Question

18．在科學(xué)研究中常用呼吸商（RQ）表示生物用于有氧呼吸的能源物質(zhì)不同和氧氣供應(yīng)狀態(tài)的一種指標(biāo)．呼吸商（RQ）=$\frac{釋放C{O}_{2}體積或摩爾數(shù)}{吸收{(diào)O}_{2}體積或摩爾數(shù)}$．同種呼吸底物、不同的供氧濃度具有不同的RQ．現(xiàn)利用圖1所示裝置，測(cè)定一定量的酵母菌在不同O₂濃度下的O₂吸收量和CO₂釋放量．錐形瓶?jī)?nèi)為酵母菌培養(yǎng)液．錐形瓶中央放入一小燒杯，內(nèi)盛有試劑X，杯中插入一根濾紙折疊條．

（1）小燒杯內(nèi)插入一根濾紙折疊條的作用是試劑X擴(kuò)散到濾紙上，增加與空氣的接觸面積．為確保結(jié)果的準(zhǔn)確，需設(shè)置對(duì)照校正，則對(duì)照裝置設(shè)計(jì)為培養(yǎng)液中不含有酵母菌（培養(yǎng)液中含有死亡的酵母菌）．如果對(duì)照組著色液發(fā)生移動(dòng)，則說(shuō)明外界大氣壓等物理因素發(fā)生了變化．實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，打開活塞，調(diào)整U形管內(nèi)著色液兩側(cè)平衡．若要讀取消耗O₂的體積，試劑X應(yīng)選用NaOH（NaOH、NaHCO₃、蒸餾水）；若要直接讀取消耗O₂和釋放CO₂的體積之差，試劑X應(yīng)選用蒸餾水（NaOH、NaHCO₃、蒸餾水）．若讀取的O₂吸收量為D，吸收O₂與釋放CO₂量之差為E，則呼吸商為$\frac{D-E}{D}$．
（2）如實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)校正后，以葡萄糖為底物呼吸記錄數(shù)值如下表．請(qǐng)分析回答：

02濃度變化量	0	1%	2%	3%	5%	7%	10%	15%	20%	25%
O2吸收量/mol	0	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.8
CO2釋放量/mol	1	O．8	0.6	O．5	O．4	0.5	0.6	0.7	O．8	0.8

當(dāng) O₂濃度為3%時(shí)，酵母菌的呼吸商為1.67，其數(shù)值不同于O₂濃度為25%時(shí)的原因是：氧氣濃度為3%時(shí)，酵母菌的呼吸方式為有氧呼吸和無(wú)氧呼吸，表中顯示，從O₂濃度為5%起，酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸．
（3）呼吸商表示生物用于有氧呼吸的能源物質(zhì)不同．不同底物在完全氧化時(shí)的RQ不同，糖類為1；脂質(zhì)分子為0.7～0.8；有機(jī)酸大于1．測(cè)定發(fā)芽種子呼吸商的裝置如圖2．
關(guān)閉活塞，在25℃下經(jīng)20分鐘讀出刻度管中著色液移動(dòng)距離．設(shè)裝置1和裝置2的著色液分別向左移動(dòng)x和y，若測(cè)得x=200（mm），y=30（mm），則該發(fā)芽種子的呼吸商是$\frac{17}{20}$．該種子最可能是D
A．玉米   B．小麥    C．水稻   D．花生．

Answer 1

分析 分析圖1：圖1所示裝置是用于測(cè)定一定量的酵母菌在不同O₂濃度下的O₂吸收量和CO₂釋放量．
分析圖2：裝置1中NaOH可吸收細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳，因此著色液滴移動(dòng)的距離代表細(xì)胞呼吸消耗的氧氣量；裝置2中蒸餾水既不吸收氣體也不釋放氣體，因此著色液滴移動(dòng)的距離代表呼吸釋放的二氧化碳量與消耗氧氣量的差值．

解答 解：（1）在小燒杯中插入一根濾紙條，試劑便會(huì)擴(kuò)散到濾紙上，濾紙條折疊可增加其與空氣接觸面積．為了消除外界大氣壓等物理因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，確保結(jié)果的準(zhǔn)確，還需設(shè)置對(duì)照校正實(shí)驗(yàn)，對(duì)照裝置：培養(yǎng)液中不含有酵母菌（或培養(yǎng)液中含有死亡的酵母菌），觀察對(duì)照組中著色液是否發(fā)生移動(dòng)，若對(duì)照組著色液發(fā)生移動(dòng)，則說(shuō)明外界大氣壓等物理因素發(fā)生了變化．實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，打開活塞，調(diào)整U形管內(nèi)著色液，使U形管內(nèi)著色液兩側(cè)平衡．若要讀取細(xì)胞呼吸消耗O₂的體積，必須消除細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳的影響，因此X應(yīng)選用NaOH，用于吸收細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳；若要直接讀取消耗O₂和釋放CO₂的體積之差，試劑X應(yīng)選用蒸餾水，因?yàn)檎麴s水既不吸收氧氣，也不吸收二氧化碳．若讀取的O₂吸收量為D，吸收O₂與釋放CO₂量之差為E，則小麥種子呼吸作用放出的二氧化碳量=D-E，那么呼吸商（RQ）=$\frac{釋放C{O}_{2}體積或摩爾數(shù)}{吸收{(diào)O}_{2}體積或摩爾數(shù)}$=$\frac{D-E}{D}$．
（2）分析表格中的數(shù)據(jù)可知，O₂濃度為3%時(shí)，酵母菌釋放CO₂為0.50（mL/h），吸收的氧氣為0.30（mL/h），因此此時(shí)的呼吸熵是0.5÷0.3≈1.67；此時(shí)酵母菌既進(jìn)行有氧呼吸也進(jìn)行無(wú)氧呼吸，從O₂濃度為5%開始，酵母菌的呼吸熵不再發(fā)生變化，酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸．
（3）由以上分析可知，裝置1中著色液滴移動(dòng)的距離代表細(xì)胞呼吸消耗的氧氣量，而裝置2中著色液滴移動(dòng)的距離代表氧氣消耗量與二氧化碳釋放量的差值，裝置1和裝置2的著色液分別向左移動(dòng)x和y，若測(cè)得x=200（mm），y=30（mm），則二氧化碳釋放量=200-30=170m（m），該發(fā)芽種子的呼吸商是$\frac{17}{20}$；而$\frac{17}{20}$＜1，該種子呼吸的能源物質(zhì)最可能是脂質(zhì)，如花生．故選：D．
故答案為：
（1）試劑X擴(kuò)散到濾紙上，增加與空氣的接觸面積      培養(yǎng)液中不含有酵母菌（培養(yǎng)液中含有死亡的酵母菌）    外界大氣壓等物理因素發(fā)生了變化
兩側(cè)平衡    NaOH    蒸餾水     $\frac{D-E}{D}$   
（2）1.67    有氧呼吸和無(wú)氧呼吸      5
（3）$\frac{17}{20}$     D

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合圖表，考查細(xì)胞呼吸的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記細(xì)胞呼吸的具體過(guò)程、場(chǎng)所及產(chǎn)物等基礎(chǔ)知識(shí)，能正確分析實(shí)驗(yàn)裝置圖，弄清著色液滴移動(dòng)距離代表的含義；能準(zhǔn)確分析表中數(shù)據(jù)，結(jié)合題中信息準(zhǔn)確答題，有一定難道，屬于考綱理解和應(yīng)用層次的考查．