第3单元 第8课时 ATP及细胞呼吸的方式和过程(教师用书Word)-【高考领航】2027年高考生物大一轮复习学案（创新版）

该高中生物学讲义聚焦ATP结构功能及细胞呼吸方式过程核心考点，按“结构-功能-能量转化”逻辑梳理知识，通过考点图解（如ATP与ADP转化模型）、方法归纳（[H]和ATP来源去向）、真题训练（近三年高频考题解析），帮助学生构建系统知识网络，突破难点。 资料以物质与能量观为统领，创新采用“过程建模+实验探究”教学法，如构建有氧呼吸三羧酸循环模型，结合叠氮化物抑制电子传递实验分析，培养科学思维与探究实践能力。设置基础判断、高考真题分层练习，配合呼吸熵判断等策略，高效提升学生应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

第8课时　ATP及细胞呼吸的方式和过程 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物中的能量转化为生命活动可以利用的能量。 考情 分析 考点 考题统计 考频等级 1.ATP的结构和功能 2025·河北卷，1；2024·全国甲卷，2；2023·湖南卷，8；2023·北京卷，2 低频 2.细胞呼吸的方式和过程 2025·甘肃卷，3；2025·北京卷，2；2025·河南卷，4；2025·江苏卷，2；2025·山东卷，4；2024·湖北卷，9；2024·安徽卷，3；2024·江西卷，5；2024·重庆卷，7；2023·广东卷，7；2023·重庆卷，10；2023·天津卷，1；2023·山东卷，4 高频 考点一　ATP的结构和功能 1．ATP的结构 (1)写出图中各部分名称：A代表腺嘌呤，P代表磷酸基团，①代表腺苷，②代表AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸，③代表ADP，④代表ATP，⑤代表特殊的化学键。 (2)ATP的特点 ①特殊化学键：含有2个特殊的化学键，因此ATP是一种高能磷酸化合物。 ②化学性质：ATP的化学性质不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。 2．ATP与ADP的相互转化 ATP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。下图为ATP和ADP相互转化模型图，其中a、b表示物质。 (1)ATP的结构简式为A－P～P～P；图中a表示Pi。 (2)在植物叶肉细胞中，酶1可分布在细胞质基质、叶绿体和线粒体中。ATP和ADP在细胞中可迅速转化，这与酶1和酶2具有高效性有关，酶1和酶2催化不同的反应，这体现了酶具有专一性。 (3)对于绿色植物，能量1可以来自光能和细胞呼吸释放的能量；对于动物、真菌和大多数细菌，能量1来自细胞呼吸释放的能量。 (4)能量1的利用与细胞内的放能反应相联系，能量2的释放与细胞内吸能反应相联系，因此ATP被形象地比喻成细胞内流通的能量“货币”。(均填“吸能”或“放能”) 3．ATP的利用 (1)ATP为主动运输供能 ①相关图示 ②图示分析 ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与特定的化学反应。 (2)细胞内的吸能反应和放能反应 (1)腺苷三磷酸分子由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成。(×) 提示：腺苷三磷酸分子由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成。 (2)ATP必须在有氧条件下合成。(×) 提示：无氧呼吸也可产生ATP。 (3)线粒体、叶绿体和高尔基体都是合成ATP的场所。(×) 提示：高尔基体不能合成ATP。 (4)唾液淀粉酶水解淀粉的过程需ATP水解提供能量。(×) 提示：淀粉水解不需要消耗ATP。 考向一　ATP的结构和功能 1．(2024·全国甲卷，2)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化学键 解析：C　离子的主动运输需要消耗能量，ATP转化为ADP时可以释放能量，供离子的主动运输利用，A正确；当图示ATP脱去β和γ位磷酸基团后就成为AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸(RNA的基本组成单位之一)，故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA，B正确；β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键断裂的过程是ATP水解释放能量的过程，其释放出的能量可供机体的绝大多数生命活动所利用，细胞核中进行的一些生命活动也需要ATP水解供能，如转录，C错误；光合作用过程中，光能可转化为化学能储存在ATP中，这些化学能主要储存于ATP的β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键，D正确。 2．(2026·河北沧州模拟)除了ATP以外，生物体内还存在其他可以供能的核苷三磷酸。例如UTP用于多糖合成，CTP用于磷脂合成，GTP用于蛋白质合成等。UTP、CTP或GTP分子中的特殊化学键不是直接由物质氧化获能产生的，物质氧化时释放的能量都必须先合成ATP，然后ATP将磷酸基团转移给相应的核苷二磷酸，生成核苷三磷酸：ATP＋UDP→ADP＋UTP。