论文部分内容阅读
摘 要：实验探究能力是高考生物的考查重点。其中，有关细胞呼吸的探究实验更是高频考点。在教学中，教师可帮助学生从酵母菌的呼吸方式的探究、呼吸速率的测定、呼吸熵的测定等三个方面对有关细胞呼吸的探究实验进行分类归纳，以使学生更好地掌握知识。
关键词：细胞呼吸;探究实验;分类归纳
中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1673-9132（2016）10-0245-163
DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2016.10.058
近几年的生物高考中，关于实验的考点一直是考察的重点，考纲要求的“生物知识内容表”所列的实验要求学生独立完成，而且要求学生具备基本的实验技能，包括验证简单生物学事实的能力;对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力;对生物学实验的初步探究的能力等。在高考题目的题型设置中，既有选择题，又有填空题，尤其是填空题对于学生来讲，难度较大，不易得分，本文主要对有关细胞呼吸这一高频考点的实验题型进行分类归纳，希望对各位学生的复习有一定的帮助。
细胞呼吸又叫呼吸作用，是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并产生ATP的过程，包括有氧呼吸和无氧呼吸。关于细胞呼吸的实验主要有以下几种题型。
一、酵母菌的呼吸方式的探究实验
酵母菌是一种单细胞的真菌，呼吸方式为兼性厌氧，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，因此是探究呼吸方式的实验中常用的材料。探究实验的装置如下图所示：装置甲为有氧呼吸的测定装置，装置乙为无氧呼吸的装置。
学生做题时，一是要准确判断装置的类型。二是要注意实验中的各种物质的作用：质量分数为10%的NaOH的作用：吸收空气中的二氧化碳;澄清的石灰水的作用：检测呼吸产生的二氧化碳;溴麝香草酚蓝溶液;检测二氧化碳：重铬酸钾：检测酒精。
例题1：酵母菌是兼性厌氧性的单细胞生物，以下关于其细胞呼吸方式的实验装置，说法中错误的是（ ）。
A.两个实验装置均可以在有光或者黑暗条件下进行
B.可在装置甲的C处，装置乙在Ⅲ处检测到有二氧化碳生成
C.装置中的澄清的石灰水可以用溴麝香草酚蓝水溶液替换
D.装置甲中NaOH的作用是吸收Ⅰ处的CO2
答案：D
二、细胞呼吸速率的测定实验
细胞呼吸中吸入氧气，排出二氧化碳，因此可以利用下图中的密闭装置测定种子萌发的呼吸速率。
KOH的作用：吸收种子呼吸作用释放的二氧化碳，U型管的右侧液面上升，代表的是种子呼吸作用吸收的氧气的量。需要特别注意的是，如果测定叶片的呼吸速率，需要黑暗的环境，以排除光合作用的影响。
例题2：种子萌发时能吸收氧气，释放二氧化碳，从而引起密闭容器中的气体体积变化，可用下图的装置加以测定。实验每隔一段时间，需要调节A管和B管内的液面至同一水平，并通过B管上的刻度尺测量出气体变化的容积。容积变化与时间之间关系如下图所示：
1.实验开始前必须对实验的装置进行气密性检查，每次测量气体容积前要调整A、B管的液面至同一水平，目的是_______。
2.在8h内种子的呼吸方式是__________，气体容积减少的主要原因是消耗_________，同时产生的二氧化碳被_____吸收。
3.在种子始终保持活力的情况下，曲线在10h以后，种子的呼吸方式是 ________。仍保持稳定的原因是__________。
4.本实验在设计上的漏洞是缺少________，改进的具体方法是_____________。
5.如果把装置中的萌发的种子换成绿色植物做上述实验，要对试管进行的改动是______，这样改动目的是______。
答案：1.减少误差（或确保实验数值的准确性）
2.有氧呼吸 O2， KOH
3.无氧呼吸，无氧呼吸不吸收O2，同时产生的CO2被KOH吸收不会引起气体体积的变化
4.对照实验 增加对照实验，用等量的已死亡（煮熟）的种子替换萌发的种子，其他实验装置不变
5.把实验装置放在黑暗环境中 黑暗环境中植物只进行呼吸作用，不能进行光合作用，可以排除光合作用产生的气体对实验结果的干扰。
三、呼吸熵的测定实验
呼吸熵（RQ）是指细胞呼吸作用释放CO2的体积与吸收O2的体积之比或摩尔数之比 。由于细胞呼吸可以分解糖类，脂肪，蛋白质等不同的底物，而不同底物在完全氧化分解时的RQ不同，糖类为1;脂质RQ为0.7～0.8;蛋白质则接近1，因此，RQ可以作为判断呼吸底物类型的一项指标。
例题3：在科学研究中人们常用呼吸熵（RQ=■）用于研究生物有氧呼吸所分解的底物类型。测定萌发的种子呼吸熵的装置如下图所示。在适宜的条件下，活塞关闭10min后，读出刻度管中着色液移动的距离。设装置1和装置2的着色液分别向左移动m和n（mm），m和n值反映了容器内气体体积的减少。请回答：
1.装置1的小瓶中种子呼吸产生的CO2可以被_______吸收。
2.种子呼吸消耗氧的体积可以用_________值代表，呼吸过程中消耗氧和释放二氧化碳的体积之差可以用_______值代表。
3.实验过程中测得m=100mm，n=25mm，则该发芽种子的呼吸熵等于______________。 4.若要把实验装置中的发芽的种子换成幼苗，测其RQ，需将装置放于何种条件下进行，为什么？____________。
5.为使测得的m和n值更精确，还应再设置 装置。 增设装置的容器和小瓶中应分别放入_______。
答案：
1.NaOH溶液
2.m n
3.0.75
4.黑暗。排除幼苗进行光合作用产生的气体，对细胞呼吸的气体量的影响
5.对照 等量的煮熟的（或死的）发芽种子和等量蒸馏水
以上是关于细胞呼吸中是常见探究实验，学生在做题过程中还要认真分析题目的设置，灵活运用，整理答题的基本思路，掌握实验探究题的解题方法和技巧。
[1] 宋娟.分类解析中考实验探究题[J].中考化学，2015（10）.
