常見探究實驗的分類歸納
——以“細胞呼吸”為例

夏景蘭

（河北省安國中學，河北安國071200）

常見探究實驗的分類歸納
——以“細胞呼吸”為例

夏景蘭

（河北省安國中學，河北安國071200）

實驗探究能力是高考生物的考查重點。其中，有關(guān)細胞呼吸的探究實驗更是高頻考點。在教學中，教師可幫助學生從酵母菌的呼吸方式的探究、呼吸速率的測定、呼吸熵的測定等三個方面對有關(guān)細胞呼吸的探究實驗進行分類歸納，以使學生更好地掌握知識。

細胞呼吸；探究實驗；分類歸納

近幾年的生物高考中，關(guān)于實驗的考點一直是考察的重點，考綱要求的“生物知識內(nèi)容表”所列的實驗要求學生獨立完成，而且要求學生具備基本的實驗技能，包括驗證簡單生物學事實的能力；對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行解釋、分析和處理的能力；對生物學實驗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，尤其是填空題對于學生來講，難度較大，不易得分，本文主要對有關(guān)細胞呼吸這一高頻考點的實驗題型進行分類歸納，希望對各位學生的復(fù)習有一定的幫助。

細胞呼吸又叫呼吸作用，是指有機物在細胞內(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)于細胞呼吸的實驗主要有以下幾種題型。

一、酵母菌的呼吸方式的探究實驗

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

學生做題時，一是要準確判斷裝置的類型。二是要注意實驗中的各種物質(zhì)的作用：質(zhì)量分數(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：檢測呼吸產(chǎn)生的二氧化碳；溴麝香草酚藍溶液；檢測二氧化碳：重鉻酸鉀：檢測酒精。

例題1：酵母菌是兼性厭氧性的單細胞生物，以下關(guān)于其細胞呼吸方式的實驗裝置，說法中錯誤的是（）。

A.兩個實驗裝置均可以在有光或者黑暗條件下進行

B.可在裝置甲的C處，裝置乙在Ⅲ處檢測到有二氧化碳生成

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、細胞呼吸速率的測定實驗

細胞呼吸中吸入氧氣，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定。實驗每隔一段時間，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管上的刻度尺測量出氣體變化的容積。容積變化與時間之間關(guān)系如下圖所示：

1.實驗開始前必須對實驗的裝置進行氣密性檢查，每次測量氣體容積前要調(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.本實驗在設(shè)計上的漏洞是缺少________，改進的具體方法是_____________。

5.如果把裝置中的萌發(fā)的種子換成綠色植物做上述實驗，要對試管進行的改動是______，這樣改動目的是______。

答案：1.減少誤差（或確保實驗數(shù)值的準確性）

2.有氧呼吸O2，KOH

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

4.對照實驗增加對照實驗，用等量的已死亡（煮熟）的種子替換萌發(fā)的種子，其他實驗裝置不變

5.把實驗裝置放在黑暗環(huán)境中黑暗環(huán)境中植物只進行呼吸作用，不能進行光合作用，可以排除光合作用產(chǎn)生的氣體對實驗結(jié)果的干擾。

三、呼吸熵的測定實驗

呼吸熵（RQ）是指細胞呼吸作用釋放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指標。

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.實驗過程中測得m=100mm，n=25mm，則該發(fā)芽種子的呼吸熵等于______________。

4.若要把實驗裝置中的發(fā)芽的種子換成幼苗，測其RQ，需將裝置放于何種條件下進行，為什么？____________。

5.為使測得的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.mn

3.0.75

4.黑暗。排除幼苗進行光合作用產(chǎn)生的氣體，對細胞呼吸的氣體量的影響

5.對照等量的煮熟的（或死的）發(fā)芽種子和等量蒸餾水

以上是關(guān)于細胞呼吸中是常見探究實驗，學生在做題過程中還要認真分析題目的設(shè)置，靈活運用，整理答題的基本思路，掌握實驗探究題的解題方法和技巧。

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［責任編輯趙建榮］

Classification of Common Exploration Experiments

XIA Jing-lan
（Anguo Middle School，Anguo Hebei，071200，China）

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.

cell respiration；exploration experiments；classification

G63

A

1673-9132（2016）10-0245-163

10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2016.10.058