細胞呼吸實驗裝置改進

A. 【必修1】探究細胞呼吸方式的裝置為什麼要通氣

我就先拋磚引玉的談談： 例．如下圖所示驗證酵母菌無氧呼吸產物的實驗裝置，錐形瓶A中裝有適量的酵母菌和葡萄糖的混合溶液，錐形瓶B中裝有澄清的石灰水，兩個裝置用玻璃管相連。請將錐形瓶A進行改進，排除錐形瓶中空氣的干擾，保證酵母菌很快就能進行無氧呼吸並產生酒精和二氧化碳，最符合要求的改進裝置是。（ ） 解析：由於錐形瓶A中的空氣中有氧氣，酵母菌開始進行有氧呼吸，過一段時間後錐形瓶中的氧氣消耗完，酵母菌才進行無氧呼吸（酒精發酵），這時連通錐形瓶中的澄清石灰水才能保證檢測的是無氧呼吸所產生的二氧化碳。否則可能是有氧呼吸產生的二氧化碳使澄清的石灰水變渾濁。如果用密度比水小的油（如石蠟油，煤油等）浮於培養液的上面將溶液與空氣隔開，保證排除空氣中氧氣的干擾，若將玻璃管插入液面下就可以排除錐形瓶中培養液的液面上方空氣中的二氧化碳的干擾，但是很難收集到產生的二氧化碳，那麼由於不斷產生二氧化碳使錐形瓶內的氣壓不斷升高，氣壓會使溶液由玻璃管流出或者沖開瓶塞，因此要充分收集反應產生的氣體，可將玻璃管改成倒置的漏斗就可以很好的解決這個問題，因為倒置漏斗增加了氣體收集的面積有利於充分收集氣體。所以四個選項中最佳的改進方案為D，答案為D。當然每個方案都有不完善的地方，還可以進一步去探索去改進和完善！

B. （三）回答下列植物呼吸作用和光合作用的問題．如圖一的實驗裝置用以測定種子萌發時因呼吸作用引起的密閉

（1）X、Y管的液面處於同一水平時兩側的壓強才會相等，這樣可以確保測出的數據能夠真實地反應密閉容器內的氣體體積變化，可以減少誤差．
（2）X管內的KOH溶液可以吸收CO₂，起始狀態容器內含有O₂，可以進行有氧呼吸，消耗O₂釋放CO₂，而釋放的CO₂被KOH溶液吸收，容器內氣體體積減少．
（3）容器內的O₂被消耗盡，種子為獲得能量而進行無氧呼吸，無氧呼吸不消耗O₂釋放CO₂，而釋放的CO₂被KOH溶液吸收，這樣容器內氣體體積不發生變化．
（4）圖三中，氧分壓小於C點時，呼吸商大於1，表示此時既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸；氧分壓大於等於C點時，呼吸商等於1，表示此時只進行有氧呼吸．而實驗開始時，試管中有充足的氧氣，進行的是有氧呼吸．
（5）圖二中可以看出，在前兩小時內，試管中的容積變化是直線下降的，說明此時只進行有氧呼吸，呼吸商為1；但是2小時後，氣體容積變化幅度越來越小，說明此時出現無氧呼吸，並且逐漸增強，呼吸商的值也會越來越大．
（6）設計實驗時需要遵循對照原則，只有這一組不足以說明容器內氣體體積變化是由萌發的種子引起，還可能由環境因素如溫度變化引起，為使實驗更准確，應該設計對照實驗；設計對照實驗時，需要考慮實驗變數，本實驗的變數應該是萌發種子的有無，因此對照實驗只需將萌發的種子改為等量煮沸的種子即可．
（7）帶葉片的幼苗，在光下能夠進行光合作用，干擾實驗結果，因此需要對幼苗進行遮光處理，使其只進行呼吸作用，不進行光合作用．
（8）如果要利用該裝置進行光合作用實驗，由於光合作用需要提供CO₂，因此應將KOH換成NaHCO₃溶液．NaHCO₃溶液不穩定，既能吸收二氧化碳，又能釋放二氧化碳．黑暗條件下測得的氣體減少是有氧呼吸消耗的氧氣的量，光照充足條件下測得氣體增加是氧氣的凈釋放量．因此光合作用氧氣的總生成量為7.84ml，即為0.35mol，則葡萄糖的生成量為0.058mol，摺合成質量=0.058×180=10.5g．
故答案為：（三）（11分）
（1）使密閉容器中氣體壓強與外界大氣壓相近，確保數值的精確性
（2）種子有氧呼吸消耗O₂，產生CO₂被KOH吸收
（3）此時種子進行無氧呼吸，產生CO₂被KOH吸收
（4）≥c
（5）作圖（1分）
（6）增加對照實驗，把萌發的種子改為等量的已死亡（煮熟）的種子，其他處理方法不變；
（7）遮光使植物只進行呼吸作用，不進行光合作用．
（8）將KOH換成NaHCO₃溶液10.5（2分）

