1、第三章第三章 细胞的代细胞的代谢谢专题：液滴的移动问题专题：液滴的移动问题一、判断呼吸作用的类型一、判断呼吸作用的类型条件：条件：假设呼吸底物全部为假设呼吸底物全部为葡萄糖葡萄糖。实验结论实验结论实验现象实验现象装置装置1装置装置2只进行需氧呼吸只进行需氧呼吸只进行厌氧呼吸只进行厌氧呼吸需氧呼吸需氧呼吸+厌氧呼吸厌氧呼吸液滴左移液滴左移液滴不移液滴不移液滴不移液滴不移液滴右移液滴右移液滴左移液滴左移液滴右移液滴右移思考与讨论：思考与讨论：若装置若装置1 1的红色液滴的红色液滴左移左移，装置，装置2 2的红色液滴的红色液滴也左移也左移，则说明什么问题？，则说明什么问题？装置装置1 1液滴左移的体
2、积：液滴左移的体积：呼吸作用消耗呼吸作用消耗O O2 2的体积。的体积。装置装置2 2液滴左移的体积：液滴左移的体积：呼吸作用消耗呼吸作用消耗O O2 2与释放与释放COCO2 2的体积的体积之差。之差。气体变化特点气体变化特点判断方法判断方法实例实例不消耗不消耗O2，无，无CO2释放释放只进行产生乳酸的无氧呼吸只进行产生乳酸的无氧呼吸马铃薯块茎马铃薯块茎的无的无所氧呼吸所氧呼吸不消耗不消耗O2，但产，但产生生CO2只进行产生酒精的无氧呼吸只进行产生酒精的无氧呼吸酵母菌酵母菌的无氧呼的无氧呼吸吸CO2释放量释放量=O2消消耗量耗量只进行有氧呼吸只进行有氧呼吸人体细胞人体细胞的有氧的有氧呼吸呼吸
3、CO2释放量释放量O2消耗量消耗量VCO2/VO24/3，有氧呼吸，有氧呼吸=无氧呼吸无氧呼吸VCO2/VO24/3，无氧呼吸有氧呼吸，无氧呼吸有氧呼吸VCO2/VO24/3，有氧呼吸无氧呼吸，有氧呼吸无氧呼吸酵母菌酵母菌在不同在不同O2浓浓度下的细胞呼吸度下的细胞呼吸呼吸类型的判断方法呼吸类型的判断方法二、测定呼吸速率二、测定呼吸速率特别注意：特别注意：测定测定绿色植物绿色植物的的呼吸速率必须在呼吸速率必须在黑暗条件黑暗条件（遮光处理）（遮光处理）下进行，以排下进行，以排除除光合作用光合作用的影响。的影响。呼吸速率测定指标：呼吸速率测定指标：单位时间内单位时间内液滴左移的体积（液滴左移的体积
4、（O2消消耗量）耗量）。植物的非绿色器官：植物的非绿色器官：萌发的种子萌发的种子设置对照组（校正装置）：设置对照组（校正装置）：排除外界条件变化对实验结果的干排除外界条件变化对实验结果的干扰（扰（除物理因素引起的气体体积变化除物理因素引起的气体体积变化）。）。方法：方法：用用死的相应的生物死的相应的生物来替换活的生物，其他条件不变。来替换活的生物，其他条件不变。装置装置装置装置1装置装置2呼吸速率呼吸速率有色液滴移有色液滴移动的距离动的距离左移左移a左移左移ba-b左移左移a右移右移ba+b校正装置校正装置设置对照组设置对照组例题：例题：在科学研究中常用在科学研究中常用呼吸商（呼吸商（RQ=R
5、Q=释放的二氧化碳体积释放的二氧化碳体积/消消耗的氧体积）耗的氧体积）表示生物用于表示生物用于需氧呼吸的能源物质不同需氧呼吸的能源物质不同。测定发。测定发芽种子呼吸商的装置如下图：芽种子呼吸商的装置如下图：关闭活塞，在关闭活塞，在2525下经下经2020分钟读出刻度管中分钟读出刻度管中着色液移着色液移动距离动距离。设装置。设装置1 1和装置和装置2 2的红色液分别的红色液分别向左移动向左移动x x和和y y（mmmm）。）。x x和和y y值反映了容器内气体体积的减少。请回答：（值反映了容器内气体体积的减少。请回答：（蒸馏水中气蒸馏水中气体溶解量忽略不计体溶解量忽略不计）（1 1）装置）装置1
