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糖酵解和三羧酸循环、电子传递链和氧化磷酸化
1.有氧呼吸的阶段划分
细胞有氧呼吸的全过程可以分为三个阶段。第一阶段是糖酵解，可以将一分子葡萄糖分解成两分子丙酮酸，并且发生氧化（脱氢）和生成少量ATP；第二阶段是三羧酸循环，可以将丙酮酸彻底分解为二氧化碳和氢（这个氢被传递氢的辅酶携带着），同时生成少量ATP；第三阶段是氧化磷酸化，将氢（氢离子和电子）传递给氧生成水，并且放出大部分的能量，生成大量ATP。
2.三羧酸循环（又称TCA循环或柠檬酸循环，有氧呼吸第二阶段）
三羧酸循环是糖、脂肪和蛋白质在体内代谢联系的枢纽。
3.电子传递链和氧化磷酸化（有氧呼吸第三阶段）
（1）氧化磷酸化发生在原核生物的细胞膜，或者真核生物的线粒体内膜上，该过程涉及电子传递链和ATP合酶的作用。
（2）[H]在酶的催化下释放电子和H＋，电子被镶嵌在线粒体内膜上的一系列特殊蛋白质捕获和传递，最终与O2和H＋结合，生成了H2O。
（3）线粒体内膜上的这些特殊蛋白质则利用电子给予的能量将线粒体基质中的H＋泵入内膜和外膜的间隙，构建了跨膜的H＋浓度梯度。
（4）H＋沿着线粒体内膜上ATP合酶内部的通道流回线粒体基质，推动了ATP的合成（在一定范围内，线粒体内膜两侧的H＋浓度差越大，ATP合成越多）。
（2021·重庆高考21题）人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累，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，可发生如图所示的代谢反应，从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。据图回答以下问题：
（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　　　　　，使用它的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）过程④将代谢物X消耗，对内环境稳态的作用和意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　。
1.真核生物细胞呼吸的全过程包括：糖酵解、柠檬酸循环、电子传递和氧化磷酸化等过程，柠檬酸循环过程中有CO2生成，如图所示。下列相关叙述错误的是（　　）
A.糖酵解发生于细胞的有氧呼吸和无氧呼吸过程中
B.柠檬酸循环存在有氧呼吸过程中，释放CO2时需消耗水
C.有氧和无氧条件下，丙酮酸分解成二碳化合物的场所均为线粒体基质
D.电子传递链存在的场所和利用O2产生大量ATP的场所均为线粒体内膜
2.（2025·山东济宁高三期末）肿瘤细胞大量表达GLUT1、Ldha、Pdk1、Mct4等基因， 使癌细胞在有氧条件下也以无氧呼吸为主，称为瓦氏效应，主要过程如图。相关叙述正确的是（　　）
A.[H]在线粒体基质中与O2结合形成H2O，并产生大量 ATP
B.丙酮酸转化成乳酸和三羧酸循环都会产生[H]
C.GLUT1、Ldha、Mct4基因的大量表达有利于有氧呼吸的进行
D.Pdk1基因的大量表达是癌细胞产生瓦氏效应的主要原因
3.（2025·北京西城区高三检测）在酵母菌线粒体内，呼吸链由一系列按特定顺序排列的结合蛋白质组成。链中每个成员，从前面的成员接受氢或电子，又传递给下一个成员，最后传递给氧。在电子传递的过程中，逐步释放自由能，同时将其中部分能量，通过氧化磷酸化作用储存在ATP分子中，具体过程如图。下列说法错误的是（　　）
A.H＋通过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的运输会导致线粒体基质的pH升高 B.F1是载体蛋白，在线粒体内膜上只起运输作用
C.在硝化细菌中，也有与酵母菌类似的电子传递系统 D.在分解脂肪时，通过该电子传递链消耗的氧将增加
