2027届高考生物人教版一轮复习导学案：ATP与细胞呼吸方式和过程

该高中生物学高考复习导学案系统覆盖ATP结构功能与细胞呼吸方式过程两大核心考点，以基础梳理-教材边角-自测诊断-考向突破-归纳总结为逻辑链，构建“物质与能量观”知识网络，通过问题驱动引导学生自主整合ATP与ADP转化、有氧无氧呼吸过程等关联知识，体现考点梳理的系统性与层次性。 亮点在于诊断性自测与进阶式能力训练设计，如基础自测6题精准定位易错点，能力进阶分考向结合真题演练，辅以“细胞呼吸类型判断三大依据”等方法指导，培养科学思维。创新情境题链接生活实际，助力学生自主诊断薄弱环节，教师可依托学情数据实施分层指导，有效提升复习实效。

2027届高考生物人教版一轮复习导学案：ATP与细胞呼吸方式和过程 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分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。 考点一　ATP的结构和功能 1.ATP是一种高能磷酸化合物 （1）ATP的组成结构 （2）ATP的供能原理 2.ATP与ADP可以相互转化 3.ATP的利用 （1）ATP为主动运输供能的过程（以Ca2+释放为例） （2）细胞内的吸能反应和放能反应 教材边角 （1）（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。 （2）（必修1 P89“小字部分”）萤火虫尾部发光的原理是萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，在ATP提供能量的前提下，荧光素酶可催化荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并发出荧光。 基础自测 （1）（2025·河北卷，改编）肌肉的收缩、Ca2+载体蛋白的磷酸化等过程需要消耗ATP。（√） （2）（经典高考题）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。（×） （3）（经典高考题）ATP必须在有氧条件下合成。（×） （4）唾液淀粉酶水解淀粉的过程需ATP水解提供能量。（×） （5）线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP。（×） （6）（必修1 P89“正文”）ATP水解释放的能量可用于细胞内的放能反应。（×） 能力进阶 考向1　ATP的结构及其与核酸的关系 1.（2024·全国甲卷，改编）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的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 解析：C　ATP为直接能源物质，～表示特殊的化学键，γ位磷酸基团脱离ATP生成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的组成单位之一——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DNA和rRNA合成提供能量，故β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；光合作用中的光反应可将光能转化为化学能，储存于ATP的β和γ位磷酸基团之间的特殊的化学键中，D正确。 2.（2026·河北石家庄模拟）生物体内的高能磷酸化合物有多种，它们在人体合成代谢中有一定差异，如表所示。下列相关叙述正确的是（　　） 高能磷酸化合物 主要用途 ATP 能量“货币” GTP 蛋白质合成 UTP 糖原合成 CTP 脂肪和磷脂的合成 A.GTP脱去两个磷酸基团是DNA的合成的原料之一 B.UTP除了用于糖原合成，其脱去两个磷酸基团后还可作为转录的原料 C.无光情况下，叶肉细胞内合成ATP的场所是线粒体 D.在糖原、脂肪和磷脂的合成过程中，消耗的能量均不能来自ATP 解析：B　GTP分子脱去两个磷酸基团后，可得到鸟嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位之一，A错误；由表中信息可知，UTP可用于糖原合成，另外其脱去两个磷酸基团后可得到尿嘧啶核糖核苷酸，可作为合成RNA的原料，因而可作为转录的原料，B正确；无光情况下，叶肉细胞不能进行光合作用，此时叶肉细胞内合成ATP的过程只能是细胞呼吸，发生的场所是线粒体和细胞质基质，C错误；ATP作为细胞内流通的能量“货币”，在糖原、脂肪和磷脂的合成过程中，消耗的能量可来自ATP，D错误。 归纳总结 ATP与核苷酸的关系 考向2　ATP的合成和利用 3.（2026·河南漯河模拟）ATP是活细胞内一种特殊的能量载体，在细胞核、线粒体、叶绿体以及细胞质基质中广泛存在，它不断与ADP相互转化形成ATP系统。下列叙述正确的是（　　） A.ATP分子的磷酸基团都带正电荷而相互排斥，导致特殊的化学键不稳定 B.细胞内所有生命活动消耗的能量都由ATP直接提供 C.ATP水解脱离下来的末端磷酸基团与载体蛋白结合，可使其构象改变 D.发生放能反应时，ATP转化成ADP的量多于ADP转化成ATP的量 解析：C　磷酸基团带的是负电荷，A错误；细胞内绝大多数所需能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的，B错误；磷酸基团与载体蛋白结合是载体蛋白磷酸化过程，载体蛋白磷酸化会导致其构象改变，C正确；放能反应发生时伴随着ATP的合成，ADP转化成ATP的量较大，D错误。 