測定細胞呼吸實驗裝置

『壹』 一圖多用與知識遷移|知識遷移

光合作用和呼吸作用的知識是高中生物的重點和難點，也是高考中的熱點。其中測定光合作用速率和呼吸作用速率的裝置圖既有區核爛別又有聯系，蘊含著學科思想和研究方法，如果能弄清裝置圖中所蘊含的生物學含義以及與相關知識的結合點，就能提高學生觀察、獲取、分析篩選、處理信息的能力，學會獲取信息靈活應用知識的方法。學會知識的遷移，做到舉一反三。

1測定細胞呼吸作用速率

1.1實驗測定裝置
呼吸作用的速率是指在單位時間內釋放的二氧化碳或所吸收氧氣的體積或消耗葡萄糖的量。實驗裝置(圖1)：密閉錐形瓶+二氧化碳吸收劑(NaOH溶液)。
1.2實驗控制方法
實驗材料：如果是植物的種子、動物等都只能進行呼吸作用。如果是綠色植物則既可以進行光合作用又能進行呼吸作用，所以應排除光合作用對呼吸作用的干擾――給植株遮光(黑暗處理)。
除去容器中CO2――NaOH溶液(KOH溶液)。
測定密閉錐形瓶中氣體變化量――帶刻度的液滴。由於溶液吸收了瓶中的二氧化碳，細胞進行呼吸作用消耗了瓶中氧氣，所以裝置中的液滴的應向左移動。
例析：請用簡單方法來測量有氧呼吸強度的大小(以單位時間內的耗氧量表示)。
實驗材料：帶塞的玻璃鍾罩、小燒杯，10％NaOH溶液，帶刻度的玻璃導管、錐形瓶、小麥種子。
實驗步驟：
①建立如圖1所示裝置。
②1 h後裝置紅墨水滴移動的方向和刻度。
③計算：小麥種子有氧呼吸強度=耗氧量／時間。
④為了排除外界溫度、氣壓變化對實驗結果的影響，即減少實驗誤差。還應設置對照，即增加一個裝置，將以上裝置中萌發的種子換成煮熟(死亡的種子)，其他不變。
練習：將脊氏罩剛萌發的且用消毒劑清洗過(不影響種子的生命活力)的小麥種子(以澱粉為主)放入下列裝置(圖2)，在溫度不變，壓力為一個大氣壓的情況下進行實驗。



請根據圖示回答下列問題：
(1)請簡要解釋形成該實驗結果的原因________________。
(2)為了防止因萌發種子的生理活動產生的溫度引起錐形瓶內氣體的物理性膨脹或收縮所造成的誤差，必須要有對照，並對實驗結果進行驗證。那麼對照組錐形瓶內應放置___________________。
(3)用等量的蒸餾水替代CO2吸收劑，其他條件不變，重復上圖所示實驗，如果發現有色液滴不移動，則說明種子進行了怎樣的生理活動?
(4)如果將小麥種子換成等質量的油菜種子(主要成分是硬脂酸，C、H比例高於葡萄糖)，其他條件不變，重復上圖所示實驗，預計有色液滴移動的距離___________________(填大於、小於或等於)圖示實驗結果。
(5)一段櫻鬧時間後，有色液滴停止移動，是否意味著種子停止呼吸?說明原因。___________________。
(6)若圖中實驗用小麥種子不經消毒處理，則測得的數據與種子實際呼吸強度相比是偏大了還是偏小?簡述原因。___________________。
答案：(1)萌發的種子有氧呼吸吸收氧氣.放出的二氧化碳被CO2吸收劑吸收.導致錐形瓶內氣體體積減少，壓力降低，有色液滴左移(2)用消毒劑清洗過的死的剛萌發小麥種子和CO2吸收劑(3)萌發的小麥種子以葡萄糖為原料進行有氧呼吸.吸收的氧氣和呼出的CO2的體積相等(4)大於(5)不一定種子可能在進行無氧呼吸(6)偏大種子表面的微生物呼吸作用也會消耗一定量的氧氣

