测定细胞呼吸实验装置

『壹』 一图多用与知识迁移|知识迁移

光合作用和呼吸作用的知识是高中生物的重点和难点，也是高考中的热点。其中测定光合作用速率和呼吸作用速率的装置图既有区核烂别又有联系，蕴含着学科思想和研究方法，如果能弄清装置图中所蕴含的生物学含义以及与相关知识的结合点，就能提高学生观察、获取、分析筛选、处理信息的能力，学会获取信息灵活应用知识的方法。学会知识的迁移，做到举一反三。

1测定细胞呼吸作用速率

1.1实验测定装置
呼吸作用的速率是指在单位时间内释放的二氧化碳或所吸收氧气的体积或消耗葡萄糖的量。实验装置(图1)：密闭锥形瓶+二氧化碳吸收剂(NaOH溶液)。
1.2实验控制方法
实验材料：如果是植物的种子、动物等都只能进行呼吸作用。如果是绿色植物则既可以进行光合作用又能进行呼吸作用，所以应排除光合作用对呼吸作用的干扰――给植株遮光(黑暗处理)。
除去容器中CO2――NaOH溶液(KOH溶液)。
测定密闭锥形瓶中气体变化量――带刻度的液滴。由于溶液吸收了瓶中的二氧化碳，细胞进行呼吸作用消耗了瓶中氧气，所以装置中的液滴的应向左移动。
例析：请用简单方法来测量有氧呼吸强度的大小(以单位时间内的耗氧量表示)。
实验材料：带塞的玻璃钟罩、小烧杯，10％NaOH溶液，带刻度的玻璃导管、锥形瓶、小麦种子。
实验步骤：
①建立如图1所示装置。
②1 h后装置红墨水滴移动的方向和刻度。
③计算：小麦种子有氧呼吸强度=耗氧量／时间。
④为了排除外界温度、气压变化对实验结果的影响，即减少实验误差。还应设置对照，即增加一个装置，将以上装置中萌发的种子换成煮熟(死亡的种子)，其他不变。
练习：将脊氏罩刚萌发的且用消毒剂清洗过(不影响种子的生命活力)的小麦种子(以淀粉为主)放入下列装置(图2)，在温度不变，压力为一个大气压的情况下进行实验。



请根据图示回答下列问题：
(1)请简要解释形成该实验结果的原因________________。
(2)为了防止因萌发种子的生理活动产生的温度引起锥形瓶内气体的物理性膨胀或收缩所造成的误差，必须要有对照，并对实验结果进行验证。那么对照组锥形瓶内应放置___________________。
(3)用等量的蒸馏水替代CO2吸收剂，其他条件不变，重复上图所示实验，如果发现有色液滴不移动，则说明种子进行了怎样的生理活动?
(4)如果将小麦种子换成等质量的油菜种子(主要成分是硬脂酸，C、H比例高于葡萄糖)，其他条件不变，重复上图所示实验，预计有色液滴移动的距离___________________(填大于、小于或等于)图示实验结果。
(5)一段樱闹时间后，有色液滴停止移动，是否意味着种子停止呼吸?说明原因。___________________。
(6)若图中实验用小麦种子不经消毒处理，则测得的数据与种子实际呼吸强度相比是偏大了还是偏小?简述原因。___________________。
答案：(1)萌发的种子有氧呼吸吸收氧气.放出的二氧化碳被CO2吸收剂吸收.导致锥形瓶内气体体积减少，压力降低，有色液滴左移(2)用消毒剂清洗过的死的刚萌发小麦种子和CO2吸收剂(3)萌发的小麦种子以葡萄糖为原料进行有氧呼吸.吸收的氧气和呼出的CO2的体积相等(4)大于(5)不一定种子可能在进行无氧呼吸(6)偏大种子表面的微生物呼吸作用也会消耗一定量的氧气

