第3单元 第9讲 ATP、细胞呼吸的方式和过程 课后达标素养提升(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·生物（鲁湘黑吉辽蒙版 不定项)

**基本信息** 聚焦细胞呼吸与能量代谢，以概念辨析为基础、过程分析为核心、实验探究为延伸，构建"基础-机制-应用"三阶逻辑体系。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |ATP与能量代谢|3题（1/3/12）|正误判断为主|从ATP结构功能切入，关联NADH作用及酶促反应，体现物质与能量观| |呼吸过程与类型|4题（2/4/6/7）|过程分析与曲线解读|以糖酵解为起点，对比有氧/无氧呼吸路径，渗透进化与适应观| |影响因素与实验|4题（8/9/11/13）|实验分析与图表题|通过抑制剂/突变体/传感器实验，培养科学思维与探究实践能力| |综合应用|3题（5/10/14/15）|跨模块综合题|结合代谢枢纽与实际问题（如解酒机制），强化态度责任与系统思维|

一、选择题 1．(2026·河北保定十校高三月考)下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是(　　) A．由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 B．分子中与磷酸基团相连接的化学键称为特殊的化学键 C．在水解酶的作用下不断地合成和水解 D．是细胞中吸能反应和放能反应的纽带 解析：选D。1分子的ATP由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成，A错误；ATP分子中，磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键不稳定，称为特殊的化学键，而磷酸基团与核糖相连接的化学键不是特殊的化学键，B错误；ATP在水解酶的作用下水解，在合成酶的作用下ADP和磷酸吸收能量合成ATP，C错误；吸能反应一般与ATP的水解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系，故吸能反应和放能反应之间的纽带是ATP，D正确。 2．(2026·山东部分学校高三检测)糖酵解过程是从葡萄糖开始分解生成丙酮酸的过程，是所有生物体进行葡萄糖分解代谢必须经过的共同阶段，其被推测是生物进化出光合作用并产生氧气之前产生能量的主要方式，是古老的呼吸代谢途径。下列有关叙述错误的是(　　) A．糖酵解发生在细胞质基质中 B．糖酵解的过程不需要消耗氧气 C．糖酵解产生的丙酮酸可能转化为乳酸 D．糖酵解释放的能量主要用于合成ATP 解析：选D。糖酵解是葡萄糖分解为丙酮酸的过程，发生在细胞质基质中，A正确；糖酵解属于呼吸作用的第一阶段，无论有氧还是无氧条件均可进行，不需要氧气，B正确；在无氧呼吸中，糖酵解产生的丙酮酸可能转化为乳酸，C正确；糖酵解过程中释放的能量少部分用于合成ATP，大部分以热能形式散失，D错误。 3．(2026·河南周口高三联考)线粒体的F1F0—ATP合成酶催化ATP的合成。F1F0—ATP合成酶在体外很容易催化ATP水解，在细胞内IF1蛋白会抑制其水解ATP，但ATP的合成并不受抑制。下列有关叙述错误的是(　　) A．F1F0—ATP合成酶可催化的底物有ATP和ADP等 B．ATP水解释放的磷酸基团可使蛋白质发生磷酸化 C．IF1蛋白的存在不利于线粒体为物质跨膜运输供能 D．IF1蛋白与F1F0—ATP合成酶结合后可能改变其空间结构 解析：选C。F1F0—ATP合成酶既能催化ADP和Pi合成ATP，也能在体外催化ATP水解，因此底物包括ATP和ADP等，A正确；ATP水解时，末端的磷酸基团可转移至蛋白质，使其磷酸化，从而改变蛋白质活性，B正确；由题干可知，IF1蛋白抑制ATP水解，但ATP的合成不受影响，故推测IF1蛋白的存在可能促进ATP积累，有利于线粒体为物质跨膜运输供能，C错误；IF1蛋白与F1F0—ATP合成酶结合后可能改变其空间结构，D正确。 4．(2026·河北NT20联考高三检测)处于北极的一种金鱼肌细胞在长期进化过程中形成了下图所示的奇异代谢过程，过程Ⅱ在肌肉细胞中进行，过程Ⅰ在其他细胞中进行，①～④表示反应阶段。下列叙述正确的是(　　) A．过程①发生在细胞质基质中，过程②发生在线粒体基质中，物质X是丙酮酸 B．过程②和过程④只能在极度缺氧环境中才会发生 C．过程①②③④均能生成ATP，其中过程①和过程③生成的ATP最多 D．金鱼体内发生由乳酸→物质X→酒精过程，可以缓解肌肉的酸胀乏力 解析：选D。过程①是无氧呼吸的第一阶段，产生的物质X是丙酮酸，过程①和过程②是无氧呼吸的完整过程，发生在细胞质基质中，A错误。