Question

17．如圖中的實驗裝置用于測量大麥種子的呼吸速率，裝置中的種子事先用水浸泡過并在稀釋的消毒劑中清洗過（不影響種子生命力）．實驗開始時，用夾子夾緊橡皮管并使圖中u形管內(nèi)兩側有色液體均處于“O”標志位．在25℃條件下兩套裝置都靜置4h，所得實驗結果如圖甲、乙（圖甲表示裝置A測得的數(shù)據(jù)，圖乙表示裝置B測得的數(shù)據(jù)，種子代謝釋放熱量對實驗的影響忽略不計）

（1）裝置A中有色液體的高度變化量表示，設置B裝置的目的是對照（排除由物理因素引起的氣體熱膨脹對實驗結果的干擾）
（2）計算大麥種子25℃條件下4h內(nèi)的細胞呼吸速率（用單位時間內(nèi)、單位質(zhì)量的大麥種子吸收O₂的速率表示，單位為mm³•g^-1•h^-1）
（3）在實驗過程的1h內(nèi)，假設大麥種子消耗的氧的總量為x（mg），可用于分解$\frac{15}{16}X$ mg葡萄糖（用含x的代數(shù)式表示），試分析：能否用此代數(shù)式表示大麥種子細胞呼吸消耗的全部葡萄糖質(zhì)量？
說明理由徹底分解一分子葡萄糖需要消耗6分子氧氣分子
（4）如果CO₂的釋放量大于O₂的吸收量，最可能的原因是種子同時進行有氧、無氧呼吸；如果種子吸收O₂的體積大于釋放CO₂的體積，最可能的原因為呼吸作用分解的底物可能不止葡萄糖，還分解了脂肪．

Answer 1

分析 是關于細胞呼吸的實驗，種子在萌發(fā)時消耗有機物產(chǎn)生CO₂．裝置中的NaOH溶液在吸收CO₂后，會引起裝置內(nèi)氣體壓強的變化，故可以根據(jù)有色液滴的移動方向和距離判斷出細胞呼吸的類型、強度、呼吸商等．

解答 解：（1）裝置A中的種子是活的，可進行呼吸作用；消耗O₂，而產(chǎn)生CO₂，由于裝置中的NaOH溶液能與CO₂反應，故裝置A中有色液體的變化量表示大麥種子呼吸作用消耗氧的體積．在實驗的兩個裝置中，設置B裝置的目的是排除由物理因素引起的氣體熱膨脹對實驗結果的干擾，起對照作用．
（2）大麥種子25℃條件下4Hm內(nèi)的細胞呼吸速率為$\frac{50+20}{4}=17.5$mm³•g^-1•h^-1．
（3）假設大麥種子實驗過程中1h內(nèi)，消耗的氧的總量為x（mg），根據(jù)1葡萄糖～6CO₂，即$\frac{180}{葡萄糖}=\frac{6×32}{X}$，故可用于分解$\frac{15}{16}$xmg葡萄糖表示大麥種子細胞呼吸消耗的全部葡萄糖量．
（4）種子只進行有氧呼吸時CO₂的釋放量等于O₂的吸收量，無氧呼吸時不消耗氧氣但釋放二氧化碳，因此若CO₂的釋放量大于O₂的吸收量，最有可能的原因是種子同時進行有氧、無氧呼吸．種子吸收O₂的體積大于釋放CO₂的體積，即種子肯定進行有氧呼吸．在只以葡萄糖為呼吸底物時，只進行有氧呼吸時，單位時間內(nèi)CO₂的釋放量與O₂的吸收量相等；在同時進行有氧呼吸和無氧呼吸時，單位時間內(nèi)CO₂的釋放量與O₂的吸收量的比值大于1，因此可以確定，呼吸作用分解的底物可能不止葡萄糖，還分解了脂肪．由于脂肪的碳氫比例比較高，因此氧化分解時CO₂的釋放量小于O₂的吸收量．
用裝置A的結果加上裝置B（校正值）的結果是80mm³/g，這是10克大麥種子的，再除以10就是所要的結果（O₂吸收速率：80mm³/10g=8mm³g^-1h^-1）．
故答案為：
（1）大麥種子呼吸作用消耗氧的體積    對照（排除由物理因素引起的氣體熱膨脹對實驗結果的干擾）
（2）17.5mm³•g^-1•h^-1
（3）$\frac{15}{16}X$    徹底分解一分子葡萄糖需要消耗6分子氧氣分子
 （4）種子同時進行有氧、無氧呼吸        呼吸作用分解的底物可能不止葡萄糖，還分解了脂肪

點評 本題的知識點是細胞呼吸的方式、過程和發(fā)生的場所，細胞呼吸的意義，有氧呼吸與無氧呼吸的反應式和應用，分析題圖獲取信息是解題的突破口，對于相關知識點的記憶是解題的關鍵．