探究萌发种子的有氧呼吸

目的

本实验探究萌发的种子是否进行有氧呼吸，方法是测试该过程的三个迹象：释放二氧化碳、释放热量和吸收氧气。实验以煮熟（死）的种子作为对照组，以证明观察到的变化是由活组织主动呼吸所引起。

变量

• 操纵变量：种子的状态，活的萌发种子与作为对照组的煮熟（死）种子相比较。
• 应变变量：石灰水随时间的浑浊程度、温度计记录的温度变化，以及/或简易呼吸计中有色液滴的移动情况。
• 控制变量：所用种子的质量或数量、装置的大小与隔热程度、室温，以及装置放置的时间长度。

材料与仪器

• 萌发的豌豆或绿豆，以及等质量的煮熟（死）种子作为对照组
• 石灰水
• 两个带气密塞和导管的锥形瓶或真空瓶
• 棉花
• 两支温度计
• 氢氧化钾（KOH）溶液
• 带有色液滴的毛细管（呼吸计）
• 铁架台和夹子

步骤

1. 按质量把萌发种子和煮熟种子分成两等份，分别用湿棉花松松地包好，放入各自独立的锥形瓶中。
2. 用导管把每个锥形瓶连接到装有等体积新鲜石灰水的试管，两组装置放置相同的时间，例如30至60分钟。
3. 比较两支试管中石灰水变浑浊的速度。
4. 为测试热量释放，把萌发种子放入一个隔热（真空）瓶中，把煮熟种子放入另一个相同的隔热瓶中，各自通过瓶塞插入一支温度计。
5. 在相同的时间内定时记录两个瓶中的温度，并比较读数。
6. 为测试氧气吸收，把萌发种子与盛有氢氧化钾溶液的小容器一同放入烧瓶中，该溶液会吸收产生的任何二氧化碳。
7. 把烧瓶密封，并连接到装有有色液滴的毛细管，组成一个简易呼吸计。
8. 在固定的时间内观察并测量有色液滴移动的距离。
9. 用煮熟种子重复上述吸氧装置作为对照组，并比较液滴的移动情况。

预期结果

活的萌发种子在三项测试中都表现出明显的有氧呼吸迹象，而煮熟种子对照组则几乎没有变化，因为煮沸会杀死种子并使呼吸所需的酶变性。下表比较了两组装置的结果。

结论

结果表明，萌发的种子进行有氧呼吸。活种子附近的石灰水变浑浊得更快，因为它们释放二氧化碳；盛有活种子的烧瓶内温度升高，因为呼吸作用会释放热量；有色液滴向活种子方向移动，因为它们从密封的空气空间中吸收氧气。

煮熟种子对照组在这三项测试中都几乎没有变化，这证实了在活种子上观察到的变化是由活组织的呼吸作用引起，而不是装置中其他过程所致。

安全事项

常见错误

试卷三风格题

问题1（假设）。一名学生把盛有活的萌发豌豆的烧瓶连接到装有石灰水的试管。

请就石灰水会发生什么变化提出一个假设，以及能支持它的结果。

参考答案。假设：活种子旁的石灰水会变浑浊，因为萌发的种子进行有氧呼吸并释放二氧化碳。

若活种子旁的石灰水比煮熟种子对照组旁的石灰水更快变浑浊，则假设得到支持。

问题2（变量与公平测试）。在吸氧装置中，说出操纵变量、应变量，以及一个为保证公平比较而必须保持相同的变量。

参考答案。操纵变量是种子的状态（活种子与煮熟对照组）；应变量是固定时间内有色液滴移动的距离。

一个控制变量是所用种子的质量，使两组装置以相同分量的组织开始。

问题3（列表与作图）。该学生每五分钟测量一次液滴移动的距离。

请建议应如何把结果列成表格，以及结果的图会显示什么。

参考答案。结果以时间／分钟对移动距离／毫米列表。

以移动距离（y轴）对时间（x轴）作图会得到一条稳定上升的直线，表明活种子呼吸时以大致恒定的速率吸收氧气。

问题4（推论）。在煮熟种子对照组中，液滴几乎不动，温度也几乎不升高。

学生可以作出什么推论？

参考答案。推论是：活种子上观察到的变化是由活组织的呼吸作用引起的，因为煮沸使酶变性，死种子无法呼吸、吸收氧气或释放热量。

因此结果是种子活着所致，而非装置造成。

来源:SRC-DSKP-EN

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