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所谓呼吸商(respiratory quotient简称RQ),是指呼吸作用所释放的CO的mol数和吸收的
2
O的mol数的比例,又称呼吸系数。分析和研究它,有利于解决呼吸作用的很多问题。
2
生物都需要呼吸作用,分解有机物释放能量,满足生命活动对能量的需求。
呼吸作用也是高中生物学科重点章节《新陈代谢》的重要组成部分,高考命题的重点所在,所以,呼吸商就成为高考命题的切入点之一。下面总结一下高中阶段呼吸商的一些应用,希望对高三学生的
生物复习有所帮助。
若材料带有真叶,还需要在黑暗环境以避免光合作用干扰。
【例1】为了测定种子萌发时的呼吸商,现准备了3只玻璃瓶、瓶塞、带刻度的玻璃管、发芽的蚕豆种子、10%的NaOH溶液、NaHCO、清水等。1号玻璃瓶的实验装置如图所示。
3
(1)由于发芽蚕豆种子(已消毒)的呼吸作用,1号玻璃瓶内的气体发生了变化,使得墨滴向左移动,显然瓶内气体减少了,减少的气体是 。
(2)1号玻璃瓶内的气体变化还不足以求出发芽蚕豆的呼吸商,由此还要利用2号玻璃瓶来测定发芽蚕豆呼吸作用过程中的某一种气体的变化。请根据1号图及题干中的器材与试剂,说出2号图装置与1号图的不同之处 ,以此可以测出 量。
(3)若1号装置测出的实验数据(墨滴移动量)为X,2号装置所测得的实验数据(墨滴移动量)为Y,则呼吸商计算式为: 如果呼吸商小于1时,说
明 。
(4)为了纠正环境因素引起的实验测量误差,须设3号装置。应对3号装置作何处理:
。
如3号装置的墨滴在实验后向右移动量为Z,则氧气实际消耗量应为 。
【解析】1号装置中NaOH吸收CO,气体体积再变化只能是氧气引起的,所以它测的是氧气量;2
2
号装置考查学生的设计能力。据呼吸商概念,1号装置测出了氧气量,剩下的就是二氧化碳的量未知了,
依据化学知识,试管中应该是清水,瓶中放发芽的蚕豆种子,气体体积变化就是二氧化碳和氧气变化的差值,从而间接测出二氧化碳生成量;3号监控外界物理量变化,根据实验的重复性原则,试管、瓶内也必须分别有“形式”性的水(NaOH也行)、死种子。
答案.(1)氧气 (2)试管中的液体应用同体积的清水 种子吸收的氧气量与释放的二氧化碳气体量的差值 (3)(X-Y)/X 呼吸底物中含脂肪 (4)用死种子,试管中
放等量的清水 X+Z
【例2】2004年上海生物高考试卷:第40题.
…下面是有关光合作用的问题。
(3)图3表示某绿色植物光合作用中光强度和氧气释放速度的关系。图4表示该植物在不同温度
(15℃和25℃)下,某一光强度时氧气释放量和时间的关系。请据图回答:
①当图4纵坐标分别表示光合作用所产生氧气的净释放量和总量时,则它们分别是在光强度为 和 千勒克司下的测定值。
②若该植物的呼吸商(呼吸商=呼吸放出的CO量/呼吸消耗的O量)为0.8,在25℃条件下,1
2 2
小时内呼吸作用放出的CO量为 毫升。
2
③若该植物的呼吸商为0.8,在25℃、4千勒克司光强度下,该植物进行光合作用时除完全利用
呼吸所产生的CO
2
外,每小时还应从外界吸收CO
2
毫升。
【解析】①图3、图4共有4条曲线,如果只看一组对应温度下的曲线,可使问题简单化。如都看15度实线曲线,图4氧气释放量读数为40ml/h,当它表示净释放量时,参照图3纵轴0ml/h以上40ml/h时,对应实线曲线交点的横坐标是4klx;当它表示总释放量时,参照图3纵轴-10ml/h以上30ml/h时,对应实线曲线交点的横坐标是2.5klx。②呼吸作用吸收氧气量的数据来自图3纵轴下端数据。25度时,读虚线曲线与纵轴交点是20ml/h,又呼吸商=0.8,所以释放二氧化碳量=0.8×20ml/h=16ml/h.③前面已经得出25度呼吸释放16ml/h的二氧化碳了,将图3中25度条件下4klx时读出的植物光合作
用总释放氧气70ml/h(=二氧化碳同化量),减去16ml/h的呼吸二氧化碳供给量,余下的就是植物从空气中吸收的二氧化碳量了。
深入思考:这里有两点没有明说的“潜规则”,一是默认呼吸方式为有氧呼吸;二是呼吸商=0.8,表明植物呼吸作用分解的的一定不是纯葡萄糖或没有葡萄糖,但光合作用生成的却又默认是葡萄糖!这几个弯弯绕克服不了,也会被光合产物与呼吸底物的差异搅懵了。
答案:①4 2.5 ②16 ③542.探究呼吸底物
由前面的计算已经知道,如葡萄糖呼吸商是1,脂肪的是0.71,蛋白质的是0.8(一些比糖类含氧较多的物质,如已局部氧化的有机
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