實(shí)驗(yàn)知識(shí)詳解與訓(xùn)練

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載實(shí)驗(yàn)知識(shí)詳解與訓(xùn)練一一探究酵母菌的呼吸方式必修一第五章 第三節(jié)ATP的主要來(lái)源-細(xì)胞呼吸、1實(shí)驗(yàn)原理(1) 酵母菌在有氧和無(wú)氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。酵母菌進(jìn)行有氧呼吸能產(chǎn)生大量的CO2，在進(jìn)行無(wú)氧呼吸時(shí)能產(chǎn)生酒精和CO2。(2)CO2可使澄清的石灰水變渾濁，也可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃。根據(jù)石灰水混濁程度或溴麝香草酚藍(lán)水溶液變成黃色的時(shí)間長(zhǎng)短,可以檢測(cè)酵母菌培養(yǎng)液中 CO2的產(chǎn)生情況。(3)橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性條件下可與乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色。2.實(shí)驗(yàn)流程提出問(wèn)題：酵母菌使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精的條件是有氧還是無(wú)氧;酵母菌在有氧和無(wú)氧條件下細(xì)胞呼吸

2、的產(chǎn)物是什么作出假設(shè)：針對(duì)上述問(wèn)題，根據(jù)已有的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)(如酵母菌可用于釀酒、發(fā)面等 )作出合理的假設(shè)氣D配制酵母菌培養(yǎng)液(2)檢測(cè)CO的產(chǎn)生，裝置如圖所示:廠U 接橡皮球 (或氣泵)設(shè)計(jì)并 進(jìn)行U 實(shí)驗(yàn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%酵母菌澄清的 WNaOH溶液 培竊石灰水 E X 二酵母菌澄清的培養(yǎng)液石灰水乙(3)檢測(cè)酒精的產(chǎn)生自A.B+各取2 niL濾液分別注入編號(hào)為2的兩支試管中f分別滴加0. 5 niL溶有0, 1 g重諮酸鉀的濃硫酸溶液f振蕩并觀察溶液 的顏色變化實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象V'甲、乙兩裝置中石灰水都變混濁，且甲中混濁程 度高且快2號(hào)試管中溶液由橙色變成灰綠色J號(hào)試管不變色YOz（大量+巴

3、0實(shí)驗(yàn)結(jié)論：葡萄糖矍理堇無(wú) ° g H5OH + co,（少量）3.注意事項(xiàng)（一）實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵一一有氧與無(wú)氧條件的控制裝置甲（1）該實(shí)驗(yàn)的自變量是氧含量的變化。裝置甲空氣持續(xù)通入，既保證 02的充分供應(yīng)，又CO2所致。使進(jìn)入I瓶中的空氣先經(jīng)過(guò)含Na0H溶液的錐形瓶，清除空氣中的C02，保證裝置甲中第三個(gè)錐形瓶中的澄清石灰水變混濁是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的n瓶剛封口后，錐形瓶的空氣中有02，酵母菌開(kāi)始進(jìn)行有氧呼吸，所以必須將開(kāi)始時(shí)產(chǎn)生的CO2排掉，過(guò)一段時(shí)間后，n瓶中的02消耗完了，再連通含有澄清石灰水的川瓶，方可確保是無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO2通入澄清的石灰水，否則會(huì)出現(xiàn)兩組澄清石灰水混濁程度

4、差不多的情況。另外，可在n瓶液面上覆蓋一層石蠟油以隔絕空氣。（二） CO2和酒精的檢測(cè)（1）C02可使澄清的石灰水變混濁，還可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃，石灰水混濁程度大，說(shuō)明酵母菌產(chǎn)生的CO2多，溴麝香草酚藍(lán)水溶液變黃色所需時(shí)間越短，說(shuō)明酵母菌放出的 C02越多，反之則越少。檢測(cè)時(shí)將0.1 g的重鉻酸（2）橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下與酒精反應(yīng)變成灰綠色,鉀溶于0.5 mL的濃硫酸溶液（體積分?jǐn)?shù)為95%97%）中，分別滴加于兩組 2 mL酵母菌培養(yǎng)液的濾液中，混勻后觀察試管中溶液的顏色變化，有氧培養(yǎng)的培養(yǎng)液無(wú)顏色變化，無(wú)氧培養(yǎng)的培養(yǎng)液變成灰綠色。二、典例講解（2011長(zhǎng)春調(diào)研）兩個(gè)

