【状元之路】高中生物第一轮复习 实验11 实验设计专题研究系列之“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验分析课件.ppt

实验设计专题研究系列之 十一 探究酵母菌细胞呼吸的方式 的实验分析 实验专项 2 实验中的关键步骤 1 将装置 甲 连通橡皮球 让空气依次通过3个锥形瓶 即保证o2的充分供应 又使a瓶中的空气先经过naoh的锥形瓶 洗除空气中的co2 保证第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊是由于酵母菌有氧呼吸产生co2所致 2 b瓶应封口放置一段时间后 待酵母菌将b瓶中的氧消耗完 再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶 确保是无氧呼吸产生的co2通入澄清的石灰水 典例示范 酵母菌被广泛用于发酵 为了研究酒精发酵的产物 某研究小组设计了如图所示的装置图 1号 2号试管中均加入3ml蒸馏水和少许0 1 btb溶液 溴麝香草酚蓝溶液 至蓝绿色 若为较强酸性时 btb溶液呈黄色 下列有关叙述合理的是 a 1号试管可以去除或将1号试管中btb溶液换成澄清石灰水b 该装置无法检验co2的生成 仍需再补充其他装置c 温度偏高 导致发酵管内o2少 酵母菌繁殖速率减慢 不利于发酵d 为使发酵管中尽量少地含有o2 应先将葡萄糖液煮沸 待冷却后加入鲜酵母 再加入少许石蜡油 使之浮于混合液表面 解析 1号试管起对照作用 酵母菌产生的co2会使2号试管中的btb溶液由蓝绿色变成黄色 无需其他补充装置 80 导致酵母菌死亡和发酵过程中酶变性失活 酵母菌在无氧条件下才发酵产生酒精 发酵前将葡萄糖溶液煮沸 会使氧气逸出 冷却后加酵母菌是防止高温杀死酵母菌 加石蜡油是为了达到隔绝空气的目的 答案 d 互动探究 1 用酵母菌酿酒时 如何控制o2的含量 2 酵母菌的无氧呼吸和有氧呼吸在消耗的反应物与生成的产物方面有哪些数量关系 提示 1 先通o2 让酵母菌大量繁殖 使菌体数量增加 后密封 让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精 2 消耗等量葡萄糖时 无氧呼吸与有氧呼吸产生co2的物质的量之比为1 3 产生atp的物质的量之比为1 19 消耗的氧气与产生的co2之和的物质的量之比为3 4 产生等量的co2时 无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖物质的量之比为3 1 产生atp的物质的量之比为3 19 实战演练 1 如图所示为细胞呼吸的实验装置 a b两锥形瓶内各放一些湿棉花 瓶塞上各吊一熟石灰包 并插入温度计 分别有导管从瓶内通到水中 a瓶装入萌发的种子 b瓶装入等量煮熟的种子 48h后 预期所能观察到的变化是 a a瓶温度上升 与其连接的导管内水上升明显b b瓶温度上升 与其连接的导管内水上升明显c a瓶温度上升 与b瓶连接的导管内水上升明显d b瓶温度上升 与a瓶连接的导管内水上升明显解析 a瓶中萌发的种子生理活动旺盛 主要进行细胞呼吸 吸收瓶内的氧气 释放co2 但co2易被熟石灰吸收 在细胞呼吸过程中要释放能量 并且大部分能量都转化成热能 所以a瓶温度上升 由于o2的消耗 瓶内气压下降 与之相连的导管内水柱上升 而b瓶装的是煮熟的种子 不再进行细胞呼吸等生理活动 所以温度 水面基本无变化 答案 a 2 某课题小组同学利用下列装置探究微生物的细胞呼吸方式 1 取甲 乙两套密闭装置设计实验 请补充下表有关的内容 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 60min后读数 请补充下表有关的内容 3 除了可以测定细胞呼吸方式外 你认为用上述密闭装置和选用下列材料用具还可以开展哪些生物学的探究 请写出一个课题题目 材料用具 小麦种子 玉米幼苗 小麦幼苗 一定浓度的koh溶液 nahco3稀溶液 蒸馏水 一定浓度的葡萄糖溶液 恒温装置 暗箱 课题题目 解析 1 根据表中甲 乙试管中加入的物质即可判断出 与甲相同 为koh或naoh溶液 代表消耗氧气与产生二氧化碳的差值 2 第一组 甲液滴向左移动 说明消耗了氧气 乙液滴不变说明消耗的氧气和产生的二氧化碳相等 由此得出只进行有氧呼吸 第二组 甲液滴向左移动 说明消耗了氧气 乙液滴向右移动 说明消耗的氧气少于产生的二氧化碳 由此得出同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 