高考生物复习——呼吸速率与呼吸类型的测定方法

呼吸速率与呼吸类型的测定方法

谭家学（湖北省十堰市郧阳区第二中学442500）

呼吸作用伴随着气体的产生与消耗，通过装置可以测定气体体积的变化来判断呼吸速率与呼吸类型。

一、测定细胞呼吸速率的方法

测定细胞呼吸速率常采取U 型管液面升降或玻璃管液滴移动的观察法，即在广口瓶或锥形瓶内放入被测生物（活种子或植物或动物），通过

生物呼吸过程中释放CO 2或吸入O 2引起的气压变化，

进而推测或计算生物的呼吸速率，如右图装置所示。

1．测定方法：由于生物呼吸时既产生CO 2又

消耗O 2，前者可引起装置内气压升高，而后者则

引起装置内气压下降，为便于测定真实呼吸情况， 应只测其中一种气体变化情况。为此，测定过程中，往往用Na0H 或KOH 吸收掉呼吸所产生的CO 2，这样，整个装置中的气压变化，只能因吸收O 2所引起，从而排除CO 2对气压变化的干扰。根据单位时间内玻璃管液滴移动的数值推算呼吸速率。若实验材料是植物，一定要在无光或黑暗条件下进行。

2．物理误差的校正：由于装置的气压变化也可能会由温度等物理因素所引起，为使测定结果更趋准确，应设置对照实验，以校正物理膨胀等因素对实验结果造成的误差。此时，对照实验与呼吸装置相比，应将所测生物灭活，如将种子煮熟，而其他各项处理应与实验组完全一致(包括NaOH 溶液，所用种子数量，装置瓶及玻璃管的规格等)。

二、测定细胞呼吸类型的方法

1．测定方法：欲测定与确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，两套呼吸装置中的单一变量为Na0H 与蒸馏水，即用等量的蒸馏水取代实验组的Na0H 溶液，其他所有项目均应一致，加蒸馏水的装置内气压变化应由CO 2与O 2共同决定。如下图装置1、2所示。为使实验结果精确，排除实验误差还应设置如图装置3，以便校正。

2．结果与分析：

①若装置1液滴左移，装置2液滴不动，则表明所测生物只进行有氧呼吸（因有氧呼吸产CO 2量与耗O 2量相等）。

②若装置1液滴不动，装置2液滴右移，则表明所测生物只进行无氧呼吸(因无氧呼吸只活塞 被研究的生物

装置3 活塞 煮熟的 种子

产CO2，不耗O2)。

③若装置1液滴左移，装置2液滴右移，则表明该生物既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。

④装置1与装置2液滴均左移，则呼吸过程中O2吸收量大于CO2释放量，呼吸底物中可能有脂质参与。

【例1】下图是一种可测定呼吸速率的密闭系统装置，把三套装置放在隔热且适宜的条件下培养（三装置中种子的质量相等）。下列说法正确的是（）

A．取适量的幼胚研碎，滴加少量的一种被还原后为白色的试剂，一段时间后试剂颜色可能变白的原因与种子呼吸过程产生[H]有关

B．当种子中的有机物消耗完毕，温度计读数hB最高

C．一段时间后，玻璃管中有色液滴移动的距离hC>hB=hA

D．A、B两试管有色液滴右移的速率不一样

【解析】选A。种子呼吸过程产生的[H]是还原剂，可以将试剂还原为白色；当种子中的有机物消耗完毕，温度计读数hc最高，花生含脂肪多，释放能量多；一段时间后，玻璃管中有色液滴移动的距离hC> hA >hB；A、B两试管有色液滴左移。

【例2】右图为某生物小组探究酵母菌呼吸方式的实验设计装置。下列叙述正确的是（）A．实验自变量为温度

B．实验因变量为CO2的有无

C．气泵泵入的气体应先除去O2

D．乙、丙两试管中液体应煮沸冷却除去O2

【解析】选D。本实验探究酵母菌呼吸方式，自变量为氧气的有无；因变量为CO2产生量的多少；气泵泵入的气体含有O2；乙、丙两试管中液体应煮沸冷却除去O2，排除液体中O2对实验结果的干扰。

【例3】将某种植物种子在水中浸透,然后按如图装置进行

实验,实验开始时将X液面位置与Y液面位置调至同一水

平。下表记录了实验过程中每小时的液面变化情况。请回

答下列问题:

时间(h) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

(1)装置中使用NaOH的目的是，X液面变化值表示。

(2)影响结果准确性的环境因素有 (至少写两个)。为确保实验结果只是由实验装置中种子的生理活动引起的,需设置另一个相同装置,该装置除试管内金属网上需要放、的同种种子外,其他条件与上图装置相同。

(3)实验4 h后液面变化减缓乃至不变,原因是。

【解析】利用此装置测定呼吸速率。(1)装置中使用NaOH的目的是吸收呼吸产生的CO2，装置内气体体积的变化就是氧气的消耗量，X液面变化值表示种子有氧呼吸消耗的O2体积。(2)影响结果准确性的环境因素有气温、气压、装置气密性等。对照组用等量的死种子,其他条件与上图装置相同。(3) 氧气减少,有氧呼吸减弱,而种子进行无氧呼吸释放的CO2被NaOH 溶液吸收,管内气压没有明显变化。

【答案】（1）吸收种子细胞呼吸产生的CO2种子有氧呼吸消耗的O2体积

（2）气温、气压、装置气密性等量煮熟(或死亡)

（3）氧气减少,有氧呼吸减弱,而种子进行无氧呼吸释放的CO2被NaOH溶液吸收,管内气压没有明显变化