呼吸作用又叫生物氧化、細胞呼吸，是生物體內(nèi)的有機物（糖類、脂肪、蛋白質(zhì)）在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列氧化分解，最終生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，并且釋放出能量的總過程。它能為生物體進行生命活動提供能量和體內(nèi)其他化合物合成提供原料。對呼吸作用進行實驗探究，不僅有助于這部分知識的理解，還能夠提高自身的科學探究能力。本文將從七個方面對呼吸作用相關(guān)的實驗題進行歸類如下：
1．驗證生物體能否進行呼吸作用
例1．為探究脊蛙（去腦、保留脊髓）肌肉是否能進行有氧呼吸，請依據(jù)所給的實驗裝置（K為止水夾）和材料，在給出的實驗方法和步驟的基礎(chǔ)上，繼續(xù)完成探究實驗，預(yù)測可能的實驗結(jié)果，并回答問題。
材料和用品：剛制備的去內(nèi)臟脊蛙、導線、手搖感應(yīng)電機等
方法步驟：
步驟1：將A、B兩根導線插入乙瓶瓶塞，將A導線下端的小鉤，鉤在剛制備的去內(nèi)臟脊蛙背部肌肉上，帶皮的蛙后肢接觸食鹽水，B導線的下端也接觸食鹽水，用凡士林密封瓶口；
步驟2：
步驟3：
步驟4：
結(jié)果預(yù)測和結(jié)論：
①______________________________________________________________________
②______________________________________________________________________
該實驗?zāi)芊褡C明肌肉是否進行無氧呼吸，為什么？
_______________________________________________________________________
解析：該實驗的目的是探究脊蛙（去腦、保留脊髓）肌肉是否能進行有氧呼吸。由此確定該原理是細胞在有氧呼吸時消耗氧氣，釋放二氧化碳。實驗時提供氧氣，檢驗是否有二氧化碳生成來確定肌肉細胞能否進行有氧呼吸。根據(jù)題中給出的實驗裝置設(shè)計合理步驟：先提供氧氣，再用感應(yīng)電流斷續(xù)刺激脊蛙，使其肌肉收縮增強代謝活動。最后通過石灰水檢驗結(jié)果。由于該實驗屬于“是否類”探究性實驗，實驗預(yù)期結(jié)果有兩種可能。肌肉無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，不產(chǎn)生CO2，不能用此裝置證明肌肉是否進行無氧呼吸。
答案：
步驟2：調(diào)節(jié)止水夾K，使丁瓶內(nèi)的水緩緩滴下，用以抽氣，使空氣由甲瓶經(jīng)乙、丙瓶進入丁瓶。
步驟3：將A、B導線接上手搖感應(yīng)電機，用感應(yīng)電流斷續(xù)刺激脊蛙，使其肌肉收縮增強代謝活動。
步驟4：觀察丙瓶內(nèi)石灰水的顏色變化。
結(jié)果預(yù)測和結(jié)論：
①丙瓶內(nèi)石灰水變渾濁，說明脊蛙的肌肉能進行有氧呼吸作用；
②丙瓶內(nèi)石灰水不變渾濁，說明脊蛙的肌肉不能進行有氧呼吸。
不能。因為肌肉無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，不產(chǎn)生CO2，觀察不到實驗現(xiàn)象。
2．測定生物體呼吸作用強度
例2．植物幼苗在生長時，要進行呼吸作用。請用簡單方法來測量菜豆幼苗有氧呼吸強度的大小(以單位時間內(nèi)的耗氧量表示)。
實驗材料：帶塞的玻璃鐘罩，大、小燒杯，10%NaOH溶液，帶刻度的玻璃導管、清水、微型盆栽菜豆幼苗。
①本實驗可用如上圖裝置，但該裝置中還缺少某個必要的組成部分，利用所給的器具和試劑，則添加該組成部分的操作是 。增加該組成部分的目的是： 。
②本實驗進行的原理是： 。
③實驗步驟：
