【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 植物 或動(dòng)物），通過(guò)生物呼吸過(guò)程中釋放 CO2或吸入 O2引起的氣壓變化，進(jìn)而推測(cè)或計(jì)算生物的呼 吸狀況，如圖裝置所示。 由于生物呼吸時(shí)既產(chǎn)生 CO2又消耗 O2，前者可引 起裝置內(nèi)氣壓升高，而后者則引起裝置內(nèi)氣壓下 降，為便于測(cè)定真實(shí)呼吸情況，應(yīng)只測(cè)其中一種 氣體變化情況。為此，測(cè)定過(guò)程中 ,往往用 NaOH 或 KOH吸收掉呼吸所產(chǎn)生的 CO2，這樣，整個(gè)裝 置中的氣壓變化，只能因吸收 O2所引起，從而排 除 CO2對(duì)氣壓變化的干擾。 （ 1）物理誤差的校正 由于裝置的氣壓變化也可能會(huì)由溫度等物理因素 所引起，為使測(cè)定結(jié)果更趨準(zhǔn)確，應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí) 驗(yàn)，以校正物理膨脹等因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成的誤 差。此時(shí)，對(duì)照實(shí)驗(yàn)與呼吸裝置相比，應(yīng)將所測(cè) 生物滅活，如將種子煮熟，而其他各項(xiàng)處理應(yīng)與 實(shí)驗(yàn)組完全一致（包括 NaOH溶液，所用種子數(shù) 量，裝置瓶及玻璃管的規(guī)格等）。 （ 2）探究光合作用和細(xì)胞呼吸與光照強(qiáng)度的關(guān)系 將上述裝置置于不同光照強(qiáng)度（可用不同功率的 燈泡實(shí)驗(yàn)或同一功率燈泡通過(guò)改變光照距離進(jìn)行 控制）條件下，被研究生物應(yīng)為綠色植物。 結(jié)果分析：①若紅色液滴右移，說(shuō)明光照較強(qiáng)， 光合作用大于細(xì)胞呼吸，釋放 O2使瓶?jī)?nèi)氣壓增大。 ②若紅色液滴左移，說(shuō)明光照較弱，細(xì)胞呼吸大 于光合作用，吸收 O2使瓶?jī)?nèi)氣壓減小。③若紅色 液滴不動(dòng)，說(shuō)明在此光照強(qiáng)度下光合作用等于細(xì) 胞呼吸，釋放 O2等于吸收 O2,瓶?jī)?nèi)氣壓不變。 （ 3）細(xì)胞呼吸狀況的實(shí)驗(yàn)測(cè)定歸納 欲測(cè)定與確認(rèn)某生物的呼吸類(lèi)型，應(yīng)設(shè)置兩套呼 吸裝置，兩套呼吸裝置中的單一變量為 NaOH與蒸 餾水 ,即用等量的蒸餾水取代實(shí)驗(yàn)組的 NaOH溶液 , 其他所有項(xiàng)目均應(yīng)一致，加蒸餾水的裝置內(nèi)氣壓 變化應(yīng)由 CO2與 O2共同決定。兩套裝置可如下圖 所示，當(dāng)然，此時(shí)仍有必要設(shè)置另一組作誤差校正之用。 結(jié)果與分析 ①若裝置 1液滴左移，裝置 2 液滴不動(dòng)，則表明所測(cè)生物 只進(jìn)行有氧呼吸（因有氧呼 吸產(chǎn) CO2量與耗 O2量相等）。 ②若裝置 1液滴不動(dòng)，裝置 2液滴右移，則表明所測(cè)生物只進(jìn)行無(wú)氧呼吸（因無(wú)氧呼吸只產(chǎn) CO2，不耗 O2）。 ③ 若裝置 1液滴左移，裝置 2液滴右移，則表明該 生物既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無(wú)氧呼吸。 ④裝置 1與裝置 2液滴均左移，則呼吸過(guò)程中 O2吸 收量大于 CO2釋放量，呼吸底物中可能有脂質(zhì)參與。 ，排除實(shí)驗(yàn)誤差還應(yīng)設(shè)置如 圖裝置 3，以便校正。 “先結(jié)果后結(jié)論”，而不是“先結(jié)論后結(jié)果”，如上。 對(duì)位訓(xùn)練 進(jìn)行了如下探究實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)據(jù)題分析作答： （ 1）甲興趣小組想探究的具體問(wèn)題是：酵母菌 是否在有氧、無(wú)氧條件下均能產(chǎn)生 CO2?，F(xiàn)提 供若干套（每套均有數(shù)個(gè)）實(shí)驗(yàn)裝置，如圖 Ⅰ （ A~D）所示： ① 請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇裝置序號(hào)，并按照實(shí)驗(yàn)的 組裝要求排序（裝置可重復(fù)使用）。有氧條件下 的裝置序號(hào)： ；無(wú)氧條件下的裝置序號(hào)： 。 ②裝置中 C瓶的作用是 ， B瓶中澄清的石灰水還可用代替 。 （ 2）乙興趣小組利用圖 Ⅱ 所示裝置（橡皮塞上 的彎管為帶有紅色液滴的刻度玻璃管），探究酵 母菌的細(xì)胞呼吸類(lèi)型。 ①如果想得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論，還必須同時(shí)設(shè)置對(duì)照實(shí) 驗(yàn)，請(qǐng)問(wèn)對(duì)照實(shí)驗(yàn)裝置（假設(shè)該裝置編號(hào)為 Ⅲ ）如何設(shè)計(jì)？ 。 ② 請(qǐng)預(yù)測(cè)與結(jié)論相符合的現(xiàn)象，并填寫(xiě)下表： 序號(hào) 裝置中紅色液 滴的移動(dòng)現(xiàn)象 結(jié)論 裝置 Ⅱ 裝置 Ⅲ 1 a b不移動(dòng) 只進(jìn)行有氧 呼吸 2 c不移動(dòng) d 只進(jìn)行無(wú)氧 呼吸 3 e f 既進(jìn)行有氧 呼吸 ,又進(jìn)行 無(wú)氧呼吸 ③ 若酵母菌消耗的 O2為 3 mol，而釋放的 CO2為 9 mol，則酵母菌無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的量是有 氧呼吸的倍 。 解析 （ 1）在探究酵母菌進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生 CO2 時(shí)，檢驗(yàn)產(chǎn)生的 CO2可以用澄清的石灰水，在向裝 臵中通入空氣時(shí)，為排除空氣中 CO2對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的 干擾，需要先通過(guò) 10%的 NaOH溶液除去 CO2,所以 實(shí)驗(yàn)裝臵的順序?yàn)?C→ A→ B(或 C→ B→ A→ B)。在 無(wú)氧條件下，不需要通入空氣，所以裝臵只需要D→ B即可。 (2)在探究酵母菌的細(xì)胞呼吸類(lèi)型時(shí) , 可以根據(jù)液滴是否移動(dòng)及移動(dòng)方向來(lái)判斷細(xì)胞呼 吸的類(lèi)型。在設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)時(shí) ,可以將 10%NaOH溶 液換成蒸餾水，其他設(shè)計(jì)同裝臵 Ⅱ 。若酵母菌進(jìn) 行有氧呼吸 ,消耗氧氣 ,產(chǎn)生的 CO2被 NaOH溶液吸 收，導(dǎo)致裝臵 Ⅱ 內(nèi)氣壓下降，液滴左移；若酵母 菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸 ,不消耗氧氣 ,產(chǎn)生的 CO2被 NaOH 溶液吸收，不會(huì)引起裝臵 Ⅱ 內(nèi)氣壓的改變，液滴 不動(dòng)。根據(jù)有氧呼吸的反應(yīng)式可知，每消耗 1 mol 氧氣產(chǎn)生 1 mol CO2，消耗 1/6 mol葡萄糖。根據(jù) 題目信息，消耗 3 mol O2，釋放 CO2 9 mol,可知 有氧呼吸產(chǎn)生 CO2為 3 mol，無(wú)氧呼吸產(chǎn)生 CO2為 6 mol。則酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖量為 1/2 mol，無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖量為 3 mol。 故無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的 6倍。 答案 （ 1）① C→ A→ B(或 C→ B→ A→ B) D→ B ② 吸收空氣中的 CO2，排除其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾（其他合理答案亦可） 溴麝香草酚藍(lán)水溶液（不可有錯(cuò)別字） （ 2）①裝置 Ⅲ 除用等量清水代替10%NaOH溶液外，其他設(shè)計(jì)與裝置 Ⅱ 相同 ② a向左移 d向右移 e向左移 f向右移 ③ 6 題型五 比較光合作用和細(xì)胞呼吸的關(guān)系 生物類(lèi)型 自養(yǎng)生物 異養(yǎng)生物 光合作用 能進(jìn)行 不能進(jìn)行 細(xì)胞呼吸 能進(jìn)行 能進(jìn)行 碳源 無(wú)機(jī)碳如 CO2 有機(jī)碳如糖類(lèi) 器官及細(xì)胞 能否光合 作用 能否細(xì)胞 呼吸 根 導(dǎo)管細(xì)胞 不能 不能 其它細(xì)胞 不能 能 莖 纖維細(xì)胞 導(dǎo)管細(xì)胞 不能 不能 皮層細(xì)胞 能 能 其它細(xì)胞 不能 能 葉 導(dǎo)管細(xì)胞 不能 能 表皮細(xì)胞 不能 能 葉肉細(xì)胞 能 能 保衛(wèi)細(xì)胞 能 能 光合作用場(chǎng)所只有一個(gè)葉綠體，細(xì)胞呼吸場(chǎng)所有 兩個(gè)：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，主要場(chǎng)所為線粒 體，且只能利用丙酮酸不能利用葡萄糖。因兩種 細(xì)胞器的功能不同，所以產(chǎn)生的氣體不同，葉綠 體產(chǎn)生 O2，線粒體則產(chǎn)生 CO2。 對(duì)位訓(xùn)練 菌的培養(yǎng)液 ,在所含成分上最大區(qū)別是 ( ) 解析 單細(xì)胞綠藻因含葉綠體，可進(jìn)行光合作 用自己制造有機(jī)物；單細(xì)胞酵母菌既無(wú)葉綠 體，也無(wú)葉綠素，不能進(jìn)行光合作用，因而必 須提供現(xiàn)成的有機(jī)成分。至于無(wú)機(jī)鹽，二者都 不能缺少。 B 液，分別加入盛有丙酮酸溶液和 NaHCO3溶液的兩支大小相同的試管中，給予充足光照，都會(huì)產(chǎn)生氣泡。請(qǐng)問(wèn)這兩種氣泡成分是否一樣？解釋原因。 答案 氣泡成分不一樣。因?yàn)楸嵩诰€粒體中進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)