2测定细胞光合作用速率

2.1光合作用装置
光合速率的大小可用单位时间、单位叶面积所吸收的CO2或释放的O2表示。实验装置密闭透光锥形瓶+二氧化碳缓冲剂(NaHCO3溶液)。
2.2实验控制方法
实验材料：绿色植物。
CO2缓冲液(NaHCO3溶液)――维持小室内CO2浓度的相对恒定。
除去叶中原有淀粉――置于黑暗环境(饥饿处理)。
例析：图3是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度。该装置放在20℃环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2 mL，毛细管内的水滴在位置X。30 min后，针筒的容量需要调至0.6 mL的读数，才能使水滴仍维持在x的位置。据此实验回答下列问题。(1)以释放出的氧气量来代表光合作用速率，该植物的光合作用速率是________mL／h。
(2)用这一方法测量光合作用速率，比实际的光合速率为低，原因是______________。
(3)如果在原实验中只增加光照强度，则针筒的容量仍维持在0.6 mL读数处。在另一相同实验装置中，若只将温度提升至30℃，针筒容量需要调至0.8 mL读数，才能使水滴维持在x的位置上。比较两个实验可以得出什么结论
。
分析：NaHCO3溶液维持了小室中二氧化碳浓度的相对恒定，液滴的移动是光合作用产生的氧气与呼吸作用消耗氧气的差值，所以该装置测出的时净光合作用速率。据题意针筒的容量需要调至0.6 mL的读数，才能使水滴仍维持在x的位置，说明光合作用产生的氧气与呼吸作用消耗氧气的差值是0.6 mL)2 mL=0.4 mL，净光合作用速率=0.4 mL／0.5 h=0.8 mL／h。
参考答案：(1)0.8(2)植物同时进行呼吸作用，消耗了氧气(3)在这两个实验中，光照不是限制光合作用速率的主要因素.而温度才是限制光合作用速率的主要因素

3判断生物体呼吸作用的类型

探究种子萌发时进行的呼吸类型。

3.1实验原理
种子萌发过程如果只进行有氧呼吸，则吸收的氧气量和放出的二氧化碳量相等；如果只进行无氧呼吸，则不吸收氧气，能放出二氧化碳；如果既有有氧呼吸又进行无氧呼吸，则吸收的氧气量小于放出的二氧化碳量
3.2实验材料和用具
萌发的小麦种子、带橡皮塞的锥形瓶两只、小烧杯4个、两根带有红色液滴的刻度玻璃管、NaOH溶液、清水、凡士林。
3.3实验方法
将实验材料和用具按图4配置好实验装置。
3.4实验结果及预测
分析：在有无NaOH溶液(吸收二氧化碳)情况下，观察红色液滴是否移动及移动方向，从而确定种子萌发过程进行呼吸作用消耗氧气和生成二氧化碳情况，最后通过对比即可确定其呼吸作用类型。由于该实验是探究性实验，所以实验结果有_一种情况：如果装置一中的液滴左移，装置二的液滴不移动，则说明萌发的种子只进行有氧呼吸；如果装置一中的液滴 不动，装置二中的液滴右移，则说明萌发的种子只进行无氧呼吸；如果装置一中的液滴左移，装置二中的液滴右移，则说明萌发的种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。
参考答案：
装置一中的液滴左移，装置二的液滴不移动.则说明萌发的种子只进行有氧呼吸：
装置一中的液滴不动，装置二中的液滴右移.则说明萌发的种子只进行无氧呼吸；
装置一中的液滴左移.装置二中的液滴右移，则说明萌发的种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。

