【生物】2019届一轮复习人教版热点题型二探究光合作用、细胞呼吸的方式及速率的测定方法教案

【生物】2019届一轮复习人教版热点题型二探究光合作用、细胞呼吸的方式及速率的测定方法教案

一、测定光合作用的速率 某科研小组为探究植物光合作用速率的变化情况，设计了由透明的玻璃罩构成的小室，如图甲所示。请据图回答下列问题：‎ ‎(1)将该装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜(零点开始)小室内植物O2释放速率的变化，得到如图乙所示曲线，影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素是_____________(写两点)；观察装置中液滴的位置，c点时刻的液滴位于起始位置的________侧，装置刻度管中液滴移到最右点是在一天中的________点。‎ ‎(2)在实验过程中的某段光照时间内，记录液滴的移动情况，获得以下数据：‎ 每隔20分钟记录一次刻度数据 ‎…‎ ‎24‎ ‎29‎ ‎32‎ ‎34‎ ‎…‎ 该组实验数据是在乙图曲线的____________段获得的。‎ ‎(3)该组同学为测定该植物某时间段的O2产生速率。如何设置对照实验？如何处理实验数据？‎ ‎①简要写出对照实验设计思路：_________________________________________________。‎ ‎②数据处理：若在单位时间内，实验组读数为M，对照组读数为N，该植物的真正光合速率为________。‎ 审题关键 ‎(1)密闭装置甲内有二氧化碳缓冲液，说明实验过程中二氧化碳浓度始终不变，因此影响其内植物光合作用速率变化的主要环境因素就只有光照强度和温度。‎ ‎(2)密闭装置甲中液滴移动反映密闭装置内氧气浓度的变化情况，只要有氧气释放，液滴就会右移，由图乙曲线可知，c点之前的代谢特点是光合作用强度小于细胞呼吸强度，小室内氧气浓度降低，液滴左移。8点至18点的时间段内氧气浓度一直增加，到18点时达到最大值，则甲装置中的液滴移动到了最右点。‎ ‎(3)题中表格中所记录的数据为每隔20分钟记录一次刻度数据，则表格中连续3个20分钟之间的氧气变化量相对值分别为5、3、2，由此可看出氧气的释放速率在逐渐减小。‎ ‎(4)密闭装置甲中液滴移动测得的是装置内植物释放氧气量(净光合量)的变化量，若要测定该植物某时间段的O2产生速率，还需要测定相应时间段内的细胞呼吸消耗氧气的速率，则需要增设对照实验为设置与甲一样的装置丙，将装置丙置于黑暗条件下，其他条件与甲相同，测单位时间(或相同时间)内甲与丙的读数。‎ 答案　(1)光照强度、温度　左　18(或g)　(2)de或fg　(3)①设置与甲一样的装置丙，将装置丙置于黑暗条件下，其他条件与甲相同，测单位时间(或相同时间)内甲与丙的读数　②M－N ‎“液滴移动法”测定光合速率 ‎(1)测定装置 ‎(2)测定方法及解读 ‎①测定呼吸速率 a.装置烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液用于吸收CO2。‎ b.玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用干扰。‎ c.置于适宜温度环境中 d.红色液滴向左移动(单位时间内左移距离代表呼吸速率)。‎ ‎②测定净光合速率 a.装置烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液，用于保证容器内CO2浓度恒定，满足光合作用需求。‎ b.必须给予较强光照处理，且温度适宜。‎ c.红色液滴向右移动(单位时间内右移距离代表净光合速率)。‎ 高一生物科研兴趣小组从校博雅湖的某一深度取得一桶水样，分装于六对密封黑白瓶中(白瓶为透明瓶，黑瓶为不透光瓶)，剩余的水样测得初始溶氧量为10 mg/L。将六对密封黑白瓶分别置于六种不同的光照条件下(由a→e逐渐加强)，其他条件相同，24小时后，实测获得六对黑白瓶中溶氧量，记录数据如下。下列分析错误的是(　　)‎ 光照强度(klx)‎ ‎0(黑暗)‎ a b c d e 白瓶溶氧量(mg/L)‎ ‎3‎ ‎10‎ ‎16‎ ‎24‎ ‎30‎ ‎30‎ 黑瓶溶氧量(mg/L)‎ ‎3‎ ‎3‎ ‎3‎ ‎3‎ E E A.瓶中所有生物正常生活所需耗氧量在24 h内为7 mg/L B.光照强度为d、e时，黑瓶中溶氧量应为3 mg/L C.光照强度为c时，在24 h内白瓶中植物产生的氧气量为28 mg/L D.光照强度为d时，再增加光照强度，瓶中溶解氧的含量也不会增加 审题关键 ‎(1)黑瓶不透光，不能进行光合作用，因此黑瓶中氧气的减少是由于细胞呼吸消耗，单位时间氧气变化代表细胞呼吸强度。