呼吸作用实验会给你一些数字,考试要求你用数据描述规律、计算速率,并得出结果能够支持的结论。常用的仪器是呼吸测定仪(respirometer),它测量氧气的吸收量。本课所有数据都是为教学而虚构的。
这一课把比较有氧与无氧模型的概念应用到实验结果上。
简单的呼吸测定仪如何工作?
萌发的种子放在一支密封的管子里,旁边放有碱石灰,用来吸收它们释放的二氧化碳。种子在有氧呼吸中消耗氧气。由于没有二氧化碳来补充,气体体积减少,毛细管里的有色液体朝种子方向移动。
移动的距离乘以毛细管孔的横截面积,就得到吸收的氧气体积。对照管使用质量相同的已杀死种子,这样就能看出哪些移动不是呼吸作用造成的。
处理数据的步骤是什么?
- 读表格,说明改变了什么、测量了什么、保持不变的是什么。
- 先检查对照,看变化是否由其他原因造成。
- 计算速率:距离或体积除以时间。
- 用数字比较速率,例如“快了一倍”。
- 写出结论,与呼吸作用联系起来,并限定在测试的范围内。
例题
萌发的种子在三个温度下放进呼吸测定仪。
毛细管孔的横截面积为 0.8 mm²。液体的移动记录了 20 分钟。以下是虚构数据。
| 条件 | 20 分钟内移动的距离(mm) |
|---|---|
| 活种子,15 °C | 12 |
| 活种子,25 °C | 24 |
| 活种子,35 °C | 40 |
| 死种子,25 °C(对照) | 0 |
**步骤 1,对照:**死种子为 0 mm,所以其他管中的移动是活种子造成的。
**步骤 2,移动速率:**15 °C:12 ÷ 20 = 0.6 mm/min。25 °C:24 ÷ 20 = 1.2 mm/min。35 °C:40 ÷ 20 = 2.0 mm/min。
**步骤 3,体积速率:**乘以面积 0.8 mm²。15 °C:0.6 × 0.8 = 0.48 mm³/min。25 °C:1.2 × 0.8 = 0.96 mm³/min。35 °C:2.0 × 0.8 = 1.6 mm³/min。
**步骤 4,比较:**25 °C 的速率是 15 °C 的两倍(0.96 ÷ 0.48 = 2)。35 °C 的速率约为 25 °C 的 1.7 倍(1.6 ÷ 0.96 ≈ 1.67)。
**步骤 5,结论:**在这个范围内,温度越高,氧气吸收越快,所以有氧呼吸的速率增加。数据没有显示 35 °C 以上会怎样,所以不应对此下结论。
需要提防的错误
一个合理的错误是把液体的移动当成二氧化碳的产生,或者把趋势延伸到数据之外。
错误答案:“35 °C 时种子产生更多二氧化碳,所以温度更高时呼吸作用会越来越快。”
二氧化碳被吸收了,所以移动显示的是氧气的吸收量,而且没有 35 °C 以上的结果来支持这个预测。
改正:液体移动是因为氧气被消耗而二氧化碳被吸收,结论只限于 15 °C 到 35 °C。要预测更高的温度,实验需要测试更多温度。
自我检测
1. 利用上面的表格,计算 25 °C 时氧气吸收的体积速率,单位为 mm³/min。
查看答案
24 ÷ 20 = 1.2 mm/min,再算 1.2 × 0.8 = 0.96 mm³/min。
2. 解释死种子在这个实验中说明了什么。
查看答案
死种子不进行呼吸作用,液体也没有移动。这说明其他管中的移动是由活种子的呼吸作用造成的,而不是仪器漏气或温度变化。
3. 有学生说结果证明 35 °C 是呼吸作用的最适宜温度。请给出有限的回应。
查看答案
数据只显示在所测试的三个温度中,这个温度的速率最高,但没有测试其他温度,所以不能声称有最适温度。每个温度只做一次也有局限,重复实验会有帮助。
接下来学什么?
试做综合练习,其中有一道数据题,并把失误记入错题记录与重测队列。回到专题概览来规划你的复习。
结论总是失分?线上一对一生物补习的老师会陪你练习,把结论写得不多也不少。