4测定呼吸熵

呼吸熵是指呼吸作用所释放的CO2的体积和吸收的O2的体积的比值。
实验装置：根据呼吸熵定义要求，只要知道呼吸作用消耗的氧气和呼出的二氧化碳量，就可以计算出呼吸熵来。
例析：为了测定种子萌发时的呼吸熵，现准备了2只玻璃瓶、瓶塞、带刻度的玻璃管、发芽的种子、10％的NaOH溶液、清水等，并组装成如图5所示的实验装置。
(1)由于发芽的种子(已消毒)的呼吸作用，1号玻璃瓶内的气体发生了变化，使得墨滴向左移动，显然瓶内气体减少了，减少的气体量是____________。
(2)如果装置一的液滴向左移动距离为a，装置二的液滴向左移动距离为b，则呼吸熵计算式为：________________________。如果装置一的液滴向左移动距离为a，装置二的液滴向右移动距离为b，则呼吸商计算式为：____________。
(3)为了纠正环境因素引起的实验测量误差，应设置对照装置。应如何设置对照?
分析：装置一中NaOH吸收CO2，气体体积再变化只能是氧气引起的，所以它测的是种子呼吸作用的耗氧气量；装置二中烧杯中是清水，不能大量吸收二氧化碳和氧气，对瓶中的气体变化几乎没有影响，所以气体体积的变化就是呼吸作用释放的二氧化碳和消耗氧气的差值，从而间接测出二氧化碳生成量。
设置对照装置是排除环境因素引起的实验测量误差，增加装置三需用死亡的种子代替发芽的种子，其它和装置二相同(注意：若实验材料是绿色植物，还需要在黑暗环境以避免光合作用干扰)。
参考答案：(1)呼吸作用消耗氧气的量(2)(a-b)／a、(a+b)／a(3)用死种子，烧杯中放等量的清水

『贰』 如图是关于探究酵母菌细胞呼吸方式的两组实验装置，请据图回答问题：（1）酵母菌应加到______瓶中；澄清

（1）A瓶中应加入质量分数为10%的NaOH溶液，用于吸收空气中的CO₂；酵母菌应加到B、D瓶中回；澄清的答石灰水应加到C、E瓶中．
（2）由于酵母菌无氧呼吸能产生酒精，所以一段时间后在D中取少量培养液，滴加酸性重铬酸钾溶液以检测酒精的存在，如果有酒精存在，则溶液的颜色变化为橙色变为灰绿色．
（3）甲装置中发生有氧呼吸，其总反应式为：C₆H₁₂O₆+6O₂2C₂H₅OH+2CO₂+能量

『叁』 两个生物兴趣小组分别对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下的探究实验．（1）第一组的实验设计装置如图1所示．

（1）①由于在乙装置中连接了空气泵，所以利用甲乙试管是探究酵母菌进行有氧呼吸方式的．由于空气中含有少量二氧化碳，所以空气泵泵入的气体中应去除二氧化碳，以减少实验误差．
②利用丙丁试管探究酵母菌呼吸方式时，用石蜡油密封酵母菌和葡萄糖溶液，同时需要对溶液进行加热煮沸处理，以去除溶液中的氧气，从而为实验提供无氧条件．
③该装置不能用于探究乳酸菌的呼吸方式，因乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，不产生二氧化碳．
（2）①遵循实验单一变量原则，装置Ⅲ除用等量清水代替氢氧化钠溶液外，其他设计与装置Ⅱ相同．
②因为氢氧化钠可以吸收产生的二氧化碳，如果Ⅱ向左移动，Ⅲ不动说明消耗的气体和产生的气体量相等，应只进行有氧呼吸．如果Ⅱ不动说明没有消耗氧气，而Ⅲ右移说明产生了二氧化碳，应是只进行无氧呼吸．如果Ⅱ向左移动，Ⅲ向右移，说明既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸．
③酵母菌消耗的O₂为3mol，则有氧呼吸产生的CO₂为3mol，消耗葡萄糖的量为0.5mol．因此无氧呼吸产生的CO₂为9-3=6mol，消耗葡萄糖的量为3mol．故酵母菌无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的6倍．
故答案为：
（1）①有氧 二氧化碳
②试管上部氧气进入反应液
③不能
（2）①等量清水
②a左移 b右移 c右移
③6