‎ ‎(2)白瓶透光，能进行光合作用，溶液中氧气的变化是光合作用和细胞呼吸的综合结果，单位时间内氧气的变化可以代表净光合作用强度；实际光合作用强度＝净光合作用强度＋细胞呼吸强度。‎ 答案　C 解析　分析黑瓶可知，24 h氧气的消耗量是10－3＝7 mg/L，即瓶中所有生物正常生活所需耗氧量在24 h内为7 mg/L，A项正确；由光照强度0、a、b、c时测得数据可知，光照强度变化，消耗的氧气不变，因此光照强度为d、e时，黑瓶中溶氧量应为3 mg/L，B项正确；光照强度为c时，24 h氧气的增加量是24－10＝14 mg/L，呼吸消耗量是7，因此在24 h内白瓶中植物产生的氧气量为14＋7＝21 mg/L，C项错误；由表格数据可知，d对应的光照强度是光的饱和点，再增加光照强度，瓶中溶解氧的含量也不会增加，D项正确。‎ ‎“黑白瓶法”测定光合速率与呼吸速率 黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，只有细胞呼吸，而白瓶既能进行光合作用又能进行细胞呼吸，所以用黑瓶(无光照的一组)测得的为细胞呼吸强度值，用白瓶(有光照的一组)测得的为表观(净)光合作用强度值，综合两者即可得到真正光合作用强度值。‎ 现采用如图所示方法测定植物叶片光合作用强度，将对称叶片的一半遮光(A)，另一半不遮光(B)，并采用适当的方法阻止A、B间物质和能量的转移。在适宜光照和温度下照射一段时间，在A、B中截取对应部分相等面积的叶片，烘干称重，分别记作m1和m2，单位mg/(dm2·h)。下列说法正确的是(　　)‎ A.该方法在未测出细胞呼吸强度的条件下，能测出实际光合作用的强度 B.(m2－m1)表示B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的积累量 C.m2表示被截取的部分在光照时间内净光合作用的大小 D.m1表示被截取的部分在光照时间内细胞呼吸的大小 审题关键 ‎(1)光照下光合作用和细胞呼吸生理过程均发生，则有机物的增加量代表净光合作用强度；而黑暗中只进行细胞呼吸不进行光合作用，则在黑暗中有机物的减少量代表细胞呼吸强度。‎ ‎(2)假设原来半片叶重为m0，m1和m2分别表示在适宜光照和温度下照射一段时间后的被截取的部分(A部分)干重和被截取的部分(B部分)干重，而在该时间段内，前者只进行细胞呼吸，而后者同时进行光合作用和细胞呼吸，则m0－m1＝细胞呼吸速率，m2－m0为光照下的净光合作用速率，实际光合作用速率＝净光合作用速率＋细胞呼吸速率＝m2－m0＋m0－m1＝m2－m1，即为B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的合成量。‎ 答案　A ‎“半叶法”测光合作用有机物的生产量 将叶片一半遮光，一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值，曝光的一半测得的数据变化值代表表观(净)光合作用强度值，综合两者可计算出真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理，以防止有机物的运输。‎ 图1是某高等绿色植物成熟绿叶组织在某光照强度和适宜温度下，光合作用强度增长率随CO2浓度变化的情况。图2为从生长状况相同的植物叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取叶片细胞内的气体，平均分成若干份，然后置于不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相同的一定强度光照，测量圆叶片上浮至液面所需时间，其记录结果绘成曲线图。下列分析错误的是(　　)‎ A.图1中在d点时光合速率达到最大，此时限制光合速率的主要环境因素可能是光照强度 B.图1中c点与b点相比，叶绿体中[H]的合成速率不变 C.从图2分析，bc段曲线平缓的限制因素可能是光照强度，而c点以后曲线上行，其原因最可能是NaHCO3浓度过大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢 D.适当增加光照强度重复图2实验，b点将向下移动 审题关键 ‎(1)图1中纵坐标是指光合作用强度增长率，从a点至d点光合作用强度一直在增加，在d点时增长率为0，则该点光合作用强度达到最大值，此时CO2足够高，已不再是限制因素，由题干“适宜温度下”可知，此时限制光合作用速率的主要环境因素可能是光照强度。‎ ‎(2)图1中c点比b点的光合作用强度大，叶绿体中[H]的合成速率增加。