下列叙述正确的是(　　) A．生物体内并非所有的生命活动都由ATP直接供能 B．除ATP外，有氧呼吸也能产生其他核苷三磷酸 C．作为高能磷酸化合物，ATP中的能量主要储存在磷酸基团中 D．各种物质的吸收均依靠ATP供能 解析：A　除了ATP以外，生物体内还存在其他可以供能的核苷三磷酸，因此生物体内并非所有生命活动都由ATP直接供能，A正确；UTP、CTP或GTP分子中的特殊化学键不是直接由物质氧化获能产生的，物质氧化时释放的能量都必须先合成ATP，然后ATP将磷酸基团转移给相应的核苷二磷酸，生成核苷三磷酸，因此除ATP外，有氧呼吸不能产生其他核苷三磷酸，B错误；作为高能磷酸化合物，ATP中的能量主要储存在特殊化学键中，不是在磷酸基团中，C错误；除了ATP以外，生物体内还存在其他可以供能的核苷三磷酸，因此各种物质的吸收并非都依靠ATP供能，且有些物质的吸收是被动运输，不消耗能量，D错误。 [归纳总结]　细胞内供能的高能磷酸化合物 ①碱基不同：ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物，都能为生命活动直接提供能量。脱去两个磷酸基团，可以作为RNA合成的原料。 ②五碳糖不同：dATP、dGTP、dCTP和dTTP也能为生命活动直接提供能量。脱去两个磷酸基团，可以作为DNA复制的原料。 考向二　考查ATP与ADP的合成和利用 3．(2025·河北卷，1)ATP是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP的是(　　) A．肌肉的收缩 B．光合作用的暗反应 C．Ca2＋载体蛋白的磷酸化 D．水的光解 解析：D　肌肉收缩需要消耗能量，该能量来源于ATP的水解，A不符合题意；光合作用过程中暗反应消耗ATP，B不符合题意；Ca2＋载体蛋白磷酸化后结构发生改变，该过程需要消耗ATP，C不符合题意；光合作用中水的光解利用光能，不消耗ATP，D符合题意。 4．(2026·湖南长郡中学模拟)骨骼肌细胞中含有一种特殊的内质网——肌浆网，肌浆网膜上有一种转运蛋白——Ca2＋泵，Ca2＋泵是由4个不同功能的结构域组成的蛋白质，又称Ca2＋-ATP水解酶。如图表示骨骼肌细胞中的Ca2＋泵将Ca2＋泵入肌浆网的过程。下列相关叙述错误的是(　　) A．Ca2＋泵转运Ca2＋是一个放能反应，其能量变化和ATP的水解有关 B．Ca2＋泵在转运Ca2＋过程中发生了磷酸化，所需的磷酸来自ATP末端的磷酸基团 C．Ca2＋通过Ca2＋泵跨膜运输进入肌浆网，体现了生物膜的选择透过性 D．Ca2＋泵在转运Ca2＋时会发生空间结构的改变，这体现了结构与功能相适应的观点 解析：A　Ca2＋泵具有水解ATP的功能，Ca2＋泵转运Ca2＋是一个吸能反应，其能量变化和ATP的水解有关，A错误；Ca2＋泵在转运Ca2＋时伴随ATP的水解，ATP水解产生的磷酸基团使Ca2＋泵在转运Ca2＋过程中发生磷酸化，即Ca2＋泵发生磷酸化所需的磷酸来自ATP末端的磷酸基团，B正确；Ca2＋通过Ca2＋泵跨膜运输进入肌浆网，属于主动运输，体现了生物膜的功能特性，即选择透过性，C正确；由图示可知，Ca2＋泵运输Ca2＋进入肌浆网的过程中，Ca2＋泵的空间结构发生改变，这体现了结构与功能相适应的观点，D正确。 [归纳总结]　磷酸化和去磷酸化 磷酸化和去磷酸化，一般指的是蛋白质分子的磷酸化和蛋白质分子的去磷酸化。蛋白质分子的磷酸化过程，往往伴随着ATP水解，提供磷酸基团，在蛋白激酶的作用下完成。蛋白质分子的去磷酸化，在蛋白磷酸酶的作用下完成。 考点二　细胞呼吸的方式和过程 1．呼吸作用的实质：细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。 2．有氧呼吸 (1)概念：是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。 (2)有氧呼吸过程 ①总反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。 ②能量转化：1 mol葡萄糖彻底氧化分解释放出2870 kJ的能量，其中977.28 kJ左右的能量储存在ATP中，其余能量则以热能形式散失。 提醒：细胞呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)的简化表示方法。 3．无氧呼吸的类型和过程 (1)场所：全过程是在细胞质基质中进行的。 (2)过程 (3)反应式 ①产物为酒精：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量。 ②产物为乳酸：C6H12O62C3H6O3＋少量能量。 (4)能量 ①只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。 ②葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。 (1)人体细胞和酵母细胞呼吸作用都能产生[H]和ATP。(2025·江苏卷)(√) (2)水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成。(2024·江西卷)(×) 提示：有氧呼吸第二阶段丙酮酸分解的过程消耗水。 (3)线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所。(2023·湖南卷)(×) 提示：有氧呼吸生成CO2的场所是线粒体基质。 (4)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)(×) 提示：两种无氧呼吸过程都只有第一阶段产生能量，两个都是葡萄糖转化为丙酮酸的过程，所以每分子葡萄糖经两种无氧呼吸产生的ATP相等。 (5)供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP。(经典高考题)(×) 提示：供氧充足时，真核生物在线粒体内膜上氧化[H]产生大量ATP。 (6)癌细胞进行无氧呼吸时丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP。(经典高考题)(×) 提示：无氧呼吸第二阶段不产生ATP。 探究1　有氧呼吸的三羧酸循环 (2024·重庆卷，7)肿瘤所处环境中的细胞毒性T细胞存在如图所示代谢过程。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D。 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] 探究2　线粒体内膜上的电子传递与氧化磷酸化 高等动植物细胞进行有氧呼吸第三阶段时，NADH中的电子经UQ、蛋白复合体(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)传递至O2和H＋并生成H2O。电子传递过程中释放的能量用于建立膜两侧H＋浓度差，使能量转换成H＋电化学势能。H＋经ATP合酶运回时释放能量用于ATP合成并缓慢产热；另一些H＋经UCP渗漏时H＋电化学势能将以热能形式释放。以上途径称为细胞色素途径，其过程如下图。 图中的AOX是一种在植物细胞中广泛存在的氧化酶。在AOX参与下，电子可以不通过蛋白复合体Ⅲ和Ⅳ，而是直接传递给O2和H＋并生成H2O，大量能量以热能的形式释放，此途径称为AOX途径。 (1)上图所示的生物膜是线粒体内膜；图中H＋经ATP合酶的跨膜运输方式是协助扩散。 (2)有些植物在开花期能够在短期内迅速产生并积累大量热能，使花温度显著高于环境温度(即“开花生热现象”)，UCP的表达量也显著升高。开花生热可以促使植物生殖发育顺利完成。有氧呼吸的第一、二阶段也会释放热量，但不会引起开花生热。原因是经过这两个阶段，能量大部分储存在NADH(或[H])中。 (3)在耗氧量不变的情况下，若上图所示的膜结构上AOX和UCP含量提高，则经ATP合酶催化形成的ATP的量减少(填“减少”“增加”或“不变”)，原因是NADH中的能量经AOX和UCP更多地被转换成了热能。 (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较多(填“较少”“较多”或“相等”)。根据实验结果推测：短时低温(4 ℃)不影响(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，原因可能是低温使部分H＋不经过ATP合酶的协助而进入线粒体基质，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。 [思维升华]　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)。 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。是在线粒体内膜上进行。NADH在酶的催化下释放电子和H＋，电子在线粒体内膜上传递，最终与O2与H＋结合，生成了H2O，而线粒体内膜上的特殊蛋白质则利用电子给予的能量将基质中的H＋泵入内膜和外膜的间隙，构建了跨膜的H＋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ATP的合成。这一阶段涉及电子传递和氧化磷酸化，需要O2的参与，是有氧呼吸过程中产生ATP的主要阶段。 考向一　细胞呼吸的类型和过程 1．(2025·山东卷，4)关于细胞以葡萄糖为原料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程，下列说法正确的是(　　) A．有氧呼吸的前两个阶段均需要O2作为原料 B．有氧呼吸的第二阶段需要H2O作为原料 C．无氧呼吸的两个阶段均不产生NADH D．经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量以热能的形式散失 解析：B　有氧呼吸第一阶段的物质变化为葡萄糖分解为丙酮酸和NADH(不需要氧的参与)，第二阶段丙酮酸和H2O反应产生CO2和NADH(不需要氧直接参与)，第三阶段NADH和O2反应生成H2O，A错误，B正确；无氧呼吸第一阶段和有氧呼吸第一阶段完全相同，无氧呼吸第二阶段的物质变化是丙酮酸和NADH反应产生乳酸或者酒精和CO2，无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量，因此在无氧呼吸过程中葡萄糖分子中的大部分能量储存在酒精或乳酸中，C、D错误。 2．(2026·黑龙江哈尔滨模拟)有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行(如图1)，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2。①②表示生理过程。下列说法错误的是(　　) A．还原剂NADH是一种电子供体 B．①②生理过程均发生在线粒体内膜上 C．