細(xì)胞呼吸和光合作用的實(shí)驗(yàn)

1、細(xì)胞呼吸和光合作用的實(shí)驗(yàn)一.細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式（1）實(shí)驗(yàn)原理：NaOH溶液可吸收空氣中的 CO2 ；CO2可使澄清的石灰水變 渾濁 ；CO2可使溴麝香草酚蘭水溶液由 藍(lán) 變 綠 再變 黃 ； 橙 色的重鉻酸鉀溶液，在 酸性 條件下與酒精發(fā)生反應(yīng)，變成 灰綠色 。（2）對(duì)比實(shí)驗(yàn)：設(shè)置 兩個(gè)或兩個(gè)以上 的實(shí)驗(yàn)組，通過(guò)對(duì) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 的比較分析，來(lái)探究某種因素與實(shí)驗(yàn)對(duì)象的關(guān)系，這樣的實(shí)驗(yàn)叫對(duì)比實(shí)驗(yàn)（不同于對(duì)照實(shí)驗(yàn)）。練習(xí)1.下列有關(guān)探究酵母菌的呼吸方式實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是： A. 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)過(guò)程中，泵入的空氣應(yīng)去除C

2、O2 C實(shí)驗(yàn)中需控制的無(wú)關(guān)變量有溫度、pH、培養(yǎng)液濃度等 D可通過(guò)觀(guān)察澄清石灰水是否變渾濁來(lái)判斷酵母菌的呼吸方式練習(xí)2.下列關(guān)于“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”的探究，說(shuō)法不正確的是： A酵母菌常被用作研究細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)材料，其主要原因是酵母菌屬于兼性厭氧生物B在有氧呼吸的裝置中，可將空氣直接通入酵母菌的培養(yǎng)液C酵母菌呼吸產(chǎn)生的CO2可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃D酵母菌呼吸產(chǎn)生的酒精在酸性條件下能與橙色的重鉻酸鉀溶液反應(yīng)變成灰綠色測(cè)定種子萌發(fā)的呼吸速率練習(xí)3.甲圖是測(cè)量種子萌發(fā)時(shí)錐形瓶中氣體體積變化的實(shí)驗(yàn)裝置。錐形瓶中放的種子事先用水浸泡過(guò)并在稀釋的消毒劑中清洗過(guò)(不影響種子生命力)。實(shí)驗(yàn)

3、開(kāi)始時(shí)U形管左側(cè)與右側(cè)液面相平，每隔半小時(shí)利用標(biāo)尺量出右側(cè)管內(nèi)的液面高度變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)乙圖?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)種子為什么要在稀釋的消毒劑中清洗殺死種子表面的微生物,防止微生物的呼吸作用干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(2)此實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菧y(cè)定種子萌發(fā)時(shí)吸收氧氣的速率。(3)分析03.5小時(shí)內(nèi)氣體體積變化原因種子進(jìn)行有氧呼吸吸收O2,放出CO2，后者被KOH溶液吸收，錐形瓶中氣體體積縮小。分析3.5小時(shí)4小時(shí)內(nèi)標(biāo)尺讀數(shù)沒(méi)增加最可能的原因種子進(jìn)行無(wú)氧呼吸，不消耗O2。(4)本實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題是沒(méi)有設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，因此實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不能準(zhǔn)確反映真實(shí)情況。請(qǐng)?jiān)O(shè)置此實(shí)驗(yàn)的對(duì)照實(shí)驗(yàn)。用等量消毒液殺菌過(guò)的死種子代替實(shí)驗(yàn)組中的活種

4、子,其他裝置同于實(shí)驗(yàn)組。(5)由于外界溫度、壓強(qiáng)的改變導(dǎo)致氣體體積改變，在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中氣體體積變化在2小時(shí)是+0.2個(gè)單位，那么同等條件下萌發(fā)的種子此時(shí)實(shí)際呼吸速率是 1.75 單位/小時(shí)。3、測(cè)定種子萌發(fā)的呼吸商計(jì)算簡(jiǎn)式：RQ釋放的二氧化碳體積/消耗的氧氣體積。如根據(jù)不同有機(jī)物有氧呼吸反應(yīng)式，可以計(jì)算出各自的呼吸商。糖類(lèi)：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O,呼吸商RQ6/61；蓖麻油：2C57H104O9+157O2 114CO2+104H2O，呼吸商為RQ114/157073同理蛋白質(zhì)、脂肪的呼吸商經(jīng)驗(yàn)計(jì)算值分別為080、07練習(xí)4.下圖是準(zhǔn)確測(cè)量種子萌發(fā)時(shí)錐形瓶中氣體體積