2測定細胞光合作用速率

2.1光合作用裝置
光合速率的大小可用單位時間、單位葉面積所吸收的CO2或釋放的O2表示。實驗裝置密閉透光錐形瓶+二氧化碳緩沖劑(NaHCO3溶液)。
2.2實驗控制方法
實驗材料：綠色植物。
CO2緩沖液(NaHCO3溶液)――維持小室內CO2濃度的相對恆定。
除去葉中原有澱粉――置於黑暗環境(飢餓處理)。
例析：圖3是探究綠色植物光合作用速率的實驗示意圖，裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶內的二氧化碳濃度。該裝置放在20℃環境中。實驗開始時，針筒的讀數是0.2 mL，毛細管內的水滴在位置X。30 min後，針筒的容量需要調至0.6 mL的讀數，才能使水滴仍維持在x的位置。據此實驗回答下列問題。(1)以釋放出的氧氣量來代表光合作用速率，該植物的光合作用速率是________mL／h。
(2)用這一方法測量光合作用速率，比實際的光合速率為低，原因是______________。
(3)如果在原實驗中只增加光照強度，則針筒的容量仍維持在0.6 mL讀數處。在另一相同實驗裝置中，若只將溫度提升至30℃，針筒容量需要調至0.8 mL讀數，才能使水滴維持在x的位置上。比較兩個實驗可以得出什麼結論
。
分析：NaHCO3溶液維持了小室中二氧化碳濃度的相對恆定，液滴的移動是光合作用產生的氧氣與呼吸作用消耗氧氣的差值，所以該裝置測出的時凈光合作用速率。據題意針筒的容量需要調至0.6 mL的讀數，才能使水滴仍維持在x的位置，說明光合作用產生的氧氣與呼吸作用消耗氧氣的差值是0.6 mL)2 mL=0.4 mL，凈光合作用速率=0.4 mL／0.5 h=0.8 mL／h。
參考答案：(1)0.8(2)植物同時進行呼吸作用，消耗了氧氣(3)在這兩個實驗中，光照不是限制光合作用速率的主要因素.而溫度才是限制光合作用速率的主要因素

3判斷生物體呼吸作用的類型

探究種子萌發時進行的呼吸類型。

3.1實驗原理
種子萌發過程如果只進行有氧呼吸，則吸收的氧氣量和放出的二氧化碳量相等；如果只進行無氧呼吸，則不吸收氧氣，能放出二氧化碳；如果既有有氧呼吸又進行無氧呼吸，則吸收的氧氣量小於放出的二氧化碳量
3.2實驗材料和用具
萌發的小麥種子、帶橡皮塞的錐形瓶兩只、小燒杯4個、兩根帶有紅色液滴的刻度玻璃管、NaOH溶液、清水、凡士林。
3.3實驗方法
將實驗材料和用具按圖4配置好實驗裝置。
3.4實驗結果及預測
分析：在有無NaOH溶液(吸收二氧化碳)情況下，觀察紅色液滴是否移動及移動方向，從而確定種子萌發過程進行呼吸作用消耗氧氣和生成二氧化碳情況，最後通過對比即可確定其呼吸作用類型。由於該實驗是探究性實驗，所以實驗結果有_一種情況：如果裝置一中的液滴左移，裝置二的液滴不移動，則說明萌發的種子只進行有氧呼吸；如果裝置一中的液滴 不動，裝置二中的液滴右移，則說明萌發的種子只進行無氧呼吸；如果裝置一中的液滴左移，裝置二中的液滴右移，則說明萌發的種子既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸。
參考答案：
裝置一中的液滴左移，裝置二的液滴不移動.則說明萌發的種子只進行有氧呼吸：
裝置一中的液滴不動，裝置二中的液滴右移.則說明萌發的種子只進行無氧呼吸；
裝置一中的液滴左移.裝置二中的液滴右移，則說明萌發的種子既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸。

