题目内容
10．
生物呼吸作用的底物（有机物）种类及含量的差异，会导致呼吸作用释放的CO2与吸收的O2比发生差异，这可用呼吸熵表示：呼吸熵（RQ）=呼吸作用释放的CO2/呼吸作用吸收的O2，为了测定种子萌发时的呼吸熵，现准备了3只锥形瓶、瓶塞、带刻度的玻璃管、发芽的小麦种子、10%的NaOH溶液、NaHCO3、清水等，并组装成下面的三套装置．
其中甲实验装置设计如下：锥形瓶内放入一盛有10%的NaOH溶液的小烧杯，杯中插入一根滤纸折叠条．瓶底放入一些蒸馏水浸泡过的滤纸圆片，再将经消毒并充分吸胀的小麦种子若干平铺在滤纸圆片上，加入适量蒸馏水．整个装置密封，并放置到20℃恒温环境中培养．
（1）小烧杯中插入一根滤纸折叠条的作用是增加二氧化碳的吸收面积．
（2）由于发芽小麦种子（已消毒）的呼吸作用，甲装置内的气体发生了变化，使得墨滴向右移动，显然瓶内气体减少了，减少的气体是氧气．
（3）甲装置内的气体变化还不足以求出发芽小麦的呼吸熵，由此还要利用乙装置来测定发芽小麦呼吸作用过程中的某一种气体的变化．测定单位质量小麦种子呼吸时CO2释放量与O2消耗量的比值，请将下面主要的方法步骤补充完整：
①；锥形瓶中的烧杯中不加入NaOH溶液，以等量的清水代之
②用同质量的小麦种子在相同环境下进行与上述实验相同的操作；
③测出；相同时间内密闭系统的气体体积净变化量
④再计算出CO2释放量．
（4）若甲装置测出的实验数据（墨滴移动量）为X，乙装置测得的实验数据（墨滴移动量）为Y，则呼吸熵计算式为：$\frac{X-Y}{X}$．如果呼吸熵小于1时，说明呼吸底物中含有脂肪．据此可判断出干重相同的油菜和小麦种子在萌发时有氧呼吸CO2释放量与O2消耗量的比值为油菜种子小（大、等、小）于小麦种子．
（5）为了纠正环境因素引起的实验测量误差，必须另设丙装置进行校正．则应对丙装置作相应处理：锥形瓶中加入与实验组等量的死种子，小烧杯内加入与实验组等量的清水，其他处理与实验组完全相同，同时记录相同时间内的读数变化．如果丙装置的墨滴在实验后向左移动量为Z，则氧气实际消耗量应为X+Z．
分析 本题是通过实验测定细胞的呼吸熵进而判断细胞呼吸的底物和呼吸方式，梳理细胞呼吸的方式和产物，然后根据题干信息分析实验的原理、实验的自变量因变量和无关变量，按照实验设计的对照原则和单因子变量的原则设计、完善、分析和评价实验．
解答 解：（1）小烧杯中有NaOH溶液，其目的是用于吸收呼吸作用产生的CO2，在小烧杯中插入一根滤纸折叠条，NaOH溶液便会扩散到滤纸上，可增大吸收CO2的能力．
（2）甲装置中发芽小麦种子呼吸作用时消耗氧气，并放出二氧化碳，其中CO2被NaOH溶液所吸收．使得锥形瓶中气压下降，导致墨滴向右移动，可见减少的气体为氧气的量．
（3）甲装置内的气体变化是氧气的消耗量，为了求出发芽小麦的呼吸熵，还得测定发芽小麦呼吸作用过程中CO2气体的变化量．因此可以根据甲装置及题干中所列的器材与试剂，启发设计出测定CO2气体变化的装置乙，应当与装置甲的不同之处在于烧杯中的液体应用同体积的清水，既不吸收氧气，也不吸收二氧化碳．则容器内气体体积的减小代表消耗的氧气和释放二氧化碳体积的差值，从而可以计算出种子消耗的氧气和释放二氧化碳体积的差值，进而可以计算出种子呼吸作用释放的二氧化碳的量．实验步骤如下：
①在相同环境下用同质量的小麦种子放入锥形瓶中
②锥形瓶的小烧杯中不加入NaOH溶液，以等量的清水代之
③测出相同时间内密闭系统的气体体积净变化量