Ⅰ．取兩個上述裝置，編號為甲、乙。對所用的盆栽菜豆幼苗，甲中放置正常生長的菜豆幼苗，乙中放置 。連接好玻璃導管后，調(diào)節(jié)水柱高度，使兩裝置一樣高。
Ⅱ． ，并開始計時。
Ⅲ．一段時間后， ，根據(jù)實驗結(jié)果測算出幼苗在這段時間內(nèi)的呼吸強度。
④本實驗設(shè)計對照組的目的是： 。
解析：本實驗?zāi)康氖菧y量菜豆幼苗有氧呼吸強度的大小。以單位時間內(nèi)的耗氧量表示呼吸作用強度，結(jié)合所學的呼吸作用知識，和物理氣壓變化原理確定該實驗原理為幼苗在黑暗中只進行呼吸作用，呼吸作用消耗容器中的氧氣并釋放出二氧化碳，而二氧化碳又被容器中的堿液所吸收，致使容器中的氣壓減少，使玻璃管內(nèi)水柱上升。因此，必須消除菜豆幼苗呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳，才能測定其耗氧量，根據(jù)提供的材料有NaOH溶液，對于給出的裝置添加的操作應(yīng)是用小燒杯盛適量的10%NaOH溶液置于玻璃鐘置內(nèi)，利用它可以吸收幼苗呼吸作用釋放出的二氧化碳。實驗過程中采用對比的方法，甲中放置正常生長的菜豆幼苗，乙中放置死的相同的盆栽菜豆幼苗，條件是都放在相同的黑暗環(huán)境中，最后在一段時間后測量水柱上升高度（反映裝置中氧氣的變化），根據(jù)實驗結(jié)果測算出幼苗在這段時間內(nèi)的呼吸強度。本實驗設(shè)計對照組的目的是排除外界溫度、氣壓變化對實驗結(jié)果的影響，即減少實驗誤差。
答案：
①用小燒杯盛適量的10%NaOH溶液置于玻璃鐘置內(nèi)
吸收幼苗呼吸作用釋放出的CO2
②幼苗在黑暗中只進行呼吸作用，呼吸作用消耗容器中的氧氣并釋放出二氧化碳，而二氧化碳又被容器中的堿液所吸收，致使容器中的氣壓減少，使玻璃管內(nèi)水柱上升。
③Ⅰ．死的相同的盆栽菜豆幼苗
Ⅱ．將兩裝置都放在相同的黑暗環(huán)境中
Ⅲ．測量水柱上升高度
④排除外界溫度、氣壓變化對實驗結(jié)果的影響(或：校正因外界溫度、氣壓變化造成的實驗誤差)
3．判斷生物體呼吸作用的類型
例3．實驗是人們認識事物的基本手段，在實驗過程中，不僅需要相應(yīng)的知識、精密的儀器，還要注意運用科學的方法。
（1）為了探究種子萌發(fā)時進行的呼吸類型，某研究性學習小組設(shè)計了下列實驗。請根據(jù)要求填空。
①實驗?zāi)康模?nbsp; 。
②實驗原理：種子萌發(fā)過程如果只進行有氧呼吸，則吸收的氧氣量和放出的二氧化碳量相等；如果只進行無氧呼吸，則不吸收氧氣，能放出二氧化碳；如果既有有氧呼吸又進行無氧呼吸，則吸收的氧氣量小于放出的二氧化碳量。
③實驗材料和用具：萌發(fā)的豌豆種子、帶橡皮塞的玻璃鐘罩兩只、100mL燒杯4個、兩根彎曲的其中帶有紅色液珠的刻度玻璃管、NaOH溶液、清水、凡士林
④實驗方法：將實驗材料和用具按如圖配置好實驗裝置，如想得到實驗結(jié)論還必須同時設(shè)計另一個實驗，請指出另一個實驗應(yīng)如何設(shè)計（繪裝置圖表示，并用簡短的文字說明）
⑤實驗結(jié)果及預(yù)測：
Ⅰ． ；
Ⅱ． ；
Ⅲ． 。
解析：由題意可知本實驗要解決的問題是探究種子萌發(fā)時進行的呼吸類型，這就是實驗?zāi)康摹Ｒ罁?jù)實驗原理確定實驗思路，在有無NaOH溶液（吸收二氧化碳）情況下，觀察紅色液滴是否移動及移動方向，從而確定種子萌發(fā)過程進行呼吸作用消耗氧氣和生成二氧化碳情況，最后通過對比即可確定其呼吸作用類型。由于該實驗是探究性實驗，所以實驗結(jié)果有三種情況：如果裝置一中的液滴左移，裝置二的液滴不移動，則說明萌發(fā)的種子只進行有氧呼吸；如果裝置一中的液滴不動，裝置二中的液滴右移，則說明萌發(fā)的種子只進行無氧呼吸；如果裝置一中的液滴左移，裝置二中的液滴右移，則說明萌發(fā)的種子既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸。
答案：
