与呼吸作用有关的实验设计和解析

论文核心提示:

 高中是培养学生成才的重要阶段,为适应素质教育的要求,随着教学改革的不断深入,对学生的动手操作能力、观察能力等方面的要求进一步提高。在实验教学中,我们不仅可以渗透后续知识,也可以对以前的知识进行巩固和应用,培养学生灵活运用知识解决实际问题的能力。因此,在生物学教学中加强实验教学尤为重要。细胞呼吸在高考中几乎每年都有所涉及,占有比较重要的地位,但是实验设计部分许多学生都感到无从下手,下面结合实例对与呼吸作用有关的实验进行归类分析。

  高中是培养学生成才的重要阶段,为适应素质教育的要求,随着教学改革的不断深入,对学生的动手操作能力、观察能力等方面的要求进一步提高。在实验教学中,我们不仅可以渗透后续知识,也可以对以前的知识进行巩固和应用,培养学生灵活运用知识解决实际问题的能力。因此,在生物学教学中加强实验教学尤为重要。细胞呼吸在高考中几乎每年都有所涉及,占有比较重要的地位,但是实验设计部分许多学生都感到无从下手,下面结合实例对与呼吸作用有关的实验进行归类分析。
  一、测有氧呼吸速率实验
  【例1】 图1甲是测量种子萌发时锥形瓶中气体体积变化的实验装置。锥形瓶中放的种子事先用水浸泡过并在稀释的消毒剂中清洗过(不影响种子生命力)。实验开始时U形管左侧与右侧液面相平,每隔半小时利用标尺量出右侧管内的液面高度变化,实验结果见乙图。
  解析:该实www.21cnlunwen.com验的原理是氢氧化钾吸收种子呼吸释放的CO2,同时种子呼吸时还会消耗氧气,所以会引起锥形瓶内的气体体积变化,变化量即为氧气的消耗量。所以此装置可用来测种子的有氧呼吸速率,可用氧气的吸收速率来表示。但气体体积容易受到温度、压强等环境条件的影响,而使锥形瓶内的气体体积发生变化,因此,有必要设置对照组,来校正物理误差。
  二、测定呼吸类型实验
  【例2】 为了探究酵母菌所进行的呼吸作用类型,将实验材料和用具按图2安装好。如果想得到实验结论还必须同时设计另一个实验,请描述如何设置,并进行结果预测及阐述得到的结论。
  解析:本题的实验原理是酵母菌既能进行有氧呼吸,也能进行无氧呼吸,但产物不同。当酵母菌以葡萄糖作为呼吸底物时,反应式如下:C6H12O6+6O2+6H2O→酶6CO2+12H2O+能量(有氧呼吸);C6H12O6酶2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量(无氧呼吸)。当烧杯中放清水时,酵母菌进行有氧呼吸,气体量没有变化,而无氧呼吸则会导致气体量增加;当烧杯中放氢氧化钠时,酵母菌进行有氧呼吸可导致气体体积减少,而无氧呼吸时气体体积不变,据此可通过实验来判断酵母菌的呼吸类型。
  三、光照对呼吸速率的影响
  
  图3
  【例3】 光是影响植物光合作用的主要因素,但光是否也会影响植物的呼吸作用呢?因此甲同学进行实验探究,采用如图3的实验装置,并设置A、B两组,A组给予植物适宜强度的光照,B组不给光照。如果以上实验达不到实验目的,如何对装置进行改进,并对改进后的结果进行讨论。
  解析:本题的实验目的是探究光是否会影响植物的呼吸作用,根据实验目的可知,本题的自变量是光照的有无,但有光一组,绿色植物还可以进行光合作用,从而对实验结果产生干扰,所以要将实验材料换成不能进行光合作用的进行实验。
  点评:由以上实例不难看出,与呼吸作用有关的实验实质上是以例2中的装置1为核心,设置相应的对照组,进而达到实验目的。将活种子换成等量的死种子,可测定种子的有氧呼吸速率;将NaOH换成等量的蒸馏水,可以判断种子的呼吸类型和呼吸底物;将装置一组放在光下,一组放在黑暗中,可探究光照对呼吸速率的影响。另外需要指出的是:为排除光合作用的影响,研究绿色植物的呼吸作用时一定要将装置放在遮光环境中。
  四、思考与体会
  生物学是一门以实验为基础的自然科学,上好实验课,不仅能培养学生学习的兴趣,还能让学生加深对基础知识的理解和巩固,掌握生物实验基本技能,从而培养和提高学生的动手操作能力、观察能力和思维能力。同时生物实验有些步骤比较复杂,需要学生之间相互配合完成,这样有利于培养学生的沟通、合作能力。引导学生自主设计实验方案、动手实验,有利于培养学生的生物探究能力和提高学生的生物科学素养,真正达到素质教育的目标。在解决与呼吸作用有关的实验时,只要我们抓住与呼吸作用有关的实验的本质,注意相关知识点的联系自然游刃有余。
  
  参考文献
  [1]刘邦智,范长寿,李学锦,刘杰武.高中生物学复习题选(四)[J].云南教育(基础教育版),1981(05).
  [2]许哲斌.新课程背景下农村中学生物学实验教学面临的困难及对策[J].生物学通报,2005(10).
  [3]李晓娜,咸长虹.关注实验教学的实效性 培养学生的探究能力[J].教学仪器与实验,2010(03).
  [4]蒋兆熹,徐伟平.不同浓度细胞分裂素(6BA)对大蒜根尖细胞分裂相影响的探索[J].科学教育,2010(05).
  (责任编辑 黄春香)
 
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