2019-2020学年高考生物大一轮复习热点题型二探究光合作用细胞呼吸的方式及速率的测定方法课件.pdf
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1、热点题型二 探究光合作用、细胞呼吸的方式及速率的测定方法 第三单元 细胞的能量供应和利用 一、细胞呼吸的方式探究与速率测定 例例1 为了探究酵母菌细胞呼吸的方式,某 同学将实验材料和用具按如图所示安装好。 以下关于该实验的说法,不正确的是 A.甲、乙两组实验探究的分别是酵母菌在 有氧、无氧条件下的细胞呼吸方式 B.加入质量分数为10%的NaOH溶液是为了吸收空气中的CO2 C.将橙色的重铬酸钾溶液滴入B瓶中变成灰绿色,证明有酒精产生 D.乙组中B瓶先封口放置一段时间的目的是耗尽B瓶中的O2以形成无氧环境 答案 【审题关键审题关键】 (1)写出酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的反应式: (2)甲组营造的
2、是有氧环境有氧环境,而乙组中B瓶先封口放置一段时间的目的是 耗尽耗尽B瓶中的瓶中的O2,以形成无氧环境,以形成无氧环境,所以二者分别探究酵母菌在有氧和有氧和 无氧无氧条件下的细胞呼吸方式。 (3)甲组加入NaOH溶液的目的是吸收空气中的吸收空气中的CO2,以排除空气中的,以排除空气中的 CO2对实验结果的干扰对实验结果的干扰。 (4)橙色的重铬酸钾重铬酸钾溶液,在酸性酸性条件下与酒精酒精发生化学反应,变成灰灰 绿色绿色。 CO2可使澄清石灰水变混浊 CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 b.酒精的检测:在酸性条件下,橙色的重铬酸钾溶液会与酒精发生化学 反应,变成灰绿色。 归纳归纳 总结总
3、结 物质鉴定法探究酵母菌的细胞呼吸方式物质鉴定法探究酵母菌的细胞呼吸方式 (1)实验原理 酵母菌:酵母菌是一种单细胞真菌,其代谢类型是兼性厌氧型,可用 于研究细胞呼吸的不同方式。 细胞呼吸产物的检测 a. CO2的检测 (2)实验步骤 配制酵母菌培养液。 设计对比实验 a.甲组中空气先通过NaOH溶液的目的是消除空气中的CO2,以保证使第 三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊的CO2是由酵母菌有氧呼吸产生的。 b.乙组中B瓶应先封口放置一段时间后,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶 的目的是耗尽B瓶中的氧气,以确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石 灰水中。 (3)产物检测与实验现象 条件 澄清的石灰水的
4、变 化/出现变化的时间 重铬酸钾浓硫酸溶液 甲组(有氧)变混浊/快无变化 乙组(无氧)变混浊/慢出现灰绿色 (4)实验结论 相关视频 右移,说明酵母菌只进行有氧呼吸 C.装置一中液滴左移,装置二中液滴不移动,说明酵母菌死亡 D.装置一中液滴左移,装置二中液滴右移,说明酵母菌进行有氧呼吸和无 氧呼吸 例例2 右图是探究酵母菌细胞呼吸方式 的装置图,下列说法正确的是 A.装置一中液滴左移,装置二中液滴 右移,说明酵母菌只进行无氧呼吸 B.装置一中液滴不移,装置二中液滴 答案 【审题关键审题关键】 (1)装置一中NaOH溶液可吸收细胞呼吸释放出的细胞呼吸释放出的CO2,因此刻度管内 的液滴移动情况反
5、映的是氧气消耗量的变化氧气消耗量的变化,因此装置一可探究酵母 菌是否发生有氧呼吸有氧呼吸。 (2)装置二中因“NaOH溶液”换成“蒸馏水”,若只进行有氧呼吸, 因为消耗氧气量和释放二氧化碳量消耗氧气量和释放二氧化碳量相同,则液滴不移动不移动。若只进行无 氧呼吸,则会因释放CO2,导致液滴右移右移。因此装置二可探究酵母菌 是否发生无氧呼吸无氧呼吸。 归纳归纳 总结总结 液滴移动法探究细胞呼吸的方式液滴移动法探究细胞呼吸的方式 (1)探究装置:欲确认某生物的细胞呼吸方式,应设置两套实验装置, 如图所示(以发芽种子为例): (2)结果结论 实验结果 结论 装置一液滴装置二液滴 不动不动只进行产生乳酸