‎ ‎(3)图2中bc段曲线平缓说明CO2不再是限制因素，限制因素可能是光照强度，c点以后曲线上行说明上浮所需时间越来越长，其原因最可能是NaHCO3浓度过大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢。‎ ‎(4)适当增加光照强度重复图2实验，光合作用强度会增加，产生的O2更多，叶片上浮的时间更短，b点将向下移动。‎ 答案　B ‎“叶片上浮法”探究影响光合作用的因素 利用“真空渗入法”排除叶肉细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉于水中。在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中溶解度很小而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短)，即能比较光合作用的强弱。‎ ‎1.为探究光照强度对光合作用的影响，某兴趣小组设计了如图所示的实验装置，在25 ℃条件下进行了一系列实验。下列说法正确的是(　　)‎ A.在无光条件下，液滴向左移动 B.在有光条件下，液滴向右移动 C.在有光条件下，液滴向右移动的距离代表光合速率 D.随光照强度的增强，液滴向右移动的距离逐渐增大 答案　A 解析　由于CO2缓冲液维持装置中的CO2含量不变，所以引起装置中气压变化的原因是O2的变化。无光条件下绿色植物只进行细胞呼吸，消耗O2，液滴左移，A项正确；有光条件下，绿色植物既进行细胞呼吸消耗O2，又进行光合作用产生O2，若光合作用＞细胞呼吸，液滴右移；若光合作用＝细胞呼吸，液滴不移动；若光合作用＜细胞呼吸，液滴左移，B项错误；在有光条件下，液滴向右移动的距离代表净光合速率，C项错误；在达到光饱和点之前随光照强度的增强，液滴向右移动的距离逐渐增大，D项错误。‎ ‎2.用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5 m 处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下(不考虑化能合成作用)。下列有关分析合理的是(　　)‎ 透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙 ‎4.9 mg ‎5.6 mg ‎3.8 mg A.丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所是线粒体内膜 B.在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1 mg C.在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低 D.在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为1.1 mg 答案　B 解析　丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所有细胞质基质、线粒体基质，A项错误；本实验中氧气含量甲瓶－丙瓶＝4.9 mg－3.8 mg＝1.1 mg，可表示一昼夜丙瓶中生物细胞呼吸消耗的氧气量，乙瓶－甲瓶＝5.6 mg－4.9 mg＝0.7 mg，可表示一昼夜乙瓶中生物产生的净氧气量，因此乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量＝1.1 mg＋0.7 mg＝1.8 mg，B项正确，D项错误；一昼夜后，乙瓶水样中的CO2含量下降，因此其pH上升，而丙瓶中只进行细胞呼吸，CO2含量上升，pH下降，乙瓶水样的pH比丙瓶的高，C项错误。‎ ‎3.下表是采用黑白瓶(不透光瓶－可透光瓶)测定夏季某池塘不同深度水体中初始平均氧浓度与24小时后平均氧浓度，并比较计算后的数据。‎ 水深(m)‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ 白瓶中O2浓度(g/m3)‎ ‎＋3‎ ‎＋1.5‎ ‎0‎ ‎－1‎ 黑瓶中O2浓度(g/m3)‎ ‎－1.5‎ ‎－1.5‎ ‎－1.5‎ ‎－1.5‎ 下列有关分析正确的是(　　)‎ A.水深1 m处白瓶中水生植物24小时制造的氧气为3 g/m3‎ B.水深2 m处白瓶中水生植物不能进行水的光解但能进行C3的还原 C.水深3 m处白瓶中水生植物产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体 D.