Question

7．生物細(xì)胞呼吸的底物（有機(jī)物）種類及含量的差異，會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞呼吸釋放的CO2與吸收的O₂比值發(fā)生差異，這可用呼吸商表示：呼吸商（RQ）=細(xì)胞呼吸釋放的CO₂細(xì)胞呼吸吸收的O₂，為了測(cè)定種子萌發(fā)時(shí)的呼吸商（只考慮有氧呼吸），現(xiàn)準(zhǔn)備了錐形瓶、瓶塞、小燒杯、濾紙、帶刻度的玻璃管、發(fā)芽的小麥種子、10%的NaOH溶液、NaHCO₃、清水等，并組裝成如圖的3套裝置：

其中甲實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)如下：錐形瓶?jī)?nèi)放入一盛有10%的NaOH溶液的小燒杯，杯中插入一根濾紙折疊條．瓶底放入一些蒸餾水浸泡過(guò)的濾紙圓片，再將若干經(jīng)消毒并充分吸脹的小麥種子平鋪在濾紙圓片上，加入適量蒸餾水．整個(gè)裝置密封，并放置到20℃恒溫環(huán)境中培養(yǎng)．
（1）小燒杯中插入一根濾紙折疊條的作用是增大吸收CO₂的能力．
（2）甲裝置內(nèi)的氣體變化還不足以求出發(fā)芽小麥的呼吸商，由此還要利用乙裝置來(lái)測(cè)定發(fā)芽小麥細(xì)胞呼吸過(guò)程中的某一種氣體的變化，進(jìn)而測(cè)定單位質(zhì)量小麥種子呼吸時(shí)CO₂釋放量與O₂消耗量的比值，請(qǐng)將下面主要的方法步驟補(bǔ)充完整：
①錐形瓶的小燒杯中不加入NaOH溶液，以等量的清水代之；
②用同質(zhì)量的小麥種子在相同環(huán)境下進(jìn)行與上述實(shí)驗(yàn)相同的操作；
③測(cè)出相同時(shí)間內(nèi)密閉系統(tǒng)的氣體體積凈變化量
④再計(jì)算出CO₂釋放量．
（3）若甲裝置測(cè)出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（墨滴移動(dòng)量）為X，乙裝置測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（墨滴移動(dòng)量）為Y，則呼吸商計(jì)算式為：$\frac{X-Y}{X}$．如果呼吸商小于1，說(shuō)明呼吸底物中含脂肪．據(jù)此可判斷出干重相同的油菜種子和小麥種子在萌發(fā)時(shí)有氧呼吸CO₂釋放量與O₂消耗量的比值為油菜種子小于（填“大于”“等于”或“小于”）小麥種子．
（4）為了校正環(huán)境因素引起的實(shí)驗(yàn)測(cè)量誤差，必須另設(shè)丙裝置進(jìn)行校正．則應(yīng)對(duì)丙裝置作相應(yīng)處理：錐形瓶中加入與實(shí)驗(yàn)組等量的死種子，小燒杯內(nèi)加入與實(shí)驗(yàn)組等量的清水，其他處理與實(shí)驗(yàn)組完全相同，同時(shí)記錄相同時(shí)間內(nèi)的讀數(shù)變化．如果丙裝置的墨滴在實(shí)驗(yàn)后向左移動(dòng)量為Z，則氧氣實(shí)際消耗量應(yīng)為X+Z．

Answer 1

分析 甲裝置中發(fā)芽小麥種子進(jìn)行呼吸作用時(shí)消耗氧氣，并放出二氧化碳，其中CO₂被NaOH溶液所吸收，使得錐形瓶中氣壓下降，導(dǎo)致墨滴向右移動(dòng)，可見(jiàn)減少的氣體為氧氣的量．
裝置乙與裝置甲的不同之處在于燒杯中的液體應(yīng)用同體積的清水，既不吸收氧氣，也不吸收二氧化碳．則容器內(nèi)氣體體積的減少量代表消耗的氧氣和釋放二氧化碳體積的差值，從而可以計(jì)算出種子呼吸作用釋放的CO₂量．
丙裝置錐形瓶?jī)?nèi)加入與實(shí)驗(yàn)組等量的死種子時(shí)，對(duì)瓶中的氣體變化幾乎沒(méi)有影響，則丙裝置的墨滴在實(shí)驗(yàn)后向左移動(dòng)量Z應(yīng)為實(shí)驗(yàn)測(cè)量的誤差值．