④再计算出CO2释放量
（4）由题意可知，装置甲测得的X为小麦呼吸作用所吸收的氧气量，装置乙测得的Y为小麦种子呼吸作用所吸收的氧气量与放出的二氧化碳量的差值．则小麦种子呼吸作用放出的二氧化碳量=X-Y．那么据题干所提供呼吸熵（RQ）=$\frac{呼吸作用释放的二氧化碳}{呼吸作用吸收的二氧化碳}$，可得计算公式为$\frac{X-Y}{X}$．小麦种子的主要成分为淀粉，呼吸熵接近于1，而干重相同的油菜种子含有大量的脂质，脂质分子中氢对氧的比例较糖类分子高，氧化时需要较多的氧．故油菜种子的RQ较小麦种子的RQ要小些．
（5）丙装置锥形瓶内加入与实验组等量的死种子时，对瓶中的气体变化几乎没有影响．则丙装置的墨滴在实验后向左移动量Z应为实验测量的误差值，所以校正后可得氧气的实际消耗量为X+Z．
故答案应为：
（1）增加二氧化碳的吸收面积
（2）氧气
（3）①锥形瓶中的烧杯中不加入NaOH溶液，以等量的清水代之．
③相同时间内密闭系统的气体体积净变化量
（4）$\frac{X-Y}{X}$ 呼吸底物中含有脂肪 小
（5）与实验组等量的死种子 与实验组等量的清水 X+Z
点评 本题的知识点是细胞的呼吸作用，根据题干信息分析出实验原理、实验的自变量和无关变量是解题的突破口，对于实验设计的对照原则和单一变量原则的掌握和灵活应用是解题的关键．
综合自测系列答案
| A． | 质量分数为0.9%的NaCl溶液 | B． | 质量分数为8%的盐酸 | ||
| C． | 吡罗红甲基绿染色剂 | D． | 斐林试剂 |
| A． | ①主要由DNA和蛋白质组成，在细胞分裂不同时期呈现不同状态 | |
| B． | ②受到损伤，将影响基因表达，蛋白质的合成受到阻碍 | |
| C． | ③在细胞周期中发生周期性变化，其主要成分是磷脂和蛋白质 | |
| D． | 蛋白质和RNA等大分子物质通过核孔进出细胞核不需要消耗能量 |
（一）可供选择的实验材料：新鲜的淀粉酶溶液、蒸馏水、氢氧化钠溶液、可溶性淀粉溶液、盐酸、斐林试剂、双缩脲试剂等．
（二）实验步骤：
| 步骤 | 试管1 | 试管2 | 试管3 |
| 1 | 1mL新鲜的淀粉酶溶液 | 1mL新鲜的淀粉酶溶液 | 1mL新鲜的淀粉酶溶液 |
| 2 | 1mL蒸馏水 | ① | ② |
| 3 | 2mL可溶性淀粉溶液 | 2mL可溶性淀粉溶液 | 2mL可溶性淀粉溶液 |
| 4 | 600C水浴保温5min | ||
| 5 | 2mL③试剂，振荡 | ||
| 6 | 水浴加热2min | ||
| 7 | 观察3支试管中溶液颜色变化变记录 | ||
（2）在上述实验中，自变量是PH，因变量是酶的活性，检测因变量的方法是观察3支试管中溶液颜色变化．
| A． | 组氨酸（CAU） | B． | 缬氨酸（GUA） | C． | 酪氨酸（UAC） | D． | 甲硫氨酸（AUG） |
| A． | 只有动物细胞才有中心体 | |
| B． | 胰岛B细胞的核仁被破坏，不会影响胰岛素的合成 | |
| C． | 胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分 | |
| D． | 胰蛋白酶合成过程中，核糖体合成的肽链通过囊泡运输进入内质网 |
①PCR技术 ②显微注射技术 ③DNA分子杂交技术 ④基因枪法．
| A． | ①③ | B． | ①②③ | C． | ②③④ | D． | ①②③④ |