水深4 m处白瓶和黑瓶中的水生植物均不进行光合作用 答案　C 解析　在水深1 m处白瓶中水生植物产生的氧气为3＋1.5＝4.5 g/m3，A项错误； 在水深2 m处白瓶中水生植物光合作用的光反应与暗反应都能够正常进行，B项错误；水深3 m处白瓶中水生植物光合作用等于细胞呼吸，因此产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体，C项正确； 在水深4 m处白瓶中植物光合速率为：－1＋1.5＝0.5 g/m3，可进行光合作用，D项错误。‎ ‎4.(2017·南京校级月考)在同天时间里，从经过暗处理的植物的同一叶片上陆续取下面积相同的叶圆片，称取其质量，实验情况如图所示，在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下进行分析，其中错误的是(　　)‎ A.叶圆片y比叶圆片x重 B.(y－x)g可代表从上午10时到下午4时有机物的净增加量 C.在下午4时至晚上10时这段时间内，细胞呼吸消耗有机物的量可表示为(y－z)g D.假设全天温度保持不变，则从上午10时到下午4时，一个叶圆片制造的有机物为(y－x)g 答案　D 解析　y经过了光合作用，比在饥饿处理下的叶片多积累了一些有机物，因此y比x重，A项正确；(y－x)g可代表从上午10时到下午4时有机物的净增加量，B项正确；下午4时到晚上10时整个装置都在黑暗中，植物叶片只进行细胞呼吸，(y－z)g表示这6个小时细胞呼吸消耗的有机物的量，C项正确；(y－x)g可代表从上午10时到下午4时光合作用中有机物的净增加量，(y－z)g表示这6个小时细胞呼吸消耗的有机物的量，所以从上午10时到下午4时，一个叶圆片制造的有机物＝6个小时细胞内有机物的净增加量＋6个小时细胞呼吸消耗的有机物的量＝(y－x)＋(y－z)＝2y－x－z，D项错误。‎ ‎5.(2017·无锡月考)如图所示的玻璃容器中，甲中注入蒸馏水并投入少量的新鲜绿叶碎片，乙中注入一定浓度的NaHCO3溶液并投入少量的新鲜绿叶碎片，密闭后，设法减少液面上方的气体压强，会看到叶片沉入水中。然后甲黑暗处理，乙用相当强度光照射容器，两装置叶片都重新浮出液面，下列关于叶片重新浮出液面原因的分析正确的是(　　)‎ A.叶片吸水膨胀，密度减小 B.叶片消耗养料重量减轻 C.乙装置叶片上浮是NaHCO3溶液因放出CO2而密度增大 D.甲装置叶片上浮是因为CO2充满叶肉细胞间隙，乙装置是因为O2充满叶肉细胞间隙 答案　D 解析　叶片浮出水面的原因是叶片进行细胞呼吸和光合作用，产生的气体浮在叶面上，A项错误；叶片进行光合作用会使养料重量增加，B项错误；NaHCO3溶液的作用是保持容器内二氧化碳的浓度稳定，C项错误；甲装置叶片上浮是因为进行细胞呼吸产生的CO2充满叶肉细胞间隙，乙装置是因为叶片进行光合作用产生的O2充满叶肉细胞间隙，D项正确。‎ ‎6.图甲为研究光合作用的实验装置，用打孔器在某植物的叶片上打出多个圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉底，然后将等量的叶圆片转至不同温度的NaHCO3(等浓度)溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿叶片上浮至液面所用的平均时间(图乙)，下列相关分析正确的是(　　)‎ A.在ab段，随着水温的增加，光合速率逐渐减小 B.上浮至液面的时间可反映表观光合速率的相对大小 C.通过图乙分析可以找到真正光合作用的最适温度 D.因为抽气后不含氧气，实验过程中叶片不能进行有氧呼吸 答案　B 解析　ab段，随着水温的增加，叶圆片上浮至液面所需要的时间缩短，说明氧气产生速率加快，光合速率逐渐增大，A项错误；根据题意可知，上浮至液面的时间可反映表观光合速率的相对大小，B项正确；通过图乙分析可以找到净光合作用的最适温度，C项错误；虽然抽气后不含氧气，但实验过程中的光照可以引起光合作用产生氧气，故实验过程中叶片能进行有氧呼吸，D项错误。‎ ‎7.图甲为某校生物兴趣小组探究光照强度对茉莉花光合作用强度影响的实验装置示意图，图乙为所测得的结果。请据图回答下列问题：‎ ‎(1)图甲中NaHCO3溶液作用是________________________________。‎ ‎(2)请写出控制本实验自变量的一种方法________________________________________。‎ ‎(3)为了防止无关变量对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，请问对照装置如何设置？‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎(4)实验测得，当用40 W灯泡照射时，红色液滴没有发生移动，这是因为此时______________。‎ ‎(5)图甲所示装置无法测得A点数据，除非将其中的NaHCO3溶液换为____________溶液，且 将装置放在____________环境中。