（1）①探究種子萌發(fā)時所進行的呼吸類型
④如圖。
說明：強調(diào)等量的種子，即用等量的清水代替NaOH，觀察紅色液滴的移動情況。
⑤
Ⅰ．裝置一中的液滴左移，裝置二的液滴不移動，則說明萌發(fā)的種子只進行有氧呼吸；
Ⅱ．裝置一中的液滴不動，裝置二中的液滴右移，則說明萌發(fā)的種子只進行無氧呼吸；
Ⅲ．裝置一中的液滴左移，裝置二中的液滴右移，則說明萌發(fā)的種子既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸。
4．探究生物呼吸作用的影響因素
例4．根據(jù)下圖動物呼吸作用強度測定裝置、下列實驗材料用具，完成哺乳動物呼吸作用強度與外界環(huán)境溫度關(guān)系的實驗并回答有關(guān)問題。
一、實驗?zāi)康?/p>
驗證哺乳動物隨外界環(huán)境溫度升高呼吸強度降低。
二、實驗原理
1．哺乳動物的體溫能在一定范圍內(nèi)保持相對的恒定，這種體溫的相對恒定是由于完善的調(diào)節(jié)制。制實現(xiàn)的機體產(chǎn)熱量和散熱量保持動態(tài)平衡的結(jié)果。當處于炎熱環(huán)境中，皮膚里的接受刺激后，將興奮傳入_____________中的體溫調(diào)節(jié)中樞，通過中樞的調(diào)節(jié)，使皮膚血管舒張，增加皮膚的血流量，從而使散熱量增加，保持體溫相對恒定。
2．動物產(chǎn)熱的主要方式為細胞的有氧呼吸，請寫出細胞有氧呼吸過程的反應(yīng)式：____________________________________________。
3．動物有氧呼吸作用強度可以通過單位時間耗氧量作為標定，耗氧量可用動物呼吸作用強度測定裝置進行測定并按內(nèi)筒與外筒高度差計數(shù)。
三、實驗材料與用具
動物呼吸作用強度測定裝置4套、恒溫培養(yǎng)箱4個、大小生理狀態(tài)相近的小白鼠4只、計時器、標簽紙等。
四、實驗步驟
1．將4個恒溫培養(yǎng)箱分別調(diào)節(jié)成10℃、20℃、30℃、40℃恒溫，并編號為甲、乙、丙、丁組。
2．_____________________________________________________________。
3．_____________________________________________________________。
4．_____________________________________________________________。
五、實驗結(jié)果
設(shè)計表格用于結(jié)果統(tǒng)計：
六、實驗結(jié)論并進行解釋
1．結(jié)論_______________________________________________________。
2．解釋_______________________________________________________________________
___________________________________________________________________________。
解析：該實驗的目的是驗證哺乳動物隨外界環(huán)境溫度升高呼吸強度降低。為什么呢？哺乳動物的體溫能在一定范圍內(nèi)保持相對的恒定，這種體溫的相對恒定是由于完善的調(diào)節(jié)制，實現(xiàn)的機體產(chǎn)熱量和散熱量保持動態(tài)平衡的結(jié)果。而體內(nèi)熱量來源于物質(zhì)在細胞內(nèi)氧化分解（呼吸作用），當外界溫度升高時，哺乳動物體表