5、變化的實(shí)驗(yàn)裝置，錐形瓶中放置的種子用水浸泡后再做M處理。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)管Y與管X液面相平，每隔半小時(shí)利用標(biāo)尺量出X管內(nèi)的液面高度變化，回答下列問(wèn)題：（1）U管中的液體是用密度大的水銀好還是用密度小的其它液體好？ 用密度小的其它液體好。（2）種子用水浸泡后再做M處理，這樣做的意義是 消除微生物呼吸作用對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響 。（3）欲測(cè)出呼吸商，裝置乙的錐形瓶中應(yīng)設(shè)置為將甲裝置中的氫氧化鉀濃溶液換為等量蒸餾水，其余處理相同 。若要消除無(wú)關(guān)因素的影響，還應(yīng)設(shè)置丙裝置。丙裝置同乙，只是種子為浸泡、煮熟后再經(jīng)過(guò)M處理的等量種子。若測(cè)得甲管X的液面上升200（mm），乙管X、丙管X的液面未變化，則該發(fā)芽種子的呼吸

6、商是 1 ，此時(shí)種子呼吸方式為 有氧呼吸 。若甲管X液面上升150mm,乙管液面下降50mm,丙管液面未變化，則呼吸商為 1.33 ；若丙裝置X管液面下降10mm，則呼吸商為 1.25 。4、探究種子萌發(fā)的呼吸類(lèi)型練習(xí)5.如圖所示裝置測(cè)定種子萌發(fā)時(shí)進(jìn)行的細(xì)胞呼吸類(lèi)型。同時(shí)關(guān)閉活塞，在25下經(jīng)過(guò)20min再觀(guān)察紅色液滴的移動(dòng)情況，下列對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析不符合實(shí)際的是： A.若裝置l的紅色液滴左移，裝置2的紅色液滴不移動(dòng)，則說(shuō)明萌發(fā)的種子既進(jìn)行有氧呼吸也進(jìn)行無(wú)氧呼吸B裝置l的紅色液滴向左移動(dòng)的體積是呼吸作用消耗02的體積，裝置2的紅色液滴向右移動(dòng)的體積是呼吸作用釋放C02和消耗O2的體積之差C若裝置

7、l紅色液滴左移，裝置2紅色液滴不移動(dòng)，則說(shuō)明萌發(fā)的種子只進(jìn)行有氧呼吸D若裝置1紅色液滴不移動(dòng)，裝置2紅色液滴右移，則說(shuō)明萌發(fā)的種子只進(jìn)行無(wú)氧呼吸練習(xí)6.如圖是一種可測(cè)定種子呼吸作用的密閉裝置。U形刻度玻璃管作為檢壓計(jì)。錐形瓶?jī)?nèi)放入一盛有20 KOH溶液的小燒杯，杯中插入一根濾紙折疊條。瓶底放入一些用蒸餾水浸泡過(guò)的濾紙圓片，再將經(jīng)消毒并充分吸脹的小麥種子若干平鋪在濾紙圓片上，加入適量蒸餾水。整個(gè)裝置密封，并置于20恒溫環(huán)境，打開(kāi)三通活塞（T），待U形管兩側(cè)液柱平衡后關(guān)閉T，開(kāi)始計(jì)時(shí)。（1）檢壓計(jì)左管口與大氣相通，實(shí)驗(yàn)時(shí)室內(nèi)氣壓的微小變化對(duì)讀數(shù)都產(chǎn)生影響，校正時(shí)應(yīng)設(shè)一對(duì)照組，對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組的不同之

