内容正文:
微专题三
细胞呼吸的相关实验探究
1.细胞呼吸类型的测定
实验结果预测和结论:
实验现象 结论
装置一
着色液滴 装置二
着色液滴
不动 不动 只进行产生_____的厌氧呼吸或种子已死亡
不动 右移 只进行产生_____的厌氧呼吸
左移 右移 进行_____________________________
左移 不动 只进行需氧呼吸或同时进行_________________
_______________
乳酸
乙醇
需氧呼吸和产生乙醇的厌氧呼吸
需氧呼吸和产生
乳酸的厌氧呼吸
提醒 为使实验结果精确、减少无关变量的干扰,还应设置对照装置。对照装置与装置二相比,不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”,其余均相同。
2.细胞呼吸速率的测定
(1)实验装置
(2)实验原理:细胞呼吸吸收O2,释放CO2,CO2被NaOH溶液吸收,使容器内气体压强减小,刻度管内的有色液滴左移。单位时间内___________
_________即表示呼吸速率。装置乙为_____。
有色液滴左
移的体积
对照
(3)误差的校正
①如果实验材料是绿色植物,整个装置应_____处理,否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
②如果实验材料是种子,为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应对装置及所测种子进行_____处理。
③为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置_____实验,将所测的生物材料灭活(如将种子_____),其他条件均不变。
遮光
消毒
对照
煮熟
提醒 油脂含氢量高,含氧量低,等质量的油脂与葡萄糖相比,氧化分解时耗氧量高,而产生CO2量少。因此以油脂为底物进行需氧呼吸时,产生的CO2量小于消耗的O2量,有色液滴移动明显。
1.(2024·宁波高三统考)某兴趣小组利用注射器开展“探究酵母菌的呼吸方式”实验,将2 mL、4 mL、6 mL O2分别加到甲、乙、丙组的反应室内,丁组反应小室不加O2,每隔2 min进行检测,实验结果如表。
跟踪训练
时间/min 气体变化量/mL
甲 乙 丙 丁
2 0 0 0 0
4 0.07 0 0 0
6 0.15 0.03 0 0
8 0.22 0.1 0 0.1
10 0.27 0.12 0 0.17
12 0.35 0.2 0.02 0.25
14 0.45 0.28 0.07 0.37
下列叙述错误的是
A.甲组在4 min时,酵母菌的线粒体仍
能产生CO2
B.乙组、丙组气体增量不会超过丁组
C.丁组在8 min时,其反应液能使酸性
重铬酸钾变灰绿色
D.一段时间内,O2供量越大,厌氧呼吸速率越低
√
甲组在4 min时,气体变化量是增
加0.07 mL,此时酵母菌刚刚进行
厌氧呼吸,反应室内还有少量O2,
酵母菌也能进行需氧呼吸,酵母
菌的线粒体仍能产生CO2,A正确;
丁组没有O2,酵母菌只进行厌氧呼
吸,如果葡萄糖供应充足,乙组、丙组由于进行了需氧呼吸酵母菌繁殖速度快,消耗完O2进行厌氧呼吸,由于乙、丙组酵母菌数量多,进行厌氧呼吸的气体增量可能会超过丁组,B错误;
丁组在8 min时,气体增量是0.1 mL,此时细胞中已经开始厌氧呼吸,将葡萄糖分解成酒精和CO2,酒精能和酸性重铬酸钾反应生成灰绿色物质,C正确;
据表格数据可知,一段时间内,甲、乙、丙组O2供量越大,厌氧呼吸速率越低,D正确。
2.(2024·杭州高三联考)利用如图所示实验装置、材料和试剂,进行细胞呼吸的相关实验。
下列叙述正确的是
A.若装置中放入①③,液滴左移,则酵母菌只进行需氧呼吸