[2] 程想平.浅谈生物探究实验的一般做题步骤[J].试题与研究：教
学论坛，2014（3）.
[3] 刘爱芳.化学探究实验教学中常见的问题及对策探析[J].新课程
研究：基础教育，2010（12）.
[4] 康永军.初中化学实验探究式教学中常见的问题与对策[J].中学
化学教学参考，2012（6）.
[5] 夏小均.解答化学常见仪器及实验装置的教学案例探究[J].学苑
教育，2014（6）.
[6] 韩萍.化学实验教学情境生活化的探讨[J].亚太教育，2016（1）.
[7] 邵永刚.初中生物探究性实验教学的误区及解决对策[J].中学生
物学，2014（6）.
[8] 徐朝霞.生物实验设计题的常见错误与对策[J].中学生物学，
2010（5）.
Classification of Common Exploration Experiments
XIA Jing-lan
（Anguo Middle School， Anguo Hebei， 071200， China）
Abstract： The experiment exploring ability is the focus of the biological college entrance examination. Among them， the experiment on cell respiration frequency appears in examination. In the teaching， teachers can help students classify exploration experiments on cell respiration from three aspects： respiratory manner， determination of respiratory rate and determination of respiratory quotient of saccharomycetes.
Key words： cell respiration; exploration experiments; classification
[ 责任编辑 赵建荣 ]
关键词：细胞呼吸;探究实验;分类归纳
中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1673-9132（2016）10-0245-163
DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2016.10.058
近几年的生物高考中，关于实验的考点一直是考察的重点，考纲要求的“生物知识内容表”所列的实验要求学生独立完成，而且要求学生具备基本的实验技能，包括验证简单生物学事实的能力;对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力;对生物学实验的初步探究的能力等。在高考题目的题型设置中，既有选择题，又有填空题，尤其是填空题对于学生来讲，难度较大，不易得分，本文主要对有关细胞呼吸这一高频考点的实验题型进行分类归纳，希望对各位学生的复习有一定的帮助。
细胞呼吸又叫呼吸作用，是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并产生ATP的过程，包括有氧呼吸和无氧呼吸。关于细胞呼吸的实验主要有以下几种题型。
一、酵母菌的呼吸方式的探究实验
酵母菌是一种单细胞的真菌，呼吸方式为兼性厌氧，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，因此是探究呼吸方式的实验中常用的材料。探究实验的装置如下图所示：装置甲为有氧呼吸的测定装置，装置乙为无氧呼吸的装置。
学生做题时，一是要准确判断装置的类型。二是要注意实验中的各种物质的作用：质量分数为10%的NaOH的作用：吸收空气中的二氧化碳;澄清的石灰水的作用：检测呼吸产生的二氧化碳;溴麝香草酚蓝溶液;检测二氧化碳：重铬酸钾：检测酒精。
例题1：酵母菌是兼性厌氧性的单细胞生物，以下关于其细胞呼吸方式的实验装置，说法中错误的是（ ）。
A.两个实验装置均可以在有光或者黑暗条件下进行
B.可在装置甲的C处，装置乙在Ⅲ处检测到有二氧化碳生成
C.装置中的澄清的石灰水可以用溴麝香草酚蓝水溶液替换
D.装置甲中NaOH的作用是吸收Ⅰ处的CO2
答案：D
二、细胞呼吸速率的测定实验
细胞呼吸中吸入氧气，排出二氧化碳，因此可以利用下图中的密闭装置测定种子萌发的呼吸速率。
KOH的作用：吸收种子呼吸作用释放的二氧化碳，U型管的右侧液面上升，代表的是种子呼吸作用吸收的氧气的量。需要特别注意的是，如果测定叶片的呼吸速率，需要黑暗的环境，以排除光合作用的影响。
例题2：种子萌发时能吸收氧气，释放二氧化碳，从而引起密闭容器中的气体体积变化，可用下图的装置加以测定。实验每隔一段时间，需要调节A管和B管内的液面至同一水平，并通过B管上的刻度尺测量出气体变化的容积。容积变化与时间之间关系如下图所示：