6、 1的小瓶中加入的小瓶中加入NaOHNaOH溶液的目的溶液的目的是是 。（2 2）x x代表代表 值，值，y y代表代表 值。值。（3 3）若测得）若测得x x=200=200（mmmm），），y=30y=30（mmmm），则该发芽种子的），则该发芽种子的呼吸商是呼吸商是 。答案：答案：（1 1）吸收呼吸作用产生的二氧化碳。（）吸收呼吸作用产生的二氧化碳。（2 2）消耗氧气的）消耗氧气的体积。消耗氧气和释放二氧化碳的体积之差。（体积。消耗氧气和释放二氧化碳的体积之差。（3 3）0.85 0.85（4 4）若要测定已长出一片）若要测定已长出一片真叶幼苗真叶幼苗的的RQRQ值，则应将该装置值，则应
7、将该装置放于放于 条件下进行，为什条件下进行，为什么？么？。（5 5）为使测得的）为使测得的x x和和y y值值更精确更精确，还应再设置一，还应再设置一对照装置对照装置。对照装置的容器和小瓶中应分别放对照装置的容器和小瓶中应分别放入入 。设对照的目的。设对照的目的是是 。答案答案：（：（4 4）黑暗。避免因为幼苗进行光合作用，干扰呼吸作用的气体量变）黑暗。避免因为幼苗进行光合作用，干扰呼吸作用的气体量变化。（化。（5 5）死的发芽种子和蒸馏水死的发芽种子和蒸馏水。校正因物理因素引起的气体体积变化。校正因物理因素引起的气体体积变化。三、测定光合速率三、测定光合速率CO2缓冲液：缓冲液：保证容器保
8、证容器内内CO2浓度的恒定浓度的恒定净光合速率测定指标：净光合速率测定指标：单位时间内单位时间内液滴右移的体积液滴右移的体积 （O O2 2的释的释放量）放量）。对照组：对照组：死的死的绿色植物和绿色植物和NaHCONaHCO3 3溶液。溶液。条件：光照充足条件：光照充足例题：例题：某实验小组想利用下列装置测定某植物的光合作用某实验小组想利用下列装置测定某植物的光合作用强度，请回答有关问题。强度，请回答有关问题。（1 1）若乙装置为）若乙装置为对照组对照组，则其和甲装置的区别应，则其和甲装置的区别应为为 。答案：装置中放置死亡的植物答案：装置中放置死亡的植物 （2 2）测定植物的净光合作用强度
9、：）测定植物的净光合作用强度：在甲、乙两装置的烧杯中加入在甲、乙两装置的烧杯中加入_溶液（溶液（NaOHNaOH或或NaHCONaHCO3 3）。）。将两装置放在将两装置放在适宜的光照下照射适宜的光照下照射1 1小时小时，测定红墨水滴的移动，测定红墨水滴的移动距离。距离。实验结果：乙装置中红墨水滴实验结果：乙装置中红墨水滴向右移动向右移动0.5 cm0.5 cm，甲装置中红，甲装置中红墨水滴向墨水滴向_移动移动4 cm4 cm。答案：答案：NaHCONaHCO3 3 右右 净光合速率净光合速率=4-0.5=4-0.5 or 4+0.5or 4+0.5？（3 3）测定植物的呼吸强度：）测定植物的
10、呼吸强度：在甲、乙装置的烧杯中加入在甲、乙装置的烧杯中加入_溶液（溶液（NaOHNaOH或或NaHCONaHCO3 3）。）。将两装置放在将两装置放在_环境中环境中1 1小时小时，温度与（，温度与（2 2）中）中温度相同。温度相同。实验结果：乙装置中红墨水滴实验结果：乙装置中红墨水滴向右移动向右移动 0.1 cm 0.1 cm，甲装置中红，甲装置中红墨水滴向墨水滴向_移动移动 1.5 cm 1.5 cm。（4 4）综合分析可知，该植物的）综合分析可知，该植物的实际光合强度实际光合强度为每小时红墨水滴为每小时红墨水滴向向_移动移动_cm_cm。答案：答案：NaOH NaOH 黑暗黑暗 左左 （4