溫度與外界溫度的溫差變小，直接散熱減少，產(chǎn)熱量也相應(yīng)降低。同時處于炎熱環(huán)境中，皮膚里的接受刺激后，將興奮傳入下丘腦中的體溫調(diào)節(jié)中樞，通過中樞的調(diào)節(jié)，使皮膚血管舒張，增加皮膚的血流量，汗液分泌增加，從而使散熱量增加，保持體溫相對恒定。要測定這種變化，通過給出的呼吸作用強度實驗裝置，在四種不同溫度下，測定小鼠呼吸作用的耗氧量變化即可證明，實驗步驟按照取材──實驗處理──結(jié)果觀察測定補充完整。實驗結(jié)果記錄要根據(jù)實驗分組情況記錄每組的耗氧量變化。實驗結(jié)論對于驗證性實驗來說就是實驗?zāi)康�，解釋�?yīng)結(jié)合實驗原理從體溫調(diào)節(jié)和呼吸作用的聯(lián)系入手。
答案：
二、實驗原理
1．溫覺感受器 下丘腦 2．C6H12O6＋6H2O＋O2==6CO2+12H2O+能量
四、實驗步驟
2．將4只大小生理狀態(tài)相近的小白鼠分別裝入4套呼吸作用強度測定裝置
3．將4套裝有小白鼠的裝置分別放人4個不同溫度的恒溫培養(yǎng)箱中
4．計時一段時間：并觀察記錄數(shù)據(jù)
五、表格
組別
甲
乙
丙
丁
耗氧量
六、實驗結(jié)論并進行解釋
1．結(jié)論：哺乳動物隨外界環(huán)境溫度升高呼吸強度降低
2．解釋：哺乳動物體溫恒定是機體產(chǎn)熱與散熱保持動態(tài)平衡的結(jié)果，當外界溫度升高時，散熱量少，因而機體產(chǎn)熱相應(yīng)降低。
5．研究生物體呼吸作用中的變化
例5． 用于生物呼吸作用有機物的差異會導致呼吸作用釋放的CO2與吸收的02比發(fā)生差異，這可用呼吸商表示：呼吸商(Q)=
為了測定種子萌發(fā)時的呼吸商，現(xiàn)準備了3只玻璃瓶、瓶塞、帶刻度的玻璃管、發(fā)芽的蠶豆種子、濾紙、10％的KOH溶液、清水等。1號玻璃瓶的實驗裝置如圖所示。
⑴由于發(fā)芽蠶豆的呼吸作用，1號玻璃瓶內(nèi)的氣體發(fā)生了變化，使得墨滴向左移動，顯然瓶內(nèi)氣體減少了，減少的氣體量是______________。
⑵1號玻璃瓶內(nèi)的氣體變化還不足以求出發(fā)芽蠶豆的呼吸商，由此還要利用2號玻璃瓶來測定發(fā)芽蠶豆呼吸作用過程中的某一種氣體的變化。將這一實驗裝置用圖解表示。
⑶利用1號、2號裝置所測得的實驗數(shù)據(jù)計算呼吸商：________________。
⑷為了排除呼吸作用以外的原因引起的誤差，應(yīng)對3號裝置作何處理？用圖解表示。
解析：（1）由于1號裝置中的是清水濾紙，不能大量吸收二氧化碳和氧氣，對瓶中的氣體變化幾乎沒有影響，所以1號裝置中減少的氣體量是蠶豆的呼吸作用所吸收的氧氣量與放出的二氧化碳量的差；（2）欲求出發(fā)芽蠶豆的呼吸商，結(jié)合1號裝置需測出蠶豆的呼吸作用所吸收的氧氣量，即2號瓶用NaOH的濾紙代替1裝置中清水濾紙，其余的都與1號裝置相同，NaOH濾紙能吸收二氧化碳,所以中測得的氣體減少量就是蠶豆的呼吸作用所吸收的氧氣量。（3）呼吸商（Q）＝ 呼吸作用釋放的CO2 / 呼吸作用吸收的O2＝將2號瓶中測得的氣體減少量減去1號瓶中測得的氣體減少量除以2號瓶中測得的氣體量。（4）為了排除呼吸作用以外的原因引起的誤差， 3號裝置需用死亡的種子代替發(fā)芽的種子，以校正外界溫度或氣壓變化帶來的干擾。
答案： (1)蠶豆的呼吸作用所吸收的氧氣量與放出的二氧化碳量的差 (2)見左下圖；
(3)將2號瓶中測得的氣體減少量減去1號瓶中測得的氣體減少量，然后再除以2號瓶中測得的氣體量，即為呼吸商。(或用數(shù)學表達式表示)
(4)見右下圖；
例6．甲圖是研究種子萌發(fā)的實驗裝置，兩個瓶內(nèi)的種子在實驗前都經(jīng)過適當?shù)母栺R林溶液沖洗消毒，乙圖表示兩個保溫瓶內(nèi)的溫度在6天中的變化。
(1)該實驗的目的是 。
(2)X瓶內(nèi)的溫度在第4天起不再上升，這是因為 。
(3)該實驗設(shè)計對照組Y瓶的目的是 。
(4)假若Y瓶內(nèi)的種子沒有經(jīng)過福爾馬林液的沖洗，下列曲線圖中，能正確顯示瓶內(nèi)溫度變化的是 ，理由是 。