4.正常情况下，线粒体内膜上H＋的氧化与ATP合成相偶联，如图所示。研究发现，FCCP作为解偶联剂作用于线粒体内膜，使外膜内膜之间空腔中的质子不通过ATP合酶，而是通过解偶联蛋白通道直接运回到基质中；抗霉素A是呼吸链抑制剂，能完全阻止线粒体耗氧。下列叙述错误的是（　　）
A.有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给氧气
B.加入抗霉素A，细胞由有氧呼吸转为无氧呼吸，产生酒精和CO2
C.FCCP和抗霉素A均作用于线粒体内膜，但两者作用机理不同
D.加入FCCP后，可使线粒体内膜合成ATP减少，释放热能增加
5.（2025·福建上杭一中高三月考）下图为有氧呼吸部分过程示意图，其中糖酵解、三羧酸循环和在呼吸链上进行的氧化磷酸化是有氧呼吸的三个主要阶段，a～c代表物质，d代表结构，请回答下列问题。
（1）葡萄糖经过糖酵解产生[a] 　　　　　　　　　，该物质进入线粒体后氧化脱羧形成乙酰-CoA。
（2）乙酰-CoA在　　　　　　　　（场所）经过三羧酸循环释放[b]　　　　和NADH。
（3）NADH分解产生[c]　　　　和e－，e－沿呼吸链传递的过程释放能量推动H＋外流，同时传递给最终受体　　　　，产生H2O。据图可知d的功能有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）为验证d的功能，研究人员在线粒体悬浮液中先后加入不同物质测定氧浓度变化，结果如图。
①两次加入ADP后，氧气消耗速率的变化分别是　　　　　、　　　　　。
②已知寡霉素能抑制细胞呼吸中d的活性；DNP能结合并携带H＋进入线粒体但不合成ATP而使能量以热能的形式散失。图中物质B是　　　　（填“寡霉素”或“DNP”）。
③DNP曾被尝试作为减肥药，请分析使用DNP减肥可能会对人体产生的危害有　　　　　　　　　　 　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
拓展微课2　糖酵解和三羧酸循环、电子传递链和氧化磷酸化
【典例】 （1）有氧　乳酸（或C3H6O3）　（2）过氧化氢酶　催化过氧化氢的分解，避免过氧化氢对细胞的毒害　（3）避免代谢产物的积累，维持细胞内的pH；是机体进行正常生命活动的条件
解析：（1）有氧呼吸主要在线粒体内，而无氧呼吸在细胞质基质。人线粒体呼吸链受损，会导致有氧呼吸异常。丙酮酸能够分解转化成代谢物X，场所在细胞质基质中，可以得出X是无氧呼吸的产物乳酸。（2）酶B可以使过氧化氢分解为水和氧气，所以为过氧化氢酶，过氧化氢酶的作用是催化过氧化氢的分解，避免过氧化氢对细胞的毒害作用。（3）代谢物X为乳酸，过程④可以将其分解，避免了乳酸的大量积累，维持细胞内的pH稳定；是机体进行正常生命活动的必要条件。
针对训练用活
1.C　据题图可知，糖酵解是细胞呼吸的第一阶段，存在于有氧呼吸和无氧呼吸过程中，A正确；柠檬酸循环发生在有氧呼吸过程中，CO2是有氧呼吸第二阶段的产物，产生过程中需要水的参与，B正确；在有氧呼吸过程中，丙酮酸分解成二碳化合物的场所是线粒体基质，在无氧呼吸过程中丙酮酸分解成二碳化合物的场所是细胞质基质，C错误。
2.D　有氧呼吸第三阶段为[H]与O2结合形成H2O，并产生大量ATP，该过程发生在线粒体内膜上，A错误；三羧酸循环会产生[H]，但丙酮酸转化成乳酸不会产生[H]，B错误；GLUT1位于细胞膜上，运载葡萄糖进入组织细胞，Ldha使丙酮酸分解为乳酸，Mct4将组织细胞产生的乳酸运输到细胞外，故GLUT1、Ldha、Mct4基因的大量表达有利于无氧呼吸的进行，C错误；Pdk1会抑制丙酮酸分解进入三羧酸循环的过程，使有氧呼吸无法进行，故Pdk1基因的大量表达是癌细胞产生瓦氏效应的主要原因，D正确。
3.B　H＋通过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的运输会导致线粒体基质的H＋减少从而使pH升高，A正确；F1在线粒体内膜上既可以充当载体蛋白起运输作用，还可以充当酶来催化ATP的合成，B错误；硝化细菌也进行有氧呼吸，故也有与酵母菌类似的电子传递系统，C正确；在分解脂肪时，由于脂肪的氢含量比糖类高，故通过该电子传递链消耗的氧将增加，D正确。
