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細胞呼吸（2）細胞呼吸方式的探究實驗 【學習目標】：掌握細胞呼吸方式的探究實驗。 【自主復習指導一】：認真閱讀教材第91-92頁內容，5分鐘后獨立完成下列檢測 1． 實驗原理 (1)選擇酵母菌為實驗材料的原因 酵母菌是一種單細胞真菌，在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于 生物。 (2)產(chǎn)物的檢測 試劑 現(xiàn)象(顏色變化) CO2 澄清的石灰水 酒精 【自主復習指導二】：認真思考植物組織呼吸方式的探究材料。 欲確認某生物的呼吸類型，應設置兩套呼吸裝置，如圖所示(以發(fā)芽種子為例)： 實驗結果預測和結論： 實驗現(xiàn)象 結論 裝置一液滴 裝置二液滴 只進行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸或種子已死亡 只進行產(chǎn)酒精的無氧呼吸 進行有氧呼吸和產(chǎn)酒精的無氧呼吸 只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產(chǎn)乳酸的無氧呼吸 【特別提醒】　為使實驗結果精確除減少無關變量的干擾外，還應設置對照裝置。對照裝置與裝置二相比，不同點是用“煮熟的種子”代替“發(fā)芽種子”，其余均相同。 【當堂訓練】 1． 下列有關“探究酵母菌的呼吸方式”實驗的敘述，錯誤的是 (　　) A．實驗中將葡萄糖溶液煮沸的目的是滅菌和去除溶液中的O2 B．在探究有氧呼吸的實驗過程中，泵入的空氣應去除CO2 C．實驗中需控制的無關變量有溫度、pH、培養(yǎng)液濃度等 D．可通過觀察澄清石灰水是否變混濁來判斷酵母菌的呼吸方式 2． 在下圖3個密閉裝置中，分別放入質量相等的三份種子：消毒且剛萌發(fā)的小麥種子、未消毒剛萌發(fā)的小麥種子及未消毒剛萌發(fā)的花生種子。把三套裝置放在隔熱且適宜條件下培養(yǎng)，下列有關敘述中錯誤的是 (　　) A．當a和b玻璃管中的水珠開始移動時，分別記錄其移動速率va和vb，則va＜vb B．如果b和c中都消耗了等質量的有機物，記錄溫度計讀數(shù)為Tb和Tc，則Tc＞Tb C．如果b和c中都消耗了等質量的有機物，記錄水珠移動距離Lb和Lc，則Lb＜Lc D．如果a和c中都消耗了等質量的有機物，記錄溫度計讀數(shù)為Ta和Tc，則Ta＞Tc 3．某同學用如圖所示實驗裝置測定果蠅幼蟲的呼吸速率。實驗所用毛細管橫截面積為 1 mm2，實驗開始時，打開軟管夾，將裝置放入25 ℃水浴中，10 min后關閉軟管夾，隨后每隔5 min記錄一次毛細管中液滴移動的位置，結果如下表所示。下列分析中，正確的是 (　　) 實驗時間/min 液滴移動距離/mm 10 0 15 32.5 20 65 25 100 30 130 35 162.5 A．圖中X為NaOH溶液，軟管夾關閉后液滴將向左移動 B．在20～30 min內氧氣的平均吸收速率為6.5mm3/min C．如將X換為清水，并向試管充入N2即可測定果蠅幼蟲無氧呼吸速率 D．增設的對照實驗只需將裝置中的X換成清水，并將該裝置置于相同的環(huán)境中 4．某生物實驗小組為探究酵母菌呼吸的有關問題，設計如下實驗裝置。實驗中，先向氣球中加入10 mL含酵母菌的培養(yǎng)液，后向氣球中注入一定量的氧氣，扎緊氣球，置于裝有30 ℃溫水的燒杯中，用重物拴住，再將整個裝置置于30 ℃的恒溫水浴鍋中。試回答： (1)為了消除各種環(huán)境因素的變化帶來的實驗誤差，應設計一組對照實驗，對照實驗裝置與上述裝置相比，不同之處是_________________________ _____________________。 (2)實驗開始后，實驗組一段時間內燒杯中液面沒有發(fā)生變化，最可能的原因是____ _________________________，如果一段時間后液面發(fā)生變化，則變化情況是__________，原因是__________________________________________。 (3)若用上述實驗裝置探究酵母菌無氧呼吸的適宜溫度，應做兩處調整，分別是：①____________________________；②________________________________________。 (4)若在研究過程中發(fā)現(xiàn)酵母菌數(shù)量先增加后下降，下降的原因可能有____________________________________和______________________________________________。 5． 酵母菌是研究細胞呼吸常用的實驗材料。請分析回答： (1)酵母菌有氧呼吸過程中[H]在__________處與氧結合生成水，水中的氫來自于反應物中的__________。適宜溫度下，在錐形瓶中加入含有酵母菌的葡萄糖溶液并密封(如圖1)，圖2曲線中能正確表示實驗結果的是____ ____。 (2)某研究小組利用如圖3所示裝置進行酵母菌細胞呼吸的研究。圖中刻度玻璃管可以用來讀取液面的高度(假設水壓對氣體體積變化的影響忽略不計)。 實驗步驟： a．將10 mL酵母菌培養(yǎng)液和10 mL加熱煮沸后冷卻的酵母菌培養(yǎng)液分別加入甲、乙兩個燒杯中。 b．將甲、乙兩個燒杯分別放入氣密性完好的兩個氣球中，排盡空氣后分別向兩個氣球內注入等量且適量的氧氣，扎緊氣球保持密閉狀態(tài)，再分別放入如圖實驗裝置中。 c．兩組裝置均放入20 ℃的恒溫水浴中。從注水口注入等量的溫水，調節(jié)刻度玻璃管液面至起始刻度。 d．記錄實驗結果。 