过程②是产生乳酸的无氧呼吸第二阶段，过程④是产生酒精的无氧呼吸第二阶段，无氧呼吸在缺氧环境下就可发生，并非只能在极度缺氧环境中才会发生，B错误。过程①③能生成少量ATP；过程②和过程④是无氧呼吸第二阶段，都不能生成ATP，C错误。乳酸会导致肌肉酸胀乏力，金鱼体内发生由乳酸→物质X→酒精过程，将乳酸转化为酒精排出体外，可以缓解肌肉的酸胀乏力，D正确。 5．(2026 ·河南五市模拟)细胞呼吸是糖类、脂肪和蛋白质相互转化的枢纽。人体肝细胞内的部分生化反应如下图所示。图中编号表示过程，字母表示物质。下列叙述正确的是(　　) A．脂肪作为重要的能源物质参与细胞呼吸 B．有氧运动会使A转化为甘油、脂肪酸的量减少 C．④过程中大部分化学能转化成ATP中的化学能 D．饥饿时，副交感神经兴奋直接引起肝细胞中甘油、脂肪酸转化为A 解析：选B。糖类是细胞中的重要能源物质，脂肪是良好的储能物质，A错误；图中A为丙酮酸，可与脂肪酸、甘油相互(直接或间接)转化，有氧运动时丙酮酸会更多地进入线粒体彻底氧化分解供能，转化为甘油、脂肪酸的量会减少，B正确；④过程为有氧呼吸第三阶段，其释放的能量大部分以热能形式散失，少部分转化为ATP中的化学能，C错误；饥饿时，交感神经兴奋，D错误。 6．(2025·八省联考内蒙古演练)某酵母菌以葡萄糖为底物的3种呼吸途径中，部分物质变化如下图所示，下列叙述正确的是(　　) A. 途径二葡萄糖中的能量最终都转移到了乙醇和少量ATP中 B．途径二和途径三的存在，降低了酵母菌对环境的适应力 C．酵母菌仅通过途径三不能获得满足生长必需的能量 D．生物界中，途径一仅发生在具有线粒体的细胞中 解析：选C。途径二中，葡萄糖中能量的去向：储存在乙醇中、转移到ATP中、以热能的形式散失，A错误；途径二和途径三的存在可使酵母菌在无氧环境中及酸性或碱性条件下也能生存，提高了酵母菌对环境的适应力，B错误；由题图可知，途径三为无氧条件，产生了4分子ATP，但也消耗了4分子ATP，因此酵母菌仅通过途径三不能获得满足生长必需的能量，C正确；途径一的有氧呼吸过程也可发生在不含线粒体的生物中，如硝化细菌、蓝细菌等，D错误。 7．(2026·河南九师联盟高三质检)下图为细胞呼吸作用过程，图中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，使电子传递链受阻。下列叙述错误的是(　　) A．糖酵解可产生少量ATP，是无氧呼吸和有氧呼吸共有的过程 B．通过图中代谢过程，葡萄糖中的化学能大部分用于合成ATP C．抑制剂X作用后，细胞的无氧呼吸可能加强 D．抑制剂X作用后，有氧呼吸合成的ATP减少 解析：选B。据题图可知，糖酵解是无氧呼吸和有氧呼吸共有的过程，该过程可产生少量ATP，A正确；通过题图所示的代谢过程，葡萄糖分解释放的能量大部分以热能形式散失，仅少部分用于合成ATP，B错误；由题干信息可知，抑制剂X可特异性作用于细胞色素氧化酶，使电子传递链受阻，导致有氧呼吸合成的ATP减少，此时细胞能量供应不足，无氧呼吸可能增强，以满足细胞的能量需求，C、D正确。 8．(2026·福建漳州测试)临床上常用MTT法评估细胞活性、增殖能力或药物毒性，其原理是脂溶性的MTT分子可以被活细胞内的线粒体脱氢酶还原成蓝紫色结晶，并沉积在细胞中，而死细胞缺乏这种功能。下列叙述正确的是(　　) A．MTT可能影响线粒体脱氢酶的高效性 B．MTT分子可自由通过活细胞的细胞膜 C．药物毒性越大，MTT反应液颜色越深 D．线粒体脱氢酶参与有氧呼吸第三阶段 解析：选B。由题意可知，MTT是线粒体脱氢酶催化的底物，底物不影响酶的高效性，A错误；MTT是脂溶性物质，可自由通过活细胞的细胞膜，B正确；药物毒性越大，细胞活性越低，细胞中的线粒体脱氢酶含量及活性越低，与MTT反应生成的蓝紫色结晶越少，反应液颜色越浅，C错误；有氧呼吸第三阶段消耗[H]，与O2反应生成H2O，线粒体脱氢酶不参与这一过程，D错误。 9．(2026·山东天一大联考高三检测)某实验小组用氧气传感器和乙醇传感器检测密闭酵母菌培养瓶中的氧含量和培养液(成分为葡萄糖)中的乙醇含量变化，结果如下图所示。下列分析正确的是(　　) A.实验整个过程中，氧气均在线粒体基质中被消耗 B．实验的前10 min内，氧气含量抑制无氧呼吸的进行 C．实验20 min后，线粒体分解葡萄糖的速率逐渐降低 D．实验40 min后，氧气含量限制乙醇含量持续增加 解析：选B。酵母菌进行有氧呼吸时，[H]经过一系列反应与氧结合形成水发生在线粒体内膜上，A错误；实验的前10 min内，没有乙醇产生，说明酵母菌只进行有氧呼吸，氧气含量抑制无氧呼吸的进行，B正确；葡萄糖不能进入线粒体，故线粒体无法分解葡萄糖，C错误；实验40 min后，乙醇含量不再增加，可能是培养液中葡萄糖被完全消耗或乙醇含量过高而杀死酵母菌，D错误。 