4.B　有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子通过电子传递链最终传递给氧气，生成水，A正确；加入抗霉素A，完全阻止线粒体耗氧，细胞只能进行无氧呼吸，若为动物细胞无氧呼吸，则产生乳酸，不能产生酒精和CO2，B错误；FCCP作为解偶联剂能作用于线粒体内膜，抗霉素A是呼吸链抑制剂，能完全阻止线粒体耗氧，所以FCCP和抗霉素A均作用于线粒体内膜，但两者作用机理不相同，C正确；细胞呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中，由题意可知，FCCP作为解偶联剂使线粒体合成的ATP减少，则加入FCCP后，细胞呼吸产生的能量更多的以热能形式散失，D正确。
5.（1）丙酮酸　（2）线粒体基质　CO2　（3）NAD＋、H＋　O2　 运输H＋、催化ATP合成　（4）①加快　不变　②DNP　③导致细胞供能不足、体温过高等问题
解析：（1）葡萄糖经过糖酵解产生[a]丙酮酸、NADH和能量，其中丙酮酸进入线粒体后氧化脱羧形成乙酰-CoA。（2）根据有氧呼吸第二阶段的反应过程，并结合图可知，乙酰-CoA在线粒体基质经过三羧酸循环释放[b]CO2和NADH，同时产生少量ATP。（3）NADH（还原型）分解产生[c]NAD＋（氧化型）和 e－。由图可知，e－ 沿呼吸链传递的过程释放能量推动H＋外流，同时传递给最终受体O2，产生H2O，并释放大量的能量。据图可知，d（一种膜蛋白）的功能有运输H＋、催化ADP和Pi合成ATP。（4）①图中曲线的斜率表示氧气消耗速率，则由图可知，两次加入ADP后，氧气消耗速率的变化分别是加快、不变。②加入物质B后，氧浓度下降，即氧气被消耗了，说明物质B不是寡霉素（因为寡霉素能抑制细胞呼吸中d的活性，则无法进行有氧呼吸第三阶段消耗氧气）而是DNP（DNP能结合并携带H＋进入线粒体，故加入DNP可消耗氧气）。③因为DNP会导致不合成ATP而使能量以热能的形式散失，所以使用DNP减肥可能会导致细胞供能不足、体温过高等问题。
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拓展微课2　糖酵解和三羧酸循环、电子传递链和氧化磷酸化
高中总复习·生物
1. 有氧呼吸的阶段划分
细胞有氧呼吸的全过程可以分为三个阶段。第一阶段是糖酵解，可以将一
分子葡萄糖分解成两分子丙酮酸，并且发生氧化（脱氢）和生成少量
ATP；第二阶段是三羧酸循环，可以将丙酮酸彻底分解为二氧化碳和氢
（这个氢被传递氢的辅酶携带着），同时生成少量ATP；第三阶段是氧化
磷酸化，将氢（氢离子和电子）传递给氧生成水，并且放出大部分的能
量，生成大量ATP。
2. 三羧酸循环（又称TCA循环或柠檬酸循环，有氧呼吸第二阶段）
三羧酸循环是糖、脂肪和蛋白质在体内代谢联系的枢纽。
3. 电子传递链和氧化磷酸化（有氧呼吸第三阶段）
（1）氧化磷酸化发生在原核生物的细胞膜，或者真核生物的线粒体内膜
上，该过程涉及电子传递链和ATP合酶的作用。
（2）[H]在酶的催化下释放电子和H＋，电子被镶嵌在线粒体内膜上的一
系列特殊蛋白质捕获和传递，最终与O2和H＋结合，生成了H2O。
（3）线粒体内膜上的这些特殊蛋白质则利用电子给予的能量将线粒体基
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。
（4）H＋沿着线粒体内膜上ATP合酶内部的通道流回线粒体基质，推动了
ATP的合成（在一定范围内，线粒体内膜两侧的H＋浓度差越大，ATP合成
越多）。
（2021·重庆高考21题）人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累，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，可发生如图所示的代谢反应，从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。据图回答以下问题：
