Question

1．在科学研究中常用呼吸商（RQ）表示生物用于有氧呼吸的能源物质不同和氧气供应状态的一种指标．呼吸商（RQ）=释放CO₂体积或摩尔数/吸收O₂体积或摩尔数．不同底物在完全氧化时的RQ不同，糖类为1；脂质分子为0.7～0.8；有机酸大于1．同种呼吸底物、不同的供氧浓度具有不同的RQ．现利用右下图所示装置，测定一定量的酵母菌在不同O₂浓度下的O₂吸收量和CO₂释放量．锥形瓶内为酵母菌培养液．锥形瓶中央放入一小烧杯，内盛有试剂X，杯中插入一根滤纸折叠条．
（1）小烧杯内插入一根滤纸折叠条的作用是试剂X扩散到滤纸上，增加其与空气的接触面积．为确保结果的准确，需设置对照校正，则对照装置设计为培养液中不含酵母菌（培养液中含有死亡的酵母菌）．如果对照组着色液发生移动，则说明外界大气压等物理因素发生了变化．
（2）实验开始时，打开活塞，调整U形管内着色液两侧平衡．
（3）若要读取消耗O₂的体积，试剂X应选
用NaOH（NaOH、NaHCO₃、蒸馏水）；若要直接读取消耗O₂和释放CO₂的体积之差，试剂X应选用蒸馏水（NaOH、NaHCO₃、蒸馏水）．
（4）若读取的O₂吸收量为D，吸收O₂与释放CO₂量之差为E，则呼吸商为$\frac{D-E}{D}$．

O2浓度（%）	0	1	2	3	5	7	10	15	20	25
释放CO2（mL/h）	1.00	0.80	0.60	0.50	0.48	0.60	0.72	0.84	0.96	1.20
吸收CO2（mL/h）	0.00	0.10	0.20	0.30	0.36	0.50	0.60	0.70	0.80	1.00

（5）如实验结果经校正后，某底物呼吸记录数值如表．请分析回答：
当O₂浓度为3%时，酵母菌的呼吸商为1.67，其数值不同于O₂浓度为25%时的原因是：氧气浓度为3%时，酵母菌的呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸，表中显示，从O₂浓度为7%起，酵母菌只进行有氧呼吸．

Answer 1

分析 本题是对细胞呼吸方式和通过实验测定细胞呼吸熵的考查，梳理细胞呼吸的方式及产物，根据题干信息分析实验的目的和原理、试剂的作用，按照实验设计的对照原则设计实验并解答（1）、（2）、（3）；对表格中的实验数据进行分析和处理，结合题干信息解答（4）（5）．

解答 解：（1）分析实验装置可知，小烧杯内插入一根滤纸折叠条的作用是试剂X扩散到滤纸上，增加X与空气的接触面积；为了消除外界大气压等物理因素对实验结果的影响，确保结果的准确，需设置对照校正实验，对照装置设计应该是培养液中不含有酵母菌（培养液中含有死亡的酵母菌），观察在此观察中对照校正实验的着色液是否发生移动，若对照组着色液发生移动，则说明外界大气压等物理因素发生了变化．
（2）实验开始时，打开活塞，调整U形管内着色液，使U形管内着色液平衡．
（3）若要读取消耗O₂的体积，必须消除细胞呼吸产生的二氧化碳的影响，X应选用NaOH，用于吸收细胞呼吸产生的二氧化碳；若要直接读取消耗O₂和释放CO₂的体积之差，试剂X应选用蒸馏水．
（4）由呼吸熵的计算公式可知，呼吸商（RQ）=释放CO₂体积或摩尔数/吸收O₂=$\frac{D-E}{D}$．
（5）分析表格中的数据可知，O₂浓度为3%时，酵母菌释放CO₂为0.50（mL/h），吸收的氧气为0.30（mL/h），因此此时的呼吸熵是0.5÷0.3≈1.67；此时酵母菌即进行有氧呼吸也进行无氧呼吸，从O₂浓度为7%开始，酵母菌的呼吸熵不再发生变化，都是1.2，酵母菌只进行有氧呼吸．
故答案为：
（1）试剂X扩散到滤纸上，增加其与空气的接触面积   培养液中不含酵母菌（培养液中含有死亡的酵母菌）    外界大气压等物理因素发生了变化
（2）两侧平衡  
（3）NaOH     蒸馏水
（4）$\frac{D-E}{D}$      
（5）1.67     有氧呼吸和无氧呼吸     7

点评 本题的知识点是细胞呼吸的方式，呼吸熵的测定，对实验步骤的分析和完善及对实验数据的处理并获取结论是本题的重点．