6、的无氧呼吸 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 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生 乳酸的无氧呼吸 (3)误差校正:为使实验结果精确,除减少无关变量的干扰外,还应 设置对照装置。对照装置与装置二相比,不同点是用“煮熟的种子” 代替“发芽种子”,其余均相同。 例例3 某同学用如图所示实验装置测定果蝇幼虫的细胞呼吸速率。实验 所用毛细管横截面积为1 mm2,实验开始时,打开软管夹,将装置放入 25 水浴中,10 min后关闭软管夹,随后每隔5 min记录一次毛细管中 液滴移动的位置,结果如下表所示。下列分析正确的是 A.图中X为NaOH溶液,软管夹
7、关闭后液滴将向右移动 B.在2030 min内氧气的平均吸收速率为6.5 mm3/min C.如将X换为清水,并向试管充入N2即可测定果蝇幼虫无氧呼吸速率 D.增设的对照实验只需将装置中的X换成清水,并将该装置置于相同 的环境中 答案 实验时间(min)101520253035 液滴移动距离(mm)032.565100130162.5 【审题关键审题关键】 (1)X为NaOH溶液,其可吸收果蝇幼虫细胞呼吸释放的果蝇幼虫细胞呼吸释放的CO2,所以液滴移 动情况反映的是氧气消耗量的变化氧气消耗量的变化,软管夹关闭后液滴将向左移动。 (2)由表中信息可知,在2030 min内氧气变化差值为13065
8、65 mm, 因此该时间段内的氧气平均吸收速率为6.5(mm3/min)。 (3)果蝇幼虫无氧呼吸产生乳酸乳酸不产生CO2,所以将X换为清水,并向试 管充入N2,无论是否进行无氧呼吸液滴都不会移动都不会移动。 (4)因气压、温度气压、温度等物理因素也会影响液滴移动,为了避免该误差,则应 设置对照实验,应将装置中的果蝇幼虫换成等质量的死幼虫等质量的死幼虫,并将该装 置置于相同相同环境中,重复上述实验。 归纳归纳 总结总结 液滴移动法测定细胞呼吸的速率液滴移动法测定细胞呼吸的速率 (1)实验装置 (2)指标:细胞呼吸速率常用单位时间内CO2释放量或O2吸收量来表示。 (3)原理:组织细胞呼吸吸收O
9、2,释放CO2,CO2被NaOH溶液吸收,使容 器内气体压强减小,刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左移的体积 即表示细胞呼吸速率。 (4)物理误差的校正 如果实验材料是绿色植物,整个装置应遮光处理,否则植物的光合作 用会干扰细胞呼吸速率的测定。 如果实验材料是种子,为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应对装 置及所测种子进行消毒处理。 为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,将所 测的生物材料灭活(如将种子煮熟),其他条件均不变。 特别提醒特别提醒 脂肪含氢量高,含氧量低,等质量的脂肪与葡萄糖相比,氧 化分解时耗氧量高,而产生CO2量少。因此脂肪有氧呼吸时,产生的CO2 量小于
10、消耗的O2量,有色液滴移动明显。 1.(2018衡水第二中学联考)右图为 探究酵母菌细胞呼吸方式的实验设 计装置。下列叙述正确的是 A.实验自变量为温度 B.实验因变量为CO2的多少 C.空气泵泵入的气体应先除去O2 D.乙、丙两试管加入干酵母后应煮沸冷却除去CO2 答案解析 12345 跟踪训练跟踪训练 解析 解析 该实验的自变量是氧气的有无,温度属于无关变量,A项错误; 该实验通过Ca(OH)2溶液检测CO2的产生量,B项正确; 空气泵通入气体是为有氧呼吸提供O2,应先除去泵入气体中的CO2,C 项错误; 乙、丙两试管的培养液需煮沸(除去CO2)冷却后再加入干酵母,避免酵 母菌被高温杀死,
11、D项错误。 12345 解析 2.下面三个装置可用于研究萌发种子的细胞呼吸方式及其产物,有关分 析不正确的是 A.装置甲可用于探究细胞呼吸是否产生热量 B.装置乙的有色液滴向左移动,说明种子萌发只进行有氧呼吸 C.装置丙可用于探究萌发种子的细胞呼吸是否产生二氧化碳 D.三个装置中的种子都必须进行消毒处理,都需要设置对照实验 答案 12345 解析 解析 装置甲中有温度计,且使用了保温瓶(可以防止种子细胞呼吸释放 的热量散失),因此,该装置可以用于探究细胞呼吸是否产生热量,A项 正确; 装置乙中NaOH溶液能吸收二氧化碳,装置乙的有色液滴向左移动是该装 置中氧气减少所致,说明种子萌发时一定进行了