第三组 甲液滴不移动 说明不消耗氧气 乙液滴向右移动说明产生了二氧化碳 由此得出 只进行无氧呼吸 第四组 乳酸菌只进行无氧呼吸 产生乳酸 因此甲液滴不变 乙液滴不变 答案 1 适量 一定浓度 koh或naoh溶液 一定浓度 葡萄糖溶液 微生物悬浮液各1ml二氧化碳释放量与氧气消耗量的差值 2 只进行有氧呼吸同时进行有氧呼吸和无氧呼吸只进行无氧呼吸液滴不变液滴不变 3 测定小麦种子的呼吸速率 测定玉米幼苗的光合作用强度 探究小麦幼苗 玉米幼苗光合作用强度的差异 3 生物呼吸作用的底物 有机物 种类及含量的差异 会导致呼吸作用释放的co2与吸收的o2比发生差异 这可用呼吸熵表示 呼吸熵 rq 呼吸作用释放的co2 呼吸作用吸收的o2 为了测定种子萌发的呼吸熵 现准备了3只锥形瓶 瓶塞 带刻度的玻璃管 发芽的小麦种子 10 的naoh溶液 nahco3溶液 清水等 并组装成下面三套装置 1 小烧杯中插入一根滤纸折叠条的作用是 2 由于发芽小麦种子 已消毒 的呼吸作用 甲装置内的气体发生了变化 使得墨水滴向右移动 显然瓶内气体减少了 减少的气体是 3 甲装置内的气体变化还不足以求出发芽小麦的呼吸熵 由此还要利用乙装置来测定发芽小麦呼吸作用过程中的某一种气体的变化 测定单位质量小麦种子呼吸时co2释放量与o2消耗量的比值 请补充完整下面主要的方法步骤 用同等质量的小麦种子在相同环境中进行与上述实验相同的操作 测出 再计算出co2释放量 4 若甲装置测出的实验数据 墨滴移动量 为x 乙装置所测得的实验数据 墨滴移动量 为y 则呼吸熵计算式为 如果呼吸商小于1 说明 据此可判断出干重相同的油菜和小麦种子在萌发时有氧呼吸co2释放量与o2消耗量的比值为油菜种子 填 大 等 或 小 于小麦种子 5 为了纠正环境因素引起的实验测量误差 必须另设丙装置进行校正 则应对丙装置作相应处理 锥形瓶中加入 小烧杯内加入 其他处理与实验组完全相同 同时记录相同时间内的读数变化 如丙装置的墨滴在实验后向左移动量为z 则氧气实际消耗量应为 6 如果该发芽的种子已带一定量的小叶 要了解光照强度对植物光合作用的影响 仍然利用上述装置甲以及题干中的器材与试剂 则需要注意 实验装置甲小烧杯里面的试剂选用 理由是 在十分合适的某光照强度条件下 实验进行一段时间 测得的实验数据 墨滴移动量 为w 则该墨滴一定向 移动 如要知道较高光照强度下真正的光合作用气体变化量 还需进一步的实验操作是 真正光合作用的变化量是 解析 1 小烧杯中的naoh溶液用于吸收呼吸作用产生的co2 在小烧杯中插入一根滤纸折叠条 naoh溶液便会扩散到滤纸上 可增大吸收co2的能力 2 甲装置中发芽小麦种子进行呼吸作用时消耗氧气 并放出二氧化碳 其中co2被naoh溶液所吸收 使得锥形瓶中气压下降 导致墨滴向右移动 可见减少的气体为氧气的量 3 甲装置内的气体变化是氧气的消耗量 为了求出发芽小麦的呼吸熵 还得测定发芽小麦呼吸作用过程中co2气体的变化量 因此可以根据甲装置及题干中所列的器材与试剂 启发设计出测定co2气体变化的装置乙 应当与装置甲的不同之处在于烧杯中的液体应用同体积的清水 既不吸收氧气 也不吸收二氧化碳 则容器内气体体积的减少量代表消耗的氧气和释放二氧化碳体积的差值 从而可以计算出种子呼吸作用释放的co2量 4 由题意可知 装置甲测得的x为小麦呼吸作用所吸收的氧气量 装置乙测得的y为小麦种子呼吸作用所吸收的氧气量与放出的二氧化碳量的差值 则小麦种子呼吸作用放出的二氧化碳量 x y 据题干所提供呼吸商 rq 呼吸作用释放的co2 呼吸作用吸收的o2 可得计算公式为 x y x 小麦种子的主要成分为淀粉 呼吸商接近于1 而干重相同的油菜种子含有大量的脂质 脂质分子中氢和氧的比例较糖类分子高 氧化时需要较多的氧气 故油菜种子的rq较小麦种子的rq要小些 5 丙装置锥形瓶内加入与实验组等量的死种子时 对瓶中的气体变化几乎没有影响 则丙装置的墨滴在实验后向左移动量z应为实验测量的误差值 所以校正后可得氧气的实际消耗量应为x z 6 题意是要利用装置甲来研究光照强度对植物光合作用的影响 可确定自变量是光照强度 所以为了排除二氧化碳对实验的影响 在小烧杯中应加入nahco3溶液为植物光合作用提供二氧化碳气体 保持瓶中二氧化碳气体量不变 便于实验分析指标的单一 叶片在适宜的光照强度下进行光合作用比呼吸作用强 即总体上是吸收二氧化碳放出氧气 故锥形瓶气压升高 墨滴左移 如要知道较高光照强度下真正的光合作用气体变化量 就得知道呼吸作用释放的二氧化碳量 则对装置丙进行遮光一定时间后记录墨滴移动刻度 再加上w即是真正光合作用的变化量 答案 1 增大co2的吸