由图可以推测出，物质X是DNP，加入该物质后细胞呼吸释放的总能量增多 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：B　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正确；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，可知细胞呼吸释放的总能量增多，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、D正确。 [归纳总结]　细胞呼吸中[H]和ATP的来源与去向 ①有氧呼吸过程中[H]、ATP的来源和去向 ②无氧呼吸过程中[H]、ATP的来源和去向 无氧呼吸中的[H]和ATP都是第一阶段在细胞质基质中产生的。其中[H]在第二阶段被用于还原丙酮酸，全部消耗没有积累。 考向二　判断细胞呼吸的类型 3．(2026·湖南长沙模拟)细胞呼吸的呼吸熵为细胞呼吸产生的CO2量与细胞呼吸消耗的O2量的比值。现有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合液，培养条件适宜。据此做出的相关分析错误的是(　　) A．若测得酵母菌的呼吸熵为1，则混合液中的酵母菌只进行有氧呼吸 B．若测得酵母菌的呼吸熵大于1，则混合液中的酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 C．根据放出的气体是否能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，无法确定酵母菌的呼吸方式 D．若测得CO2产生量为15 mol，酒精的产生量为6 mol，可推测有2/3的葡萄糖用于有氧呼吸 解析：D　若测得酵母菌的呼吸熵为1，说明酵母菌呼吸产生的CO2和消耗的O2体积相等，可说明酵母菌只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸，A正确；若测得酵母菌的呼吸熵大于1，说明酵母菌呼吸产生的CO2的量大于消耗的O2的量，则混合液中的酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，B正确；CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，由于酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均产生CO2，所以不能根据放出的气体是否能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄来确定酵母菌的呼吸方式，C正确；根据有氧呼吸的反应式：C6H12O6＋6O2＋6H2O2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量，当无氧呼吸产生酒精的量是6 mol时，无氧呼吸产生CO2的量为6 mol，无氧呼吸消耗的葡萄糖的量是3 mol，细胞呼吸中CO2总产生量为15 mol，说明有氧呼吸产生CO2的量为9 mol，根据有氧呼吸方程式可知，有氧呼吸消耗葡萄糖为1.5 mol，可推测有1.5÷(1.5＋3)＝1/3的葡萄糖用于有氧呼吸，D错误。 [规律方法]　掌握判断细胞呼吸方式的两大依据 考向三　细胞呼吸在物质转化中的作用 4．(2026·江苏南京模拟)下图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述不正确的是(　　) 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储存于ATP或以热能形式散失 解析：A　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，A错误；题图分析可知代谢中间物(例：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；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；物质氧化时释放的能量一部分储存于ATP中，一部分以热能的形式散失，D正确。 一、基础落实 1．判断有关表述的正误 (1)ATP脱去两个磷酸基团后，可作为RNA分子的合成原料。(必修1 P86相关信息)(√) (2)ATP含有3个特殊的化学键，但是只有一个特殊的化学键会发生断裂。(必修1 P86正文)(×) 提示：ATP含有2个特殊的化学键。 (3)植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP，而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。(必修1 P87图5－5)(√) (4)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。(必修1 P87图5－5)(×) 提示：无氧条件下，细胞进行无氧呼吸产生ATP。 (5)有氧呼吸时，生成物H2O中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解。(必修1 P93图5－9)(×) 提示：有氧呼吸生成物水中的氢不仅来自线粒体中丙酮酸的分解，还来自细胞质基质中葡萄糖的分解。 (6)人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在肝脏中再次转化为葡萄糖。(必修1 P94相关信息)(√) 2．(教材拓展)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也可以供能的原因是含有两个特殊的化学键，远离鸟苷的特殊的化学键容易水解断裂，释放能量。 3．(必修1 P87正文)人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP，释放能量，供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，其原因是ATP与ADP时刻不停地发生相互转化。 4．(必修1 P92图5－8)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，其在结构上与功能相适应的特点是①线粒体具有内、外两层膜，内膜向内折叠形成嵴，扩大了内膜的表面积；②线粒体的内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶。 5．(必修1 P94正文)细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。例如，在细胞呼吸过程中产生的中间产物，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质；非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同，这些物质可以进一步形成葡萄糖。蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 6．(必修1 P93思考·讨论、P94相关信息)在细胞内，1 mol葡萄糖彻底氧化分解能释放出2870 kJ的能量，可使977.28 kJ左右的能量储存在ATP中；而1 mol葡萄糖在分解成乳酸以后，只释放出196.65 kJ的能量，其中只有61.08 kJ的能量储存在ATP中。据此分析，在进行无氧呼吸的过程中，葡萄糖中的能量的主要去向是储存在乳酸中；葡萄糖氧化分解释放出的能量的主要去向是以热能的形式散失。 二、高考演练 1．(2025·甘肃卷，3)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 解析：C　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，所以需要氧气参与，A、B错误；葡萄糖不能直接进入线粒体进行氧化分解，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；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，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。 2．(2025·河南卷，4)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 解析：B　酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质中，该阶段不消耗O2，O2消耗发生在有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，该阶段生成的ATP最多，A、C错误；酶的活性受温度影响，低温会抑制酶Ⅰ的活性，降低有氧呼吸第二阶段的反应速率，进而影响CO2和NADH的生成速率，B正确；由题意知，酶Ⅰ活性与甜菜根重呈正相关，在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会抑制酶Ⅰ的活性，从而影响有氧呼吸，不利于甜菜块根的生长，甜菜产量也会降低，D错误。 3．(2025·江苏卷，2)关于人体细胞和酵母细胞呼吸作用的比较分析，下列叙述正确的是(　　) A．细胞内葡萄糖分解成丙酮酸的场所不同 B．有氧呼吸第二阶段都有O2和H2O参与 C．呼吸作用都能产生[H]和ATP D．无氧呼吸的产物都有CO2 解析：C　在人体细胞和酵母细胞中，无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，葡萄糖分解成丙酮酸(细胞呼吸第一阶段)的场所都是细胞质基质，A错误。人体细胞和酵母细胞有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水彻底分解为CO2和[H]，不需要O2直接参与；O2参与有氧呼吸第三阶段，与[H]结合生成H2O，B错误。无论是人还是酵母菌，是有氧呼吸还是无氧呼吸，细胞呼吸第一阶段都会产生[H]和少量ATP，C正确。人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，没有CO2；酵母细胞无氧呼吸的产物是酒精和CO2，D错误。 4．(2025·安徽卷，16节选)科学家早期在探索有氧呼吸第二阶段代谢路径时发现，在添加丙二酸的组织悬浮液中加入分子A、B或C时，E增多并累积(图a)；当加入F、G或H时，E也同样累积(图b)。根据此结果，针对有氧呼吸第二阶段代谢路径提出假设：__________________。 说明：字母A～H表示一系列分子。 答案：物质H能转化为A，形成循环的通路(合理即可) 学科网（北京）股份有限公司 $