5、生物興趣小組分別對(duì)酵母菌細(xì)胞呼吸方式進(jìn)行了如下的探究實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)分析回答:酵母菌培養(yǎng)液a澄清的石灰水b溶液C培養(yǎng)液d培養(yǎng)液溶液CO2 ,（裝置可重復(fù)使用）。有氧條件下的裝置順序:（用箭頭和圖中序號(hào)表示）；無(wú)氧條件下的裝置順序:.（用（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)生現(xiàn)提供若干套（每套均有數(shù)個(gè)）實(shí)驗(yàn)裝置，如圖I （ad）所示。 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)的組裝要求排序箭頭和圖中序號(hào)表示）。 裝置中c瓶的作用是b瓶中澄清的石灰水還可用代替。 在溫度和pH都相同的情況下，影響酵母菌細(xì)胞呼吸方式的外界因素主要是乙興趣小組利用圖n所示裝置（橡皮塞上的彎管為帶

6、有紅色液滴的刻度玻璃管），探究（假設(shè)該裝置編號(hào)為酵母菌細(xì)胞呼吸方式。要想得到實(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 川）該如何設(shè)計(jì)?若裝置n中紅色液滴向左移動(dòng)，裝置川中紅色液滴不移動(dòng)， 說(shuō)明酵母菌細(xì)胞呼吸方式若酵母菌消耗的 02為3 mol/L ,而釋放的CO2為9 mol/L ,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：酵母菌是兼性厭氧型微生物，在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸，在缺氧條件下進(jìn)行無(wú)氧呼吸，裝置中c瓶中NaOH溶液的作用是吸收空氣中的CO2，排除空氣中的 CO2對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。（2）根據(jù)單一變量原則，裝置川除用等量清水代替NaOH溶液外，其他設(shè)計(jì)與C02的量（體積

7、）裝置n相同。裝置n中NaOH溶液的作用是吸收細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2，因此紅色液滴向左02此移動(dòng)是因?yàn)檠鯕獾南?，裝置川中紅色液滴不移動(dòng)，說(shuō)明細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的 與消耗的02的量（體積）相等，說(shuō)明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸。酵母菌無(wú)氧呼吸不消耗 題中3 mol/L 02均為有氧呼吸所利用， 而有氧呼吸產(chǎn)生的 C02的量（體積）與消耗的02的量（體積）相等。所以有氧呼吸產(chǎn)生的C02為3 mol/L，需消耗葡萄糖0.5 mol/L，無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的C02為6 mol/L，需消耗葡萄糖 3 mol/L，則酵母菌無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的6倍。答案：尸af b（或C7bf aib） db吸收空氣中的 C02

8、，排除其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾溴麝香草酚藍(lán)水溶液氧氣裝置川除用等量清水代替NaOH溶液外，其他設(shè)計(jì)與裝置n相同只進(jìn)行有氧 呼吸6 三、模擬訓(xùn)練1.呼吸商（RQ）指單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行呼吸作用的生物釋放二氧化碳量與吸收氧氣量的比值（RQ=釋放的二氧化碳體積/消耗的氧氣體積）。下圖1表示萌發(fā)小麥種子中發(fā)生的相關(guān)生理過(guò)程，AE表示物質(zhì)，表示過(guò)程。圖2表示測(cè)定消毒過(guò)的萌發(fā)的小麥種子呼吸商的實(shí)驗(yàn)裝置。請(qǐng)分析回答:葡萄糖、趣量”廠廠專陰 大試管筒狀濾紙HaO酶】帶刻度I的玻璃管-試管塞 墨滴萌發(fā)的小麥種子清水J能量乙萌發(fā)的小妾種子mH溶液（1）圖1中，催化過(guò)程的酶存在于細(xì)胞的,物質(zhì)E表示（2）圖2實(shí)驗(yàn)裝置乙中，KOH