解答 解：（1）小燒杯中有NaOH溶液，其目的是用于吸收呼吸作用產(chǎn)生的CO₂；在小燒杯中插入一根濾紙折疊條，NaOH溶液便會(huì)擴(kuò)散到濾紙上，可增大吸收CO₂的能力．
（2）甲裝置內(nèi)的氣體變化是氧氣的消耗量，為了求出發(fā)芽小麥的呼吸熵，還得測(cè)定發(fā)芽小麥呼吸作用過(guò)程中CO₂氣體的變化量．因此可以根據(jù)甲裝置及題干中所列的器材與試劑，啟發(fā)設(shè)計(jì)出測(cè)定CO₂氣體變化的裝置乙，應(yīng)當(dāng)與裝置甲的不同之處在于燒杯中的液體應(yīng)用同體積的清水，既不吸收氧氣，也不吸收二氧化碳．則容器內(nèi)氣體體積的減小代表消耗的氧氣和釋放二氧化碳體積的差值，從而可以計(jì)算出種子消耗的氧氣和釋放二氧化碳體積的差值，進(jìn)而可以計(jì)算出種子呼吸作用釋放的二氧化碳的量．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①在相同環(huán)境下用同質(zhì)量的小麥種子放入錐形瓶中
②錐形瓶的小燒杯中不加入NaOH溶液，以等量的清水代之
③測(cè)出相同時(shí)間內(nèi)密閉系統(tǒng)的氣體體積凈變化量
④再計(jì)算出CO₂釋放量．
（3）由題意可知，裝置甲測(cè)得的X為小麥呼吸作用所吸收的氧氣量，裝置乙測(cè)得的Y為小麥種子呼吸作用所吸收的氧氣量與放出的二氧化碳量的差值；則小麥種子呼吸作用放出的二氧化碳量=X-Y；那么據(jù)題干所提供呼吸熵（RQ）=呼吸作用釋放的CO₂/呼吸作用吸收O₂，可得計(jì)算公式為$\frac{X-Y}{X}$；小麥種子的主要成分為淀粉，呼吸熵接近于1，而干重相同的油菜種子含有大量的脂質(zhì)，脂質(zhì)分子中氫對(duì)氧的比例較糖類分子高，氧化時(shí)需要較多的氧；故油菜種子的RQ較小麥處子的RQ要小些．
（4）為了糾正環(huán)境因素引起的實(shí)驗(yàn)測(cè)量誤差，必須另設(shè)丙裝置進(jìn)行校正．則應(yīng)對(duì)丙裝置作相應(yīng)處理：錐形瓶中加入與實(shí)驗(yàn)組等量的死種子，小燒杯內(nèi)加入與實(shí)驗(yàn)組等量的清水，其他處理與實(shí)驗(yàn)組完全相同，同時(shí)記錄相同時(shí)間內(nèi)的讀數(shù)變化．如果丙裝置的墨滴在實(shí)驗(yàn)后向左移動(dòng)量為Z，則氧氣實(shí)際消耗量應(yīng)為X+Z．
故答案為：
（1）增大吸收CO₂的能力
（2）①錐形瓶的小燒杯中不加入NaOH溶液，以等量的清水代之
（3）$\frac{X-Y}{X}$  小于
（4）與實(shí)驗(yàn)組等量的死種子   與實(shí)驗(yàn)組等量的清水   X+Z

點(diǎn)評(píng) 本題的知識(shí)點(diǎn)是細(xì)胞的呼吸作用，根據(jù)題干信息分析出實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)的自變量和無(wú)關(guān)變量是解題的突破口，對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對(duì)照原則和單一變量原則的掌握和靈活應(yīng)用是解題的關(guān)鍵．