‎ 答案　(1)维持密封瓶内CO2量的稳定　(2)用不同瓦数灯泡或改变灯与广口瓶的距离　(3)将装置中的茉莉花换成等量死花，其他设置与装置甲一样　(4)光合速率等于呼吸速率　(5)NaOH　黑暗(或遮光)‎ 解析　由题意可知，甲是研究光照强度对茉莉花光合作用强度影响的实验装置，甲中NaHCO3溶液的作用是维持密封瓶内CO2量的稳定。实验的自变量是光照强度，可以用不同功率的电灯泡或相同功率的电灯泡与实验装置之间的距离控制光照强度的变化。该实验通过液滴移动的距离表示光合作用强度，由于气压变化等物理因素也可以导致液滴移动，因此为了消除物理因素对实验结果的干扰，可以将装置中的茉莉花换成等量死花，其他设置与装置甲一样，纠正无关变量对实验结果的影响。用40 W灯泡照射时，红色液滴没有发生移动说明光合作用产生的氧气与有氧呼吸吸收的氧气相等，即光合作用强度与细胞呼吸强度相等；光照条件下既进行光合作用，也进行细胞呼吸，测得的数值是净光合作用量，为了测得实际光合作用强度，需要将其中的NaHCO3溶液换为NaOH溶液，且将装置放在黑暗条件下测出细胞呼吸强度，用测得的光合作用强度＋细胞呼吸强度才是植物实际光合作用强度。‎ ‎8.(2018·徐州第一中学调研)如图表示在不同温度下，测定某植物叶片质量变化情况(均考虑为有机物的质量变化)的操作流程及结果，据图分析回答问题：‎ ‎(1)由图分析可知，该植物的呼吸速率可表示为______，总光合速率可表示为________。在13～16 ℃之间，随着温度的升高，细胞呼吸强度将________(填“增强”“减弱”或“不变”)，实际光合作用的强度将________(填“增强”“减弱”或“不变”)。‎ ‎(2)恒定在上述________ ℃温度下，维持10小时光照，10小时黑暗，该植物叶片增重最多，增重了________ mg。‎ 答案　(1)X　Y＋2X　增强　增强　(2)14　30‎ 解析　(1)呼吸速率可用单位时间内有机物的减少量来表示，所以是X。净光合速率可用单位时间内有机物的积累量来表示，而总光合速率还要加上细胞呼吸消耗有机物的量，所以是Y＋2X。在13～16 ℃之间，随着温度的升高，细胞呼吸强度很明显在逐渐增强，光合作用强度也在逐渐增强。(2)单位时间的净光合作用的积累量是Y＋X,10小时的积累量是10(Y＋X)，再黑暗10小时，只有细胞呼吸，消耗的有机物的量是10X，经过10小时光照，10小时黑暗，剩余的有机物的量是10Y，据题图可知，在14 ℃时增重最多，增加的量是30 mg。‎ 二、细胞呼吸的方式探究与速率测定 为了探究酵母菌细胞呼吸的方式，某同学将实验材料和用具按如图所示安装好。以下关于该实验的说法，不正确的是(　　)‎ A.甲、乙两组实验探究的分别是酵母菌在有氧、无氧条件下的细胞呼吸方式 B.加入质量分数为10%的NaOH溶液是为了吸收空气中的CO2‎ C.将橙色的重铬酸钾溶液滴入B瓶中变成绿色，证明有乙醇产生 D.乙组中B瓶先封口放置一段时间的目的是耗尽B瓶中的O2以形成无氧环境 审题关键 ‎(1)写出酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O212H2O＋6CO2＋能量、C6H12O62C2H5OH(乙醇)＋2CO2＋少量能量。‎ ‎(2)甲组营造的是有氧环境，而乙组中B瓶先封口放置一段时间的目的是耗尽B瓶中的O2，以形成无氧环境，所以二者分别探究酵母菌在有氧和无氧条件下的细胞呼吸方式。‎ ‎(3)甲组加入NaOH溶液的目的是吸收空气中的CO2，以排除空气中的CO2对实验结果的干扰。‎ ‎(4)橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。‎ 答案　C 物质鉴定法探究酵母菌的细胞呼吸方式 ‎(1)实验原理 ‎①酵母菌：酵母菌是一种单细胞真菌，其代谢类型是兼性厌氧型，可用于研究细胞呼吸的不同方式。‎ ‎②细胞呼吸产物的检测 a.CO2的检测 b.乙醇的检测：在酸性条件下，橙色的重铬酸钾溶液会与乙醇发生化学反应，变成绿色。‎ ‎(2)实验步骤 ‎①配制酵母菌培养液。‎ ‎②设计对比实验 a.甲组中空气先通过NaOH溶液的目的是消除空气中的CO2，以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊的CO2是由酵母菌有氧呼吸产生的。‎ b.乙组中B瓶应先封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的是耗尽B瓶中的氧气，以确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水中。