9、溶液中放置筒狀濾紙的目的是（3）假設(shè)小麥種子只以糖類為呼吸底物，在25C下經(jīng)10 min觀察墨滴的移動(dòng)情況，如發(fā)現(xiàn)甲裝置中墨滴不動(dòng)，乙裝置中墨滴左移，則10 min內(nèi)小麥種子發(fā)生圖1中的10 min內(nèi)小麥種子發(fā)生圖1序號(hào)）過(guò)程；如發(fā)現(xiàn)甲裝置中墨滴右移，乙裝置中墨滴不動(dòng)，則中的（填序號(hào)）過(guò)程。 在25 C下10 min內(nèi)，如果甲裝置中墨滴左移30 mm乙裝置中墨滴左移200 mm,則萌發(fā)小麥種子的呼吸商是。這說(shuō)明該小麥種子發(fā)芽過(guò)程中所消耗的能源物質(zhì)除，理由是糖類外還應(yīng)有(5)為校正裝置甲中因物理因素引起的氣體體積變化，還應(yīng)設(shè)置一個(gè)對(duì)照裝置。對(duì)照裝置的大試管和小燒杯中應(yīng)分別放入2.某同學(xué)在研究馬鈴

10、薯塊莖細(xì)胞呼吸方式時(shí)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)一：取新鮮馬鈴薯塊莖，洗凈、切成碎屑。向錐形瓶中分別加入適量的馬鈴薯塊莖碎屑，安裝成下圖甲。每隔一段時(shí)間，從分液漏斗向錐形瓶A中注入適量過(guò)氧化氫溶液，觀察裝置中溴麝香草酚藍(lán)水溶液的顏色變化。實(shí)驗(yàn)二：取新鮮馬鈴薯塊莖，洗凈、切成碎屑。向錐形瓶C中放入適量的馬鈴薯塊莖碎 屑，并向C瓶充入N2,替代瓶中空氣，安裝成下圖乙，一段時(shí)間后，觀察裝置中溴麝香草酚藍(lán)水溶液的顏色變化。分液漏斗過(guò)氧化氫溶液馬鈴目碎屑Nz請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)實(shí)驗(yàn)一的原理是B 澳墉香草酚 藍(lán)水溶液澳墉香草酚 藍(lán)水溶液 乙當(dāng)實(shí)驗(yàn)一中溴麝香草酚藍(lán)水溶液的顏色由綠變黃時(shí)，是否可以說(shuō)明馬鈴薯的呼吸

11、作用在逐漸增強(qiáng)?。為什么?(2) 已知植物細(xì)胞無(wú)氧呼吸有兩種類型，一種是能夠產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸，另一種是能夠產(chǎn)生乳酸的無(wú)氧呼吸。并且馬鈴薯塊莖在只有N2的條件下可以進(jìn)行無(wú)氧呼吸。則實(shí)驗(yàn)二的目的是；若實(shí)驗(yàn)二中溴麝香草酚藍(lán)水溶液，則說(shuō)明馬鈴薯塊莖細(xì)胞進(jìn)行的是產(chǎn)生乳酸的無(wú)氧呼吸，其反應(yīng)式為(3)實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二在設(shè)計(jì)上均有不夠嚴(yán)謹(jǐn)之處，可能會(huì)干擾對(duì)馬鈴薯塊莖細(xì)胞呼吸類型的判斷，請(qǐng)給予修正。修正的理由是3.回答下列問(wèn)題。右圖表示的是測(cè)定保溫桶內(nèi)溫度變化的實(shí)驗(yàn)裝置。某研究小組以該裝置探究酵母菌在不同條件下呼吸作用的情況。溫度計(jì)棉花塞材料用具：保溫桶(500 mL)、溫度計(jì)、活性干酵母、質(zhì)量濃度0.1 g/