（1）呼吸链受损会导致 （填“有氧”或“无氧”）呼吸异常，
代谢物X是 。
有氧
乳酸（或C3H6O3）
解析：有氧呼吸主要在线粒体内，而无氧呼吸在细胞质基质。人线粒体呼吸链受损，会导致有氧呼吸异常。丙酮酸能够分解转化成代谢物X，场所在细胞质基质中，可以得出X是无氧呼吸的产物乳酸。
（2）过程⑤中酶B的名称为 ，使用它的原因是
。
解析：酶B可以使过氧化氢分解为水和氧气，所以为过氧化氢酶，过氧化氢酶的作用是催化过氧化氢的分解，避免过氧化氢对细胞的毒害作用。
过氧化氢酶
催化过氧
化氢的分解，避免过氧化氢对细胞的毒害
（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：代谢物X为乳酸，过程④可以将其分解，避免了乳酸的大量积累，维持细胞内的pH稳定；是机体进行正常生命活动的必要条件。
避免代谢产
物的积累，维持细胞内的pH；是机体进行正常生命活动的条件
1. 真核生物细胞呼吸的全过程包括：糖酵解、柠檬酸循环、电子传递和氧
化磷酸化等过程，柠檬酸循环过程中有CO2生成，如图所示。下列相关叙
述错误的是（　　）
A. 糖酵解发生于细胞的有氧呼吸和无氧呼吸过程中
B. 柠檬酸循环存在有氧呼吸过程中，释放CO2时需消耗水
C. 有氧和无氧条件下，丙酮酸分解成二碳化合物的场所均为线粒体基质
D. 电子传递链存在的场所和利用O2产生大量ATP的场所均为线粒体内膜
√
解析：　据题图可知，糖酵解是细胞呼吸的第一阶段，存在于有氧呼吸
和无氧呼吸过程中，A正确；柠檬酸循环发生在有氧呼吸过程中，CO2是有
氧呼吸第二阶段的产物，产生过程中需要水的参与，B正确；在有氧呼吸
过程中，丙酮酸分解成二碳化合物的场所是线粒体基质，在无氧呼吸过程
中丙酮酸分解成二碳化合物的场所是细胞质基质，C错误。
2. （2025·山东济宁高三期末）肿瘤细胞大量表达GLUT1、Ldha、Pdk1、Mct4等基因， 使癌细胞在有氧条件下也以无氧呼吸为主，称为瓦氏效应，主要过程如图。相关叙述正确的是（　　）
A. [H]在线粒体基质中与O2结合形成H2O，并产生大量 ATP
B. 丙酮酸转化成乳酸和三羧酸循环都会产生[H]
C. GLUT1、Ldha、Mct4基因的大量表达有利于有氧呼吸的进行
D. Pdk1基因的大量表达是癌细胞产生瓦氏效应的主要原因
√
解析：　有氧呼吸第三阶段为[H]与O2结合形成H2O，并产生大量ATP，该过程发生在线粒体内膜上，A错误；三羧酸循环会产生[H]，但丙酮酸转化成乳酸不会产生[H]，B错误；GLUT1位于细胞膜上，运载葡萄糖进入组织细胞，Ldha使丙酮酸分解为乳酸，Mct4将组织细胞产生的乳酸运输到细胞外，故GLUT1、Ldha、Mct4基因的大量表达有利于无氧呼吸的进行，C错误；Pdk1会抑制丙酮酸分解进入三羧酸循环的过程，使有氧呼吸无法进行，故Pdk1基因的大量表达是癌细胞产生瓦氏效应的主要原因，D正确。
3. （2025·北京西城区高三检测）在酵母菌线粒体内，呼吸链由一系列按
特定顺序排列的结合蛋白质组成。链中每个成员，从前面的成员接受氢或
电子，又传递给下一个成员，最后传递给氧。在电子传递的过程中，逐步
释放自由能，同时将其中部分能量，通过
氧化磷酸化作用储存在ATP分子中，具体
过程如图。下列说法错误的是（　　）
A. H＋通过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的运输会导致线粒体基质的pH升高
B. F1是载体蛋白，在线粒体内膜上只起运输作用
C. 在硝化细菌中，也有与酵母菌类似的电子传递系统
D. 在分解脂肪时，通过该电子传递链消耗的氧将增加
√
解析：　H＋通过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的运输会导致线粒体基质的H＋减少从而使pH
升高，A正确；F1在线粒体内膜上既可以充当载体蛋白起运输作用，还可
以充当酶来催化ATP的合成，B错误；硝化细菌也进行有氧呼吸，故也有与
