Question

完成下列有關(guān)呼吸作用方式和場所的探究實(shí)驗。

Ⅰ.下圖所示的是檢測氣壓變化的密閉裝置。課題小組同學(xué)利用該裝置探究某種異養(yǎng)型微生物的細(xì)胞呼吸方式。反應(yīng)瓶和中心小杯中放置有關(guān)實(shí)驗材料和試劑，關(guān)閉活栓后，U型管右管液面高度變化反映瓶中氣體體積變化。實(shí)驗開始時將右管液面高度調(diào)至參考點(diǎn)，實(shí)驗中定時記錄右管液面高度相對于參考點(diǎn)的變化(忽略其他原因引起的容積變化)。

(1)取甲、乙兩套該密閉裝置設(shè)計實(shí)驗。請補(bǔ)充表格有關(guān)內(nèi)容：

裝置	反應(yīng)瓶內(nèi)加入的材料	小杯內(nèi)加入的材料	液面高度變化的含義
甲	一定濃度葡萄糖溶液微生物懸浮液各1 mL、	適量的NaOH溶液	①____________
乙	②____________	③___________	細(xì)胞呼吸時CO2的釋放量與O2消耗量的差值

(2)將甲、乙裝置均置于28 ℃恒溫條件下進(jìn)行實(shí)驗(實(shí)驗過程中微生物保持活性),60 min后讀數(shù)。請補(bǔ)充下表有關(guān)內(nèi)容。

 

 

 

 

預(yù)期實(shí)驗結(jié)果		微生物的細(xì)胞呼吸方式
甲	乙
上升	不變	④____________________
⑤____	下降	只進(jìn)行產(chǎn)生酒精和CO2的無氧呼吸
上升	下降	⑥____________________
⑦_(dá)___	不變	只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸

Ⅱ.課題小組同學(xué)為了確定細(xì)胞有氧呼吸第二階段發(fā)生的場所，又進(jìn)行了如下探究：

作出假設(shè)：有氧呼吸第二階段只發(fā)生在線粒體中，不能在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中完成。

實(shí)驗過程：

 

實(shí)驗結(jié)果：1號和2號試管中均檢測到CO₂(與預(yù)測結(jié)果不相符)。

請分析回答：

(1)分析實(shí)驗結(jié)果與預(yù)期不相符合的原因及改進(jìn)措施。

原因：________________________________________________________________。

改進(jìn)措施：_____________________________________________________。

(2)實(shí)驗步驟⑥依據(jù)的原理是________________________________________________。

(3)經(jīng)同學(xué)們的分析及對實(shí)驗個別步驟作出的恰當(dāng)修改，重新實(shí)驗，大家都獲得了與預(yù)期相符合的實(shí)驗結(jié)果。最后，老師又提出一個新問題：“假如該實(shí)驗時間過長，空氣中的CO₂溶入樣本中的量足以被檢測劑檢測出，為了提高實(shí)驗的科學(xué)性，排除干擾因素帶來的實(shí)驗誤差，你如何解決？”

 

請寫出解決措施：_____________________________________________________。

 

Answer 1

�、�.(1)①細(xì)胞呼吸時O₂的消耗量�、�(一定濃度)葡萄糖溶液、微生物懸浮液各1 mL　③等量蒸餾水　(2)④只進(jìn)行有氧呼吸�、莶蛔儭、尥瑫r進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精、CO₂的無氧呼吸�、卟蛔�

Ⅱ.(1)肝細(xì)胞利用保存液中的葡萄糖進(jìn)行有氧呼吸，線粒體產(chǎn)生的CO₂擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中　用不含葡萄糖的保存液(2)丙酮酸在有氧呼吸的第二階段和水徹底分解成CO₂和[H]，因此可以通過檢測是否有CO₂產(chǎn)生來判斷丙酮酸是否被分解　(3)分別給1號和2號試管設(shè)置空白對照組1′和2′，1′和2′試管所裝物質(zhì)分別與1號和2號試管中的相同，只是在第⑤步不加入丙酮酸，而加入生理鹽水

 

Ⅰ.(1)甲裝置小燒杯內(nèi)放置NaOH，吸收呼吸作用釋放的CO₂，錐形瓶內(nèi)氣體的減少是呼吸作用吸收O₂造成的；乙裝置與甲裝置相同，反應(yīng)瓶中同樣放一定濃度葡萄糖溶液、微生物懸浮液各1 mL，但小燒杯內(nèi)需放等量的蒸餾水，此時錐形瓶內(nèi)氣體的變化是呼吸釋放的CO₂與O₂消耗量的差值。(2)如果甲裝置錐形瓶中氣體減少，而乙裝置錐形瓶中氣體不變，這說明微生物只進(jìn)行有氧呼吸；如果甲裝置錐形瓶中氣體體積不變，而乙裝置錐形瓶中氣體增加，這說明微生物只進(jìn)行產(chǎn)生酒精和CO₂的無氧呼吸；如果甲裝置錐形瓶中氣體體積減小，而乙裝置錐形瓶中氣體增加，這說明微生物同時進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精、CO₂的無氧呼吸；如果甲、乙兩裝置錐形瓶中氣體體積不變，這說明微生物只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸。

Ⅱ.(1)正常情況下細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)不能發(fā)生丙酮酸脫[H]產(chǎn)生CO₂的過程，但實(shí)驗結(jié)果表明1號和2號試管中均檢測到CO₂，究其原因，是因為保存液中的葡萄糖被肝細(xì)胞利用進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生的CO₂擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，改進(jìn)的措施是用不含葡萄糖的保存液保存肝細(xì)胞。(2)丙酮酸在有氧呼吸的第二階段脫[H]產(chǎn)生CO₂，因此通過檢測是否有CO₂產(chǎn)生來判斷丙酮酸是否被分解。(3)為了排除干擾因素帶來的實(shí)驗誤差，分別給1號和2號試管設(shè)置空白對照組1′和2′，1′和2′試管所裝物質(zhì)分別與1號和2號試管中的相同，但不加入丙酮酸，而是加入生理鹽水。