Question

9．剛收獲的小麥種子堆放不久就萌發了．某研究小組想測量萌發的小麥種子、蚯蚓呼吸速率的差異，設計了以下的實驗裝置．實驗中分別以20粒萌發的種子和4條蚯蚓為材料，每隔10min記錄一次有色液滴在刻度玻璃管上的讀數，結果如表所示．請回答以下問題：
                   有色液滴移動的距離（mm）

生物	時間（min）
	0	10	20	30	40	50
萌發的種子	0	8	16	23	29	34
蚯蚓	0	4	8	11	13.5	15.5

（1）裝置圖中濃氫氧化鈉的作用是吸收CO₂，以蚯蚓為材料時有色液滴移動的最大速率是0.4mm/min．
（2）該實驗能否說明萌發種子的呼吸速率比蚯蚓的呼吸速率大？并說明理由．不能說明，因為兩者的重量及溫度等條件不同
（3）剛收獲的小麥種子堆放后容易發熱，通常認為其熱量來源于自身細胞呼吸及其攜帶的微生物呼吸所釋放的能量．請根據提供的實驗材料和器具設計實驗加以驗證．
①實驗原理：細胞呼吸散失的熱能的相對值可用溫度計測量，散熱越多，溫度上升得越多．
②實驗材料和器具：剛收獲的小麥種子，同樣大小消過毒的透明保溫瓶，消過毒的溫度計和棉花，加熱煮沸過的燒杯等用具，0.1%的高錳酸鉀溶液、酒精燈等．
③實驗步驟：
第一步：取三個同樣大小消過毒的透明保溫瓶，分別編號為A、B、C．
第二步：取剛收獲的小麥種子若干，均分成三份，分別做三種處理：一份煮沸后冷卻至常溫，放入A瓶中；一份用用0.1%的高錳酸鉀溶液浸泡一段時間后放入B瓶中；一份用清水浸泡后放入C瓶中．
第三步：在三個瓶中插入溫度計并用棉花把瓶口塞緊，記錄溫度計的示數．
第四步：將三個瓶放到適宜且相同的環境中，過一段時間后觀察、記錄溫度計的示數．
④預期實驗結果并得出結論：
結果：A瓶中溫度無變化，B和C瓶中溫度均有升高，但C瓶中溫度升高更多．
結論：說明小麥種子堆中的熱量來自種子自身呼吸及其攜帶的微生物的呼吸所釋放的能量．

Answer 1

分析 本題考查與細胞呼吸的相關的實驗題目．氫氧化鈉的作用是吸收二氧化碳；實驗的設計要遵循單一變量和對照性原則，這樣實驗的結果才是變量引起的．在設計“熱量來源于自身細胞呼吸及其攜帶的微生物呼吸所釋放的能量”需要三組實驗，一是煮沸后將種子和微生物都殺死，另一個是消毒僅僅殺死微生物，再一個是不殺死微生物和種子的實驗．

解答 解：（1）氫氧化鈉的作用是吸收二氧化碳，以蚯蚓為材料時有色液滴移動的最大速率是在前20分鐘的時間里：8mm÷20min=0.4mm/min．
（2）萌發的種子和蚯蚓的實驗條件不同，不能得出呼吸速率的大小．
（3）③實驗的第一步要對保溫瓶進行編號，防止混淆；設計實驗時要形成對照，一是煮沸后將種子和微生物都殺，另一個是用0.1%的高錳酸鉀溶液消毒僅僅殺死微生物，第三個是不殺死微生物和種子的實驗；最后觀察、記錄溫度計的示數．
     ④本題是驗證性的實驗，實驗結果、結論是唯一的，A瓶中溫度無變化，B和C瓶中溫度均有升高，但C瓶中溫度升高更多，說明小麥種子堆中的熱量來自種子自身呼吸及其攜帶的微生物的呼吸所釋放的能量．
故答案為：
（1）吸收CO₂        0.4mm/min
（2）不能說明，因為兩者的重量及溫度等條件不同
（3）第一步：編號為A、B、C
第二步：煮沸后冷卻至常溫　　用0.1%的高錳酸鉀溶液
第四步：觀察、記錄溫度計的示數
結果：A瓶中溫度無變化，B和C瓶中溫度均有升高，但C瓶中溫度升高更多

點評 實驗設計最關鍵的就是把握實驗設計的兩大原則單一變量原則和對照性原則，保證實驗的結果是由單一因素引起的．