常見探究實(shí)驗(yàn)的分類歸納

夏景蘭

摘 要：實(shí)驗(yàn)探究能力是高考生物的考查重點(diǎn)。其中，有關(guān)細(xì)胞呼吸的探究實(shí)驗(yàn)更是高頻考點(diǎn)。在教學(xué)中，教師可幫助學(xué)生從酵母菌的呼吸方式的探究、呼吸速率的測(cè)定、呼吸熵的測(cè)定等三個(gè)方面對(duì)有關(guān)細(xì)胞呼吸的探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分類歸納，以使學(xué)生更好地掌握知識(shí)。

關(guān)鍵詞：細(xì)胞呼吸;探究實(shí)驗(yàn);分類歸納

中圖分類號(hào)：G63 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1673-9132（2016）10-0245-163

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2016.10.058

近幾年的生物高考中，關(guān)于實(shí)驗(yàn)的考點(diǎn)一直是考察的重點(diǎn)，考綱要求的“生物知識(shí)內(nèi)容表”所列的實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生獨(dú)立完成，而且要求學(xué)生具備基本的實(shí)驗(yàn)技能，包括驗(yàn)證簡(jiǎn)單生物學(xué)事實(shí)的能力;對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理的能力;對(duì)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的初步探究的能力等。在高考題目的題型設(shè)置中，既有選擇題，又有填空題，尤其是填空題對(duì)于學(xué)生來講，難度較大，不易得分，本文主要對(duì)有關(guān)細(xì)胞呼吸這一高頻考點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)題型進(jìn)行分類歸納，希望對(duì)各位學(xué)生的復(fù)習(xí)有一定的幫助。

細(xì)胞呼吸又叫呼吸作用，是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并產(chǎn)生ATP的過程，包括有氧呼吸和無氧呼吸。關(guān)于細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)主要有以下幾種題型。

一、酵母菌的呼吸方式的探究實(shí)驗(yàn)

酵母菌是一種單細(xì)胞的真菌，呼吸方式為兼性厭氧，既能進(jìn)行有氧呼吸，又能進(jìn)行無氧呼吸，因此是探究呼吸方式的實(shí)驗(yàn)中常用的材料。探究實(shí)驗(yàn)的裝置如下圖所示：裝置甲為有氧呼吸的測(cè)定裝置，裝置乙為無氧呼吸的裝置。

學(xué)生做題時(shí)，一是要準(zhǔn)確判斷裝置的類型。二是要注意實(shí)驗(yàn)中的各種物質(zhì)的作用：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH的作用：吸收空氣中的二氧化碳;澄清的石灰水的作用：檢測(cè)呼吸產(chǎn)生的二氧化碳;溴麝香草酚藍(lán)溶液;檢測(cè)二氧化碳：重鉻酸鉀：檢測(cè)酒精。

例題1：酵母菌是兼性厭氧性的單細(xì)胞生物，以下關(guān)于其細(xì)胞呼吸方式的實(shí)驗(yàn)裝置，說法中錯(cuò)誤的是（ ? ? ）。

A.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置均可以在有光或者黑暗條件下進(jìn)行

B.可在裝置甲的C處，裝置乙在Ⅲ處檢測(cè)到有二氧化碳生成

C.裝置中的澄清的石灰水可以用溴麝香草酚藍(lán)水溶液替換

D.裝置甲中NaOH的作用是吸收Ⅰ處的CO2

答案：D

二、細(xì)胞呼吸速率的測(cè)定實(shí)驗(yàn)

細(xì)胞呼吸中吸入氧氣，排出二氧化碳，因此可以利用下圖中的密閉裝置測(cè)定種子萌發(fā)的呼吸速率。

KOH的作用：吸收種子呼吸作用釋放的二氧化碳，U型管的右側(cè)液面上升，代表的是種子呼吸作用吸收的氧氣的量。需要特別注意的是，如果測(cè)定葉片的呼吸速率，需要黑暗的環(huán)境，以排除光合作用的影響。

例題2：種子萌發(fā)時(shí)能吸收氧氣，釋放二氧化碳，從而引起密閉容器中的氣體體積變化，可用下圖的裝置加以測(cè)定。實(shí)驗(yàn)每隔一段時(shí)間，需要調(diào)節(jié)A管和B管內(nèi)的液面至同一水平，并通過B管上的刻度尺測(cè)量出氣體變化的容積。容積變化與時(shí)間之間關(guān)系如下圖所示：

1.實(shí)驗(yàn)開始前必須對(duì)實(shí)驗(yàn)的裝置進(jìn)行氣密性檢查，每次測(cè)量氣體容積前要調(diào)整A、B管的液面至同一水平，目的是_______。

2.在8h內(nèi)種子的呼吸方式是__________，氣體容積減少的主要原因是消耗_________，同時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳被_____吸收。