解析：（1）根據(jù)實驗裝置和實驗結(jié)果曲線可知該實驗是探究種子萌芽過程中呼吸作用產(chǎn)生熱量的變化。（2）X瓶內(nèi)的溫度在第4天起不再上升，說明種子的呼吸作用強度不變，維持在一定水平。(3)該實驗設(shè)計對照組Y瓶（死亡的種子）是為了排除其他自然因素的干擾，從而對比說明X瓶的熱能只能來自萌發(fā)種子。(4)假若Y瓶內(nèi)的種子沒有經(jīng)過福爾馬林液的沖洗，開始兩天，Y瓶內(nèi)的溫度變化輕微（微生物數(shù)量少），但隨后種子表面的微生物會大量繁殖，通過呼吸作用釋放大量能量。
答案：
(1)探究(證明)種子萌芽過程呼吸作用產(chǎn)生熱量的變化
(2)種子的呼吸作用強度維持在一定水平，產(chǎn)熱量不再增加
(3)排除其他自然因素的干擾，證明X瓶的熱能只能來自萌發(fā)種子(要說清自變量、因變量、無關(guān)變量三者的關(guān)系)(2分)
(4)A(1分) 在開始兩天，Y瓶內(nèi)的溫度變化輕微，但隨后微生物(細菌和真菌)大量繁
殖，呼吸作用逐漸增強，釋放大量熱能(3分)
6．確定生物呼吸作用進行的場所
例7．細胞內(nèi)有氧呼吸第二階段為丙酮酸的分解，其反應(yīng)式為：
為探究該反應(yīng)發(fā)生的場所，甲、乙二人分別做了如下實驗：
甲：步驟一：用某種物質(zhì)處理新鮮肝臟，使其分散成為單個細胞。
步驟二：用含C6H12O6的完全營養(yǎng)液培養(yǎng)肝細胞一段時間。
步驟三：離心得到細胞質(zhì)基質(zhì)及線粒體基質(zhì)，分裝在標號為1、2的兩支試管中。
步驟四：取新配制的澄清石灰水兩滴，分別滴入兩支試管內(nèi)。
現(xiàn) 象：1、2兩支試管均變渾濁。
結(jié) 論：丙酮酸的分解既發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中，又發(fā)生在線粒體基質(zhì)中。
乙：第一步同甲步驟一，第二步同甲步驟三，第三步待續(xù)。
請回答下列問題:
（1）甲方法步驟一中的處理劑為 _____________________。
（2）實驗完成后，老師指出甲同學的實驗結(jié)果是錯誤的。請分析其結(jié)果出錯的原因：
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
（3）現(xiàn)給你如下試劑：丙酮酸及完全營養(yǎng)液（不含糖），清水，吸管若干，新配制的澄清石灰水。請繼續(xù)乙的實驗，探究丙酮酸水解發(fā)生的場所。
步驟三：____________________________________________________________。
步驟四：_____________________________________________________________。
預(yù)測實驗現(xiàn)象及結(jié)論：
① 現(xiàn)象：_____________________________________________________________。
結(jié)論：____________________________________________________________。
② 現(xiàn)象：_________________________________________________________。
結(jié)論：___________________________________________________________。
③ 現(xiàn)象：____________________________________________________________。
結(jié)論：___________________________________________________________。
