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1、微专题光合作用、呼吸作用的测定(对应学生用书学案P73)一、细胞呼吸方式的判定与速率的测定1 .实验装置:一玻璃钟罩20%NaOH局/溶液5 mL生物材料装置乙装置甲2 .实验原理:装置甲中NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸所产生的CO,红墨水滴移动的距离代表生物材料有氧呼吸吸收O2的量。装置乙中红墨水滴移动的距离代表生物材料无氧呼吸产生co2的量。3 .实验现象与结论:实验现象结论装置甲装置乙不动不动只进行产生乳酸的无氧呼吸或生物材料已死亡不动右移只进行产生酒精的无氧呼吸左移右移进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸左移不动只进行有氧呼吸4 .空白对照组:一玻璃钟罩/蒸储水H 5 mL物理误差的校正
2、,为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差,设置如图所示的装置,(除将装置中生物材料换为杀死的等量同种生物材料外,其余均与乙装置相同。)杀死的生物材料J5 .注意事项:(1)若所放材料为绿色植物,整个装置必须遮光处理,否则植物组织的光合作用会干扰呼吸速率的测定。(2)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应将装置及所测材料进行消毒处理。(3)如果实验材料是酵母菌,实验所用的葡萄糖溶液需煮沸,目的是灭菌,排除其他微生物的细胞呼吸对实验结果造成干扰。二、光合速率的测定1 .测定依据:实际光合作用速率=净光合作用速率+细胞呼吸速率。2 .测定装置:3.方法解读:(1)测定细胞呼吸速率小烧杯中放入适宜浓
3、度的NaOH溶液,用于吸收CO2o玻璃钟罩应遮光处理,以排除光合作用的干扰。置于适宜温度环境中。测定单位时间内红色液滴向左移动距离,代表呼吸速率。(2)测定净光合作用速率小烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液,用于维持容器内CO2浓度恒定,以满足植物光合作用需求。给予适宜光照处理,且温度适宜。测定单位时间内红色液滴向右移动的距离,代表净光合速率。国国国国1 .(不定项)某同学为探究细胞呼吸的方式,设置了如图装置两组。甲组中A处放置一定质量的马铃薯块茎(无氧呼吸产物为乳酸),B中装有一定量的NaOH溶液;乙组中A处放置等量的马铃薯块茎,B中装有等量的蒸储水。在相同且适宜的条件下放置一段时间后,观察红
4、色液滴的移动情况(不考虑气体水溶性、温度等因素对液滴移动的影响,设底物为葡萄糖)。下列叙述正确的是(BD )A.马铃薯块茎有氧呼吸的产物有H2O. CO2和酒精B.甲组液滴的移动情况可反映马铃薯块茎呼吸产生的C02量C.甲、乙两组液滴均可以左移或不移动D.若甲组液滴左移,乙组液滴不移动,不能确定马铃薯块茎的呼吸方式解析马铃薯块茎有氧呼吸的产物是H2(XCO2,A错误;由于NaOH溶液能吸收C02,所以甲组液滴移动的量可代表马铃薯块茎呼吸消耗O2的量,由于马铃薯块茎无氧呼吸产物为乳酸,所以02消耗量等于呼吸产生的CO?量,B正确;甲组液滴可以左移或不移动,马铃薯块茎无氧呼吸产生乳酸,故乙组液滴可
5、以不移动,但不会左移,C错误;若甲组液滴左移,乙组液滴不移动,只能确定马铃薯进行了有氧呼吸,但不能确定其是否进行了无氧呼吸,因此不能确定马铃薯块茎的呼吸方式,D正确。2 .将酵母细胞研磨并除去ATP后,分别放入编号为I、II、山的锥形瓶中。将3个锥形瓶密封后,均置于20 水浴箱中,lh后的结果如图所示。下列分析合理的是(D )实验装充红色液滴r红色液滴红色液滴宜和不/co,吸收剂乃Lco?吸收剂co2吸收剂同处理 印-酵母细胞研印酵母细胞研&合 酵母细胞研磨T磨液、葡萄糖|磨液、ATP ;液、匐萄糖、ATP实验结果只赢未移动 j未移动向左移动ImA.该实验的实验目的是探究酵母菌的细胞呼吸方式B
6、.由实验结果可知锥形瓶I和必定进行了无氧呼吸C. I中的液滴向左移动说明酵母菌只进行了有氧呼吸D.实验结果说明酵母菌进行有氧呼吸需要葡萄糖和ATP解析该实验的实验目的是探究酵母菌进行有氧呼吸的条件,A不合理;无法确定锥形瓶I和是否进行无氧呼吸,B不合理;III中的液滴向左移动说明酵母菌消耗了氧气,进行了有氧呼吸,但不能确定有无无氧呼吸,C不合理;实验结果说明酵母菌进行有氧呼吸需要葡萄糖和ATP, D合理。3 .如图为探究绿色植物的相关生命活动过程的实验装置。对图示装置的分析错误的是A.红色小液滴移动的距离表示装置内02的变化量B.若要测呼吸速率,应将该装置置于黑暗中,对照组的植物应换成死的,但
7、大小等条件与实验组相同C.若要测光合速率,应给予一定的光照,单位时间内小液滴移动的距离可代表总光合速率D.打开阀门并移除NaOH溶液后,此装置可用来验证水是光合作用的原料解析NaOH溶液吸收二氧化碳,故红色小液滴移动的距离表示装置内02的变化量,A正确;若要测呼吸速率,应将该装置置于黑暗中,对照组的植物应换成死的,但大小等条件与实验组相同,可以排除无关变量的影响,B正确;若要测光合速率,应给予一定的光照,装置内的NaOH溶液需要换成NaHCC溶液,单位时间内小液滴移动的距离可代表净光合速率,C错误;要验证水是光合作用的原料,CO2需供应充足,所以需要移除NaOH溶液,D正确。4 .利用如图所示
8、装置可探究某绿色植物的生理作用。假如该植物光合作用的产物和细胞呼吸的底物均为葡萄糖,且不能进行产生乳酸的无氧呼吸(忽略装置内其他微生物的干扰)。下列相关叙述正确的是(B )A.若要验证该植物在光下释放氧气,应将装置二和三分别放在黑暗和光照条件下B.若要验证CO?是植物进行光合作用的原料,应选择装置一和装置三C.光照条件下,装置一、三中红色液滴移动的距离分别表示02吸收量和生成量D.黑暗条件下,若装置一、二中的红色液滴均不移动,则该植物只进行有氧呼吸解析若将装置二和装置三分别放置在黑暗和光照条件下,则存在两个变量,即光照有无和烧杯内试剂的类型,不符合单一变量原则,A错误;装置一内无CO2,而装置