『肆』 如图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的一种实验装置图，请据图分析．（1）等量的酵母菌和葡萄糖应加到___

（1）由以上分析可知，等量的酵母菌和葡萄糖应加到B和D瓶中；锥形瓶C、E中加版入的是澄清石权灰水，目的是检测有氧呼吸或无氧呼吸产生的二氧化碳．A瓶中是10%的NaOH溶液，其作用是吸收空气中的CO₂，以免对实验结果造成干扰．
（2）乙装置是用于探究酵母菌无氧呼吸的实验装置，要反应一段时间后才将D与E连通，这样可以消除D瓶中的氧气，构成无氧环境．
（3）酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO₂．
①若C浑浊而E不浑浊，说明酵母菌只进行有氧呼吸．
②若E浑浊而C不浑浊，说明酵母菌只进行无氧呼吸．
③若C、E都浑浊，说明酵母菌既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸．
故答案为：
（1）BD，澄清石灰水，CO₂；
（2）消除氧气，构成无氧环境；
（3）①有氧呼吸；②无氧呼吸；③既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸．

『伍』 如图是探究细胞呼吸作用的两套实验装置，甲装置瓶内和乙装置A瓶内都是萌发的种子，乙装置B瓶内是煮熟的种

（1）图乙A、B两个保温瓶中分别装有萌发的种子和煮熟的种子，一段时间后，由于A瓶中的回种子在呼吸时，除了产答生二氧化碳外，还释放大量的热量，B瓶煮熟的种子温度变化不大，因此A瓶中温度明显高于B瓶，乙装置A、B属于对照实验．
（2）图甲所示的实验装置，萌发的种子呼吸作用旺盛，而呼吸作用吸收氧气产生二氧化碳，因此往瓶子中注入清水，打开阀门，使瓶内的气体进入试管．试管内澄清的石灰水变浑浊，说明种子萌发时，分解有机物放出了二氧化碳．
（3）乙装置中由于A瓶中的种子在呼吸时，除了产生二氧化碳外，还释放大量的热量，则乙实验的结果证明细胞呼吸作用会释放能量（或种子萌发会产生热量）
故答案为：
（1）乙；
（2）细胞的呼吸会产生二氧化碳（或种子萌发会产生二氧化碳）
（3）细胞呼吸作用会释放能量（或种子萌发会产生热量）

『陆』 高一生物必修一第五第三节探究酵母菌细胞呼吸方式的实验哪一装置是有氧呼吸

应该是左侧装置为酵母菌有氧呼吸，右侧装置为无氧呼吸。因为左侧装置的最左端连接了橡皮球或气泵，其目的是通入空气，经过NaOH溶液的时候可以将CO2去掉，防止对实验结果的干扰，而右侧装置是密闭的酵母菌培养液，只能进行无氧呼吸。

『柒』 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

『捌』 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）

『玖』 高一生物细胞呼吸方式的判断及实验探究没听懂，求大神解答详细过程

这个实验装置

①有氧呼吸氧气消耗量等于二氧化碳生成量，所以不会吸收二氧化碳的装置2，气压不变，液滴会不动，装置1会因NaOH吸收，装置内气压下降【就相当于O2被平白无故消耗掉了】，液滴左移

②乳酸无氧呼吸没有任何气体生成（也没有消耗），装置1和2均没现象。

③酒精无氧呼吸能产生二氧化碳，但新生成的二氧化碳能被NaOH吸收，所以装置1不变，装置2因气压上升而右移

所以将上面3条叠加，即可知道各种情况：

只有有氧呼吸【第一条】，则1左移，2不变

有氧呼吸+乳酸【第一条+第二条】，则同上

有氧呼吸+酒精【第一条+第三条】，1左移，2右移

只有乳酸【第二条】，则1不变，2不变

只有酒精【第三条】，则1不变，2右移