4測定呼吸熵

呼吸熵是指呼吸作用所釋放的CO2的體積和吸收的O2的體積的比值。
實驗裝置：根據呼吸熵定義要求，只要知道呼吸作用消耗的氧氣和呼出的二氧化碳量，就可以計算出呼吸熵來。
例析：為了測定種子萌發時的呼吸熵，現准備了2隻玻璃瓶、瓶塞、帶刻度的玻璃管、發芽的種子、10％的NaOH溶液、清水等，並組裝成如圖5所示的實驗裝置。
(1)由於發芽的種子(已消毒)的呼吸作用，1號玻璃瓶內的氣體發生了變化，使得墨滴向左移動，顯然瓶內氣體減少了，減少的氣體量是____________。
(2)如果裝置一的液滴向左移動距離為a，裝置二的液滴向左移動距離為b，則呼吸熵計算式為：________________________。如果裝置一的液滴向左移動距離為a，裝置二的液滴向右移動距離為b，則呼吸商計算式為：____________。
(3)為了糾正環境因素引起的實驗測量誤差，應設置對照裝置。應如何設置對照?
分析：裝置一中NaOH吸收CO2，氣體體積再變化只能是氧氣引起的，所以它測的是種子呼吸作用的耗氧氣量；裝置二中燒杯中是清水，不能大量吸收二氧化碳和氧氣，對瓶中的氣體變化幾乎沒有影響，所以氣體體積的變化就是呼吸作用釋放的二氧化碳和消耗氧氣的差值，從而間接測出二氧化碳生成量。
設置對照裝置是排除環境因素引起的實驗測量誤差，增加裝置三需用死亡的種子代替發芽的種子，其它和裝置二相同(注意：若實驗材料是綠色植物，還需要在黑暗環境以避免光合作用干擾)。
參考答案：(1)呼吸作用消耗氧氣的量(2)(a-b)／a、(a+b)／a(3)用死種子，燒杯中放等量的清水

『貳』 如圖是關於探究酵母菌細胞呼吸方式的兩組實驗裝置，請據圖回答問題：（1）酵母菌應加到______瓶中；澄清

（1）A瓶中應加入質量分數為10%的NaOH溶液，用於吸收空氣中的CO₂；酵母菌應加到B、D瓶中回；澄清的答石灰水應加到C、E瓶中．
（2）由於酵母菌無氧呼吸能產生酒精，所以一段時間後在D中取少量培養液，滴加酸性重鉻酸鉀溶液以檢測酒精的存在，如果有酒精存在，則溶液的顏色變化為橙色變為灰綠色．
（3）甲裝置中發生有氧呼吸，其總反應式為：C₆H₁₂O₆+6O₂2C₂H₅OH+2CO₂+能量

『叄』 兩個生物興趣小組分別對酵母菌細胞呼吸方式進行了如下的探究實驗．（1）第一組的實驗設計裝置如圖1所示．

（1）①由於在乙裝置中連接了空氣泵，所以利用甲乙試管是探究酵母菌進行有氧呼吸方式的．由於空氣中含有少量二氧化碳，所以空氣泵泵入的氣體中應去除二氧化碳，以減少實驗誤差．
②利用丙丁試管探究酵母菌呼吸方式時，用石蠟油密封酵母菌和葡萄糖溶液，同時需要對溶液進行加熱煮沸處理，以去除溶液中的氧氣，從而為實驗提供無氧條件．
③該裝置不能用於探究乳酸菌的呼吸方式，因乳酸菌無氧呼吸產生乳酸，不產生二氧化碳．
（2）①遵循實驗單一變數原則，裝置Ⅲ除用等量清水代替氫氧化鈉溶液外，其他設計與裝置Ⅱ相同．
②因為氫氧化鈉可以吸收產生的二氧化碳，如果Ⅱ向左移動，Ⅲ不動說明消耗的氣體和產生的氣體量相等，應只進行有氧呼吸．如果Ⅱ不動說明沒有消耗氧氣，而Ⅲ右移說明產生了二氧化碳，應是只進行無氧呼吸．如果Ⅱ向左移動，Ⅲ向右移，說明既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸．
③酵母菌消耗的O₂為3mol，則有氧呼吸產生的CO₂為3mol，消耗葡萄糖的量為0.5mol．因此無氧呼吸產生的CO₂為9-3=6mol，消耗葡萄糖的量為3mol．故酵母菌無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的6倍．
故答案為：
（1）①有氧 二氧化碳
②試管上部氧氣進入反應液
③不能
（2）①等量清水
②a左移 b右移 c右移
③6

