细胞呼吸实验装置改进

A. 【必修1】探究细胞呼吸方式的装置为什么要通气

我就先抛砖引玉的谈谈： 例．如下图所示验证酵母菌无氧呼吸产物的实验装置，锥形瓶A中装有适量的酵母菌和葡萄糖的混合溶液，锥形瓶B中装有澄清的石灰水，两个装置用玻璃管相连。请将锥形瓶A进行改进，排除锥形瓶中空气的干扰，保证酵母菌很快就能进行无氧呼吸并产生酒精和二氧化碳，最符合要求的改进装置是。（ ） 解析：由于锥形瓶A中的空气中有氧气，酵母菌开始进行有氧呼吸，过一段时间后锥形瓶中的氧气消耗完，酵母菌才进行无氧呼吸（酒精发酵），这时连通锥形瓶中的澄清石灰水才能保证检测的是无氧呼吸所产生的二氧化碳。否则可能是有氧呼吸产生的二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊。如果用密度比水小的油（如石蜡油，煤油等）浮于培养液的上面将溶液与空气隔开，保证排除空气中氧气的干扰，若将玻璃管插入液面下就可以排除锥形瓶中培养液的液面上方空气中的二氧化碳的干扰，但是很难收集到产生的二氧化碳，那么由于不断产生二氧化碳使锥形瓶内的气压不断升高，气压会使溶液由玻璃管流出或者冲开瓶塞，因此要充分收集反应产生的气体，可将玻璃管改成倒置的漏斗就可以很好的解决这个问题，因为倒置漏斗增加了气体收集的面积有利于充分收集气体。所以四个选项中最佳的改进方案为D，答案为D。当然每个方案都有不完善的地方，还可以进一步去探索去改进和完善！

B. （三）回答下列植物呼吸作用和光合作用的问题．如图一的实验装置用以测定种子萌发时因呼吸作用引起的密闭

（1）X、Y管的液面处于同一水平时两侧的压强才会相等，这样可以确保测出的数据能够真实地反应密闭容器内的气体体积变化，可以减少误差．
（2）X管内的KOH溶液可以吸收CO₂，起始状态容器内含有O₂，可以进行有氧呼吸，消耗O₂释放CO₂，而释放的CO₂被KOH溶液吸收，容器内气体体积减少．
（3）容器内的O₂被消耗尽，种子为获得能量而进行无氧呼吸，无氧呼吸不消耗O₂释放CO₂，而释放的CO₂被KOH溶液吸收，这样容器内气体体积不发生变化．
（4）图三中，氧分压小于C点时，呼吸商大于1，表示此时既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸；氧分压大于等于C点时，呼吸商等于1，表示此时只进行有氧呼吸．而实验开始时，试管中有充足的氧气，进行的是有氧呼吸．
（5）图二中可以看出，在前两小时内，试管中的容积变化是直线下降的，说明此时只进行有氧呼吸，呼吸商为1；但是2小时后，气体容积变化幅度越来越小，说明此时出现无氧呼吸，并且逐渐增强，呼吸商的值也会越来越大．
（6）设计实验时需要遵循对照原则，只有这一组不足以说明容器内气体体积变化是由萌发的种子引起，还可能由环境因素如温度变化引起，为使实验更准确，应该设计对照实验；设计对照实验时，需要考虑实验变量，本实验的变量应该是萌发种子的有无，因此对照实验只需将萌发的种子改为等量煮沸的种子即可．
（7）带叶片的幼苗，在光下能够进行光合作用，干扰实验结果，因此需要对幼苗进行遮光处理，使其只进行呼吸作用，不进行光合作用．
（8）如果要利用该装置进行光合作用实验，由于光合作用需要提供CO₂，因此应将KOH换成NaHCO₃溶液．NaHCO₃溶液不稳定，既能吸收二氧化碳，又能释放二氧化碳．黑暗条件下测得的气体减少是有氧呼吸消耗的氧气的量，光照充足条件下测得气体增加是氧气的净释放量．因此光合作用氧气的总生成量为7.84ml，即为0.35mol，则葡萄糖的生成量为0.058mol，折合成质量=0.058×180=10.5g．
故答案为：（三）（11分）
（1）使密闭容器中气体压强与外界大气压相近，确保数值的精确性
（2）种子有氧呼吸消耗O₂，产生CO₂被KOH吸收
（3）此时种子进行无氧呼吸，产生CO₂被KOH吸收
（4）≥c
（5）作图（1分）
（6）增加对照实验，把萌发的种子改为等量的已死亡（煮熟）的种子，其他处理方法不变；
（7）遮光使植物只进行呼吸作用，不进行光合作用．
（8）将KOH换成NaHCO₃溶液10.5（2分）