‎ ‎(3)产物检测与实验现象 条件 澄清的石灰水的变化/出现变化的时间 重铬酸钾—浓硫酸溶液 甲组(有氧)‎ 变浑浊/快 无变化 乙组(无氧)‎ 变浑浊/慢 出现绿色 ‎(4)实验结论 下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的装置图，下列说法正确的是(　　)‎ A.装置一中液滴左移，装置二中液滴右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸 B.装置一中液滴不移，装置二中液滴右移，说明酵母菌只进行有氧呼吸 C.装置一中液滴左移，装置二中液滴不移动，说明酵母菌死亡 D.装置一中液滴左移，装置二中液滴右移，说明酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸 审题关键 ‎(1)装置一中NaOH溶液可吸收细胞呼吸释放出的CO2，因此刻度管内的液滴移动情况反映的是氧气消耗量的变化，因此装置一可探究酵母菌是否发生有氧呼吸。‎ ‎(2)装置二中因“NaOH溶液”换成“蒸馏水”，若只进行有氧呼吸，因为消耗氧气量和释放二氧化碳量相同，则液滴不移动。若只进行无氧呼吸，则会因释放CO2，导致液滴右移。因此装置二可探究酵母菌是否发生无氧呼吸。‎ 答案　D 液滴移动法探究细胞呼吸的方式 ‎(1)探究装置：欲确认某生物的细胞呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示(以发芽种子为例)：‎ ‎(2)结果结论 实验结果 结论 装置一液滴 装置二液滴 不动 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸 不动 右移 只进行产生乙醇的无氧呼吸 左移 右移 进行有氧呼吸和产生乙醇的无氧呼吸 左移 不动 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸 ‎(3)误差校正：为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，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。‎ 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，结果如下表所示。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内氧气的平均吸收速率为6.5 mm3/min C.如将X换为清水，并向试管充入N2即可测定果蝇幼虫无氧呼吸速率 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 审题关键 ‎(1)X为NaOH溶液，其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氧气消耗量的变化，软管夹关闭后液滴将向左移动。‎ ‎(2)由表中信息可知，在20～30 min内氧气变化差值为130－65＝65 mm，因此该时间段内的氧气平均吸收速率为6.5(mm3/min)。‎ ‎(3)果蝇幼虫无氧呼吸产生乳酸不产生CO2，所以将X换为清水，并向试管充入N2，无论是否进行无氧呼吸液滴都不会移动。‎ ‎(4)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质量的死幼虫，并将该装置置于相同环境中，重复上述实验。‎ 答案　B 液滴移动法测定细胞呼吸的速率 ‎(1)实验装置 ‎(2)指标：细胞呼吸速率常用单位时间内CO2释放量或O2吸收量来表示。‎ ‎(3)原理：组织细胞呼吸吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左移的体积即表示细胞呼吸速率。‎ ‎(4)物理误差的校正 ‎①如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰细胞呼吸速率的测定。‎ ‎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消毒处理。‎ ‎③为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如 将种子煮熟)，其他条件均不变。‎ 特别提醒　脂肪含氢量高，含氧量低，等质量的脂肪与葡萄糖相比，氧化分解时耗氧量高，而产生CO2量少。因此脂肪有氧呼吸时，产生的CO2量小于消耗的O2量，有色液滴移动明显。‎ ‎9.甲、乙两个生物兴趣小组分别利用图Ⅰ、图Ⅱ装置对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下的探究实验。