酵母菌类似的电子传递系统，C正确；在分解脂肪时，由于脂肪的氢含量
比糖类高，故通过该电子传递链消耗的氧将增加，D正确。
4. 正常情况下，线粒体内膜上H＋的氧
化与ATP合成相偶联，如图所示。研究发现，
FCCP作为解偶联剂作用于线粒体内膜，使外膜内
膜之间空腔中的质子不通过ATP合酶，而是通过
解偶联蛋白通道直接运回到基质中；抗霉素A是
呼吸链抑制剂，能完全阻止线粒体耗氧。下列叙述错误的是（　　）
A. 有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给氧气
B. 加入抗霉素A，细胞由有氧呼吸转为无氧呼吸，产生酒精和CO2
C. FCCP和抗霉素A均作用于线粒体内膜，但两者作用机理不同
D. 加入FCCP后，可使线粒体内膜合成ATP减少，释放热能增加
√
解析：　有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子通过电子传递链最终传递给氧气，生成水，A正确；加入抗霉素A，完全阻止线粒体耗氧，细胞只能进行无氧呼吸，若为动物细胞无氧呼吸，则产生乳酸，不能产生酒精和CO2，B错误；FCCP作为解偶联剂能作用于线粒体内膜，抗霉素A是呼吸链抑制剂，能完全阻止线粒体耗氧，所以FCCP和抗霉素A均作用于线粒体内膜，但两者作用机理不相同，C正确；细胞呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中，由题意可知，FCCP作为解偶联剂使线粒体合成的ATP减少，则加入FCCP后，细胞呼吸产生的能量更多的以热能形式散失，D正确。
5. （2025·福建上杭一中高三月考）如图为有氧呼吸部分过程示意图，其
中糖酵解、三羧酸循环和在呼吸链上进行的氧化磷酸化是有氧呼吸的三个
主要阶段，a～c代表物质，d代表结构，请回答下列问题。
（1）葡萄糖经过糖酵解产生[a] ，该物质进入线粒体后氧化脱
羧形成乙酰-CoA。
解析： 葡萄糖经过糖酵解产生[a]丙酮酸、NADH和能量，其中丙酮酸进入线粒体后氧化脱羧形成乙酰-CoA。
（2）乙酰-CoA在 （场所）经过三羧酸循环释放
[b] 和NADH。
解析： 根据有氧呼吸第二阶段的反应过程，并结合图可知，乙酰-CoA在线粒体基质经过三羧酸循环释放[b]CO2和NADH，同时产生少量ATP。
丙酮酸
线粒体基质
CO2
（3）NADH分解产生[c] 和e－，e－沿呼吸链传递的过程释
放能量推动H＋外流，同时传递给最终受体 ，产生H2O。据图可知d
的功能有 。
解析： NADH（还原型）分解产生[c]NAD＋（氧化型）和 e－。由图
可知，e－ 沿呼吸链传递的过程释放能量推动H＋外流，同时传递给最终受
体O2，产生H2O，并释放大量的能量。据图可知，d（一种膜蛋白）的功能
有运输H＋、催化ADP和Pi合成ATP。
NAD＋、H＋
O2
运输H＋、催化ATP合成
（4）为验证d的功能，研究人员在线粒体悬浮液中先后加
入不同物质测定氧浓度变化，结果如图。
①两次加入ADP后，氧气消耗速率的变化分别
是 、 。
加快
不变
②已知寡霉素能抑制细胞呼吸中d的活性；DNP能结合并携带H＋进入线粒
体但不合成ATP而使能量以热能的形式散失。图中物质B是 （填
“寡霉素”或“DNP”）。
③DNP曾被尝试作为减肥药，请分析使用DNP减肥可能会对人体产生的危
害有 。
DNP
导致细胞供能不足、体温过高等问题
解析： ①图中曲线的斜率表示氧气消耗速率，则由图可知，两次加
入ADP后，氧气消耗速率的变化分别是加快、不变。②加入物质B后，氧
浓度下降，即氧气被消耗了，说明物质B不是寡霉素（因为寡霉素能抑制
细胞呼吸中d的活性，则无法进行有氧呼吸第三阶段消耗氧气）而是DNP
（DNP能结合并携带H＋进入线粒体，故加入DNP可消耗氧气）。③因为
DNP会导致不合成ATP而使能量以热能的形式散失，所以使用DNP减肥可
能会导致细胞供能不足、体温过高等问题。
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