4.蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关，分子开关的机理如图所示。形成有活性的蛋白质是一个磷酸化的过程，即“开”的过程；形成无活性的蛋白质是一个去磷酸化的过程，即“关”的过程。下列有关分子开关的说法错误的是（　　） A.细胞呼吸产生的ATP可以用于分子开关中蛋白质的磷酸化过程 B.分子开关可能是通过改变蛋白质的空间结构来实现“开”和“关”的 C.蛋白质去磷酸化过程是一个放能反应的过程，释放的能量有一部分可用于合成ATP D.蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，与ATP的水解相联系 解析：C　通过图示可知，细胞呼吸产生的ATP（被分解后产生磷酸基团）可以用于分子开关中蛋白质的磷酸化过程，形成有活性的蛋白质，A正确；ATP将蛋白质磷酸化，形成ADP和磷酸化的蛋白质，同时蛋白质的空间结构发生改变，当磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落时蛋白质的空间结构会再次发生改变（恢复原状），因此分子开关可能是通过改变蛋白质的空间结构来实现“开”和“关”的，B正确；由题图可知，蛋白质去磷酸化过程释放的能量不能用于合成ATP，只能为ATP的合成提供原材料Pi，C错误；通过图示可知，蛋白质磷酸化过程需要消耗ATP，是一个吸能反应，与ATP的水解相联系，D正确。 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.有氧呼吸的过程 （1）有氧呼吸的过程分析 （2）有氧呼吸的概念、总反应式与能量转化 教材边角 （必修1 P93“相关信息”改编）细胞呼吸产生的[H]指的是还原型辅酶Ⅰ（NADH）。 3.无氧呼吸 （1）无氧呼吸过程分析 第一阶段 葡萄糖丙酮酸＋[H]＋少量能量 第二阶段 产生 酒精 丙酮酸＋[H] 酒精＋CO2 实例：大多数植物、酵母菌 产生 乳酸 丙酮酸＋[H]乳酸 实例：动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌 （2）无氧呼吸的概念、场所、总反应式与能量转化 教材边角 （必修1 P94“正文”）细胞呼吸是生物体代谢的枢纽，原因是细胞呼吸的中间产物可以转化为甘油、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。 基础自测 （1）（2025·江苏卷）人体细胞和酵母细胞呼吸作用都能产生[H]和ATP。（√） （2）（2024·江西卷）水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成。（×） （3）（2023·湖南卷）线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所。（×） （4）（2023·全国乙卷，改编）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。（×） （5）（必修1 P93“图5­9”）有氧呼吸时，生成物H2O中的H只来自线粒体中丙酮酸的分解。（×） （6）（必修1 P94“相关信息”）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。（√） 能力进阶 考向1　细胞呼吸的类型和过程 1.（2025·山东卷）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　有氧呼吸的前两个阶段不需要O2作为原料，第三阶段需要O2作为原料，A错误；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和H2O反应，产生CO2、[H]，释放少量能量，故有氧呼吸第二阶段需要H2O作为原料，B正确；无氧呼吸第一阶段产生NADH，第二阶段消耗NADH，C错误；经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量储存在乳酸或乙醇中，只释放出少量能量，D错误。 2.（2026·河南南阳期末）癌细胞和正常分化细胞在有氧条件下产生的ATP总量没有明显差异，但癌细胞从内环境摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖是正常细胞的若干倍。癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP的现象，称为“瓦堡效应”。肝癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程如图所示。下列叙述正确的是（　　） 注：NADH是一种氢的载体，也可用[H]表示。 A.过程①和③都能产生少量的ATP B.肿瘤细胞无氧呼吸产生的乳酸会使肿瘤微环境pH上升 C.过程③产生的NAD＋对过程①具有抑制作用 D.过程②会消耗①过程产生的NADH 解析：D　过程①是细胞呼吸第一阶段，能产生少量的ATP；而过程③是无氧呼吸第二阶段，该阶段不产生ATP，A错误；肿瘤细胞无氧呼吸产生乳酸，乳酸会使肿瘤微环境pH下降，B错误；过程③产生的NAD＋可参与过程①，对过程①有促进作用，C错误；过程②是有氧呼吸的第二、三阶段，在有氧呼吸第三阶段，会消耗过程①产生的NADH，D正确。 归纳总结 细胞呼吸中[H]和ATP的来源与去路 （1）有氧呼吸过程中[H]、ATP的来源和去路 （2）无氧呼吸过程中[H]、ATP的来源和去路 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2　判断细胞呼吸的类型 3.