8、處是用等量死種子代替活種子 。 （2）若用該裝置探究小麥種子呼吸時(shí)消耗底物的種類(lèi)（通過(guò)測(cè)定CO2釋放量與O2消耗量的比值推測(cè)），應(yīng)增加一組裝置，增加的一組與所給裝置的不同之處是用等量的清水代替KOH，此時(shí)應(yīng)默認(rèn)小麥種子只進(jìn)行 有氧 呼吸。預(yù)測(cè)干重相同的油菜和小麥種子，萌發(fā)時(shí)CO2釋放量與O2消耗量的比值，油菜種子 小于 （大于、等于、小于）小麥種子。（3）若利用該裝置探究小麥種子萌發(fā)時(shí)的呼吸類(lèi)型，應(yīng)增加一組裝置，增加的一組與所給裝置的不同之處是用等量的清水代替KOH （默認(rèn)小麥種子呼吸消耗的底物只有糖類(lèi)）；若萌發(fā)的小麥種子既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無(wú)氧呼吸，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果為裝置一中的右側(cè)液面升高，裝置二

9、中的左側(cè)液面升高（設(shè)原裝置為裝置一，增加的一組為裝置二）。二光合作用的實(shí)驗(yàn)1、葉綠體色素的提取和分離（1）葉綠體色素的提取和分離的實(shí)驗(yàn)原理分別是什么？色素提取的原理是：色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中。色素分離的原理是：不同色素在層析液中的溶解度不同，在濾紙條上的擴(kuò)散速度也不同。溶解度大的擴(kuò)散速度快，溶解度小的擴(kuò)散速度慢。（2）研磨時(shí)，加入二氧化硅和碳酸鈣的目的分別是什么？加入二氧化硅的目的是使研磨充分，加入碳酸鈣的目的是防止葉綠素受破壞。（3）分離色素時(shí)，最關(guān)鍵的是不能讓 濾液細(xì)線(xiàn) 觸及 層析液 。（4）濾紙條上的色素帶，從上到下的色素名稱(chēng)和顏色是什么？胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、葉

10、綠素a（藍(lán)綠色）、葉綠素b（黃綠色）。（5）為避免層析液中有毒物質(zhì)的污染，本實(shí)驗(yàn)采取了哪些做法？在通風(fēng)條件下進(jìn)行；用培養(yǎng)皿蓋住盛有層析液的小燒杯；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)用肥皂洗手。2、探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響（1）如何設(shè)置自變量？用三盞功率相同的臺(tái)燈，每盞燈與實(shí)驗(yàn)裝置的距離不同以改變光照強(qiáng)度。（2）觀(guān)察與記錄的指標(biāo)是什么？同一時(shí)間段內(nèi)，各裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量（或各裝置內(nèi)小圓形葉片全部浮起所需的時(shí)間）。（3）光照前，對(duì)小圓形葉片做了怎樣的處理？為什么要這樣處理？用注射器是小圓形葉片內(nèi)的氣體全部逸出。排除小圓形葉片內(nèi)原有氣體對(duì)小圓形葉片上浮的干擾。3、光合作用的發(fā)現(xiàn)（1）薩克斯的實(shí)驗(yàn)（2）恩格爾

11、曼的實(shí)驗(yàn)（3）同位素標(biāo)記法：魯賓和卡門(mén)的實(shí)驗(yàn)、卡爾文的實(shí)驗(yàn)。4、光合作用強(qiáng)度的測(cè)定（1）半葉法：其原理是，將植物對(duì)稱(chēng)葉片的一部分（A）剪下置于暗處，另一部分（B）則留在植株上，在光下進(jìn)行光合作用。過(guò)一定時(shí)間后，在A(yíng)、B的對(duì)應(yīng)部位截取同等面積的葉片，分別烘干稱(chēng)重，獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，則可計(jì)算出該植物光合作用的強(qiáng)度 (單位：mg/dm2h) 。練習(xí)7.半葉法測(cè)光合強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)步驟如下：選擇測(cè)定樣品：在田間選定有代表性的植物葉片（如葉片在植株上的部位、葉齡、受光條件等）20片，用小紙牌編號(hào)。葉子基部處理：為了使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，必須設(shè)法使所選定的葉片中的 有機(jī)物 無(wú)法外運(yùn)也不能從其他部位運(yùn)入，但又不影響 水和無(wú)

