新闻资讯

七、探究酵母菌的呼吸方式

1.实验原理

2.实验步骤

(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)。

(2)检测CO2的产生，装置如图所示。

(3)检测酒精的产生：自B、D中各取2 mL酵母菌培养液的滤液分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。

3.实验现象

4.实验结论

(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。

(2)在有氧条件下产生CO2多而快，在无氧条件下产生酒精，还产生少量CO2。

[深度思考]

(1)为什么选酵母菌作为实验材料？

提示　酵母菌在有氧、无氧条件下都能生存，可通过测定其细胞呼吸产物来确定酵母菌细胞呼吸方式。

(2)为什么先将空气通过10%的NaOH溶液后，再进入酵母菌培养液中？

提示　10%的NaOH溶液用于吸收空气中的CO2，以保证用于检测产物的锥形瓶中澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2导致的。

(3)用于测定无氧呼吸的装置中，为什么将酵母菌培养液封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶？

提示　酵母菌将锥形瓶中的氧气消耗完毕后再进行检测，以确保通入澄清石灰水中的CO2是由无氧呼吸产生的。

(4)实验设计需遵循对照原则，此实验为何不设置对照组？

提示　此实验为对比实验，对比实验不设对照组，而是通过有氧和无氧条件下的两个实验组相互对比得出实验结论。

(5)实验所用的葡萄糖溶液为什么需煮沸？

提示　煮沸的主要目的是灭菌，排除其他微生物的呼吸作用对实验结果造成干扰。

[方法技巧]

1.运用液滴移动情况探究酵母菌呼吸方式的方法

(1)欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如前面5题中的图所示(以发芽种子为例)。

(2)实验结果预测和结论(见下表)：

2.细胞呼吸速率的测定

(1)实验装置

(2)实验原理：组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。装置乙为对照。

(3)误差的校正

①如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。

②如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。

③为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。

八、绿叶中色素的提取和分离

1.实验原理

(1)提取：绿叶中的色素能够溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。

(2)分离：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。

2.实验步骤

提取色素：称取5 g的绿叶，剪碎，放入研钵中→加入少量SiO2、CaCO3和10 mL无水乙醇

↓→研磨→过滤→将滤液收集到试管内并塞严试管口

制备滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长和直径的滤纸条，将滤纸条一端剪去两角，

↓在距离剪角一端1 cm处用铅笔画一条细的横线

画滤液细线：用毛细吸管吸取少量的滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线，待滤液干后，

↓再画一两次

分离色素：将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条轻轻插入层析液中→

↓用棉塞塞紧试管口，装置如图所示

观察结果：滤纸条上呈现四条颜色、宽度不同的色素带

[深度思考]

(1)为什么需要选用新鲜绿色的叶片做实验材料？

提示　新鲜绿色的叶片中色素含量高，从而使滤液中色素含量较高，实验效果明显。

(2)为什么研磨时要迅速？为什么研磨时要加入少量的CaCO3和SiO2?

提示　叶绿素不稳定，易被破坏，因此研磨要迅速、充分，以保证提取较多的色素。二氧化硅破坏细胞结构，使研磨充分。碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。

(3)为什么盛放滤液的试管管口加棉塞？

提示　防止乙醇挥发和色素氧化。

(4)滤纸为什么需预先干燥处理？在制备滤纸条时，为什么将一端的两个角剪掉？

提示　干燥处理的目的是使层析液在滤纸上快速扩散；剪掉两角的目的是防止层析液沿滤纸边缘扩散过快，从而保证色素带分离整齐。

(5)为什么画滤液细线要直、细、匀，而且待滤液细线干燥后再重复画一两次？

提示　画滤液细线要直、细、匀的目的是使分离出的色素带平整不重叠；滤液细线干燥后再重复画一两次，使分离出的色素带清晰分明。

(6)在层析时，为什么不能让滤液细线触及层析液？

提示　滤纸条上的滤液细线触及层析液，会使色素直接溶解到层析液中，结果使滤纸条上得不到色素带。

(7)分析滤纸条上色素带宽窄不同的原因。

提示　不同种类的色素在绿叶中的含量不同，含量多的色素带宽，反之色素带窄。

(8)如图是实验得到的色素在滤纸条上的分布图示，分析比较各种色素的含量及其在层析液中的溶解度的大小。

提示　①色素含量：叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素。

②溶解度大小：胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b。

[归纳整合]

1.绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析

(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析

①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。

②使用放置数天的叶片，滤液色素(叶绿素)太少。

③一次加入大量的无水乙醇(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。

④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。

(2)滤纸条色素带重叠：滤纸条上的滤液细线接触到层析液。

(3)滤纸条看不见色素带

①忘记画滤液细线或没有提取出色素。

②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。

2.实验设计的四大基本原则

(1)单一变量原则：即除自变量(实验变量)以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜。如生物材料相同(大小、生理状况、年龄、性别等)、实验器具相同(型号、洁净程度等)、实验试剂相同(用量、浓度、使用方法等)和条件相同(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)。

(2)对照原则：应设置对照实验，使实验组与对照组的自变量不同(其余因素都相同)，以便减小实验误差。

(3)平行重复原则：在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。

(4)科学性原则：指在设计实验时必须有充分的科学依据，即实验目的要明确，实验原理要正确，实验研究的材料和实验方法的选择要恰当，整个实验设计的思路和实验方法的确定都不能偏离实验原理、有关的生物学知识及其他学科领域的基本知识。

九、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂

1.实验原理

(1)高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛。

(2)细胞核内的染色体(质)易被碱性染料(龙胆紫溶液)染成深色。

(3)由于各个细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染色体的存在状态，判断处于不同分裂时期的细胞。

2.实验步骤

[深度思考]

(1)取材时为什么只能剪2～3 mm，而不能过长？

提示　若剪得过长会包括伸长区，伸长区无细胞分裂，增加了寻找观察细胞的难度。

(2)解离和染色时间要严格控制的原因是什么？

提示　①若解离时间太短，则压片时细胞不易分散开；时间过长，则细胞分离过度、过于酥软，无法取出根尖进行染色和制片。②若染色时间太短，则染色体不能完全着色；若染色时间过长，则使细胞核等其他部分充满染色剂，无法分辨染色体。

(3)实验操作中漂洗和染色的顺序能不能互换？并说明原因。

提示　不能。漂洗的目的是洗去根尖组织细胞中的盐酸，有利于碱性染料的着色，若二者顺序颠倒，解离液中的盐酸会影响染色的效果。

(4)在制片时两次用到载玻片，作用分别是什么？

提示　第一次是放置根尖；第二次是在盖玻片上加一片载玻片，然后用拇指轻轻按压，目的是使细胞均匀分散，避免压碎盖玻片。

(5)为什么不能对细胞有丝分裂过程进行连续观察？如何才能找到细胞分裂各个时期的细胞？

提示　①解离过程中细胞已经死亡，观察到的只是一个固定时期。②如果要找到各个分裂时期的细胞，要不断移动装片，在不同的视野中寻找。

(6)使细胞分散开的操作措施有哪三种？

提示　①解离；②镊子尖弄碎根尖；③拇指按压载玻片。

[易错警示]

观察有丝分裂实验的3个易错点

(1)不清楚“解离”的作用原理，误认为可以观察细胞有丝分裂的动态变化过程。

(2)不清楚细胞具有的相应结构，误认为赤道板也能观察到。

(3)对取材原理不清楚，误认为根尖任何部位的细胞都可作为观察对象，实际上只有分生区细胞才可以作为观察对象。