B.若装置中放入①④,液滴右移,则酵母菌只进行厌氧呼吸
C.若装置中放入②③,设置5 ℃组和30 ℃组,则5 ℃组液滴左移距离大
D.若装置中放入②④,则该装置可用于判断小白鼠厌氧呼吸的产物为乳酸
√
若装置中放入①③,液滴左移,
说明瓶内酵母菌进行了需氧呼
吸,但可能是既进行需氧呼吸
又进行厌氧呼吸,A错误;
若装置中放入①④,液滴右移,说明瓶内酵母菌产生的二氧化碳量大于氧气的吸收量,可能既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸,B错误;
若装置中放入②③,设置5 ℃组和30 ℃组,小白鼠是恒温动物,在5 ℃时细胞呼吸更强,消耗氧气更多,所以液滴左移距离大,C正确;
若装置中放入②④,小白鼠进行需氧呼吸液滴不移动,而只进行厌氧呼吸液滴也不移动,D错误。
3.某同学用如图所示实验装置测定果蝇幼虫的细胞呼吸速率。实验所用毛细管横截面积为1 mm2,实验开始时,打开软管夹,将装置放入25 ℃水浴中,10 min后关闭软管夹,随后每隔5 min记录一次毛细管中液滴移动的位置,结果如表所示。下列分析正确的是
实验时间(min) 10 15 20 25 30 35
液滴移动距离(mm) 0 32.5 65 100 130 162.5
A.图中X为NaOH溶液,软管夹关闭后液滴将向右移动
B.在20~30 min内O2的平均吸收速率为6.5 mm3/min
C.如将X换成清水,并向试管充入N2即可测定果蝇幼虫厌氧呼吸速率
D.增设的对照实验只需将装置中的X换成清水,并将该装置置于相同的环境中
√
NaOH溶液可吸收果蝇幼虫细胞呼吸释放的
CO2,所以液滴移动情况反映的是O2消耗量
的变化,软管夹关闭后液滴将向左移动,A
错误;
由表中信息可知,在20~30 min内氧气变化差值为130-65=65(mm),体积为65×1=65(mm3),因此该时间段内的O2平均吸收速率为6.5 mm3/
min,B正确;
果蝇幼虫厌氧呼吸产生乳酸,不产生CO2,所以将X换成清水,并向试管充入N2,无论是否进行厌氧呼吸,液滴都不会移动,C错误;
因气压、温度等物理因素也会影响液滴移动,为了避免该误差,则应设置对照实验,应将装置中的果蝇幼虫换成等量的死果蝇幼虫,并将该装置置于相同环境中,重复上述实验,D错误。
4.(2023·台州高三期末)某研究小组利用检测气压变化的密闭装置来探究微生物的呼吸,实验设计如图所示。关闭活栓后,U形管右管液面高度变化反映瓶中的气体体积变化。实验开始时将右管液面高度调至参考点,实验中定时记录右管液面高度相对于参考点的变化(忽略其他原因引起的容积变化)。下列有关说法不正确的是
A.甲组右管液面变化,表示的是
微生物呼吸时O2的消耗量
B.乙组右管液面变化,表示的是
微生物呼吸时CO2的释放量和
O2消耗量之间的差值
C.甲组右管液面升高,乙组右管液面下降,说明微生物进行乳酸发酵
D.甲组右管液面升高,乙组不变,说明微生物未进行酒精发酵
√
甲组实验中NaOH溶液的作用是吸收CO2,需氧呼吸过程消耗O2,产生的CO2被NaOH溶液吸收,甲组右管液面变化,表示的是微生物呼吸时O2的消耗量,A正确;
乙组实验装置中无NaOH溶液吸收CO2,气体的变化是O2减少量与CO2的生成量的综合,因此乙组右管液面变化,表示的是微生物呼吸时CO2的释放量和O2消耗量之间的差值,B正确;
甲组右管液面升高,说明细胞呼吸消耗O2,进行的是需氧呼吸;乙组下降,说明容器中压强增大,因此微生物进行的是需氧呼吸和产生乙醇的厌氧呼吸,C错误;
甲组右管液面升高,说明细胞呼吸消耗O2,进行的是需氧呼吸,乙组不变,说明CO2的释放量等于O2的消耗量,因此微生物只进行需氧呼吸,未进行酒精发酵,D正确。
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