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

**基本信息** 聚焦ATP与细胞呼吸核心知识，以基础辨析与实验探究为载体，构建物质与能量观的递进式训练体系。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础达标|8题|概念辨析（如ATP结构、dATP与核酸关系）、过程分析（有氧/无氧呼吸阶段）|从ATP功能（能量货币）切入，衔接细胞呼吸（有氧三阶段、无氧类型），形成“能量载体-产生过程-影响因素”逻辑链| |能力提升|2选择+2填空|实验探究（如酵母菌呼吸方式验证、H⁺梯度与ATP合成关系）|通过实验设计与结果分析，深化物质与能量观，体现科学思维与探究实践素养|

限时规范训练 (建议用时：30分钟　满分：50分) (选择题1～10题每题3分，共30分) [A组　基础达标练] 1．(2026·河北石家庄模拟)ATP是细胞的能量“货币”。ATP、ADP、AMP三者间可以发生转化，ATP是腺苷三磷酸，而dATP是脱氧腺苷三磷酸。下列叙述错误的是(　　) A．ATP在细胞中的含量很少，ATP与ADP时刻不停地进行相互转化 B．dATP水解产生的dAMP是构成RNA的基本单位之一 C．ATP中的能量可以来源于光能，也可以转化为光能 D．ATP转化为ADP与细胞中的某些吸能反应相联系 解析：B　ATP在细胞中含量少，其作为细胞中的直接能源物质，通过ATP与ADP时刻不停地进行相互转化满足机体对能量的需求，A正确；dATP水解产生dAMP(脱氧腺苷一磷酸)，是DNA的组成成分，为腺嘌呤脱氧核苷酸，B错误；光反应过程中有ATP生成，此时ATP的能量来自光能，ATP是直接能源物质，其中的能量可转化为光能(如萤火虫发光)，C正确；ATP水解为ADP释放能量，与吸能反应(需消耗能量)相联系，而ATP的合成与细胞中的放能反应相联系，D正确。 2．(2026·江苏泰州开学考试)如图是ATP分子结构示意图，①③④表示组成ATP的物质或基团，②表示化学键。下列叙述正确的是(　　) A．①是腺苷，④是构成RNA的基本单位之一 B．两个相邻的③均带正电荷而相互排斥，导致②不稳定 C．ATP在细胞中通常含量极少，代谢旺盛时，含量明显增多 D．②断裂，③可与载体蛋白结合使载体蛋白磷酸化，导致其空间结构发生变化 解析：D　①是腺嘌呤，④是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，而RNA的基本单位是核糖核苷酸，A错误；③为磷酸基团，两个相邻的③均带负电荷而相互排斥，导致特殊化学键②不稳定，B错误；ATP在细胞中通常含量极少，代谢旺盛时，ATP与ADP的转化加快，但ATP的含量不会明显增大，C错误；②断裂，③磷酸基团挟能量可与载体蛋白结合使载体蛋白磷酸化，导致其空间结构发生变化，D正确。 3．(2026·重庆模拟)Arf家族蛋白是分泌、内吞等过程的关键引发因子，Arf家族蛋白在与GDP结合的非活性状态和与GTP结合的活性状态之间循环(GTP和ATP的结构和性质相似，仅是碱基A被G替代)。活性状态的Arf家族蛋白能募集胞质蛋白进入囊泡，然后运输到特定的亚细胞位点。以下叙述不正确的是(　　) A．GDP是由鸟嘌呤、核糖和2个磷酸基团结合而成 B．Arf由非活性状态转化为活性状态，其空间结构会发生改变 C．Arf由非活性状态转化为活性状态是一个吸能反应 D．运输货物蛋白的囊泡可能来自核糖体、内质网或高尔基体 解析：D　GDP由鸟嘌呤、核糖和2个磷酸基团组成，A正确；Arf蛋白从结合GDP的非活性状态转为结合GTP的活性状态时，GTP的结合会引发其空间构象改变(类似G蛋白激活机制)，从而具备功能活性，B正确；Arf激活需结合GTP，此过程需消耗能量(如通过GTP水解供能或与其他放能反应偶联)，属于吸能反应，C正确；核糖体负责蛋白质合成，核糖体没有膜结构，不能产生囊泡。囊泡来源包括内质网(运输至高尔基体)、高尔基体(运输至细胞膜或溶酶体)及细胞膜(胞吞)，D错误。 4．(2026·贵州贵阳模拟)为研究水稻幼苗在有、无O2条件下呼吸生成CO2的速率随时间的变化。某同学做了如下实验：将水稻幼苗置于无氧气的密闭装置中3小时，CO2的生成速率短暂升高后下降；然后通入空气，CO2的生成速率迅速上升直至稳定。