12、mLA保溫捅的葡萄糖溶液、棉花、石蠟油。實(shí)驗(yàn)假設(shè):酵母菌在有氧條件下呼吸作用比無(wú)氧條件下呼吸作用放出的熱量更多。裝置方法步驟一方法步驟二方法步驟三A加入240 mL的葡萄糖溶液加入10 g活性干酵母加入240 mL煮沸后冷卻的葡萄糖溶液加入石蠟油，鋪滿液面B兩裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下，請(qǐng)補(bǔ)充下表中內(nèi)容:(1)取 A(2)B裝置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是，這是控制實(shí)驗(yàn)的變量。(3) 要測(cè)定B裝置因呼吸作用引起的溫度變化量，還需要增加一個(gè)裝置 Co請(qǐng)寫(xiě)出裝置C若裝置A、B、C溫度大小關(guān)系是:(用“ 、=、 ”表示)，則假設(shè)成立。的實(shí)驗(yàn)步驟:裝置方法步驟一方法步驟二方法步驟三C加入石蠟油，鋪滿液面(4)實(shí)驗(yàn)

13、預(yù)期：在適宜條件下實(shí)驗(yàn)，30分鐘后記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果,參考答案1.解析(1)圖1中A、B、C、D、E分別是丙酮酸、CO2、H、O2、酒精。依次為有氧呼吸的第一、二、三階段，分別是無(wú)氧呼吸的第一、二階段，無(wú)氧呼吸的場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，其中含無(wú)氧呼吸有關(guān)的酶。KOH溶液擴(kuò)散到筒狀濾紙上，增大吸收CO2的面積。(3)葡萄糖作呼吸底物時(shí)，有氧呼吸產(chǎn)生的CO2體積與消耗的 O2體積相等。甲裝置中墨滴不移動(dòng)，說(shuō)明產(chǎn)生的CO2體積與消耗的O2體積相等，只進(jìn)行有氧呼吸(過(guò)程)。乙裝置墨滴左移是因?yàn)楫a(chǎn)生的CO2被KOH溶液吸收，有氧呼吸消耗了O2使裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小。(4)乙裝置中墨滴左移 200 mm是消耗的氧氣的體積，

14、與甲裝置對(duì)照分析可知釋放的二氧化碳體積為170 mm,所以呼吸商為170/200 = 0.85。氧化分解脂肪時(shí)，因脂肪中的氫占的比例較高，所以耗氧量比二氧化碳的釋放量多。(5)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)置應(yīng)放入等量的死種子和清水。答案(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 酒精增大吸收二氧化碳的面積(3) (4)0.85脂肪脂肪中氫百分含量較高，吸收的O2大于釋放的CO2。(5)煮沸殺死的小麥種子、清水2.解析(1)馬鈴薯塊莖中含有過(guò)氧化氫酶，催化過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生O2，以此促進(jìn)馬鈴薯塊莖進(jìn)行有氧呼吸。 CO2可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液發(fā)生顏色變化。(2)馬鈴薯塊莖無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，不產(chǎn)生CO2，故不能使溴麝香草酚藍(lán)變色。(3)微生物的呼吸作用會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。答案(1)馬鈴薯塊莖細(xì)胞中含有過(guò)氧化氫酶，可催化過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生氧氣；在有氧條件下，馬鈴薯塊莖細(xì)胞可以進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生的二氧化碳可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃不能溶液的顏色由綠變黃可能是實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，馬鈴薯產(chǎn)生的CO2總量較多引起的(或其他合理答案也可)3.解析：(1)本實(shí)驗(yàn)的自變量是氧氣的