回答下列问题：‎ ‎(1)甲组利用图Ⅰ装置探究酵母菌在有氧与无氧的条件下细胞呼吸放出的热量的多少。‎ 材料用具：500 mL保温桶、温度计、活性酵母菌、0.1 mo1/L葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。‎ 实验步骤：‎ ‎①取A、B两套装置按下表的设计进行实验。‎ 装置 步骤一 步骤二 步骤三 A 加入200 mL的葡萄糖溶液 加入10 g活性酵母菌 X B 加入200 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液 Y 加入石蜡油铺满液面 则X是________________；Y是________________。‎ ‎②B装置中步骤一的主要目的是____________，这是控制实验的________变量。‎ 实验结果：略。‎ ‎(2)乙组利用图Ⅱ装置(橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管)，探究酵母菌的细胞呼吸类型。‎ ‎①想得到实验结论还必须同时设置对照实验，假设该装置编号为Ⅲ，则装置Ⅲ除用____________代替NaOH溶液外，其他设计与装置Ⅱ相同。‎ ‎②检测酵母菌细胞呼吸是否产生CO2时，可用澄清的石灰水。‎ ‎③写出乙组改进后所得的实验结果及相应的结论：‎ 若装置Ⅲ中红色液滴向右移，装置Ⅱ中红色液滴不移动，说明酵母菌只进行无氧呼吸；‎ 若____________________________________________，说明酵母菌只进行有氧呼吸；‎ 若____________________________________________，说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧 呼吸。‎ 答案　(1)①不加入石蜡油　加入10 g活性酵母菌 ②去除氧气　自　(2)①等量清水　③装置Ⅲ中红色液滴不移动，装置Ⅱ中红色液滴向左移　装置Ⅲ中红色液滴向右移，装置Ⅱ中红色液滴向左移 解析　(1)①分析表中相关内容，考虑到实验要遵循对照性原则、科学性原则和单一变量原则这几个原则，本实验的自变量为是否含有氧气，其他都是无关变量，要求一致。因此X处应填：不加入石蜡油，目的是给酵母菌创造有氧环境。Y处应填：加入10 g活性干酵母，排除无关变量的影响。‎ ‎②B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除氧气，氧气有无属于自变量。‎ ‎(2)①图Ⅱ装置中氢氧化钠吸收二氧化碳，红色液滴向左移动是酵母菌有氧呼吸消耗氧气引起的；探究呼吸方式，同时设置对照实验，装置Ⅲ除用等量清水代替氢氧化钠外，其他设计与装置Ⅱ相同。‎ ‎③装置Ⅱ烧杯内是氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的二氧化碳，所以装置测量的是细胞呼吸消耗的氧气的量。‎ 装置Ⅲ烧杯内是清水，清水不能吸收气体，也不释放气体，该装置测量的是细胞呼吸释放的二氧化碳的量和消耗氧气的量的差值，如果气体体积增加，说明酵母菌进行无氧呼吸。‎ 所以：若装置Ⅱ中红色液滴不移动，装置Ⅲ中红色液滴向右移动，说明酵母菌只进行无氧呼吸；‎ 若装置Ⅲ中红色液滴不移动，装置Ⅱ中红色液滴向左移动，说明酵母菌不进行无氧呼吸只进行有氧呼吸；‎ 若装置Ⅲ中红色液滴向右移动，装置Ⅱ中红色液滴向左移动，说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。‎ ‎10.某同学在研究马铃薯块茎细胞呼吸方式时，设计了如下实验：‎ 实验一：取新鲜马铃薯块茎，洗净、切成碎屑。向锥形瓶中分别加入适量的马铃薯块茎碎屑，安装成图甲装置。每隔一段时间，从分液漏斗向锥形瓶A中注入适量过氧化氢溶液。观察装置中溴麝香草酚蓝水溶液(CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变典)的颜色变化。‎ 实验二：取新鲜马铃薯块茎，洗净、切成碎屑。向锥形瓶C中加入适量的马铃薯块茎碎屑，并向C瓶充入N2替代瓶中空气，安装成图乙装置，一段时间后，观察装置中溴麝香草酚蓝水溶液的颜色变化。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)当实验一中溴麝香草酚蓝水溶液的颜色由绿变黄时，是否可以说明马铃薯的细胞呼吸在逐渐增强？为什么？‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)已知植物细胞无氧呼吸有两种类型，一种是能够产生乙醇的无氧呼吸，另一种是能够产生乳酸的无氧呼吸，并且马铃薯块茎在只有N2的条件下可以进行无氧呼吸。