Question

某中學生物興趣小組同學為研究光合作用與細胞呼吸，設(shè)計了如圖裝置：A、B是兩個透明的玻璃反應(yīng)室，A室可以用水培法培養(yǎng)植物；T₁，T₂，T₃，T₄是四個開關(guān)；開啟鼓風機可以以w升/小時的速度緩慢地為開放的系統(tǒng)泵入空氣，為封閉的系統(tǒng)提供空氣流動的動力；CO₂分析儀可以分析并記錄相應(yīng)位置的CO₂濃度，整個實驗在20℃下進行．

（1）關(guān)閉開關(guān)T₁和 T₃，打開T₂和T₄，開啟鼓風機．先將小鼠放入B室，A室空置，待小鼠平靜后CO₂分析儀a、b記錄的數(shù)據(jù)分別為x，y（單位為mg/L），此時小鼠每小時消耗葡萄糖mg

 

．（CO₂的相對分子質(zhì)量取44，葡萄糖的相對分子質(zhì)量取180）
（2）將某植物固定于A室并加入適量植物培養(yǎng)液，關(guān)閉開關(guān)T2，T4，打開T1、T3，開啟鼓風機，一段時間以后發(fā)現(xiàn)小鼠出現(xiàn)缺氧反應(yīng)，圖表示此時小鼠體內(nèi)某細胞的代謝狀況：

（�。�寫出圖中的X、Y所代表的物質(zhì)名稱：X

 

；Y

 

；圖中不應(yīng)該存在的反應(yīng)是

 

 （填序號）；分析小鼠出現(xiàn)缺氧反應(yīng)的直接原因是

 

；
（ⅱ）在不調(diào)動四個開關(guān)的前提下，要解除小鼠的缺氧癥狀，可采取什么措施？

 

（ⅲ）該裝置設(shè)計時，為什么要將空氣從A室的下部泵入經(jīng)過培養(yǎng)液再從上部流出？

 

．

Answer 1

考點：光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程的能量變化和物質(zhì)變化,細胞呼吸的過程和意義

專題：

分析：1、分析第一幅圖：根據(jù)圖示可以檢測植物進行光合作用強度和呼吸作用強度，而在本題中A室空置，說明僅僅檢測小鼠的呼吸作用強度．
2、分析第二幅圖：①表示呼吸作用的第一階段；②有氧呼吸的第二階段；③有氧呼吸的第三階段；④表示產(chǎn)乳酸的無氧呼吸；⑤表示產(chǎn)酒精和二氧化碳的無氧呼吸．

解答： 解：（1）根據(jù)有氧呼吸的反應(yīng)方程式葡萄糖和二氧化碳之間的關(guān)系：C₆H₁₂O₆∽6CO₂，由于“CO₂分析儀a、b記錄的數(shù)據(jù)分別為x，y”所以小鼠產(chǎn)生的二氧化碳的量為w（y-x），設(shè)每小時消耗葡萄糖為a，列出方程式：

180

a

=

264

w(y-x)

，則小鼠每小時消耗葡萄

15w(y-x)

22

mg．
（2）（�。┯醒鹾粑�和無氧呼吸的第一階段：第一階段：1C₆H₁₂O₆（葡萄糖）

酶

2C₃H₄O₃（丙酮酸）+4[H]+少量能量 （2ATP）（葡萄糖），所以X為有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段的產(chǎn)物，為丙酮酸；有氧呼吸的第二階段：2C₃H₄O₃（丙酮酸）+6H₂O

酶

20[H]+6CO₂+少量能量 （2ATP）Y是第二階段的反應(yīng)物水，所以Y為水；小鼠體內(nèi)無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，不產(chǎn)生酒精和二氧化碳，所以不應(yīng)該存在④產(chǎn)酒精的無氧呼吸；小鼠出現(xiàn)缺氧反應(yīng)的直接原因是植物光合作用所產(chǎn)生的氧氣的量少于小鼠與植物細胞呼吸所消耗的氧氣的量（或植物凈光合作用所產(chǎn)生的氧氣的量少于小鼠細胞呼吸所消耗的氧氣的量）．
（ⅱ）在不調(diào)動四個開關(guān)的前提下，要解除小鼠的缺氧癥狀，需要增加光合作用作用強度，措施有適當升高溫度、增強光照．
（ⅲ）該裝置設(shè)計時，將空氣從A室的下部泵入經(jīng)過培養(yǎng)液再從上部流出增加植物培養(yǎng)液中的溶氧量，避免植物因無氧呼吸導(dǎo)致“爛根”．
故答案為：
（1）

15w(y-x)

22

（2）（�。┍�酮酸    水    ④植物光合作用所產(chǎn)生的氧氣的量少于小鼠與植物細胞呼吸所消耗的氧氣的量（或植物凈光合作用所產(chǎn)生的氧氣的量少于小鼠細胞呼吸所消耗的氧氣的量）
（ⅱ）適當升高溫度、增強光照
（ⅲ）增加植物培養(yǎng)液中的溶氧量，避免植物因無氧呼吸導(dǎo)致“爛根”

點評：本題是知識點是呼吸作用和光反應(yīng)、暗反應(yīng)的反應(yīng)物以及產(chǎn)物的考查，結(jié)合呼吸作用、光合作用的中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的相關(guān)的知識點，并對呼吸作用、光合作用的圖解過程或者呼吸作用、光合作用中的有關(guān)方程式清楚的理解以及對實驗設(shè)計的理解是解題的關(guān)鍵．