『肆』 如圖為「探究酵母菌細胞呼吸的方式」的一種實驗裝置圖，請據圖分析．（1）等量的酵母菌和葡萄糖應加到___

（1）由以上分析可知，等量的酵母菌和葡萄糖應加到B和D瓶中；錐形瓶C、E中加版入的是澄清石權灰水，目的是檢測有氧呼吸或無氧呼吸產生的二氧化碳．A瓶中是10%的NaOH溶液，其作用是吸收空氣中的CO₂，以免對實驗結果造成干擾．
（2）乙裝置是用於探究酵母菌無氧呼吸的實驗裝置，要反應一段時間後才將D與E連通，這樣可以消除D瓶中的氧氣，構成無氧環境．
（3）酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸都能產生CO₂．
①若C渾濁而E不渾濁，說明酵母菌只進行有氧呼吸．
②若E渾濁而C不渾濁，說明酵母菌只進行無氧呼吸．
③若C、E都渾濁，說明酵母菌既進行有氧呼吸，也進行無氧呼吸．
故答案為：
（1）BD，澄清石灰水，CO₂；
（2）消除氧氣，構成無氧環境；
（3）①有氧呼吸；②無氧呼吸；③既進行有氧呼吸，也進行無氧呼吸．

『伍』 如圖是探究細胞呼吸作用的兩套實驗裝置，甲裝置瓶內和乙裝置A瓶內都是萌發的種子，乙裝置B瓶內是煮熟的種

（1）圖乙A、B兩個保溫瓶中分別裝有萌發的種子和煮熟的種子，一段時間後，由於A瓶中的回種子在呼吸時，除了產答生二氧化碳外，還釋放大量的熱量，B瓶煮熟的種子溫度變化不大，因此A瓶中溫度明顯高於B瓶，乙裝置A、B屬於對照實驗．
（2）圖甲所示的實驗裝置，萌發的種子呼吸作用旺盛，而呼吸作用吸收氧氣產生二氧化碳，因此往瓶子中注入清水，打開閥門，使瓶內的氣體進入試管．試管內澄清的石灰水變渾濁，說明種子萌發時，分解有機物放出了二氧化碳．
（3）乙裝置中由於A瓶中的種子在呼吸時，除了產生二氧化碳外，還釋放大量的熱量，則乙實驗的結果證明細胞呼吸作用會釋放能量（或種子萌發會產生熱量）
故答案為：
（1）乙；
（2）細胞的呼吸會產生二氧化碳（或種子萌發會產生二氧化碳）
（3）細胞呼吸作用會釋放能量（或種子萌發會產生熱量）

『陸』 高一生物必修一第五第三節探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗哪一裝置是有氧呼吸

應該是左側裝置為酵母菌有氧呼吸，右側裝置為無氧呼吸。因為左側裝置的最左端連接了橡皮球或氣泵，其目的是通入空氣，經過NaOH溶液的時候可以將CO2去掉，防止對實驗結果的干擾，而右側裝置是密閉的酵母菌培養液，只能進行無氧呼吸。

『柒』 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

『捌』 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）

『玖』 高一生物細胞呼吸方式的判斷及實驗探究沒聽懂，求大神解答詳細過程

這個實驗裝置

①有氧呼吸氧氣消耗量等於二氧化碳生成量，所以不會吸收二氧化碳的裝置2，氣壓不變，液滴會不動，裝置1會因NaOH吸收，裝置內氣壓下降【就相當於O2被平白無故消耗掉了】，液滴左移

②乳酸無氧呼吸沒有任何氣體生成（也沒有消耗），裝置1和2均沒現象。

③酒精無氧呼吸能產生二氧化碳，但新生成的二氧化碳能被NaOH吸收，所以裝置1不變，裝置2因氣壓上升而右移

所以將上面3條疊加，即可知道各種情況：

只有有氧呼吸【第一條】，則1左移，2不變

有氧呼吸+乳酸【第一條+第二條】，則同上

有氧呼吸+酒精【第一條+第三條】，1左移，2右移

只有乳酸【第二條】，則1不變，2不變

只有酒精【第三條】，則1不變，2右移