11、 4）右右 5.1 5.1 例题：例题：下图是探究下图是探究绿色植物光合作用速率绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的实验示意图，装置中的的碳酸氢钠溶液碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度。该装置放在可维持瓶内的二氧化碳浓度。该装置放在2020环环境中。实验开始时，针筒的读数是境中。实验开始时，针筒的读数是0.2 mL0.2 mL，毛细管内的水滴在位，毛细管内的水滴在位置置X X。2020分钟后分钟后，针筒的容量需要调至，针筒的容量需要调至0.6 mL0.6 mL的读数，才能使水的读数，才能使水滴仍维持在滴仍维持在X X的位置。据此实验回答下列问题：的位置。据此实验回答下列问题：（1 1）
12、若将图中的）若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量清水碳酸氢钠溶液换成等量清水，重复上述实验，重复上述实验，20 min20 min后要使液滴维持在位置后要使液滴维持在位置X X处，针筒的容量处，针筒的容量 （需（需向左向左/需向右需向右/不需要）调节。不需要）调节。（2 2）以）以释放出的氧气量释放出的氧气量来代表光合作用速率，该植物的光合作来代表光合作用速率，该植物的光合作用速率是用速率是 mL/hmL/h。（3 3）用这一方法测量光合作用速率，比）用这一方法测量光合作用速率，比实际的光合速率实际的光合速率要低，要低，原因是原因是 。（4 4）假若将该植物的）假若将该植物的叶的下表皮（叶的下表皮（
13、分布有气孔分布有气孔）涂上一层凡士）涂上一层凡士林林，光合作用的速率会大幅度下降，原因，光合作用的速率会大幅度下降，原因是是 。答案答案：（1 1）不需要。（）不需要。（2 2）1.21.2；（3 3）植物同时进行细胞呼植物同时进行细胞呼吸，消耗了氧气。吸，消耗了氧气。（4 4）凡）凡士林阻塞部分气孔，使供应士林阻塞部分气孔，使供应叶的二氧化碳减少，限制光叶的二氧化碳减少，限制光合作用的碳反应。合作用的碳反应。（5 5）如果在原实验中）如果在原实验中只增加光照强度只增加光照强度，则针筒的容量仍维持，则针筒的容量仍维持在在0.6mL0.6mL读数处。在另一相同实验装置中，若读数处。在另一相同实验
14、装置中，若只将温度提升至只将温度提升至3030，针筒容量需要调至，针筒容量需要调至0.8 mL0.8 mL读数，才能使水滴维持在读数，才能使水滴维持在X X的位的位置上。比较两个实验可以得出什么结论？置上。比较两个实验可以得出什么结论？答案：答案：在上述实验条件下，光照不是限制光合作用速率的主在上述实验条件下，光照不是限制光合作用速率的主要因素，而温度才是限制光合作用速率的主要因素。要因素，而温度才是限制光合作用速率的主要因素。（6 6）若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量浓）若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量浓氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液，在在2020、无光条件下，、无光条件下，30 min30 min后
15、，针筒的容量需要调至后，针筒的容量需要调至0.1 0.1 mLmL的读数，才能使液滴维持在的读数，才能使液滴维持在X X处，则在有光条件下该植物处，则在有光条件下该植物的的实际光合速率实际光合速率是是 mL/h.mL/h.1.41.4例题：例题：某某转基因作物转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合作用强度测试的研究课小组在暑假开展了对该转基因作物光合作用强度测试的研究课题，设计了如下装置。请你利用下列装置完成光合作用强度的题，设计了如下装置。请你利用下列装置完成光合作用强度的测试实验，并分析回答有关问题：测试实验，并