12、有氧呼吸,但种子细胞 也可能同时进行无氧呼吸,B项错误; 澄清的石灰水可用于检测二氧化碳,因此,装置丙可用于探究萌发的种 子的细胞呼吸是否产生二氧化碳,C项正确; 三个装置中的种子都必须进行消毒处理,以杀死粘附在种子表面的微生 物,避免微生物的细胞呼吸对实验产生干扰,并且三个装置都要设置相 应的对照实验,D项正确。 13452 3.甲、乙两个生物兴趣小组分别利用图 、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)甲利用图装置探究酵母菌在有氧与 无氧的条件下细胞呼吸放出的热量的多少。 材料用具:500 mL保温桶、温度计、活性酵母菌、0.1 mo1/L葡萄糖溶液、 棉花
13、、石蜡油。 12345 实验步骤: 取A、B两套装置按下表的设计进行实验。 则X是_;Y是_。 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X B 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 答案 不加入石蜡油 加入10 g活性酵母菌 解析 12453 解析 解析 分析表中相关内容,考虑到实验要遵循对照性原则、科学性原 则和单一变量原则这几个原则,本实验的自变量为是否含有氧气,其 他都是无关变量,要求一致。因此X处应填:不加入石蜡油,目的是 给酵母菌创造有氧环境。Y处应填:加入10 g活性干酵母,排除无关 变量的影响。 12453 B装置
14、中步骤一的主要目的是_,这是控制实验的_变量。 实验结果:略。 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X B 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 答案 自去除氧气 解析 解析 解析 B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除氧气,氧气有无属于自 变量。 12453 (2)乙利用图装置(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,则装置除用_代替 NaOH溶液外,其他设计与装置相同。 答案 等量清水 解析 解析 解析 图装置中氢氧化钠吸收二氧化碳
15、,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,同时设置对照实验,装置 除用等量清水代替氢氧化钠外,其他设计与装置相同。 12453 检测酵母菌细胞呼吸是否产生CO2时,可用澄清的石灰水或溴麝香草酚 蓝水溶液。CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液发生的颜色变化是_。 答案 由蓝变绿再变黄 解析 解析 解析 CO2可使澄清的石灰水变混浊;CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变 绿再变黄。 12453 写出乙组改进后所得的实验结果及相应的结论: 若装置中红色液滴向右移,装置中红色液滴不移动,说明酵母菌只 进行无氧呼吸; 若_,说明酵母菌只 进行有氧呼吸; 若_,说明酵母菌同 时进行有氧呼吸和
16、无氧呼吸。 答案 装置中红色液滴不移动,装置中红色液滴向左移 解析 装置中红色液滴向右移,装置中红色液滴向左移 12453 解析 解析 装置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的氧气的量。 装置烧杯内是清水,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,装置中红色液滴向右移动,说明酵 母菌只进行无氧呼吸; 若装置中红色液滴不移动,装置中红色液滴向左移动,说明酵母菌不 进行无氧呼吸只进行有氧呼吸; 若装置中红
17、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。 12453 4.某同学在研究马铃薯块茎细胞呼吸方式时,设计了如下实验: 实验一:取新鲜马铃薯块茎,洗净、切成碎屑。向锥形瓶中分别加入适 量的马铃薯块茎碎屑,安装成图甲装置。每隔一段时间,从分液漏斗向 锥形瓶A中注入适量过氧化氢溶液。观察装置中溴麝香草酚蓝水溶液的颜 色变化。 实验二:取新鲜马铃薯块茎,洗净、切成碎屑。向锥形瓶C中加入适量的 马铃薯块茎碎屑,并向C瓶充入N2替代瓶中空气,安装成图乙装置,一段 时间后,观察装置中溴麝香草酚蓝水溶液的颜色变化。 12345 请回答下列问题: (1)当实验一中溴麝香草酚蓝