解析：熟悉實驗探究內(nèi)容為有氧呼吸第二階段發(fā)生場所。（1）胰蛋白酶可使組織細胞相互分散開；（2）解答好實驗題的前提是弄明白實驗原理。通過甲同學的實驗步驟不難看出，本實驗是通過測定二氧化碳的產(chǎn)生場所來確定有氧呼吸第二步進行的場所是線粒體基質(zhì)還是細胞質(zhì)基質(zhì)。由于二氧化碳能以自由擴散的方式通過線粒體的雙層膜，因此在將兩種基質(zhì)分離之前不能讓二氧化碳產(chǎn)生。實驗需直接使用細胞質(zhì)基質(zhì)及線粒體基質(zhì)；甲同學沒有注意到這點，因此出現(xiàn)錯誤的實驗結(jié)果。（3）補充實驗時，要注意對照原則和單因子變量原則，由于是探究實驗，因此對于實驗結(jié)果和結(jié)論要進行討論。正確步驟見答案。
答案：
（1）胰蛋白酶
（2）鑒定產(chǎn)物CO2可以自由通過線粒體雙層膜，在將兩種基質(zhì)分離之前不應(yīng)使肝細胞進行呼吸作用。
（3）步驟三：取等量且少量的試管1及試管2中的溶液分別置于編號為A、B的兩支試管內(nèi)，再取等量的丙酮酸及完全營養(yǎng)液分別加入A、B兩支試管內(nèi)
步驟四：一段時間后，分別加入兩滴新配制的澄清石灰水，觀察現(xiàn)象
預(yù)測實驗現(xiàn)象及結(jié)論：
① 現(xiàn)象：A試管出現(xiàn)混濁，B試管無現(xiàn)象。
結(jié)論：丙酮酸分解的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)。
② 現(xiàn)象：A試管無現(xiàn)象，B試管出現(xiàn)混濁。
結(jié)論：丙酮酸分解的場所是線粒體基質(zhì)。
③ 現(xiàn)象：A、B兩支試管都出現(xiàn)混濁。
結(jié)論：丙酮酸的分解既發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中，又發(fā)生在線粒體基質(zhì)中
7．與呼吸作用相關(guān)的實驗
例8．一項研究發(fā)現(xiàn)，某植物根系對某營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，與該物質(zhì)溶液濃度的關(guān)系如圖所示。從圖中曲線可以看出，在一定濃度范圍內(nèi)，該植物根系對該物質(zhì)的吸收速率隨濃度增加面增加，當達到P點后吸收速率不再增加。有人認為這種現(xiàn)象可表明該植物根系對該物質(zhì)的吸收方式為主動吸收，也有人認為是被動吸收；請設(shè)計一個實驗加以確定。
(1)設(shè)計實驗步驟: ；
；
。
(2)預(yù)測實驗結(jié)果并分析：
。
解析：判斷某物質(zhì)的吸收方式是主動吸收，還是被動吸收，關(guān)鍵看吸收過程是否消耗能量，而能量供應(yīng)在細胞中主要來自有氧呼吸。因此，在實驗中通過提供正常呼吸條件和不提供正常呼吸條件（抑制呼吸）對比，測定兩組植株的根系對該物質(zhì)的吸收速率就可解決。若兩組植株的根系對該物質(zhì)的吸收速率一樣，說明該植物的根系對該物質(zhì)不是主動吸收；若乙組吸收速率明顯小于甲組吸收速率�；蛘咄耆晃�。說明該植物根系對該物質(zhì)是主動吸收。
答案:（l)①取甲、乙2組生長發(fā)育相同的植株，放入適宜濃度的含有該營養(yǎng)物質(zhì)的溶液中；②甲組的根系給正常的呼吸條件。乙組的根系完全抑制呼吸，其他條件相同；③一段時間后測定兩組植株的根系對該物質(zhì)的吸收速率。
(2)①若兩組植株的根系對該物質(zhì)的吸收速率一樣，說明該植物的根系對該物質(zhì)不是主動吸收；②若乙組吸收速率明顯小于甲組吸收速率�；蛘咄耆晃铡Ｕf明該植物根系對該物質(zhì)是主動吸收。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/145034.html
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