16、分析回答有关问题：.实验步骤实验步骤（1 1）先测定植物的）先测定植物的呼吸作用强度呼吸作用强度，方法步骤是：，方法步骤是：甲、乙两装置的甲、乙两装置的D D中都放入中都放入，装置，装置乙作对照组（校正）乙作对照组（校正）。将装置甲、乙的玻璃钟罩将装置甲、乙的玻璃钟罩处理，放在温度等相同的环境处理，放在温度等相同的环境中。中。3030分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度。分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度。答案：答案：NaOHNaOH溶溶液遮光液遮光 （2 2）测定植物的）测定植物的净光合作用强度净光合作用强度，方法步骤是：，方法步骤是：甲、乙两装置甲、乙两装置D
17、 D中放入中放入 。把装置甲、乙放在把装置甲、乙放在 。3030分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度。分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度。答案：答案：NaHCONaHCO3 3溶液，装置乙作对照组（校正）。光照溶液，装置乙作对照组（校正）。光照充足、温度相同的环境中。充足、温度相同的环境中。（3 3）实验操作）实验操作3030分钟分钟后，记录甲装置红墨水滴移动情况：后，记录甲装置红墨水滴移动情况：实验实验30分钟后红墨水滴移动情况分钟后红墨水滴移动情况测定植物呼吸作测定植物呼吸作用强度用强度甲装置甲装置 （填左或右移）（填左或右移）1.5厘米厘米乙装置乙装置 右移
18、右移0.5厘米厘米测定植物净光合测定植物净光合作用强度作用强度甲装置甲装置 （填左或右移）（填左或右移）4.5厘米厘米乙装置乙装置 右移右移0.5厘米厘米.实验分析：实验分析：假设红墨水滴每移动假设红墨水滴每移动1 cm1 cm，植物体内的葡萄糖增加或减少，植物体内的葡萄糖增加或减少1 g1 g。那么该植物的呼吸作用速率是。那么该植物的呼吸作用速率是g/hg/h；白天光；白天光照照15 h15 h，一昼夜葡萄糖的积累量是，一昼夜葡萄糖的积累量是g g（不考虑（不考虑 昼昼夜温差影响）。夜温差影响）。答案：答案：4 4；8484例题：例题：下图实验装置可以用来测量植物的下图实验装置可以用来测量植
19、物的净光合速率净光合速率和和呼吸速率呼吸速率。（1 1）若用装置）若用装置A A测量一定光照强度和测量一定光照强度和COCO2 2浓度下的植株的光浓度下的植株的光合速率，装置合速率，装置A A中的液体应为中的液体应为 溶液。溶液。（2 2）为了校正由于）为了校正由于温度和外界气压变化温度和外界气压变化引起的气体体积变引起的气体体积变化，此时，装置化，此时，装置B B瓶内应如何设置瓶内应如何设置?。答案答案：（：（1 1）NaHCONaHCO3 3；（；（2 2）应放置与）应放置与A A中大小相同的同种死植中大小相同的同种死植株和等量的株和等量的NaHCONaHCO3 3溶液。溶液。（3 3）用