下列关于该实验的说法正确的是(　　) A．无氧条件下，细胞内NAD＋积累，CO2的生成速率下降 B．无氧条件下，葡萄糖中的能量最终都转移至酒精和ATP中 C．有氧条件下，丙酮酸和H2O的分解加快，CO2的生成速率上升 D．有氧条件下，线粒体内膜上分布的ATP合酶，可催化O2与[H]结合 解析：C　无氧呼吸中，NAD＋可生成NADH等物质，无氧呼吸第一、二阶段中NAD＋的消耗和生成是动态平衡的，通常不会积累NAD＋；装置中CO2浓度的升高对呼吸有抑制作用，造成CO2的生成速率下降，A错误。无氧呼吸中，葡萄糖的能量大部分存留在酒精中，释放出的能量仅少部分转化为ATP，大部分以热能散失，B错误。有氧条件下，丙酮酸进入线粒体分解为CO2(第二阶段)，且该阶段需H2O参与反应(丙酮酸与水共同分解)，通入O2后，有氧呼吸增强，丙酮酸和H2O的分解加快，CO2生成速率上升，C正确。线粒体内膜上的ATP合酶催化ADP与Pi生成ATP，而O2与[H]结合生成H2O与ATP合酶无关，D错误。 5．(2026·湖北黄冈模拟)分析人剧烈运动时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．呼吸作用产生的CO2数量大于消耗的O2数量 B．有氧呼吸和无氧呼吸每个阶段都为机体提供ATP C．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 D．适度的有氧运动比剧烈运动更有利于体质的全面提升 解析：D　人体无氧呼吸产物为乳酸，不产生CO2，CO2仅来自有氧呼吸。有氧呼吸产生的CO2数量等于消耗的O2数量，A错误；有氧呼吸三个阶段均产生ATP，但无氧呼吸仅第一阶段产生ATP，无氧呼吸第二阶段不产生ATP，B错误；无氧呼吸分解葡萄糖不彻底，大部分能量仍储存在乳酸中，仅少部分释放(其中部分转化为ATP，其余为热能)，C错误；适度有氧运动依赖有氧呼吸高效供能，减少乳酸积累，减轻疲劳并增强心肺功能，利于体质全面提升，D正确。 6．(2026·吉林延边模拟)实验小组将酵母菌破碎并离心后获得线粒体悬液，向悬液中加入14C标记的丙酮酸并通入18O2，有关悬液中的变化情况，下列叙述错误的是(　　) A．丙酮酸的量会减少 B．会释放出14C标记的CO2 C．18O只可能出现在H2O中 D．在线粒体内膜上产生大量ATP 解析：C　丙酮酸在线粒体基质中被分解，生成CO2和[H]，因此丙酮酸的量会减少，A正确；丙酮酸中的14C会进入分解产生的CO2中，因此会释放14C标记的CO2，B正确；加入的18O2参与有氧呼吸第三阶段，生成H218O。但线粒体中的H218O可能参与丙酮酸分解(第二阶段)，导致CO2中也可能含有18O，C错误；线粒体内膜是进行有氧呼吸第三阶段的场所，产生大量ATP，D正确。 7．(2026·山西阳泉模拟)下图为植物细胞呼吸的部分反应过程示意图，图中NADH可储存能量，①②③表示不同反应阶段。下列叙述错误的是(　　) A．①发生在细胞质基质，②③发生在线粒体 B．③中NADH通过一系列的化学反应参与了水的形成 C．无氧条件下，②③不能进行，①能正常进行 D．无氧条件下，①产生的NADH中的部分能量转移到ATP中 解析：D　①为呼吸作用的第一阶段，发生在细胞质基质；②为有氧呼吸第二阶段(丙酮酸分解为二氧化碳并产生NADH)，发生在线粒体基质；③为有氧呼吸第三阶段(NADH与氧气结合生成水)，发生在线粒体内膜；②③发生在线粒体，A正确。有氧呼吸第三阶段(③)中，NADH通过电子传递链将电子传递给氧气，最终与质子结合生成水，即NADH参与了水的形成，B正确。无氧时植物细胞转向无氧呼吸，不进行②③过程，①能正常进行，C正确。无氧呼吸仅第一阶段(①)产生少量ATP，第二阶段不产生ATP。NADH的能量用于还原丙酮酸(如生成酒精)，未转移到ATP中，D错误。 8．(2026·湖南长郡中学模拟)下图所示，细胞有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜进行，需多种酶参与(如细胞色素氧化酶)，电子传递链受阻会影响能量释放。某研究发现，抑制剂X可特异性作用于细胞色素氧化酶。下列叙述正确的是(　　) A．