1.实验开始前必须对实验的装置进行气密性检查，每次测量气体容积前要调整A、B管的液面至同一水平，目的是_______。
2.在8h内种子的呼吸方式是__________，气体容积减少的主要原因是消耗_________，同时产生的二氧化碳被_____吸收。
3.在种子始终保持活力的情况下，曲线在10h以后，种子的呼吸方式是 ________。仍保持稳定的原因是__________。
4.本实验在设计上的漏洞是缺少________，改进的具体方法是_____________。
5.如果把装置中的萌发的种子换成绿色植物做上述实验，要对试管进行的改动是______，这样改动目的是______。
答案：1.减少误差（或确保实验数值的准确性）
2.有氧呼吸 O2， KOH
3.无氧呼吸，无氧呼吸不吸收O2，同时产生的CO2被KOH吸收不会引起气体体积的变化
4.对照实验 增加对照实验，用等量的已死亡（煮熟）的种子替换萌发的种子，其他实验装置不变
5.把实验装置放在黑暗环境中 黑暗环境中植物只进行呼吸作用，不能进行光合作用，可以排除光合作用产生的气体对实验结果的干扰。
三、呼吸熵的测定实验
呼吸熵（RQ）是指细胞呼吸作用释放CO2的体积与吸收O2的体积之比或摩尔数之比 。由于细胞呼吸可以分解糖类，脂肪，蛋白质等不同的底物，而不同底物在完全氧化分解时的RQ不同，糖类为1;脂质RQ为0.7～0.8;蛋白质则接近1，因此，RQ可以作为判断呼吸底物类型的一项指标。
例题3：在科学研究中人们常用呼吸熵（RQ=■）用于研究生物有氧呼吸所分解的底物类型。测定萌发的种子呼吸熵的装置如下图所示。在适宜的条件下，活塞关闭10min后，读出刻度管中着色液移动的距离。设装置1和装置2的着色液分别向左移动m和n（mm），m和n值反映了容器内气体体积的减少。请回答：
1.装置1的小瓶中种子呼吸产生的CO2可以被_______吸收。
2.种子呼吸消耗氧的体积可以用_________值代表，呼吸过程中消耗氧和释放二氧化碳的体积之差可以用_______值代表。
3.实验过程中测得m=100mm，n=25mm，则该发芽种子的呼吸熵等于______________。 4.若要把实验装置中的发芽的种子换成幼苗，测其RQ，需将装置放于何种条件下进行，为什么？____________。
5.为使测得的m和n值更精确，还应再设置 装置。 增设装置的容器和小瓶中应分别放入_______。
答案：
1.NaOH溶液
2.m n
3.0.75
4.黑暗。排除幼苗进行光合作用产生的气体，对细胞呼吸的气体量的影响
5.对照 等量的煮熟的（或死的）发芽种子和等量蒸馏水
以上是关于细胞呼吸中是常见探究实验，学生在做题过程中还要认真分析题目的设置，灵活运用，整理答题的基本思路，掌握实验探究题的解题方法和技巧。
[1] 宋娟.分类解析中考实验探究题[J].中考化学，2015（10）.
[2] 程想平.浅谈生物探究实验的一般做题步骤[J].试题与研究：教
学论坛，2014（3）.
[3] 刘爱芳.化学探究实验教学中常见的问题及对策探析[J].新课程
研究：基础教育，2010（12）.
[4] 康永军.初中化学实验探究式教学中常见的问题与对策[J].中学
化学教学参考，2012（6）.
[5] 夏小均.解答化学常见仪器及实验装置的教学案例探究[J].学苑
教育，2014（6）.
[6] 韩萍.化学实验教学情境生活化的探讨[J].亚太教育，2016（1）.
[7] 邵永刚.初中生物探究性实验教学的误区及解决对策[J].中学生
物学，2014（6）.
[8] 徐朝霞.生物实验设计题的常见错误与对策[J].中学生物学，
2010（5）.
Classification of Common Exploration Experiments
XIA Jing-lan
（Anguo Middle School， Anguo Hebei， 071200， China）
Abstract： The experiment exploring ability is the focus of the biological college entrance examination. Among them， the experiment on cell respiration frequency appears in examination. In the teaching， teachers can help students classify exploration experiments on cell respiration from three aspects： respiratory manner， determination of respiratory rate and determination of respiratory quotient of saccharomycetes.
Key words： cell respiration; exploration experiments; classification
[ 责任编辑 赵建荣 ]