20、上述装置测定一定光照条件下，）用上述装置测定一定光照条件下，植株的净光合作用植株的净光合作用速率速率。实验开始时，图中有色液体处于。实验开始时，图中有色液体处于“O”“O”的位置，两套的位置，两套装置建成静置装置建成静置 2 2 小时后小时后，实验结果如上图所示：甲图液柱，实验结果如上图所示：甲图液柱高度差读数为高度差读数为160 cm160 cm3 3，乙图高度差读数为，乙图高度差读数为40 cm40 cm3 3，假定植，假定植株叶面积总数为株叶面积总数为300 cm300 cm2 2，该植株的，该植株的净光合速率净光合速率为为_cm_cm3 3dmdm-2-2h h-1-1。（4 4）若要
21、利用上述装置来）若要利用上述装置来测定植株的呼吸速率测定植株的呼吸速率，则应对装，则应对装置作如何调整置作如何调整?a a ；b b 。答案答案：（：（3 3）10 10 （4 4）a a瓶中液体改放为瓶中液体改放为NaOHNaOH溶液。溶液。b b对瓶进行遮光处理，其他条件不变。对瓶进行遮光处理，其他条件不变。例题：例题：在科学研究中常用呼吸商（在科学研究中常用呼吸商（RQRQ）表示生物用于有氧呼吸）表示生物用于有氧呼吸的能源物质不同和氧气供应状态的一种指标。的能源物质不同和氧气供应状态的一种指标。呼吸商（呼吸商（RQRQ）=释释放放COCO2 2体积或摩尔数体积或摩尔数/吸收吸收O O2
22、2体积或摩尔数体积或摩尔数。不同底物在完全氧。不同底物在完全氧化时的化时的RQRQ不同，不同，糖类为糖类为1 1；脂质分子为脂质分子为0.70.80.70.8；有机酸大于有机酸大于1 1。同种呼吸底物、不同的供氧浓度具有不同的同种呼吸底物、不同的供氧浓度具有不同的RQRQ。现利用右图所。现利用右图所示装置，测定一定量的酵母菌在不同示装置，测定一定量的酵母菌在不同O O2 2浓度下的浓度下的O O2 2吸收量和吸收量和COCO2 2释放量。锥形瓶内为释放量。锥形瓶内为酵母菌培养液酵母菌培养液。锥形瓶中央放入一小烧杯，。锥形瓶中央放入一小烧杯，内盛有试剂内盛有试剂X X，杯中插入一根，杯中插入一根
23、滤纸折叠条滤纸折叠条。答案答案：（：（1 1）试剂）试剂X X扩散到滤纸上，增加其与空气的接触面积。扩散到滤纸上，增加其与空气的接触面积。（2 2）培养液中不含酵母菌（培养液中含死亡的酵母菌）。）培养液中不含酵母菌（培养液中含死亡的酵母菌）。外界大气压等物理因素发生了变化。（外界大气压等物理因素发生了变化。（3 3）两侧平衡。）两侧平衡。答案答案：（：（4 4）NaOH NaOH，蒸馏水，蒸馏水 （5 5）（）（D-ED-E）/D/D（6 6）如实验结果）如实验结果经校正后经校正后，某底物呼吸记录数值如下表。，某底物呼吸记录数值如下表。请分析回答：请分析回答：当当 O O2 2浓度为浓度为3%
24、3%时，酵母菌的呼吸商为时，酵母菌的呼吸商为_，其，其数值不同于数值不同于O O2 2浓度为浓度为25%25%时的原因是：氧气浓度为时的原因是：氧气浓度为3%3%时，酵母菌时，酵母菌的呼吸方式为的呼吸方式为_，表中显示，从，表中显示，从O O2 2浓度为浓度为_%_%起，酵母菌只进行有氧呼吸。起，酵母菌只进行有氧呼吸。答案：答案：1.671.67；有氧呼吸和无氧呼吸；有氧呼吸和无氧呼吸；7 7例题：例题：取一植物取一植物形态、大小、生长状况相同的四张叶片形态、大小、生长状况相同的四张叶片按下图按下图进行实验，烧杯中的液体可以保证叶片所需的水与无机盐的正进行实验，烧杯中的液体可以保证叶片所需的水
25、与无机盐的正常供应，气体的移动可以通过观察常供应，气体的移动可以通过观察油滴的运动油滴的运动判断（不考虑气判断（不考虑气体在水中的溶解与外界气压的变化和蒸腾作用的影响）。下列体在水中的溶解与外界气压的变化和蒸腾作用的影响）。下列叙述叙述错误错误的是（的是（）（）（多选多选）A A在一定光照条件，发现装置在一定光照条件，发现装置A A中油滴不移动，表明光合速率与呼吸中油滴不移动，表明光合速率与呼吸速率相等速率相等B B适宜的光照下，短时间内装置适宜的光照下，短时间内装置B B中油滴将向左移动中油滴将向左移动 C C将装置将装置C C突然从光下移动到黑暗处，短时间内突然从光下移动到黑暗处，短时间内