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，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；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，有氧呼吸消耗的葡萄糖的量为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。 4.（2025·河北邢台模拟）某研究小组用传感器精确测量了某绿色植物非绿色器官的O2吸收量（x）和CO2释放量（y）。下列关于x、y的关系与细胞呼吸方式的推论，正确的是（　　） A.当x＝y>0时，细胞一定存在有氧呼吸，且一定不存在无氧呼吸 B.当y>x>0时，有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸共同存在 C.当x>y>0时，有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸共同存在 D.当x＝0，y>0时，一定不存在有氧呼吸，且无氧呼吸有乳酸产生 解析：B　当x＝y>0时，细胞一定存在有氧呼吸，一定不存在产生酒精的无氧呼吸，但可能存在产生乳酸的无氧呼吸，A错误；当y>x>0时，细胞一定存在有氧呼吸，也一定存在产生酒精的无氧呼吸，且y与x的差值表示无氧呼吸产生CO2的量，B正确；当x>y>0时，可能是有氧呼吸的底物中有脂肪，但不能判断是否存在无氧呼吸，C错误；当x＝0，y>0时，说明一定不存在有氧呼吸，且无氧呼吸有酒精产生，不能判断无氧呼吸是否有乳酸产生，D错误。 规律方法 掌握判断细胞呼吸方式的三大依据 课堂训练 1.（2025·江苏卷）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　葡萄糖分解为丙酮酸是细胞呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中，人体细胞和酵母细胞的场所相同，A错误；有氧呼吸第二阶段丙酮酸与H2O反应生成CO2和[H]，O2参与的是第三阶段（与[H]结合生成H2O），B错误；人体细胞和酵母细胞有氧呼吸各阶段均能产生ATP，第一、第二阶段能产生[H]，第三阶段利用[H]；无氧呼吸第一阶段产生少量[H]和ATP，因此两者呼吸作用均能产生[H]和ATP，C正确；人体细胞无氧呼吸产物为乳酸，不产生CO2；酵母菌无氧呼吸产物为CO2和酒精，D错误。 2.（2025·北京卷）如图是植物细胞局部亚显微结构示意图。在有氧呼吸过程中，细胞不同部位产生ATP的量不同。以下选项正确的是（　　） 选项 部位1 部位2 部位3 部位4 A 大量 少量 少量 无 B 大量 大量 少量 无 C 少量 大量 无 少量 D 少量 无 大量 大量 解析：C　部位1是线粒体基质，进行有氧呼吸第二阶段的反应，产生少量ATP；部位2是线粒体内膜，进行有氧呼吸第三阶段的反应，可以产生大量ATP；部位3是线粒体外膜，没有ATP生成；部位4是细胞质基质，可以进行有氧呼吸第一阶段的反应，产生少量ATP，C正确。 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 解析：C　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。 创新情境 细胞呼吸与物质转化 超重的乙同学为了减肥，在购买饮料时挑选了标有“0脂肪”字样的含蔗糖饮料。但连续饮用一个月后，体重反而增加了，通过翻查资料发现，糖类和脂质的代谢可以通过细胞呼吸过程联系起来，其联系的示意图如下（编号表示过程，字母表示物质）。 角度1　结合教材内容，考查基础知识 （1）图中③过程中未标出的产物有________（答出2种），④过程中大部分化学能转化成________。 （2）蔗糖水解产生的葡萄糖被小肠上皮细胞以________的方式吸收。当摄入葡萄糖等有机物过多时，A________（填名称）会通过转化反应合成脂肪，从而使乙同学体重增加。 角度2　结合生活实际，分析细胞呼吸的应用 （3）适量的有氧运动（主要以有氧呼吸提供运动中所需能量的运动方式）也能减肥，请据图分析，进行有氧运动有助于减肥的科学原理（原因）是____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 答案：（1）NADH、ATP和二氧化碳　热能 （2）主动运输　丙酮酸　（3）有氧运动消耗能量增多，因而可促进丙酮酸进入线粒体氧化分解，进而减少其转化为甘油和脂肪酸的途径，最终导致合成脂肪较少 解析：（1）③过程为有氧呼吸第二阶段，产物是二氧化碳、NADH和ATP，发生的场所是线粒体基质。④过程是有氧呼吸第三阶段，大部分化学能转化成热能，少部分能量储存在ATP中。（2）葡萄糖被吸收进入小肠上皮细胞的方式是主动运输，即与Na＋的协同运输；A表示丙酮酸，根据题图可知，丙酮酸可以转化为甘油和脂肪酸，然后甘油和脂肪酸再合成为脂肪，使体重增加。（3）适量的有氧运动，可以使葡萄糖分解后产生的丙酮酸进入线粒体后，经过③有氧呼吸第二阶段后，进入有氧呼吸的第三阶段，释放出大量的能量，能量大部分以热能的形式散失，减少了丙酮酸转化为甘油和脂肪酸，减少了脂肪的合成，从而体重下降。 2027届高考生物人教版一轮复习导学案 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $