随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。
③O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。
④O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。
（3）丙图：
自由水含量较高时呼吸作用旺盛。
（4）丁图：
CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有抑制作用。
3.澄清细胞呼吸的6个失分点
（1）误认为有氧呼吸的全过程都需要O2：
有氧呼吸的第一、二阶段不需要O2，只有第三阶段需要O2。
（2）误认为有氧呼吸的场所只有线粒体
①原核生物有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜。
②真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。
（3）误认为O2一定抑制无氧呼吸：
也有例外，如哺乳动物成熟的红细胞的无氧呼吸不受O2的影响。
（4）呼吸作用中有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成不一定是有氧呼吸，但对动物和人体而言，有CO2生成一定是有氧呼吸，因为动物及人体无氧呼吸产物为乳酸。
（5）无氧呼吸产物不同是由于催化反应的酶的种类不同。
（6）线粒体是进行有氧呼吸的主要场所。
无线粒体的真核细胞只能进行无氧呼吸，如成熟红细胞，蛔虫等，一些原核生物无线粒体，但仍进行有氧呼吸。
题型一 细胞呼吸过程与类型的比较
1.如图表示的是细胞呼吸的相关过程，下列叙述正确的是（ ）
A.在人体内环境中可以发生①②③过程
B.缺氧条件下马铃薯块茎发生①③过程
C.乳酸菌无线粒体，但具有与②有关的酶
D.①②③④都生产ATP，为生命活动供能
答案 B
解析 由图分析可知①是细胞呼吸第一阶段，在细胞质基质中进行。
②是在线粒体中产生二氧化碳和水，是有氧呼吸的第二阶段和第三阶段。
③是在细胞质基质进行的无氧呼吸。
④也是在细胞质基质中进行的无氧呼吸。
细胞质基质不属于人体内环境，故A错误。
马铃薯属于块根，进行的无氧呼吸应是产生乳酸的无氧呼吸，故B正确。
乳酸菌为异养厌氧型生物，产生的是乳酸，故C错误。
这4个过程中只有①和②能产生ATP，故D错误。
2.将一些苹果储藏在密闭容器中，较长时间后会闻到酒香。
当通入不同浓度的O2时，其O2的消耗速率和CO2的产生速率如下表所示（假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖）。
下列叙述错误的是（ ）
氧浓度（%）
a
b
c
d
e
CO2产生速率（mol·min－1）
1.2
1.0
1.3
1.6
3.0
O2消耗速率（mol·min－1）
0
0.5
0.7
1.2
3.0
A.O2浓度为a时，细胞呼吸只在细胞质基质中进行
B.O2浓度为b时，较适宜于苹果的储藏
C.O2浓度为c时，有氧呼吸产生CO2的速率为0.7mol·min－1
D.O2浓度为d时，消耗的葡萄糖中有1/4用于无氧呼吸
答案 D
解析 由于有氧呼吸消耗的O2与产生的CO2相等，故O2浓度为a时，细胞只进行无氧呼吸，无氧呼吸的场所是细胞质基质，A正确；O2浓度为b时，有氧呼吸与无氧呼吸并存，但总的CO2产生量最少，故适宜苹果的储藏，B正确；O2浓度为c时，由于O2消耗速率为0.7mol·min－1，所以有氧呼吸产生CO2的速率与之相同，C正确；O2浓度为d时，1.2mol·min－1是有氧呼吸产生CO2的速率，消耗葡萄糖为0.2mol·min－1,0.4mol·min－1是无氧呼吸CO2的产生速率，消耗葡萄糖为0.2mol·min－1，故有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等，D错误。
题型二 影响细胞呼吸因素的分析
3.长期浸水会导致树根变黑腐烂。
树根从开始浸水到变黑腐烂的过程中，细胞呼吸速率的变化曲线如图所示。
下列叙述不正确的是（ ）
A.Ⅰ阶段根细胞的有氧呼吸速率下降
B.Ⅱ阶段根细胞的无氧呼吸速率上升
C.Ⅲ阶段曲线下降的主要原因与Ⅰ阶段不同
D.细胞在a点的有氧呼吸强度小于b点
答案 D
解析 Ⅰ阶段开始浸水，溶解氧逐渐减少，所以有氧呼吸速率下降；Ⅱ阶段随着氧浓度的降低，无氧呼吸速率上升，Ⅲ阶段由于细胞长期进行无氧呼吸，供能不足，且无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用，呼吸速率下降；a点既有较弱有氧呼吸也有较弱无氧呼吸，b点进行较强的无氧呼吸，不进行有氧呼吸。
4.如图是生物氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵RQ（RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量，可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标）的关系。
以下叙述正确的是（ ）
A.呼吸熵越大，细胞有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱
B.b点有氧呼吸强度大于a点
C.为延长水果的保存时间，最好将氧分压调至c点
D.c点以后细胞呼吸强度不随氧分压变化而变化
答案 B
解析 呼吸熵越大，耗氧量越少，说明细胞有氧呼吸越弱，无氧呼吸越强，A错误；b点氧分压较a点高，所以b点有氧呼吸强度大于a点，B正确；c点是无氧呼吸消失点，不是有机物消耗最低点，所以c点并不适于水果的保存，C错误；c点以后细胞呼吸放出的二氧化碳和吸收的氧气都增加，有可能有氧呼吸强度还在增加，D错误。
5.为研究淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响，设四组盆栽甜樱桃，其中一组淹入清水，其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率，结果如图。
请回答：
（1）细胞有氧呼吸生成CO2的场所是________________________，分析图中A、B、C三点，可知________点在单位时间内与氧结合的[H]最多。
（2）图中结果显示，淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有________作用，其中________mmol·L－1的KNO3溶液作用效果最好。
（3）根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强，实验过程中能否改用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标？
请分析说明。
______________________________________________________。
答案
（1）线粒体基质 A
（2）减缓 30 （3）不能，因为无氧呼吸可能会产生CO2
解析
（1）细胞有氧呼吸生成CO2的场所是线粒体基质。
从曲线图的纵坐标可以看出，有氧呼吸速率以O2的消耗速率为检测指标，比较图中A、B、C三点可知，O2的消耗速率为A>B>C，因此，在单位时间内与氧结合的[H]最多的是A点。
（2）分析题图可知，淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用；其中30mmol·L－1的KNO3溶液处理的曲线处于其他曲线之上，所以该浓度的KNO3溶液作用效果最好。
（3）根系缺氧会导致根细胞进行无氧呼吸，而根细胞无氧呼吸能产生CO2，所以实验过程中不能改用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标。
题型三 细胞呼吸方式的探究与呼吸速率的测定
6.下列有关“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，错误的是（ ）
A.煮沸葡萄糖溶液是为了灭菌和去除溶液中的O2
B.实验过程中，泵入的空气应去除CO2
C.实验中的无关变量有温度、pH、培养液浓度等
D.通过观察澄清石灰水是否变混浊来判断酵母菌的呼吸方式
答案 D
解析 酵母菌既可以进行有氧呼吸也可以进行无氧呼吸，不管是哪种呼吸方式都会产生二氧化碳，均会使澄清的石灰水变混浊，所以不能通过观察石灰水的变化来判断酵母菌的呼吸方式，故D选项错误，A、B和C选项均是为了排除无关变量对实验结果的干扰。
7.呼吸熵（RQ＝释放二氧化碳体积/消耗的氧气体积）表示生物用于有氧呼吸的能源物质的不同。
测定发芽种子呼吸熵的装置如图。
关闭活塞，在25℃下经20分钟读出刻度管中着色液滴移动距离。
设装置1和装置2的着色液滴分别向左移动xmm和ymm。
下列说法错误的是（ ）
A.若测得x＝180mm，y＝50mm，则该发芽种子的呼吸熵是0.72（保留两位小数）
B.若发芽种子仅进行有氧呼吸，且呼吸熵小于1，则分解的有机物可能为脂肪
C.为使测得的x和y值更精确，还应再设置对照装置
D.若呼吸底物是葡萄糖，且测得x＝300mm，y＝－100mm（向右移动了100mm），则可推断有氧呼吸消耗的葡萄糖与无氧呼吸消耗的葡萄糖的摩尔比值是1∶2
答案 D
解析 若测得x＝180mm，y＝50mm，则细胞呼吸产生的二氧化碳是180－50＝130（mm），呼吸熵是130÷180≈0.72，A正确；由于脂肪中的碳氢比例高，若发芽种子仅进行有氧呼吸，且呼吸熵小于1，则分解的有机物可能为脂肪，B正确；为使测得的x和y值更精确，还应再设置对照装置，排除无关因素对实验结果的影响，C正确；若呼吸底物为葡萄糖，且测得x＝300mm，y＝－100mm，说明消耗氧气300，总共产生二氧化碳400，其中有氧呼吸消耗氧气300，产生二氧化碳300，消耗葡萄糖50，无氧呼吸产二氧化碳400－300＝100，消耗葡萄糖50，因此有氧呼吸消耗葡萄糖与无氧呼吸消耗葡萄糖的摩尔比值是1∶1，D错误。
8.科研人员探究了不同温度（25℃和0.5℃）条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化，结果见图1和图2。
（1）由图可知，与25℃相比，0.5℃条件下果实的CO2生成速率较低，主要原因是__________；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的_____________________浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。
该实验还可以通过检测______________________浓度的变化来计算呼吸速率。
（2）某同学拟验证上述实验结果，设计如下方案：
①称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。
②将甲、乙瓶分别置于25℃和0.5℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。
③记录实验数据并计算CO2生成速率。
为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案（不考虑温度因素）。
a.________________________________________________________________________；
b.________________________________________________________________________。
答案
（1）低温降低了细胞呼吸相关酶的活性 CO2 O2
（2）a.选取的果实成熟度应一致 b.每个温度条件下至少有3个平行重复实验
解析
（1）由图可知，与25℃相比，0.5℃条件下的CO2生成速率较低，主要原因是温度较低，导致酶的活性较低，呼吸速率较慢，所以其主要原因是：
低温降低了细胞呼吸相关酶的活性；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的CO2浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸，该实验还可以通过检测O2浓度变化来计算呼吸速率。
（2）根据单一变量原则，要控制唯一变量而排除其他无关变量的干扰，从而验证唯一变量的作用，所以，选取的果实成熟度应一致；根据可重复性原则，同一处理在实验中出现的次数称为重复。
重复的作用有二：
一是降低实验误差，扩大实验的代表性；二是估计实验误差的大小，判断实验可靠程度，所以，每个温度条件下至少有3个平行重复实验。
技法提炼
1.酵母菌呼吸方式探究题解法
对于判断酵母菌呼吸方式的实验分析题，若遇到装置图，应首先分析装置图中各部分的作用，再结合有氧呼吸和无氧呼吸的反应式进行分析，若呼吸底物是葡萄糖，则有氧呼吸消耗的O2量与释放的CO2量相等，无氧呼吸不消耗O2，但释放CO2。
若遇到实验步骤，则解答的关键是分析变量，自变量是O2的有无，可设置通入无菌O2和密封（如用石蜡油铺满液面）对照；因变量是酵母菌呼吸方式，可通过检测CO2释放量、酒精的有无或热量产生的多少来判断，其中CO2释放量可通过澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液判断，酒精的有无可利用酸性重铬酸钾溶液来判断，产生热量的多少可通过温度计测量；无关变量有温度、pH、培养液量、培养液浓度等。
2.测定组织细胞呼吸速率的装置与原理
（1）装置（如图所示）
（2）指标：
细胞呼吸速率常用单位时间CO2释放量或O2吸收量来表示。
（3）原理：
组织细胞有氧呼吸吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的有色液滴左移。
单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。
（4）误差校正
①如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
②如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。
③为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活（如将种子煮熟），其他条件均不变。
二、“食物源泉”的光合作用
1.（2016·全国Ⅱ，4）关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是（ ）
A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中
B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收
C.通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用
D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的
答案 C
解析 叶绿体中的色素能够溶解在包括乙醇在内的有机溶剂中，A正确；镁作为细胞中的无机盐，可以离子状态由植物的根从土壤中吸收，进而参与叶绿素的合成，B正确；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，可见光不包括红外光和紫外光，C错误；叶绿素的合成需要光，黑暗中生长的植物幼苗，因没有光照而导致叶绿素合成受阻，使类胡萝卜素的颜色显现出来，因而叶片呈黄色，D正确。
2.（2013·新课标全国Ⅱ，2）关于叶绿素的叙述，错误的是（ ）
A.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素
B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用
C.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同
D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
答案 D
解析 叶绿素的中心元素是镁离子，A项正确；色素的作用是吸收、传递、转化光能，进行光合作用，B项正确；叶绿素a比叶绿素b在红光区的吸收峰值高，C项正确；植物主要的吸收峰在蓝紫光区和红光区，绿光吸收最少，反射多，所以叶片呈现绿色，D项错误。
3.（2014·新课标全国Ⅰ，2）正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是（ ）
A.O2的产生停止
B.CO2的固定加快
C.ATP/ADP比值下降
D.NADPH/NADP＋比值下降
答案 B
解析 正常生长的绿藻，照光培养一段时间，说明绿藻可以正常进行光合作用，用黑布遮光后，改变了绿藻光合作用的条件，此时光合作用的光反应停止，光反应的产物O2、ATP和[H]（即NADPH）停止产生，所以A、C、D项所叙述现象会发生；光照停止，暗反应中C3还原受影响，C5减少，CO2的固定减慢，B项所叙述现象不会发生。
4.（2016·全国乙，30）为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。
培养较长一段时间（T）后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度（即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量），光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。
回答下列问题：
（1）据图判断，光照强度低于a时，影响甲组植物光合作用的限制因子是________。
（2）b光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高_________（填“CO2浓度”或“O2浓度”）。
（3）播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。
根据这一结果能够得到的初步结论是___________________________________________________________________。
答案
（1）光照强度
（2）CO2浓度 （3）乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的
解析
（1）甲组在a点条件下，增加光照强度，光合作用强度继续增加，故光合作用的限制因子是光照强度。
（2）甲组在b点条件下，光照强度不再是光合作用的限制因子，要增加光合作用强度，需增加光合作用原料，而O2是光合作用产物，CO2才是光合作用的原料，故应该增加CO2浓度。
（3）个体的表现型受遗传因素与环境因素共同影响。
若乙组的光合作用强度变化受遗传因素影响，则在甲组的光照条件下，乙组的子代光合作用强度随光照强度变化情况应与甲组不同，此与题干矛盾，故可排除遗传因素影响，因此乙组光合作用强度的变化应由环境因素（即低光照）引起，并非遗传物质改变所致。
5.（2016·全国丙，29节选）为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响，某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组，1组在田间生长作为对照组，另4组在人工气候室中生长作为实验组，并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同，于中午12：
30测定各组叶片的光合速率，各组实验处理及结果如表所示：
对照组
实验
组一
实验
组二
实验
组三
实验
组四
实验
处理
温度/℃
36
36
36
31
25
相对湿度/%
17
27
52
52
52
实验
结果
光合速率/
mgCO2·dm－2·h－1
11.1
15.1
22.1
23.7
20.7
回答下列问题：
（1）根据本实验结果，可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是___________，其依据是_______________________________________；
并可推测，________（填“增加”或“降低”）麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。
（2）在实验组中，若适当提高第________组的环境温度能提高小麦的光合速率，其原因是___________________________________________________
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