则实验二的目的是______________________________；若实验二中溴麝香草酚蓝水溶液________，则说明马铃薯块茎细胞进行的是产生乳酸的无氧呼吸，其反应式为______________________________。‎ ‎(3)实验一和实验二在设计上均有不够严谨之处，可能会干扰对马铃薯块茎细胞呼吸类型的判断，请给予修正：____________________________________________________________。‎ 修正的理由是：____________________________________________________________。‎ 答案　(1)不可以，溴麝香草酚蓝水溶液的颜色由绿变黄可能是实验时间较长，马铃薯块茎产生的CO2总量较多引起的 ‎(2)探究马铃薯块茎无氧呼吸的类型　不变色　C6H12O62C3H6O3＋少量能量 ‎(3)实验前应对马铃薯块茎进行消毒；B瓶和C瓶组装之前均需做灭菌处理　不同的微生物具有不同的呼吸类型，它们的存在会干扰实验结果 解析　(1)实验一中溴麝香草酚蓝水溶液的颜色由绿变黄可能是实验时间较长，马铃薯块茎产生的CO2总量较多引起的，因此当实验一中溴麝香草酚蓝水溶液的颜色由绿变黄时，不能说明马铃薯的细胞呼吸在逐渐增强。‎ ‎(2)据题干分析可知，实验二的目的是探究马铃薯无氧呼吸的类型。若实验二中溴麝香草酚蓝水溶液不变色，则说明马铃薯块茎细胞进行的是产生乳酸的无氧呼吸，其反应式为：C6H12O62C3H6O3＋少量能量。‎ ‎(3)实验一和实验二在设计上均有不够严谨之处，不同的微生物具有不同的细胞呼吸类型，它们的存在会干扰实验结果，故实验前应对马铃薯块茎进行消毒；B瓶和C瓶组装之前均需做灭菌处理。‎ ‎11.某研究小组想测量萌发的小麦种子、蚯蚓呼吸速率的差异，设计了以下的实验装置。实验中分别以20粒萌发的种子和4条蚯蚓为材料，每隔5 min记录一次有色液滴在刻度玻璃管上 的读数，结果如下表所示。请分析回答下列问题：‎ 有色液滴移动的距离(mm)‎ 生物 时间(min)‎ ‎0‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎25‎ 萌发的种子 ‎0‎ ‎8‎ ‎16‎ ‎23‎ ‎9‎ ‎34‎ 蚯蚓 ‎0‎ ‎4.5‎ ‎9‎ ‎11.5‎ ‎13.5‎ ‎15.5‎ ‎(1)装置图中的Y溶液是________，其作用是_______________________________________。设置乙装置的目的是___________________________________________________________。‎ ‎(2)实验开始后保持注射器的活塞不移动，有色液滴将向________移动(填“左”或“右”)，以蚯蚓为材料时有色液滴移动的最大速率是________。‎ ‎(3)另一组该实验装置每隔5min测量时，将注射器活塞往________移动(填“上”或“下”)，待有色液滴回到实验开始时的位置停止，根据活塞移动距离可测出气体的变化量，其中以小麦为材料的结果如下表所示：‎ 时间(min)‎ ‎0‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎25‎ 注射器量取的气体变化体积(mL)‎ ‎0‎ ‎1.5‎ ‎3.0‎ ‎4.2‎ ‎5.0‎ ‎5.5‎ 分析数据可知该段时间小麦种子的有氧呼吸速率为________，在此过程中，有氧呼吸的强度越来越________。‎ 答案　(1)NaOH溶液　吸收实验过程中细胞呼吸产生的CO2　排除微生物及环境因素对实验的干扰(或对照作用)　(2)左　0.9 mm/min　(3)下　0.22 mL/min　弱 解析　(1)装置图中的Y溶液是NaOH溶液，其作用是吸收实验过程中细胞呼吸产生的CO2。设置乙装置的目的是排除微生物及环境因素对实验的干扰，使实验结果更科学、合理。‎ ‎(2)有氧呼吸过程消耗氧气，产生二氧化碳，二氧化碳又被氢氧化钠吸收，甲中是活的小麦种子，呼吸旺盛，所以实验开始后保持注射器的活塞不移动，连接甲、乙装置玻璃管中有色液滴慢慢往左移动。以蚯蚓为材料时有色液滴移动的最大速率是9÷10＝0.9 mm/min。‎ ‎(3)另一组该实验装置每隔5 min测量时，将注射器活塞往下移动，待有色液滴回到实验开始时的位置停止，根据活塞移动距离可测出气体的变化量，分析表格中数据可知，该段时间小麦种子的有氧呼吸速率为5.5÷25＝0.22 mL/min，在此过程中，有氧呼吸的强度越来越弱。‎