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关于探究细胞呼吸方式实验
1教学背景
关于探究性实验的设计,是近些年来中学生物教学的重点,也是高考生物的重要考点,更是学生学习的难点.对于探究性实验设计的实验目的、实验性质、实验原理、实验假设、实验材料、分析实验中的各种变量、实验方案设计、实验结果预测、实验结论和实验的设计原则等都是重点、难点和考点.现就探究细胞呼吸方式实验中的一些问题进行探讨.
2 实验材料的选择
正确的选择实验材料就意味着实验成功了一半.细胞呼吸方式分为有氧呼吸和无氧呼吸,选择的实验材料最好能同时进行有氧呼吸和无氧呼吸.为方便检验实验结果,最好选择无氧呼吸能产生酒精的实验材料.
酵母菌和萌发的种子是本实验最好的实验材料,酵母菌是单细胞兼性厌氧菌,在有氧时进行有氧呼吸,在无氧或缺氧时进行无氧呼吸,且细胞呼吸强度大,实验效果明显.酵母菌是异养型生物,且进行出芽生殖,繁殖速度快,易于培养,只需利用葡萄糖溶液即可培养.酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸都可产生二氧化碳,无氧呼吸产生酒精,产物易于检测.
当然,植物的绿叶也具有上述特点,也是很好的实验材料,但在实验时需对实验装置进行遮光或黑暗处理,以避免光合作用吸收二氧化碳产生氧气对实验结果的影响.
3 实验原理的科学性
酵母菌是兼性厌氧菌,在有氧时进行有氧呼吸 产生水和二氧化碳,在无氧或缺氧时进行无氧呼吸 产生酒精和二氧化碳,通过定性检测酵母菌细胞呼 吸的产物,来确定酵母菌细胞呼吸的方式.
可用澄清的石灰水检测酵母菌的细胞呼吸是否 产生二氧化碳,观察澄清的石灰水是否变浑浊现象, 根据其浑浊程度检测二氧化碳的产生情况.也可用 溴麝香草酚蓝溶液检测,观察溶液的颜色变化,是否 有由蓝色变为绿色再变为的现象,根据其颜色 变黄的时间长短,来检测二氧化碳的产生情况.
可用0.5 ml.溶有O.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶 液（即酸性的重铬酸钾溶液）,检测无氧呼吸是否产 生酒精,观察培养液滤液是否有颜色变化,是否由 橙色变为灰绿色,来检测酒精的产生.利用不同浓 度的酒精,能使一定量的重铬酸钾产生不同的颜 色,制成标准比色卡,就可准确快速地检验是否有 酒精存在.
4 分析实验中的各种变量
有氧和无氧是要研究的因素,是实验中的自变 量（实验变量）,实验设计时要操纵自变量,用来设 置对照实验的对照组和实验组.二氧化碳和酒精 的产生与否,是因为自变量的变化而引起的变化, 是实验中的因变量（反应变量）,是实验时要观察和 记录的指标.实验材料、温度、培养时间、通气的快 慢、原有的二氧化碳、葡萄糖溶液和酵母菌的数量 等,都不是实验中要探究的,是实验中的无关变量但这些关系量也是可变的,会影响实验结果.在实验设计时要严格控制无关变量,使之保持一致且数量（大小）适宜,以排除对实验结果的影响和干扰.
5 实验步骤的准确性
5.1 酵母茵培养液的配制
取20 g新鲜的食用酵母菌,分成2等份,分别放人锥形瓶A(500 mL)和锥形瓶B(500 mL)中,分别向瓶中注入240 mL质量分数为5%的葡萄糖溶液.
5.2 连接实验装置
按照图1、图2所示装置图连接装置,加入相应试剂后,检查装置气密性.
5.3 检测二氧化碳的产生
把两套装置放到25 --35℃的环境中,通过挤压橡皮球（或气泵）使空气进入有氧呼吸实验装置,并保持无氧呼吸装置不通气.培养8 --10 h,观察澄清石灰水的变化,记录实验数据.
5.4检测酒精的产生
各取2 ml.酵母菌培养液的滤液,再分别注入2支干净的试管中,分别滴加0.5 ml.溶有O.l g重铬酸钾的浓硫酸溶液,并轻轻振荡,使之混合均匀.观察试管中溶液的颜色变化,并做好记录.
实验中的注意事项如下.
(1)实验材料不仅可以采用酵母菌和发芽的种子,也可用绿叶,但必须进行黑暗或遮光处理,以防止绿叶进行光合作用产生氧气和放出二氧化碳,对实验结果的干扰.
(2)酵母菌培养液要用葡萄糖溶液,不能用蒸馏水,因为酵母菌是异养型生物,必须从外界获取现成的有机物,以保证其正常生活.
(3)必须检查实验装置的气密性,也可以用石蜡或凡士林密封,避免外界空气进入对实验结果的影响.
(4)使用氢氧化钠溶液的作用是吸收空气中产生二氧化碳,防止空气中的二氧化碳进入装置中,对实验现象的干扰,从而无法确认二氧化碳的来源.
(5)使用澄清石灰水的作用是检测酵母菌在呼吸过程中是否产生二氧化碳,还可据其浑浊程度获知二氧化碳产生的多少和快慢.
(6)为保证实验的科学性和严密性,应在盛有氢氧化钠溶液的锥形瓶和A瓶间,加装一只盛有澄清石灰水的锥形瓶,目的是检验空气中的二氧化碳是否被吸收干净.
(7)必须将B瓶放置一段时间后,再与盛有澄清石灰水的锥形瓶相连接,以消耗尽B瓶中氧气,并排尽其中的二氧化碳,避免其对实验结果的影响和干扰.
(8)检测酒精时,需使用浓硫酸,因其有强烈的腐蚀性、吸水性、脱水性和强氧化性,所以使用时必须小心.
(9)因为任何生物都有适宜的生存温度,所以把装置放到25--35℃的环境中.由于酵母菌的代谢需要一定的时间,需培养8--10 h后效果才明显.
6 实验现象及结论
6.1 实验现象
有氧条件下澄清石灰水的浑浊程度比无氧条件下的浑浊程度大且快,A瓶酵母菌培养液的滤液滴加橙色的重铬酸钾溶液没有变成灰绿色,而B瓶酵母菌培养液的滤液滴加橙色的重铬酸钾溶液变成灰绿色.
6.2 实验结论
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸产生二氧化碳,有氧时比无氧时产生的多而快；酵母菌在有氧呼吸时不产生酒精,在无氧呼吸时才能产生酒精.
7 综述
总之,在细胞呼吸方式的实验设计中,要根据实验性质、实验目的,分析实验设计中的各种变量,设计科学合理有序的实验步骤,在实验中注意各种意外事件的发生,关注各种操作的规范和目的,认真观察、检测和记录实验结果,才能经过缜密的分析推理得出科学地实验结论.
呼吸论文范文结:
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1、呼吸内科护理论文
2、国际呼吸杂志