12、機(jī)鹽 的供應(yīng)。為此必須破壞葉柄的 韌皮部（篩管） ，但又不能傷及 木質(zhì)部（導(dǎo)管） 。剪取樣品：按編號(hào)次序分別剪下對(duì)稱(chēng)葉片的一半（即A部分）（不剪下主葉脈），按編號(hào)順序置于濕潤(rùn)的環(huán)境中，貯于暗處。經(jīng)過(guò)5小時(shí)后，再依次剪下另外半葉（即B部分），同樣按編號(hào)置于濕潤(rùn)環(huán)境中，兩次剪葉的速度應(yīng)盡量保持一致。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，還應(yīng)盡可能使光下和暗處的溫度保持一致。（速度應(yīng)盡量保持一致度保持一致，這樣做的目的是 排除無(wú)關(guān)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響 ）稱(chēng)重比較：將各同號(hào)葉片之A、B兩部分按對(duì)應(yīng)部位疊在一起，在無(wú)粗葉脈處放上已知面積的方形金屬模板，用刀片沿金屬板的邊緣切下兩個(gè)方形葉塊，分別烘干至恒重，稱(chēng)重（分別記為WA、W

13、B）記錄。記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果。WWBWA，則W表示： 光照下的葉片被截取部分在5小時(shí)內(nèi)光合作用合成的有機(jī)物總量 。假設(shè)每次截取光照下的葉片面積為d，每次光照時(shí)間為t，則該植物光合作用強(qiáng)度K可表示為：W的均值/dh 。（2）氣體體積變化法：練習(xí)8.實(shí)驗(yàn)小組想利用下列裝置測(cè)定某植物的光合作用強(qiáng)度，請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：若乙裝置為對(duì)照組，則其和甲裝置的區(qū)別應(yīng)為 裝置中放置死亡的植物 。測(cè)定植物的凈光合作用強(qiáng)度：在甲、乙兩裝置的燒杯中加入NaHCO3溶液(NaOH或NaHCO3)；將兩裝置放在適宜的光照下照射1h，測(cè)定紅墨水滴的移動(dòng)距離；實(shí)驗(yàn)結(jié)果：乙裝置中紅墨水滴向右移動(dòng)0.5cm，甲裝置中紅墨水滴向

14、右 移動(dòng)4cm。測(cè)定植物的呼吸強(qiáng)度：在甲、乙裝置的燒杯中加入 NaOH 溶液(NaOH或NaHCO3)；將兩裝置放在 黑暗 環(huán)境中1h，溫度與中溫度相同；實(shí)驗(yàn)結(jié)果：乙裝置中紅墨水滴向右移動(dòng)0.1cm，甲裝置中紅墨水滴向 左 移動(dòng)1.5cm。綜合分析可知，該植物的實(shí)際光合強(qiáng)度為每小時(shí)紅墨水滴向 右 移動(dòng) 5.1 cm。（3）黑白瓶法：練習(xí)9.某同學(xué)研究湖泊中某深度處生物光合作用和需氧呼吸強(qiáng)度。具體操作如下：取三個(gè)相同的透明玻璃瓶a、b、c，將a先包以黑膠布，再包以錫箔。用a、b、c三個(gè)瓶從待測(cè)水體深度處取水，測(cè)定瓶中水的氧含量。將a瓶、b瓶密封再沉入原取水處，經(jīng)24小時(shí)取出，測(cè)兩瓶氧含量，結(jié)果如

15、圖所示。則24小時(shí)內(nèi)待測(cè)深度水體中生物光合作用和需氧呼吸的情況是： A24小時(shí)內(nèi)待測(cè)深度水體中生物有氧呼吸消耗的氧氣量是vmol/瓶B24小時(shí)內(nèi)待測(cè)深度水體中生物光合作用產(chǎn)生的氧氣量是kmol/瓶C24小時(shí)內(nèi)待測(cè)深度水體中生物有氧呼吸消耗的氧氣量是(kv)mol/瓶D24小時(shí)內(nèi)待測(cè)深度水體中生物光合作用產(chǎn)生的氧氣量是(kv)mol/瓶水深（m）瓶中O2濃度變化（g/m3）白瓶黑瓶1+722+523+22402522水底33計(jì)算方法：總生產(chǎn)量=白瓶溶解氧黑瓶溶解氧凈生產(chǎn)量=白瓶溶解氧初始瓶溶解氧呼吸作用量=初始瓶溶解氧黑瓶溶解氧練習(xí)10.采用黑白瓶法（黑瓶瓶外包黑膠布和鋁箔，以模擬黑暗條件；白瓶為透光瓶。）測(cè)定池塘群落各深度24小時(shí)內(nèi)的平均氧濃度變化，結(jié)果如下表：則該池塘一晝夜產(chǎn)生氧氣的量是: A8 g/m3 B14 g/m3 C22g/m3 D32 g/m35