9、三内有co2且co2浓度在一段时间内保持不变,故这两套装置适用于验证co2是植物进行光合作用的原料,B正确;光照条件下,装置三中的植物可进行光合作用和细胞呼吸,红色液滴的移动距离代表02的释放量,C错误;黑暗条件下,若装置一、二中的红色液滴均不移动,则该植物既不进行有氧呼吸也不进行无氧呼吸,D错误。5 .甲、乙两个生物兴趣小组分别利用图I、图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)甲利用图I装置来探究酵母菌在有氧与无氧的条件下细胞呼吸放出热量的多少。材料用具:500 mL保温桶、温度计、活性酵母菌、0.1 moLL葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。实验步骤:取A、B两套装置按
10、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XB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X是 不加入石蜡油(通入氧气);Y是 加入10”活性酵母菌。B装置中步骤一的主要目的是一去除氧气,这是控制实验的反变量。实验结果:略。(2)乙利用图1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。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I,则装置IH除用重量清水代替NaOH溶液外,其他设计与装置相同。检测酵母菌细胞呼吸是否产生CO?时.,可用澄清的石灰水或澳麝香草酚蓝溶液。CO2可使澳麝香草酚蓝溶液
11、发生的颜色变化是由蓝变绿再变黄.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,装置中红色液滴不移动,说明酵母菌只进行无氧呼吸;若 装置I中红色液滴不移动,装置中红色液滴向左移,说明酵母菌只进行有氧呼吸;若 装置III中红色液滴向右移,装置1中红色液滴向左移,说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。解析(1)分析表中相关内容,考虑到实验要遵循对照性原则和单一变量原则,本实验的自变量为是否含有氧气,其他都是无关变量,要求相同且适宜。因此X是不加入石蜡油(或通入氧气),目的是给酵母菌创造有氧环境。Y是加入10 g活性醉母菌,排除无关变量的影响。B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是
12、去除氧气,氧气有无属于自变量。(2)图装置中氢氧化钠溶液吸收二氧化碳,红色液滴向左移动是酵母菌有氧呼吸消耗氧气引起的;探究呼吸方式必须同时设置对照实验,装置I除用等量清水代替氢氧化钠溶液外,其他设计与装置相同。CO2可使澳麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。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氧气的量。装置m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。所以若装置中红色液滴不移动,装置I中红色液滴向右移动,说明醉母菌只进行无氧呼
13、吸;若装置I中红色液滴不移动,装置中红色液滴向左移动,说明醉母菌只进行有氧呼吸;若装置I中红色液滴向右移动,装置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。6 .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。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光照强度、温度(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工L侧,装置刻度管中液滴右移最远是在一天中的点。(2)在实验过程中的某段光照时间内,记录液滴的
14、移动情况,获得以下数据:每隔20分钟记录一次刻度数据24293234该组实验数据是在图乙曲线的de或fg段获得的。(3)该组同学为测定该植物某时间段的02产生速率。如何设置对照实验?如何处理实验数据?简要写出对照实验设计思路: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。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MN。解析(1)密闭装置甲内有C02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是光照强度和温度。密闭装置甲中液滴移动反映密闭装置内氧气浓度的变
15、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点时氧气浓度达到最大值,则18点时甲装置中的液滴右移最远。(2)由题表中所记录的数据可知,连续3个2()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。(3)密闭装置甲中液滴移动测得的是装置内植物释放氧气速率(净光合速率),若要测定该植物某时间段的02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,应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