NADH的生成速率 C.酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段是有氧呼吸中生成ATP最多的阶段 D.呼吸作用会消耗糖分,因此在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会增加甜菜产量 3.[2025·甘肃卷] 线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸,可用于评估线粒体产生ATP的能力。若分别以葡萄糖、丙酮酸和NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率,下列叙述正确的是 (　) A.状态3呼吸不需要氧气参与 B.状态3呼吸的反应场所是线粒体基质 C.以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0 D.相比NADH,以丙酮酸为底物的状态3呼吸速率较大 1.三羧酸循环 (1)三羧酸循环的代谢过程 ①因为三羧酸循环中几个主要的中间代谢物是含有三个羧基的有机酸,例如柠檬酸(C6),所以叫作三羧酸循环,又称为柠檬酸循环或者是TCA循环。 ②三羧酸循环是需氧生物体内普遍存在的代谢途径。原核生物中分布于细胞质,真核生物中分布在线粒体,在该反应过程中,乙酰辅酶A与草酰乙酸反应,最终生成CO2,并且重新生成草酰乙酸。 ③三羧酸循环是三大营养素(糖类、脂肪、氨基酸)的最终代谢通路,又是糖类、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽。 (2)糖酵解、磷酸戊糖途径和三羧酸循环之间的关系 2.电子传递链和氧化磷酸化 图示为线粒体内外膜的结构示意图。③是线粒体孔蛋白,负责将丙酮酸运输到膜间隙;④是线粒体丙酮酸载体(MPC),负责将丙酮酸运输到线粒体内部;①是线粒体内膜上的细胞色素c氧化酶,将电子最终传递给氧;②是ATP合成酶,具有催化和运输的功能。这种产生ATP的方式称为氧化磷酸化。可发生的场所有细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质。 命题角度二　细胞呼吸方式的判断及相关计算 4.关于细胞呼吸方式的判断及相关计算,下列叙述正确的是　　　　。  A.长跑时,运动员肌肉细胞中CO2的产生量多于O2的消耗量(以葡萄糖为底物) B.细胞中的有机物在氧化分解时,O2的消耗量与CO2的产生量不一定相等 C.通气培养的酵母菌液过滤后,滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色(葡萄糖已耗尽) D.每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多[2023·全国乙卷] E.种子呼吸作用的底物是葡萄糖,若细胞只进行无氧呼吸,在细胞质基质中有NADH的产生和消耗 F.种子呼吸作用的底物是葡萄糖,若吸收O2的量比释放CO2的量少,则细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 5.[2025·四川巴中一模] 黄豆的萌发过程中,在一段时间内CO2释放速率和O2吸收速率的变化趋势如图所示。下列有关叙述正确的是 (　) A.在12~24小时内,细胞呼吸过程均发生在细胞质基质 B.图中两条曲线的交点处,细胞只进行有氧呼吸 C.48小时后,O2的吸收速率大于CO2的释放速率是因为有非糖物质参与呼吸作用 D.胚根长出前,黄豆种子产生的酒精量与二氧化碳释放量的比为1∶1 考点三　实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式(实验·探究类) 1.实验原理 (1)酵母菌在　　　　和　　　　的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌。  (2)产物检测原理 产物 试剂 现象(颜色变化) CO2 澄清的石灰水 　　　　  溴麝香草酚蓝溶液 　　　　　　　  酒精 酸性条件下橙色的　　　　　　溶液  　　　　　　　  2.实验过程 (1)配制酵母菌培养液(酵母菌+　　　　溶液)。  (2)设计实验,检测CO2产生的多少,装置如图所示。 【分析】 2 实验装置甲探究酵母菌的　　　　　　,乙探究酵母菌的　　　　　　。  ②甲、乙两组为对比实验,自变量是　　　　　。因变量为　　　　　　　　 　　　　　。  ③无关变量的消除:装置甲中空气先通入NaOH溶液的目的是　　　　　　　　 　　　　　　　。装置乙中B瓶应封口放置一段时间,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,目的是　　　　　　　　　　　　　　,确保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌无氧呼吸产生的。  (3)实验现象 条件 澄清石灰水的变化/ 出现变化的快慢 重铬酸钾 浓硫酸溶液 甲组(有氧) 变浑浊程度高/快 　　　　  乙组(无氧) 变浑浊程度　　　  出现　　　　  [注意]葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化,所以应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。 (4)实验结论 ①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。 ②在有氧条件下产生　　　　多而快,在无氧条件下进行细胞呼吸产生　 　　 　 　　。  探究细胞呼吸方式的实验装置 欲确认某生物的呼吸类型,应设置两套呼吸装置,如图所示(以发芽种子为例): (1)装置一中加入NaOH溶液的目的是吸收二氧化碳,根据着色液滴移动的距离可测出呼吸作用消耗的氧气的体积。 (2)装置二中着色液滴移动的距离代表呼吸作用消耗的氧气和释放的二氧化碳的体积的差值。 (3)预测实验结果和结论 实验结果 结论 装置一 着色液滴 装置二 着色液滴 不动 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已经死亡 不动 右移 只进行产生酒精和CO2的无氧呼吸 左移 右移 进行有氧呼吸和产生酒精和CO2的无氧呼吸 左移 不动 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸 左移 左移 种子进行有氧呼吸时,底物中除糖类外还含有脂质 (4)物理误差的校正 为使实验结果更加精确,除减少无关变量的干扰外,还应设置对照装置。对照装置与图中装置二相比,不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”,其余条件均相同。 1.关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验,下列表述正确的是　　　　。  A.该实验中利用了对比实验的研究方法 B.该实验中可通过酸性重铬酸钾判定酵母菌是否进行无氧呼吸 C.用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2时,溶液颜色由蓝变黄再变绿 D.橙色的酸性重铬酸钾溶液可与酒精或葡萄糖发生反应,变成灰绿色[2025·安徽卷] E.酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量[2023·浙江1月选考] F.酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量[2023·浙江1月选考] G.可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标[2023·浙江1月选考] H.用溴麝香草酚蓝溶液检测发酵液中酒精含量的多少,可判断酵母菌的呼吸方式[2022·江苏卷] 2.[2025·四川巴中三模] 下面三个装置可用于研究萌发的小麦种子呼吸方式及其产物(呼吸底物都为糖类),有关分析错误的是 (　) A.丙装置不适合用于探究酵母菌的细胞呼吸方式 B.乙装置有色液滴不移动,说明种子萌发只进行有氧呼吸 C.甲装置不可用于探究细胞呼吸是否产生热量 D.3个装置中的种子都必须进行消毒处理 种子萌发时有氧呼吸速率的测定 (1)实验装置 (2)指标及原理 ①指标:有氧呼吸速率常用单位时间内CO2释放量或O2吸收量来表示。 ②原理:组织细胞有氧呼吸吸收O2,释放CO2,CO2被NaOH溶液吸收,使容器内气体压强减小,刻度管内的着色液滴左移。单位时间内着色液滴左移的距离即表示有氧呼吸速率。 (3)误差的校正 ①如果实验材料是绿色植物,整个装置应遮光处理,避免植物的光合作用干扰呼吸速率的测定。 ②为避免微生物的细胞呼吸对实验结果造成干扰,应对装置进行灭菌处理,对所测材料进行消毒处理。 ③为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,将所测的生物材料灭活(如将发芽的种子煮熟),其他条件均不变。 (4)实验拓展:呼吸底物与着色液滴移动的关系 脂肪含碳、氢量高,含氧量低,等质量的脂肪与糖类相比,脂肪氧化分解时耗氧量高。因此以脂肪为底物进行有氧呼吸时,产生的CO2量小于消耗的O2量,着色液滴移动更明显。 经典真题·明考向 1.[2025·陕青宁晋卷] 丙酮酸是糖代谢过程的重要中间物质。丙酮酸转运蛋白(MPC)运输丙酮酸通过线粒体内膜的过程如下图。下列叙述错误的是 (　) A.MPC功能减弱的动物细胞中乳酸积累将会增加 B.丙酮酸根、H+共同与MPC结合使后者构象改变 C.线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率 D.线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高 2.[2024·安徽卷] 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 3.[2023·北京卷] 运动强度越低,骨骼肌的耗氧量越少。如图显示在不同强度体育运动时,骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量。对这一结果正确的理解是 (　) A.低强度运动时,主要利用脂肪酸供能 B.中等强度运动时,主要供能物质是血糖 C.高强度运动时,糖类中的能量全部转变为ATP D.肌糖原在有氧条件下才能氧化分解提供能量 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