C. 分析下列實驗裝置，回答有關問題：（1）甲、乙兩組實驗探究的問題是______其中甲組起______作用．（2）丙

（1）乙裝置可以用來驗證光合作用需要二氧化碳，甲裝置是對照試驗．光合專作用的原屬料包括水和二氧化碳，其中二氧化碳能被氫氧化鈉吸收．光合作用的探究實驗通常包括暗處理、對照實驗、脫色、漂洗、滴碘、觀察幾個步驟，觀察現象，得出結論：在含有氫氧化鈉溶液玻璃罩中的天竺葵的葉子沒有變色，仍是黃白色，而無氫氧化鈉溶液的天竺葵的葉子變成藍色，說明二氧化碳是光合作用必需的原料．
（2）植物的呼吸作用吸收氧氣，釋放二氧化碳，光合作用吸收二氧化碳，釋放氧氣，所以丙裝置若用來驗證呼吸作用釋放二氧化碳，應選用黑色塑料袋，目的是避免綠色植物進行光合作用對實驗結果的干擾．
（3）丙裝置可以用來驗證植物的光合作用、呼吸作用和蒸騰作用．
若驗證植物的蒸騰作用，此裝置有不妥之處，塑料袋應扎在莖的基部，將該裝置放置在陽光充足的環境中，塑料袋內壁上有水珠產生．表明植物蒸騰作用是通過葉片氣孔散失水分．
故答案為：（1）二氧化碳是光合作用必需的原料；對照．
（2）黑色；光合．
（3）袋口應扎在莖的基部，土壤之上；塑料袋內壁出現水珠．

D. 如圖1是探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗裝置，請分析回答：（1）請根據實驗目的選擇裝置序號，並按照實驗的

（1）有氧呼吸需要的裝置是c→a→b，氫氧化鈉的作用是吸收空氣中的二氧化碳．無氧呼吸的裝置是d→b．
（2）氫氧化鈉的作用是吸收空氣中的二氧化碳，排除對實驗結果的干擾．b瓶中澄清的石灰水還可用溴麝香草酚藍水溶液，溶液將由藍變綠再變黃．
（3）根據圖2可知，①、②和①、③分別表示有氧呼吸和無氧呼吸．
1）①階段是有氧呼吸第一階段，在細胞質基質中進行；②階段是有氧呼吸第二、三階段，在線粒體中進行．
2）組裝後的實驗裝置，d瓶中酵母菌呼吸過程為無氧呼吸，所以其過程中具有①、③階段．檢測酒精可用酸性重鉻酸鉀試劑．
3）若a瓶中有酒精產生，則瓶中的酵母菌先進行有氧呼吸，後進行無氧呼吸，因此瓶中的酵母菌的呼吸過程有①②③階段，其中產生的ATP最多的階段是②階段．
（4）由於葡萄糖有氧呼吸產生二氧化碳和水，其中水中的氧來自氧氣，因此葡萄糖中的氧出現在二氧化碳中．若將酵母菌培養液通入含放射性¹⁸O₂氣體的容器內，¹⁸O₂進入細胞參與有氧呼吸的第三階段，與[H]結合，生成水，所以最先出現的放射性化合物是水．
故答案為：
（1）c→a→b d→b
（2）吸收空氣中的CO₂，排除其對實驗結果的干擾； 溴麝香草酚藍水溶液
（3）細胞質基質 線粒體 ①③、③、①②③、②
（4）二氧化碳 水

E. 如圖為「探究酵母菌細胞呼吸的方式」的實驗裝置圖，請據圖分析（1）錐形瓶A中加入質量分數為10%的NaOH溶

（1）錐形瓶A中的NaOH溶液的作用是吸收空氣中的CO₂，防止干擾實驗結果；錐形瓶C、E中加入版的是澄清石灰水（或溴麝權香草酚藍水溶液），目的也是檢測呼吸產生的二氧化碳．
（2）接入錐形瓶C的導管應該插入到液面下方，如圖：

（3）D瓶封口放置一段時間後，酵母菌會將瓶中的氧氣消耗完．再連通E瓶，就可以確保通入澄清石灰水（或溴麝香草酚藍水溶液）的CO₂是酵母菌的無氧呼吸所產生的．（大意相似即可）