18、水溶液的颜色由绿变黄时,是否可以说明马 铃薯的细胞呼吸在逐渐增强?为什么? _ _。 答案解析 不可以,溴麝香草酚蓝水溶液的颜色由绿变黄可能是实验时间较长,马 铃薯块茎产生的CO2总量较多引起的 12345 解析 解析 实验一中溴麝香草酚蓝水溶液的颜色由绿变黄可能是实验时间 较长,马铃薯块茎产生的CO2总量较多引起的,因此当实验一中溴麝 香草酚蓝水溶液的颜色由绿变黄时,不能说明马铃薯的细胞呼吸在逐 渐增强。 12345 (2)已知植物细胞无氧呼吸有两种类型,一种是能够产生酒精的无氧呼吸, 另一种是能够产生乳酸的无氧呼吸,并且马铃薯块茎在只有N2的条件下 可以进行无氧呼吸。则实验二的目的是_;
19、若实验二中溴麝香草酚蓝水溶液_,则说明马铃薯块茎细胞进行的 是产生乳酸的无氧呼吸,其反应式为_。 答案解析 探究马铃薯块茎无氧呼吸的类型 不变色 12345 解析 解析 据题干分析可知,实验二的目的是探究马铃薯无氧呼吸的类型。 若实验二中溴麝香草酚蓝水溶液不变色,则说明马铃薯块茎细胞进行 的是产生乳酸的无氧呼吸,其反应式为: 12345 (3)实验一和实验二在设计上均有不够严谨之处,可能会干扰对马铃薯块 茎细胞呼吸类型的判断,请给予修正:_ _。 修正的理由是:_ _。 答案解析 实验前应对马铃薯块茎进行消毒; B瓶和C瓶组装之前均需做灭菌处理 不同的微生物具有不同的呼吸类型,它们的存在会干扰
20、 实验结果 12345 解析 解析 实验一和实验二在设计上均有不够严谨之处,不同的微生物具 有不同的细胞呼吸类型,它们的存在会干扰实验结果,故实验前应对 马铃薯块茎进行消毒;B瓶和C瓶组装之前均需做灭菌处理。 12345 5.某研究小组想测量萌发的小麦种子、 蚯蚓呼吸速率的差异,设计了右图的 实验装置。实验中分别以20粒萌发的 种子和4条蚯蚓为材料,每隔5 min记录 一次有色液滴在刻度玻璃管上的读数, 生物 时间(min) 0510152025 萌发的种子081623934 蚯蚓04.5911.513.515.5 结果如右表所示。 请分析回答下列问题: 有色液滴移动的距 离(mm) 1234
21、5 (1)装置图中的Y溶液是_,其作用是_ _。设置乙装置的目的是_ _。 答案 NaOH溶液吸收实验过程中细胞呼吸 产生的CO2 排除微生物及环境因素对实验的干 扰(或对照作用) 解析 解析 解析 装置图中的Y溶液是NaOH溶液,其作用是吸收实验过程中细胞呼 吸产生的CO2。设置乙装置的目的是排除微生物及环境因素对实验的干 扰,使实验结果更科学、合理。 12345 (2)实验开始后保持注射器的活塞不移动,有色液滴将向_移动(填“左” 或“右”),以蚯蚓为材料时有色液滴移动的最大速率是_。 答案 左 0.9 mm/min 解析 解析 解析 有氧呼吸过程消耗氧气,产生二氧化碳,二氧化碳又被氢氧化
22、钠 吸收,甲中是活的小麦种子,呼吸旺盛,所以实验开始后保持注射器的 活塞不移动,连接甲、乙装置玻璃管中有色液滴慢慢往左移动。以蚯蚓 为材料时有色液滴移动的最大速率是9100.9 mm/min。 12345 分析数据可知该段时间小麦种子的有氧呼吸速率为_,在此过 程中,有氧呼吸的强度越来越_。 (3)另一组该实验装置每隔5min测量时,将注射器活塞往_移动(填 “上”或“下”),待有色液滴回到实验开始时的位置停止,根据活塞移 动距离可测出气体的变化量,其中以小麦为材料的结果如下表所示: 答案 下 0.22 mL/min 解析 时间(min)0510152025 注射器量取的气 体变化体积(mL)
23、 01.53.04.25.05.5 弱 12345 解析 解析 另一组该实验装置每隔5 min测量时,将注射器活塞往下移动, 待有色液滴回到实验开始时的位置停止,根据活塞移动距离可测出气 体的变化量,分析表格中数据可知,该段时间小麦种子的有氧呼吸速 率为5.5250.22 mL/min,在此过程中,有氧呼吸的强度越来越弱。 12345 二、测定光合作用的速率 (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O2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_(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_侧,装置刻度管
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