3.在種子始終保持活力的情況下，曲線在10h以后，種子的呼吸方式是 ________。仍保持穩(wěn)定的原因是__________。

4.本實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)上的漏洞是缺少________，改進(jìn)的具體方法是_____________。

5.如果把裝置中的萌發(fā)的種子換成綠色植物做上述實(shí)驗(yàn)，要對(duì)試管進(jìn)行的改動(dòng)是______，這樣改動(dòng)目的是______。

答案：1.減少誤差（或確保實(shí)驗(yàn)數(shù)值的準(zhǔn)確性）

2.有氧呼吸 O2， KOH

3.無氧呼吸，無氧呼吸不吸收O2，同時(shí)產(chǎn)生的CO2被KOH吸收不會(huì)引起氣體體積的變化

4.對(duì)照實(shí)驗(yàn) 增加對(duì)照實(shí)驗(yàn)，用等量的已死亡（煮熟）的種子替換萌發(fā)的種子，其他實(shí)驗(yàn)裝置不變

5.把實(shí)驗(yàn)裝置放在黑暗環(huán)境中 黑暗環(huán)境中植物只進(jìn)行呼吸作用，不能進(jìn)行光合作用，可以排除光合作用產(chǎn)生的氣體對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。

三、呼吸熵的測(cè)定實(shí)驗(yàn)

呼吸熵（RQ）是指細(xì)胞呼吸作用釋放CO2的體積與吸收O2的體積之比或摩爾數(shù)之比 。由于細(xì)胞呼吸可以分解糖類，脂肪，蛋白質(zhì)等不同的底物，而不同底物在完全氧化分解時(shí)的RQ不同，糖類為1;脂質(zhì)RQ為0.7～0.8;蛋白質(zhì)則接近1，因此，RQ可以作為判斷呼吸底物類型的一項(xiàng)指標(biāo)。

例題3：在科學(xué)研究中人們常用呼吸熵（RQ=■）用于研究生物有氧呼吸所分解的底物類型。測(cè)定萌發(fā)的種子呼吸熵的裝置如下圖所示。在適宜的條件下，活塞關(guān)閉10min后，讀出刻度管中著色液移動(dòng)的距離。設(shè)裝置1和裝置2的著色液分別向左移動(dòng)m和n（mm），m和n值反映了容器內(nèi)氣體體積的減少。請(qǐng)回答：

1.裝置1的小瓶中種子呼吸產(chǎn)生的CO2可以被_______吸收。

2.種子呼吸消耗氧的體積可以用_________值代表，呼吸過程中消耗氧和釋放二氧化碳的體積之差可以用_______值代表。

3.實(shí)驗(yàn)過程中測(cè)得m=100mm，n=25mm，則該發(fā)芽種子的呼吸熵等于______________。

4.若要把實(shí)驗(yàn)裝置中的發(fā)芽的種子換成幼苗，測(cè)其RQ，需將裝置放于何種條件下進(jìn)行，為什么？____________。

5.為使測(cè)得的m和n值更精確，還應(yīng)再設(shè)置 ? ? ? 裝置。 增設(shè)裝置的容器和小瓶中應(yīng)分別放入_______。

答案：

1.NaOH溶液

2.m ? ?n

3.0.75

4.黑暗。排除幼苗進(jìn)行光合作用產(chǎn)生的氣體，對(duì)細(xì)胞呼吸的氣體量的影響

5.對(duì)照 ? ?等量的煮熟的（或死的）發(fā)芽種子和等量蒸餾水

以上是關(guān)于細(xì)胞呼吸中是常見探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在做題過程中還要認(rèn)真分析題目的設(shè)置，靈活運(yùn)用，整理答題的基本思路，掌握實(shí)驗(yàn)探究題的解題方法和技巧。

[1] 宋娟.分類解析中考實(shí)驗(yàn)探究題[J].中考化學(xué)，2015（10）.

[2] 程想平.淺談生物探究實(shí)驗(yàn)的一般做題步驟[J].試題與研究：教

學(xué)論壇，2014（3）.

[3] 劉愛芳.化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)中常見的問題及對(duì)策探析[J].新課程

研究：基礎(chǔ)教育，2010（12）.

[4] 康永軍.初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)中常見的問題與對(duì)策[J].中學(xué)

化學(xué)教學(xué)參考，2012（6）.

[5] 夏小均.解答化學(xué)常見儀器及實(shí)驗(yàn)裝置的教學(xué)案例探究[J].學(xué)苑

教育，2014（6）.

[6] 韓萍.化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境生活化的探討[J].亞太教育，2016（1）.

[7] 邵永剛.初中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的誤區(qū)及解決對(duì)策[J].中學(xué)生

物學(xué)，2014（6）.

[8] 徐朝霞.生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的常見錯(cuò)誤與對(duì)策[J].中學(xué)生物學(xué)，

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

[ 責(zé)任編輯 趙建榮 ]