26、C C3 3的含量上升的含量上升 D D可以直接利用装置可以直接利用装置B B、D D证明光是光合作用的必要条件证明光是光合作用的必要条件例题：例题：取一植物形态、大小、生长发育状况相同的四张叶片按取一植物形态、大小、生长发育状况相同的四张叶片按下图进行实验，烧杯中的液体可以保证叶片所需的水与矿质元下图进行实验，烧杯中的液体可以保证叶片所需的水与矿质元素的正常供应，气体的移动可以通过观察素的正常供应，气体的移动可以通过观察油滴的运动油滴的运动判断（不判断（不考虑气体在水中的溶解与外界气压的变化和蒸腾作用的影响）考虑气体在水中的溶解与外界气压的变化和蒸腾作用的影响）（1 1）适宜的光照下，装置）
27、适宜的光照下，装置A A中油滴的移动情况是中油滴的移动情况是 ，原因是原因是 。（2 2）适宜的光照下短时间内适宜的光照下短时间内装置装置B B中油滴的移动情况中油滴的移动情况是是 。放置一段时间后，装置中的氧气消耗完，这时。放置一段时间后，装置中的氧气消耗完，这时油滴的移动方向油滴的移动方向 ，写出此时反应方程，写出此时反应方程式：式：。（1 1）不移动，）不移动，光合作用吸收的二氧化碳体积等于释放出的氧气体积，呼吸作用光合作用吸收的二氧化碳体积等于释放出的氧气体积，呼吸作用吸收的氧气体积等于释放出的二氧化碳的体积。（吸收的氧气体积等于释放出的二氧化碳的体积。（2 2）向左移动，不移动）向左
28、移动，不移动 （3 3）分析装置）分析装置C C中的中的油滴移动情况油滴移动情况与光合作用和呼吸作用的关与光合作用和呼吸作用的关系：系：。（4 4）能否直接用）能否直接用C C、D D装置证明光合作用需要二氧化碳，为什装置证明光合作用需要二氧化碳，为什么么?。如果用。如果用B B、C C装置证明光合作用需要装置证明光合作用需要二氧化碳，应该将叶片作怎样的处理二氧化碳，应该将叶片作怎样的处理?。（5 5）要测定叶片细胞呼吸的强度最好选择装）要测定叶片细胞呼吸的强度最好选择装置置 。（3 3）.当光合作用大于呼吸作用时，向右移动；当光合作用大于呼吸作用时，向右移动；.当光合作用当光合作用等于呼吸作
29、用时，不移动；等于呼吸作用时，不移动；.当光合作用小于呼吸作用时，向左当光合作用小于呼吸作用时，向左移动。移动。（4 4）不能，不符合单一变量原则；饥饿处理）不能，不符合单一变量原则；饥饿处理（5 5）D D 例题：例题：右图表示研究右图表示研究NaHCONaHCO3 3溶液浓度溶液浓度影响影响光合作用速率光合作用速率的实验，的实验，下列说法下列说法错误错误的是的是 （）A.A.将整个装置放在光下，毛细管内的红色液滴会向左移动将整个装置放在光下，毛细管内的红色液滴会向左移动B.B.将整个装置置于暗室，一段时间后检查红色液滴是否移动，将整个装置置于暗室，一段时间后检查红色液滴是否移动，可以证明光是光合作用的必要条件可以证明光是光合作用的必要条件C.C.当当NaHCONaHCO3 3溶液浓度不变时，在溶液浓度不变时，在B B内加入少量蠕虫（异养需内加入少量蠕虫（异养需氧），对红色液滴移动不产生明显影响氧），对红色液滴移动不产生明显影响D.D.为使对照更具说服力，应将伊尔藻置于蒸馏水中（不含为使对照更具说服力，应将伊尔藻置于蒸馏水中（不含NaHCONaHCO3 3）的烧杯中）的烧杯中