10．(不定项)(2026·山东济南高三开学考)玉米根细胞中存在无氧呼吸生成乳酸和生成酒精两条代谢途径。长期水淹时，细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法错误的是(　　) A．若消耗等量的丙酮酸，有氧呼吸产生的CO2量是丙酮酸产酒精途径的3倍 B．丙酮酸生成乳酸或酒精的过程中都产生了少量的ATP C．等量的葡萄糖在线粒体中分解产生的能量比细胞质基质中多 D．玉米将丙酮酸产乳酸途径转换为产酒精途径，是生物长期进化形成的一种适应 解析：选BC。有氧呼吸第二阶段中，1分子丙酮酸可彻底分解为3分子CO2，无氧呼吸产酒精途径中，1分子丙酮酸仅生成1分子CO2，因此消耗等量的丙酮酸，有氧呼吸产生的CO2量是丙酮酸产酒精途径的3倍，A正确；无氧呼吸只在第一阶段(葡萄糖生成丙酮酸的过程)中释放出少量的能量，生成少量ATP，B错误；葡萄糖不能进入线粒体，需先在细胞质基质中分解为丙酮酸，C错误；长期水淹时，细胞缺氧会启动无氧呼吸，若持续产乳酸会导致细胞酸中毒，转换为产酒精途径，酒精可通过细胞膜扩散出去，延缓酸中毒，利于细胞存活，这种代谢途径的切换是玉米在长期进化中适应水淹环境的结果，D正确。 11．(不定项)(2026·山东高三检测)T蛋白会影响线粒体内膜的完整度以及线粒体内呼吸酶的功能。研究人员获得了T基因缺失的突变体玉米植株，并检测了野生型与突变体胚乳细胞呼吸作用中相关物质的含量，结果如下图所示。下列有关分析正确的是(　　) A.T蛋白功能异常不影响细胞呼吸产生ATP B．T基因缺失会引起胚乳细胞利用的O2减少 C．突变体细胞质基质中更多的[H]用于合成乳酸 D．在野生型中，[H]主要在线粒体基质中和线粒体内膜上被消耗 解析：选BC。细胞呼吸产生ATP的主要过程是有氧呼吸第三阶段，该阶段依赖T蛋白维持线粒体内膜的完整度和呼吸酶功能，故T蛋白功能异常会使有氧呼吸第三阶段产生ATP减少，A错误。T基因缺失会导致线粒体内膜不完整、呼吸酶功能异常，直接阻断有氧呼吸第三阶段，导致胚乳细胞对O2的利用量显著减少，B正确。突变体中T蛋白缺失导致线粒体功能异常，有氧呼吸第三阶段受阻，[H]无法通过有氧途径消耗，此时细胞质基质中的[H]会与丙酮酸结合生成乳酸，C正确。在野生型中，[H]消耗的主要场所是线粒体内膜，D错误。 12．(不定项)NADH称为还原型辅酶Ⅰ，NAD＋称为氧化型辅酶Ⅰ，NADH与NAD＋可以相互转化。研究表明，30岁之后，人体细胞内的NADH含量开始减少(如下图所示)，严重影响线粒体的功能。NADH在高温或酸性条件下易分解，失去生物活性。下列叙述正确的是(　　) A．NADH在线粒体基质中直接驱动ATP合成 B．NAD＋转化为NADH的场所有线粒体基质和细胞质基质 C．50岁之后，人体细胞代谢速率可能大幅下降 D.可通过口服的方式补充NADH，改善线粒体功能 解析：选BC。NADH参与有氧呼吸第三阶段，在线粒体内膜上与氧气结合生成水，同时释放大量能量，其中部分能量用于驱动ATP的合成，A错误；NAD＋转化为NADH发生在无氧呼吸第一阶段和有氧呼吸的第一、第二阶段，场所为细胞质基质和线粒体基质，B正确；NADH含量下降会导致细胞代谢速率下降，由题图可知，50岁之后，人体细胞代谢速率可能大幅下降，C正确；人的胃中有胃酸，NADH在酸性条件下易分解，所以NADH不宜通过口服的方式补充，D错误。 13．(不定项)(2026·山东百校大联考高三检测)人体的脂肪细胞主要有白色、棕色两类，如下图所示。寒冷条件下，机体释放的去甲肾上腺素(NE)，一方面促进棕色脂肪细胞中脂肪的分解，所得产物脂肪酸能进一步氧化分解供能；另一方面促进UCP1蛋白的表达，UCP1蛋白促使线粒体释放的能量以热能的形式散失，从而减少ATP合成。下列有关叙述正确的是(　　) A．人表现出肥胖往往和白色脂肪细胞的积累有关 B．寒冷时，NE促进脂肪大量转化为葡萄糖，便于氧化供能 C．在UCP1蛋白的作用下，棕色脂肪细胞的产热量显著增加 D．推测UCP1蛋白主要减少有氧呼吸第三阶段ATP的合成 解析：选ACD。白色脂肪细胞内部脂滴大，线粒体少，用于储能，所以人表现出肥胖往往和白色脂肪细胞的积累有关，A正确；寒冷条件下，NE能促进脂肪大量分解，所得产物脂肪酸能进一步氧化分解供能，B错误；UCP1蛋白促使线粒体释放的能量以热能的形式散失，从而减少ATP合成，ATP的大量合成主要发生在有氧呼吸第三阶段，所以可推测UCP1蛋白主要减少有氧呼吸第三阶段ATP的合成，C、D正确。 二、非选择题 14．人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X积累，由此引发多种疾病。