C. 分析下列实验装置，回答有关问题：（1）甲、乙两组实验探究的问题是______其中甲组起______作用．（2）丙

（1）乙装置可以用来验证光合作用需要二氧化碳，甲装置是对照试验．光合专作用的原属料包括水和二氧化碳，其中二氧化碳能被氢氧化钠吸收．光合作用的探究实验通常包括暗处理、对照实验、脱色、漂洗、滴碘、观察几个步骤，观察现象，得出结论：在含有氢氧化钠溶液玻璃罩中的天竺葵的叶子没有变色，仍是黄白色，而无氢氧化钠溶液的天竺葵的叶子变成蓝色，说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气，释放二氧化碳，光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，所以丙装置若用来验证呼吸作用释放二氧化碳，应选用黑色塑料袋，目的是避免绿色植物进行光合作用对实验结果的干扰．
（3）丙装置可以用来验证植物的光合作用、呼吸作用和蒸腾作用．
若验证植物的蒸腾作用，此装置有不妥之处，塑料袋应扎在茎的基部，将该装置放置在阳光充足的环境中，塑料袋内壁上有水珠产生．表明植物蒸腾作用是通过叶片气孔散失水分．
故答案为：（1）二氧化碳是光合作用必需的原料；对照．
（2）黑色；光合．
（3）袋口应扎在茎的基部，土壤之上；塑料袋内壁出现水珠．

D. 如图1是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，请分析回答：（1）请根据实验目的选择装置序号，并按照实验的

（1）有氧呼吸需要的装置是c→a→b，氢氧化钠的作用是吸收空气中的二氧化碳．无氧呼吸的装置是d→b．
（2）氢氧化钠的作用是吸收空气中的二氧化碳，排除对实验结果的干扰．b瓶中澄清的石灰水还可用溴麝香草酚蓝水溶液，溶液将由蓝变绿再变黄．
（3）根据图2可知，①、②和①、③分别表示有氧呼吸和无氧呼吸．
1）①阶段是有氧呼吸第一阶段，在细胞质基质中进行；②阶段是有氧呼吸第二、三阶段，在线粒体中进行．
2）组装后的实验装置，d瓶中酵母菌呼吸过程为无氧呼吸，所以其过程中具有①、③阶段．检测酒精可用酸性重铬酸钾试剂．
3）若a瓶中有酒精产生，则瓶中的酵母菌先进行有氧呼吸，后进行无氧呼吸，因此瓶中的酵母菌的呼吸过程有①②③阶段，其中产生的ATP最多的阶段是②阶段．
（4）由于葡萄糖有氧呼吸产生二氧化碳和水，其中水中的氧来自氧气，因此葡萄糖中的氧出现在二氧化碳中．若将酵母菌培养液通入含放射性¹⁸O₂气体的容器内，¹⁸O₂进入细胞参与有氧呼吸的第三阶段，与[H]结合，生成水，所以最先出现的放射性化合物是水．
故答案为：
（1）c→a→b d→b
（2）吸收空气中的CO₂，排除其对实验结果的干扰； 溴麝香草酚蓝水溶液
（3）细胞质基质 线粒体 ①③、③、①②③、②
（4）二氧化碳 水

E. 如图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置图，请据图分析（1）锥形瓶A中加入质量分数为10%的NaOH溶

（1）锥形瓶A中的NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO₂，防止干扰实验结果；锥形瓶C、E中加入版的是澄清石灰水（或溴麝权香草酚蓝水溶液），目的也是检测呼吸产生的二氧化碳．
（2）接入锥形瓶C的导管应该插入到液面下方，如图：

（3）D瓶封口放置一段时间后，酵母菌会将瓶中的氧气消耗完．再连通E瓶，就可以确保通入澄清石灰水（或溴麝香草酚蓝水溶液）的CO₂是酵母菌的无氧呼吸所产生的．（大意相似即可）