高一生物呼吸作用和光合作用(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 （活種子或植物 或動物），通過生物呼吸過程中釋放 CO2或吸入 O2引起的氣壓變化，進而推測或計算生物的呼 吸狀況，如圖裝置所示。 由于生物呼吸時既產生 CO2又消耗 O2，前者可引 起裝置內氣壓升高，而后者則引起裝置內氣壓下 降，為便于測定真實呼吸情況，應只測其中一種 氣體變化情況。為此，測定過程中 ,往往用 NaOH 或 KOH吸收掉呼吸所產生的 CO2，這樣，整個裝 置中的氣壓變化，只能因吸收 O2所引起，從而排 除 CO2對氣壓變化的干擾。 （ 1）物理誤差的校正 由于裝置的氣壓變化也可能會由溫度等物理因素 所引起，為使測定結果更趨準確，應設置對照實 驗，以校正物理膨脹等因素對實驗結果造成的誤 差。此時，對照實驗與呼吸裝置相比，應將所測 生物滅活，如將種子煮熟，而其他各項處理應與 實驗組完全一致（包括 NaOH溶液，所用種子數 量，裝置瓶及玻璃管的規格等）。 （ 2）探究光合作用和細胞呼吸與光照強度的關系 將上述裝置置于不同光照強度（可用不同功率的 燈泡實驗或同一功率燈泡通過改變光照距離進行 控制）條件下，被研究生物應為綠色植物。 結果分析：①若紅色液滴右移，說明光照較強， 光合作用大于細胞呼吸，釋放 O2使瓶內氣壓增大。 ②若紅色液滴左移，說明光照較弱，細胞呼吸大 于光合作用，吸收 O2使瓶內氣壓減小。③若紅色 液滴不動，說明在此光照強度下光合作用等于細 胞呼吸，釋放 O2等于吸收 O2,瓶內氣壓不變。 （ 3）細胞呼吸狀況的實驗測定歸納 欲測定與確認某生物的呼吸類型，應設置兩套呼 吸裝置，兩套呼吸裝置中的單一變量為 NaOH與蒸 餾水 ,即用等量的蒸餾水取代實驗組的 NaOH溶液 , 其他所有項目均應一致，加蒸餾水的裝置內氣壓 變化應由 CO2與 O2共同決定。兩套裝置可如下圖 所示，當然，此時仍有必要設置另一組作誤差校正之用。 結果與分析 ①若裝置 1液滴左移，裝置 2 液滴不動，則表明所測生物 只進行有氧呼吸（因有氧呼 吸產 CO2量與耗 O2量相等）。 ②若裝置 1液滴不動，裝置 2液滴右移，則表明所測生物只進行無氧呼吸（因無氧呼吸只產 CO2，不耗 O2）。 ③ 若裝置 1液滴左移，裝置 2液滴右移，則表明該 生物既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸。 ④裝置 1與裝置 2液滴均左移，則呼吸過程中 O2吸 收量大于 CO2釋放量，呼吸底物中可能有脂質參與。 ，排除實驗誤差還應設置如 圖裝置 3，以便校正。 “先結果后結論”，而不是“先結論后結果”，如上。 對位訓練 進行了如下探究實驗。請據題分析作答： （ 1）甲興趣小組想探究的具體問題是：酵母菌 是否在有氧、無氧條件下均能產生 CO2。現提 供若干套（每套均有數個）實驗裝置，如圖 Ⅰ （ A~D）所示： ① 請根據實驗目的選擇裝置序號，并按照實驗的 組裝要求排序（裝置可重復使用）。有氧條件下 的裝置序號： ；無氧條件下的裝置序號： 。 ②裝置中 C瓶的作用是 ， B瓶中澄清的石灰水還可用代替 。 （ 2）乙興趣小組利用圖 Ⅱ 所示裝置（橡皮塞上 的彎管為帶有紅色液滴的刻度玻璃管），探究酵 母菌的細胞呼吸類型。 ①如果想得到實驗結論，還必須同時設置對照實 驗，請問對照實驗裝置（假設該裝置編號為 Ⅲ ）如何設計？ 。 ② 請預測與結論相符合的現象，并填寫下表： 序號 裝置中紅色液 滴的移動現象 結論 裝置 Ⅱ 裝置 Ⅲ 1 a b不移動 只進行有氧 呼吸 2 c不移動 d 只進行無氧 呼吸 3 e f 既進行有氧 呼吸 ,又進行 無氧呼吸 ③ 若酵母菌消耗的 O2為 3 mol，而釋放的 CO2為 9 mol，則酵母菌無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有 氧呼吸的倍 。 解析 （ 1）在探究酵母菌進行有氧呼吸產生 CO2 時，檢驗產生的 CO2可以用澄清的石灰水，在向裝 置中通入空氣時，為排除空氣中 CO2對實驗結果的 干擾，需要先通過 10%的 NaOH溶液除去 CO2,所以 實驗裝置的順序為 C→ A→ B(或 C→ B→ A→ B)。在 無氧條件下，不需要通入空氣，所以裝置只需要D→ B即可。 (2)在探究酵母菌的細胞呼吸類型時 , 可以根據液滴是否移動及移動方向來判斷細胞呼 吸的類型。在設計對照實驗時 ,可以將 10%NaOH溶 液換成蒸餾水，其他設計同裝置 Ⅱ 。若酵母菌進 行有氧呼吸 ,消耗氧氣 ,產生的 CO2被 NaOH溶液吸 收，導致裝置 Ⅱ 內氣壓下降，液滴左移；若酵母 菌進行無氧呼吸 ,不消耗氧氣 ,產生的 CO2被 NaOH 溶液吸收，不會引起裝置 Ⅱ 內氣壓的改變，液滴 不動。根據有氧呼吸的反應式可知，每消耗 1 mol 氧氣產生 1 mol CO2，消耗 1/6 mol葡萄糖。根據 題目信息，消耗 3 mol O2，釋放 CO2 9 mol,可知 有氧呼吸產生 CO2為 3 mol，無氧呼吸產生 CO2為 6 mol。則酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖量為 1/2 mol，無氧呼吸消耗的葡萄糖量為 3 mol。 故無氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的 6倍。 答案 （ 1）① C→ A→ B(或 C→ B→ A→ B) D→ B ② 吸收空氣中的 CO2，排除其對實驗結果的干擾（其他合理答案亦可） 溴麝香草酚藍水溶液（不可有錯別字） （ 2）①裝置 Ⅲ 除用等量清水代替10%NaOH溶液外，其他設計與裝置 Ⅱ 相同 ② a向左移 d向右移 e向左移 f向右移 ③ 6 題型五 比較光合作用和細胞呼吸的關系 生物類型 自養生物 異養生物 光合作用 能進行 不能進行 細胞呼吸 能進行 能進行 碳源 無機碳如 CO2 有機碳如糖類 器官及細胞 能否光合 作用 能否細胞 呼吸 根 導管細胞 不能 不能 其它細胞 不能 能 莖 纖維細胞 導管細胞 不能 不能 皮層細胞 能 能 其它細胞 不能 能 葉 導管細胞 不能 能 表皮細胞 不能 能 葉肉細胞 能 能 保衛細胞 能 能 光合作用場所只有一個葉綠體，細胞呼吸場所有 兩個：細胞質基質和線粒體，主要場所為線粒 體，且只能利用丙酮酸不能利用葡萄糖。因兩種 細胞器的功能不同，所以產生的氣體不同，葉綠 體產生 O2，線粒體則產生 CO2。 對位訓練 菌的培養液 ,在所含成分上最大區別是 ( ) 解析 單細胞綠藻因含葉綠體，可進行光合作 用自己制造有機物；單細胞酵母菌既無葉綠 體，也無葉綠素，不能進行光合作用，因而必 須提供現成的有機成分。至于無機鹽，二者都 不能缺少。 B 液，分別加入盛有丙酮酸溶液和 NaHCO3溶液的兩支大小相同的試管中，給予充足光照，都會產生氣泡。請問這兩種氣泡成分是否一樣？解釋原因。 答案 氣泡成分不一樣。因為丙酮酸在線粒體