动物实验发现，给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液，可发生下图所示的代谢反应，从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。据图回答下列问题： (1)呼吸链受损会导致________(填“有氧”或“无氧”)呼吸异常，代谢物X是___________________________________________________________。 (2)过程⑤中酶B的名称为_________________________________________， 使用它的目的是_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)过程④将代谢物X消耗，对内环境稳态的作用和意义是_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)题图中的呼吸链存在于线粒体中，线粒体是有氧呼吸的主要场所，因此呼吸链受损会导致有氧呼吸异常；分析题图可知，代谢物X是无氧呼吸的产物乳酸。(2)酶B是催化H2O2分解产生H2O和O2的酶，即过氧化氢酶，可催化H2O2分解，避免H2O2对细胞产生毒害。(3)过程④将代谢物乳酸消耗，可避免代谢产物积累，维持内环境的pH相对稳定，是机体进行正常生命活动的条件。 答案：(1)有氧　乳酸　(2)过氧化氢酶　催化H2O2分解，避免H2O2对细胞产生毒害　(3)避免代谢产物积累，维持内环境的pH相对稳定，是机体进行正常生命活动的条件 15．下图所示为与酒精代谢有关的过程，序号表示相关代谢变化。回答下列问题： (1)人饮酒后酒精首先通过______________的方式被消化道上皮细胞吸收，然后再通过血液运输至肝脏发生分解(解酒)。图中过程能在人体内发生的是____________________(填序号)，②过程________(填“能”或“不能”)生成ATP。 (2)已知机体内分解酒精的过程需要乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶这两种关键酶的参与。有人认为市售的口服解酒药的关键成分可能为乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶。你认为该观点____________(填“合理”或“不合理”)，理由是___________________________________________________________________ ______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)为进一步验证该观点是否正确，现以清水、适宜浓度的酒精溶液、解酒药X(有解酒效果的口服液)和蛋白酶为材料进行实验。请完善实验步骤、预期结果： 第一步：向甲、乙、丙三支试管中分别加入等量相同浓度的酒精溶液； 第二步：甲试管加入适量清水，乙试管加入______________________，丙试管加入________________________________________(实验组)，三支试管在37 ℃的环境中保温； 第三步：一段时间后，分别检测三支试管中溶液的酒精浓度(具体检测方法不做要求)。 预期结果及结论：若___________________________________________ ________________________________________________________________________， 则说明解酒药X的关键成分不是乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶；若___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 则说明解酒药X的关键成分有可能是乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶。 答案：(1)自由扩散　①③④⑤⑥　不能 (2)不合理　乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶的化学本质为蛋白质，口服后会被消化道内的蛋白酶水解而失效(或乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶为胞内酶，口服后在胃液的强酸性环境中会变性失活) (3)等量解酒药X　等量经蛋白酶处理后的解酒药X　乙试管与丙试管中酒精浓度基本相等，明显低于甲试管　甲试管与丙试管中酒精浓度基本相等，明显高于乙试管 学科网（北京）股份有限公司 $