丙酮酸在细胞呼吸过程中作为产物和原料的相关反应都发生于细胞质基质 B．抑制剂X作用后，细胞通过加强无氧呼吸，使ATP生成量保持稳定甚至增加 C．抑制剂X作用时，细胞内NADH可能积累，导致丙酮酸生成速率下降 D．通过图中代谢过程，葡萄糖中的化学能大部分用于合成ATP 解析：C　丙酮酸作为糖酵解(细胞质基质)的产物、有氧呼吸第二阶段(线粒体基质)的原料，相关反应不都发生在细胞质基质，A错误；抑制剂X阻断有氧呼吸第三阶段(该阶段产生大量ATP)，细胞虽可能通过无氧呼吸补充能量，但无氧呼吸仅产生少量ATP，总ATP生成量会显著减少，B错误；抑制剂X抑制细胞色素氧化酶，导致电子传递链受阻，NADH无法正常氧化(与O2结合)而可能积累；NADH积累会反馈抑制糖酵解过程，使丙酮酸生成速率下降，C正确；葡萄糖中的化学能大部分以热能散失，仅少部分合成ATP，D错误。 [B组　能力提升练] 9．(2026·河北石家庄模拟)如图表示人体细胞中谷氨酸的部分代谢途径，其中TCA循环(三羧酸循环)表示有氧代谢途径。下列叙述不正确的是(　　) A．谷氨酸为人体的非必需氨基酸，可作为能源物质 B．谷氨酸转变成谷胱甘肽属于化合反应，需消耗ATP C．TCA循环产生的NADH可与O2结合生成H2O D．α-酮戊二酸经TCA循环在线粒体和细胞质基质中产生CO2 解析：D　谷氨酸属于非必需氨基酸，可以作为能源物质来缓解脂肪分解供能的不足，A正确；谷氨酸转变成谷胱甘肽(三肽)属于化合反应，需消耗ATP，B正确；TCA循环为有氧呼吸的第二阶段，发生于线粒体中，TCA循环产生的NADH可与O2结合生成H2O，C正确；α-酮戊二酸经TCA循环产生CO2的过程发生在线粒体基质中，D错误。 10．(2026·河北石家庄模拟)乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)是植物细胞中无氧呼吸的关键酶，其催化的代谢途径如图1所示。为探究Ca2＋对淹水处理的辣椒幼苗根细胞呼吸作用的影响，研究人员设计丙组为实验组，甲、乙均为对照组，其中甲组是正常生长的幼苗，部分实验结果如图2所示。下列叙述错误的是(　　) A．丙组的处理方式是选择生长状态一致的辣椒幼苗加入Ca2＋进行淹水处理 B．丙酮酸生成乳酸或酒精的过程中，利用NADH的能量合成ATP C．淹水胁迫时，该植物根细胞以乙醇发酵途径为主 D．Ca2＋影响ADH、LDH的活性，减少乙醛和乳酸积累造成的伤害 解析：B　本实验旨在探究Ca2＋对淹水处理的辣椒幼苗根细胞呼吸作用的影响，自变量为Ca2＋的有无以及植物的状况，因为丙组是实验组，要探究Ca2＋的作用，其处理方式应为选择生长状态一致的辣椒幼苗加入Ca2＋进行淹水处理，A正确；丙酮酸生成乳酸或酒精的过程属于无氧呼吸的第二阶段，在细胞呼吸中，无氧呼吸第二阶段并不产生ATP，B错误；由题意可知乙醇脱氢酶ADH、乳酸脱氢酶LDH是植物细胞无氧呼吸的关键酶，观察可知乙醇脱氢酶ADH、乳酸脱氢酶LDH活性均大于0，这表明辣椒幼苗在淹水条件下，根细胞无氧呼吸产物既有乳酸，也有酒精，但乙醇脱氢酶ADH活性(纵坐标值)高于乳酸脱氢酶LDH活性，故淹水胁迫时，该植物根细胞以乙醇发酵途径为主，C正确；与乙组相比，丙组ADH活性较高，会消耗更多乙醛，LDH活性稍低，会产生较少乳酸，所以淹水条件下，适当施用Ca2＋可减少根细胞无氧呼吸产物乳酸和乙醛的积累，从而减轻其对根细胞的伤害，D正确。 11．(10分)(2026·海南海口模拟)下图表示酵母菌细胞内细胞呼吸相关物质代谢过程，请回答以下问题： (1)酵母菌细胞内丙酮酸在________________(填场所)被消耗。在细胞呼吸过程中，产生的CO2能够使BTB(溴麝香草酚蓝溶液)______________________(颜色变化)。 (2)酵母菌在O2充足时几乎不产生酒精，有人认为是因为O2的存在会抑制图中酶1的活性而导致无酒精产生，为验证该假说，实验小组将酵母菌破碎后高速离心，取________________(填“含线粒体的沉淀物”或“上清液”)均分为甲、乙两组，向甲、乙两支试管加入等量的葡萄糖溶液，立即再向甲试管中通入氧气，一段时间后分别向甲、乙两试管中滴加________________进行检测。 (3)按照上述实验过程，观察到________________，说明(2)中假说不成立。 (4)线粒体内O2/CO2的比值比细胞质基质__________(填“高”或“低”)。 解析：(1)从图中可知，丙酮酸可参与无氧呼吸第二阶段，在细胞质基质中，由酶1催化生成酒精和CO2，也可参与有氧呼吸第二阶段(在线粒体基质中，与水反应生成CO2和NADH)，所以酵母菌细胞内丙酮酸在细胞质基质和线粒体基质被消耗。在细胞呼吸过程中，CO2能够使BTB(溴麝香草酚蓝溶液)由蓝变绿再变黄。(2)酶1催化丙酮酸生成酒精和CO2的反应在细胞质基质中进行，所以将酵母菌破碎后高速离心，取上清液(含有细胞质基质中的物质，包括酶1)均分为甲、乙两组。酒精能与酸性重铬酸钾溶液反应，颜色由橙色变为灰绿色，所以向甲、乙两支试管加入等量的葡萄糖溶液，向甲试管中通入氧气，一段时间后分别向甲、乙两试管中滴加等量的酸性重铬酸钾溶液进行检测。(3)如果观察到甲、乙两试管中溶液均变为灰绿色，说明两试管中都产生了酒精，即有氧气存在时酶1的活性没有被抑制，(2)中假说不成立。(4)O2在有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜被消耗，CO2在有氧呼吸第二阶段在线粒体基质产生，O2从细胞质基质进入线粒体，CO2从线粒体进入细胞质基质，所以线粒体内O2/CO2的比值比细胞质基质低。 答案：(1)线粒体基质和细胞质基质　由蓝变绿再变黄　(2)上清液　等量的酸性的重铬酸钾溶液　(3)甲乙试管都显灰绿色　(4)低 12．(10分)(2026·河北邢台模拟)细胞呼吸时，线粒体内膜出现电子传递，形成了跨膜的电势差和H＋梯度差，以驱动ATP合成，如图1所示。回答下列问题： (1)在细胞呼吸的过程中，NADH在复合物Ⅰ的作用下被氧化时，释放的能量主要用于驱动__________运输到膜间隙。细胞色素(Cytc)发挥的作用是__________________。 (2)图示反应发生在细胞呼吸的第______________阶段，驱动ATP合酶合成ATP的直接能量是__________________。 (3)为验证H＋梯度差的产生和NADH的氧化有关，某实验小组做了实验：从细胞中分离得到线粒体，将其悬浮于不含O2的培养液中，溶液外接pH电极后密封试管(如图2所示)，测量溶液H＋浓度的变化(如图3所示)。已知H＋可自由渗透线粒体外膜。 ①实验初始设置“无氧”条件做对照，目的是________________。加入O2前，溶液H＋浓度保持稳定，原因是NADH的氧化受阻，线粒体基质中的______________________________________。 ②加入O2后，溶液H＋浓度持续升高，原因是____________________。随后H＋浓度开始下降，说明发生了__________________________________的过程，此时线粒体内ATP浓度会____________。 解析：(1)在细胞呼吸的过程中，NADH在复合物Ⅰ的作用下被氧化时，释放的能量主要用于驱动H＋运输到膜间隙，形成H＋浓度梯度，为ATP的产生提供能量来源。图中细胞色素(Cytc)发挥的作用是传递电子，进而驱动了水的光解过程。(2)图示反应发生在线粒体内膜上，属于有氧呼吸的第三阶段，图中驱动ATP合酶合成ATP的直接能量是膜两侧H＋梯度势能，进而实现了有氧呼吸第三阶段ATP的大量产生。(3)①实验初始设置“无氧”条件做对照，该操作的目的是排除O2干扰，确保H＋梯度仅由NADH氧化驱动，使实验结果更具说服力。加入O2前，溶液H＋浓度保持稳定，这是因为NADH的氧化受阻，线粒体基质中的H＋不能跨线粒体内膜被运出，进而也不能形成H＋的浓度梯度。②加入O2后，NADH被氧化，线粒体基质中的H＋被泵出，H＋透过线粒体外膜进入溶液，溶液H＋浓度持续升高。随后H＋浓度开始下降，说明发生了H＋顺浓度梯度回流至线粒体基质中，该过程中驱动了ATP的产生，因此线粒体内ATP浓度会升高。 答案：(1)H＋　传递电子　(2)三　膜两侧H＋梯度势能　(3)①排除O2干扰，确保H＋梯度仅由NADH氧化驱动　H＋不能跨线粒体内膜被运出　②NADH被氧化，线粒体基质中的H＋被泵出，H＋透过线粒体外膜进入溶液　H＋顺浓度梯度回流至线粒体基质　升高 学科网（北京）股份有限公司 $