呼吸作用实验设计

呼吸作用实验题示例

1．测定生物体呼吸作用强度

例1．植物幼苗在生长时，要进行呼吸作用。请用简单

方法来测量菜豆幼苗有氧呼吸强度的大小(以单位时间

内的耗氧量表示)。

实验材料：带塞的玻璃钟罩，大、小烧杯，10%NaOH溶

液，带刻度的玻璃导管、清水、微型盆栽菜豆幼苗。

①本实验可用如上图装置，但该装置中还缺少某个必要的组

成部分，利用所给的器具和试剂，则添加该组成部分的操作

是。增加该组成部分的目的

是：。

②本实验进行的原理是：。

③实验步骤：

Ⅰ．取两个上述装置，编号为甲、乙。对所用的盆栽菜豆幼苗，甲中放置正常生长的菜豆幼苗，乙中放置。连接好玻璃导管后，调节水柱高度，使两装置一样高。

Ⅱ．，并开始计时。

Ⅲ．一段时间后，，根据实验结果测算出幼苗在这段时间内的呼吸强度。

④本实验设计对照组的目的是：。

【例1】解析：本实验目的是测量菜豆幼苗有氧呼吸强度的大小。以单位时间内的耗氧量表示呼吸作用强度，结合所学的呼吸作用知识，和物理气压变化原理确定该实验原理为幼苗在黑暗中只进行呼吸作用，呼吸作用消耗容器中的氧气并释放出二氧化碳，而二氧化碳又被容器中的碱液所吸收，致使容器中的气压减少，使玻璃管内水柱上升。因此，必须消除菜豆幼苗呼吸作用产生的二氧化碳，才能测定其耗氧量，根据提供的材料有NaOH溶液，对于给出的装置添加的操作应是用小烧杯盛适量的10%NaOH溶液置于玻璃钟置内，利用它可以吸收幼苗呼吸作用释放出的二氧化碳。实验过程中采用对比的方法，甲中放置正常生长的菜豆幼苗，乙中放置死的相同的盆栽菜豆幼苗，条件是都放在相同的黑暗环境中，最后在一段时间后测量水柱上升高度（反映装置中氧气的变化），根据实验结果测算出幼苗在这段时间内的呼吸强度。本实验设计对照组的目的是排除外界温度、气压变化对实验结果的影响，即减少实验误差。

答案：

①用小烧杯盛适量的10%NaOH溶液置于玻璃钟置内

吸收幼苗呼吸作用释放出的CO2

②幼苗在黑暗中只进行呼吸作用，呼吸作用消耗容器中的氧气并释放出二氧化碳，而二氧化碳又被容器中的碱液所吸收，致使容器中的气压减少，使玻璃管内水柱上升。

③Ⅰ．死的相同的盆栽菜豆幼苗

Ⅱ．将两装置都放在相同的黑暗环境中

Ⅲ．测量水柱上升高度

④排除外界温度、气压变化对实验结果的影响(或：校正因外界温度、气压变化造成的实验误差)

注：根据此装置的实验指标测出的是有氧呼吸强度的大小

【变式训练1】运用气体体积测定法，设计实验装置测定无氧呼吸（产生酒精和二氧化碳）强度的大小

【变式训练2】一定条件下，某种生物有氧呼吸和无氧呼吸同时存在，运用气体体积测定法，设计实验装置测定有氧呼吸和无氧呼吸（产生酒精和二氧化碳）强度的大小（或总呼吸强度的大小）

2．判断生物体呼吸作用的类型

利用下列装置探究微生物的细胞呼吸方式。

2.将甲、乙装置均置于28℃恒温的条件下，分别在不同的氧气浓度下进行实验（实验过程中微生物保持活性，前三组实验所用微生物种类相同，第四组实验的微生物是乳酸菌），60分

1.由于装置的气压变化，也可能会由温度等物理因素所引起，为使测定结果更准确，应设置对照实验。

对照实验应将所测生物灭活，其他处理与实验组完全一致

2.当用植物测定呼吸时，应注意什么？

应避免光合作用对实验的干扰，所以整个装置应置于黑暗环境中

3.当用种子测定呼吸时，为防止微生物的呼吸对实验的干扰，应对种子进行什么处理？消毒

4.是否可用该装置做乳酸菌的呼吸测定？

可以，但没有气体产生与消耗

答案：

①适量（一定浓度）KOH或NaOH溶液②（一定浓度）葡萄糖溶液、微生物悬浮液各1 mL ③细胞呼吸时二氧化碳释放量与氧气消耗量的差值④只进行有氧呼吸

⑤同时进行有氧呼吸和无氧呼吸⑥只进行无氧呼吸⑦不变⑧不变

例2．实验是人们认识事物的基本手段，在实验过程中，不仅需要相应的知识、精密的仪器，还要注意运用科学的方法。

（1）为了探究种子萌发时进行的呼吸类型，某研究性学习小组设计了下列实验。请根据要求填空。

①实验目的：。

②实验原理：

③实验材料和用具：萌发的豌豆种子、带橡皮塞的玻璃

钟罩两只、100mL烧杯4个、两根弯曲的其中带有红色

液珠的刻度玻璃管、NaOH溶液、清水、凡士林

④实验方法：将实验材料和用具按如图配置好实验装置，如想得到实验结论还必须同时设计另一个实验，请指出另一个实验应如何设计（绘装置图表示，并用简短的文字说明）

⑤实验结果及预测：

Ⅰ．；

Ⅱ．；

Ⅲ．。

【例2】解析：由题意可知本实验要解决的问题是探究种子萌发时进行的呼吸类型，这就是实验目的。依据实验原理确定实验思路，在有无NaOH溶液（吸收二氧化碳）情况下，观察红色液滴是否移动及移动方向，从而确定种子萌发过程进行呼吸作用消耗氧气和生成二氧化碳情况，最后通过对比即可确定其呼吸作用类型。由于该实验是探究性实验，所以实验结果有三种情况：如果装置一中的液滴左移，装置二的液滴不移动，则说明萌发的种子只进行有氧呼吸；如果装置一中的液滴不动，装置二中的液滴右移，则说明萌发的种子只进行无氧呼吸；如果装置一中的液滴左移，装置二中的液滴右移，则说明萌发的种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。

答案：

（1）①探究种子萌发时所进行的呼吸类型

②种子萌发过程如果只进行有氧呼吸，则吸收的氧气

量和放出的二氧化碳量相等；如果只进行无氧呼吸，则不吸

收氧气，能放出二氧化碳；如果既有有氧呼吸又进行无氧呼

吸，则吸收的氧气量小于放出的二氧化碳量。

④如图。

说明：强调等量的种子，即用等量的清水代替

NaOH，观察红色液滴的移动情况。

⑤Ⅰ．装置一中的液滴左移，装置二的液滴不移动，

则说明萌发的种子只进行有氧呼吸；

Ⅱ．装置一中的液滴不动，装置二中的液滴右移，

则说明萌发的种子只进行无氧呼吸；

Ⅲ．装置一中的液滴左移，装置二中的液滴右移，