實驗分析： ①該實驗的自變量是________________________________，因變量是________________。 ②實驗剛開始的短時間內，兩組裝置的刻度玻璃管液面均不發(fā)生變化的原因分別是 _____________________________________________________________ ___________； ____________________________________________________________ ____________。 ③一段時間后，裝有甲燒杯的裝置中刻度玻璃管液面____________，原因是________________________________________________________________________________________。 時間(h) X液面位置(cm) 0 5.0 1 7.0 2 9.0 3 11.0 4 13.0 5 14.5 6 15.5 7 15.8 8 15.8 9 15.8 6．將某植物種子在水中浸透，然后按如圖裝置進行實驗，實驗開始時X液面位置與Y液面位置調至同一水平。下表記錄了實驗過程中每小時的液面變 化情況。請回答下列問題： 　 (1)實驗前浸泡種子的目的是讓種子細胞增加________水， 使代謝增強。 (2)裝置中使用NaOH的目的是_______ ____________________ _______， X液面變化值表示______________________________________。 (3)影響結果準確性的環(huán)境因素有____________________________(至少寫兩個)。為確保實驗結果只是由實驗裝置中種子的生理活動引起的，需設置另一個相同裝置，該裝置除試管內金屬網(wǎng)上需要放________、________的同種種子外，其他條件與上圖裝置相同。 (4)實驗4小時后液面變化減緩乃至不變，原因是______________________________ _______________________________________________________________________________________。 7．呼吸熵(RQ)指單位時間內進行呼吸作用的生物釋放的二氧化碳量與吸收的氧氣量的比值(RQ＝釋放的二氧化碳的體積/消耗的氧氣的體積)。下圖1表示萌發(fā)的小麥種子中發(fā)生的相關生理過程，A～E表示物質，①～④表示過程。圖2為測定消過毒的萌發(fā)的小麥種子的呼吸商的實驗裝置示意圖。請分析回答下列問題： (1)圖1中，催化過程①②的酶存在于細胞的________中，物質E表示________。 (2)圖2所示實驗裝置乙中，KOH溶液中放置筒狀濾紙的目的是_________________。 (3)假設小麥種子只以糖類為呼吸底物，在25℃下經(jīng)10 min觀察墨滴的移動情況。若發(fā)現(xiàn)裝置甲中墨滴不移動，裝置乙中墨滴左移，則10 min內小麥種子中發(fā)生圖1中的________(填序號)過程；若發(fā)現(xiàn)裝置甲中墨滴右移，裝置乙中墨滴不動，則10 min內小麥種子中發(fā)生圖1中的________(填序號)過程。 8．為探究酵母菌的細胞呼吸，將酵母菌破碎并進行差速離心處理，得到細胞質基質和線粒體，與酵母菌分別裝入A～F試管中，加入不同的物質，進行了如下實驗(見下表)。 試管編號 加入的物質 細胞質基質 線粒體 酵母菌 A B C D E F 葡萄糖 － ＋ － ＋ ＋ ＋ 丙酮酸 ＋ － ＋ － － － 氧　氣 ＋ － ＋ － ＋ － 注：“＋”表示加入了適量的相關物質，“－”表示未加入相關物質。 (1)會產(chǎn)生CO2和H2O的試管有____________，會產(chǎn)生酒精的試管有____________，根據(jù)試管____________的實驗結果可判斷出酵母菌進行無氧呼吸的場所(均填試管編號)。 (2)有氧呼吸產(chǎn)生的[H]，經(jīng)過一系列的化學反應，與氧結合形成水。2,4二硝基苯酚(DNP)對該氧化過程沒有影響，但使該過程所釋放的能量都以熱的形式耗散，表明DNP使分布在________的酶無法合成ATP。若將DNP加入試管E中，葡萄糖的氧化分解________(填“能”或“不能”)繼續(xù)進行。 1—3 D D AB 4.(1)將氣球中的含酵母菌的培養(yǎng)液換成等量的不含酵母菌的培養(yǎng)液　(2)酵母菌只進行了有氧呼吸　上升　酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳，氣球膨脹　(3)①氣球中不注入氧氣　②取若干相同裝置，并分別置于不同溫度的恒溫水浴鍋中　(4)營養(yǎng)物質被大量消耗　乙醇含量過高　培養(yǎng)液的pH下降(任意兩個) 5.　(1)線粒體內膜　葡萄糖和水　②③ (2)①酵母菌培養(yǎng)液是否煮沸　刻度玻璃管液面高度?、诩字薪湍妇醒鹾粑牡腛2和產(chǎn)生的CO2相等，氣球體積不變　乙中酵母菌已死亡，不能進行細胞呼吸?、凵仙〖字薪湍妇鸁o氧呼吸產(chǎn)生的CO2使氣球體積增大 6.　(1)自由　(2)吸收種子細胞呼吸產(chǎn)生的CO2　種子有氧呼吸消耗的O2體積　(3)氣溫、氣壓、裝置氣密性(至少答出兩個，其他答案合理也可)　等量　煮熟(或死亡)　(4)氧氣減少，有氧呼吸減弱，而種子進行無氧呼吸釋放的CO2被NaOH溶液吸收，管內氣壓沒有明顯變化 7.(1)細胞質基質　酒精　(2)增大吸收CO2的面積　(3)①③④　①② 8.(1)C、E　B、F　B、D、F　(2)線粒體內膜　能