細(xì)胞呼吸的方式探究與速率測定
為了探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式，某同學(xué)將實驗材料和用具按如圖所示安裝好。以下關(guān)于該實驗的說法，不正確的是( )
A．甲、乙兩組實驗探究的分別是酵母菌在有氧、無氧條件下的細(xì)胞呼吸方式
B．加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液是為了吸收空氣中的CO2
C．將橙色的重鉻酸鉀溶液滴入B瓶中變成灰綠色，證明有酒精產(chǎn)生
D．乙組中B瓶先封口放置一段時間的目的是耗盡B瓶中的O2以形成無氧環(huán)境
【審題關(guān)鍵】
(1)寫出酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸的反應(yīng)式：C6H12O6＋6H2O＋6O2
→12H2O＋6CO2＋能量、C6H12O6→2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。
(2)甲組營造的是有氧環(huán)境，而乙組中B瓶先封口放置一段時間的目的是耗盡B瓶中的O2，以形成無氧環(huán)境，所以二者分別探究酵母菌在有氧和無氧條件下的細(xì)胞呼吸方式。
(3)甲組加入NaOH溶液的目的是吸收空氣中的CO2，以排除空氣中的CO2對實驗結(jié)果的干擾。
(4)橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性條件下與酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色。
答案 C
物質(zhì)鑒定法探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式
(1)實驗原理
①酵母菌：酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，其代謝類型是兼性厭氧型，可用于研究細(xì)胞呼吸的不同方式。
②細(xì)胞呼吸產(chǎn)物的檢測
a. CO2的檢測 ： CO2可使澄清石灰水變混濁：CO2可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃。
b．酒精的檢測：在酸性條件下，橙色的重鉻酸鉀溶液會與酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色。
(2)實驗步驟
①配制酵母菌培養(yǎng)液。
②設(shè)計對比實驗
a．甲組中空氣先通過NaOH溶液的目的是消除空氣中的CO2，以保證使第三個錐形瓶中的澄清石灰水變混濁的CO2是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的。
b．乙組中B瓶應(yīng)先封口放置一段時間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶的目的是耗盡B瓶中的氧氣，以確保是無氧呼吸產(chǎn)生的CO2通入澄清的石灰水中。
(3)產(chǎn)物檢測與實驗現(xiàn)象
條件
澄清的石灰水的變
化/出現(xiàn)變化的時間
重鉻酸鉀—濃
硫酸溶液
甲組(有氧)
變混濁/快
無變化
乙組(無氧)
變混濁/慢
出現(xiàn)灰綠色
【例2】
下圖是探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的裝置圖，下列說法正確的是( )
A．裝置一中液滴左移，裝置二中液滴右移，說明酵母菌只進(jìn)行無氧呼吸
B．裝置一中液滴不移，裝置二中液滴右移，說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸
C．裝置一中液滴左移，裝置二中液滴不移動，說明酵母菌死亡
D．裝置一中液滴左移，裝置二中液滴右移，說明酵母菌進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸
【審題關(guān)鍵】
(1)裝置一中NaOH溶液可吸收細(xì)胞呼吸釋放出的CO2，因此刻度管內(nèi)的液滴移動情況反映的是氧氣消耗量的變化，因此裝置一可探究酵母菌是否發(fā)生有氧呼吸。
(2)裝置二中因“NaOH溶液”換成“蒸餾水”，若只進(jìn)行有氧呼吸，因為消耗氧氣量和釋放二氧化碳量相同，則液滴不移動。若只進(jìn)行無氧呼吸，則會因釋放CO2，導(dǎo)致液滴右移。因此裝置二可探究酵母菌是否發(fā)生無氧呼吸。
答案 D
液滴移動法探究細(xì)胞呼吸的方式
(1)探究裝置：欲確認(rèn)某生物的細(xì)胞呼吸方式，應(yīng)設(shè)置兩套實驗裝置，如圖所示(以發(fā)芽種子為例)：
(2)結(jié)果結(jié)論
實驗結(jié)果
結(jié)論
裝置一液滴
裝置二液滴
不動
不動
只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸
不動
右移
只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸
左移
右移
進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸
左移
不動
只進(jìn)行有氧呼吸或進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸
(3)誤差校正：為使實驗結(jié)果精確，除減少無關(guān)變量的干擾外，還應(yīng)設(shè)置對照裝置。對照裝置與裝置二相比，不同點是用“煮熟的種子”代替“發(fā)芽種子”，其余均相同。
液滴移動法測定細(xì)胞呼吸的速率
(1)實驗裝置
(2)指標(biāo)：細(xì)胞呼吸速率常用單位時間內(nèi)CO2釋放量或O2吸收量來表示。
(3)原理：組織細(xì)胞呼吸吸收O2，釋放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器內(nèi)氣體壓強減小，刻度管內(nèi)的液滴左移。單位時間內(nèi)液滴左移的體積即表示細(xì)胞呼吸速率。
(4)物理誤差的校正
①如果實驗材料是綠色植物，整個裝置應(yīng)遮光處理，否則植物的光合作用會干擾細(xì)胞呼吸速率的測定。
②如果實驗材料是種子，為防止微生物呼吸對實驗結(jié)果的干擾，應(yīng)對裝置及所測種子進(jìn)行消毒處理。
③為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對照實驗，將所測的生物材料滅活(如將種子煮熟)，其他條件均不變。
【特別提醒】 脂肪含氫量高，含氧量低，等質(zhì)量的脂肪與葡萄糖相比，氧化分解時耗氧量高，而產(chǎn)生CO2量少。因此脂肪有氧呼吸時，產(chǎn)生的CO2量小于消耗的O2量，有色液滴移動明顯。
(2018·衡水第二中學(xué)聯(lián)考)
下圖為探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的實驗設(shè)計裝置。下列敘述正確的是( )
A．實驗自變量為溫度
B．實驗因變量為CO2的多少
C．空氣泵泵入的氣體應(yīng)先除去O2
D．乙、丙兩試管加入干酵母后應(yīng)煮沸冷卻除去CO2
答案 B
解析 該實驗的自變量是氧氣的有無，溫度屬于無關(guān)變量，A項錯誤；該實驗通過Ca(OH)2溶液檢測CO2的產(chǎn)生量，B項正確；空氣泵通入氣體是為有氧呼吸提供O2，應(yīng)先除去泵入氣體中的CO2，C項錯誤；乙、丙兩試管的培養(yǎng)液需煮沸(除去CO2)冷卻后再加入干酵母，避免酵母菌被高溫殺死，D項錯誤。
某同學(xué)在研究馬鈴薯塊莖細(xì)胞呼吸方式時，設(shè)計了如下實驗：
實驗一：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，安裝成圖甲裝置。每隔一段時間，從分液漏斗向錐形瓶A中注入適量過氧化氫溶液。觀察裝置中溴麝香草酚藍(lán)水溶液的顏色變化。
實驗二：取新鮮馬鈴薯塊莖，洗凈、切成碎屑。向錐形瓶C中加入適量的馬鈴薯塊莖碎屑，并向C瓶充入N2替代瓶中空氣，安裝成圖乙裝置，一段時間后，觀察裝置中溴麝香草酚藍(lán)水溶液的顏色變化。
請回答下列問題：
(1)當(dāng)實驗一中溴麝香草酚藍(lán)水溶液的顏色由綠變黃時，是否可以說明馬鈴薯的細(xì)胞呼吸在逐漸增強？為什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)已知植物細(xì)胞無氧呼吸有兩種類型，一種是能夠產(chǎn)生酒精的無氧呼吸，另一種是能夠產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸，并且馬鈴薯塊莖在只有N2的條件下可以進(jìn)行無氧呼吸。則實驗二的目的是______________________________；若實驗二中溴麝香草酚藍(lán)水溶液________，則說明馬鈴薯塊莖細(xì)胞進(jìn)行的是產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸，其反應(yīng)式為____________________。
(3)實驗一和實驗二在設(shè)計上均有不夠嚴(yán)謹(jǐn)之處，可能會干擾對馬鈴薯塊莖細(xì)胞呼吸類型的判斷，請給予修正：__________________________________________________________________。
修正的理由是：_________________________________________。
【答案】
(1)不可以，溴麝香草酚藍(lán)水溶液的顏色由綠變黃可能是實驗時間較長，馬鈴薯塊莖產(chǎn)生的CO2總量較多引起的
(2)探究馬鈴薯塊莖無氧呼吸的類型 不變色 C6H12O6→2C3H6O3＋少量能量
(3)實驗前應(yīng)對馬鈴薯塊莖進(jìn)行消毒；B瓶和C瓶組裝之前均需做滅菌處理 不同的微生物具有不同的呼吸類型，它們的存在會干擾實驗結(jié)果
【解析】
(1)實驗一中溴麝香草酚藍(lán)水溶液的顏色由綠變黃可能是實驗時間較長，馬鈴薯塊莖產(chǎn)生的CO2總量較多引起的，因此當(dāng)實驗一中溴麝香草酚藍(lán)水溶液的顏色由綠變黃時，不能說明馬鈴薯的細(xì)胞呼吸在逐漸增強。
(2)據(jù)題干分析可知，實驗二的目的是探究馬鈴薯無氧呼吸的類型。若實驗二中溴麝香草酚藍(lán)水溶液不變色，則說明馬鈴薯塊莖細(xì)胞進(jìn)行的是產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸，其反應(yīng)式為：C6H12O6→2C3H6O3＋少量能量。
(3)實驗一和實驗二在設(shè)計上均有不夠嚴(yán)謹(jǐn)之處，不同的微生物具有不同的細(xì)胞呼吸類型，它們的存在會干擾實驗結(jié)果，故實驗前應(yīng)對馬鈴薯塊莖進(jìn)行消毒；B瓶和C瓶組裝之前均需做滅菌處理。
