Question

【題目】不同種類的種子中儲存的營養物質的種類不同。在科學研究中常通過呼吸熵(RQ＝釋放的CO2體積/消耗的O2體積)推測生物用于有氧呼吸的能源物質。下圖是測定發芽種子呼吸熵的兩個裝置。關閉活塞，在25 ℃下經過20分鐘讀出刻度管中著色液滴移動的距離。設裝置1和裝置2中有色液滴分別向左移動x和y(mm)，x和y值反映了容器內氣體體積的減少量，請回答下列問題：

(1)裝置1中加入NaOH溶液的目的是____________。

(2)x代表____________，y代表____________________。

(3)若測得x＝200 mm，y＝30 mm，則該發芽種子的呼吸熵是____________。

(4)若要測定已長出一片真葉幼苗的RQ，則應將該裝置放于何種條件下進行？________，原因是__________________________________________________________。

(5)為使測得的x和y值更精確，還應再設置一對照裝置。對照裝置的容器和試管中應分別放入_______________________。設置對照的目的是______________________________。

(6)小琪同學在做這個實驗時，將生理狀態相同的發芽種子等量分裝到兩個裝置中。假定其他操作步驟無誤，她發現開始的一段時間內裝置1中的著色液滴向左移動，而裝置2中的著色液滴位置卻不發生改變，則可推測該發芽種子進行呼吸作用所消耗的能源物質主要是______________，理由是________________________________________；若發現裝置1和裝置2中的著色液滴均向左移動，則該發芽種子進行呼吸作用所消耗的能源物質主要是____________________，理由是______________________________________________。

Answer 1

【答案】吸收CO2 消耗O2的體積 消耗O2和釋放CO2的體積之差 0.85 黑暗條件下 避免幼苗進行光合作用干擾呼吸作用產生的氣體量的變化 死的發芽種子和蒸餾水 用于校正裝置1和裝置2內因物理因素(或非生物因素)引起的氣體體積變化 葡萄糖(糖類) 以葡萄糖(糖類)為能源物質進行有氧呼吸時，吸收的O2量等于釋放的CO2量 富含氫的物質(如脂肪) 富含氫的物質在被氧化分解時消耗的O2量大于釋放的CO2量

【解析】

根據題意和圖示分析可知：裝置1的試管內裝有NaOH，可吸收呼吸釋放的CO2，因此1中液滴的移動是由O2的變化決定的；2中無NaOH，液滴的移動是由O2變化與CO2的變化共同決定的，CO2的釋放量是裝置2與裝置1液滴移動的距離差；幼苗可以進行光合作用，因此測得幼苗的呼吸熵要在黑暗的條件下進行。

（1）裝置1中加入NaOH溶液的目的是吸收發芽種子呼吸產生的CO2。

（2）裝置1中細胞呼吸釋放的CO2被NaOH吸收，有氧呼吸消耗氧氣，因此x代表細胞呼吸消耗的氧氣的體積；裝置2中無NaOH，細胞呼吸產生CO2使瓶內氣壓升高，吸收氧氣使瓶內氣壓下降，壓力差使著色液滴移動，因此，所以著色液的移動的距離y代表消耗氧和釋放CO2的體積之差。

（3）根據題意分析，已知測得x=200mm，y=30mm，則細胞呼吸產生的CO2是200-30=170mm，呼吸熵=釋放的CO2體積÷消耗的O2體積=170÷200=0.85。

（4）長出的一片真葉的幼苗既可以進行呼吸作用，可也進行光合作用，而光合作用的過程吸收CO2釋放氧氣，會干擾呼吸作用引起的氣體量變化，因此若要測定已長出一片真葉幼苗的RQ值，應將該裝置放于黑暗條件下進行。

（5）為使測得的x和y值更精確，還應再設置一對照裝置，對照組容器和小瓶中應分別放入等量死的發芽種子和蒸餾水，用于校正裝置1和2內因物理因素（或非生物因素）引起的容積變化。

（6）由于以葡萄糖為能源物質進行有氧呼吸時，吸收的氧氣等于釋放出的CO2，所以若裝置1中的著色液向左移動，而裝置2中的著色液位置卻不發生改變，并可推定該種子發芽過程所消耗的能源物質主要是葡萄糖；由于脂肪中碳氫百分比含量較高，吸收的氧氣大于釋放的CO2，若裝置1與裝置2中的著色液均勻向左移動，則可推定該種子發芽過程中所消耗的能源物質主要是脂肪。