Question

把放有草履蟲和金魚藻的透明、密閉玻璃容器放置于充足的光照下 , 經(jīng)過一段時間 , 發(fā)現(xiàn)草履蟲從分散狀態(tài)向金魚藻方向運(yùn)動 , 金魚藻附近的草履蟲的密度增加。如果在光源和容器之間放置一個三棱鏡 , 使七種不同顏色的光束照射在金魚藻的不同部 位 , 這時看到草履蟲逐漸聚集成明顯的兩堆。請根據(jù)以上情況回答 :

(1) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可判斷 , 草履蟲的異化代謝類型是_________。作出這一判斷的依據(jù)是______________。

(2) 放置三棱鏡使草履蟲聚集成兩堆的原因是__________, 照射在這兩處的光是__________光和____________光。

(3) 若在一段時間內(nèi)草履蟲所消耗的葡萄糖量為 5mol, 金魚藻放出的O₂總量為60 mol, 呼出的CO₂量為 6 mol, 那么在這段時間內(nèi) , 金魚藻所放出的凈氧量為           , 凈產(chǎn)葡萄糖量為         。

Answer 1

(1) 需氧型草履蟲向能進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣的綠色植物靠攏

(2) 這兩處的金魚藻光合作用強(qiáng)、放氧多   紅    藍(lán)紫

(3) 24mo1   4mol

解析:

(1) 主物的異化代謝類型是根據(jù)生物體在異化作用過程中對氧的需求情況 , 分為需氧型和厭氧型。根據(jù)題意,金魚藻為綠色植物 , 在充足光照條件下可進(jìn)行光合作用生成有機(jī)物并釋放氧氣。草履蟲向金魚藻移動說明其進(jìn)行生命活動時需氧 , 所以草履蟲是需氧型生物。

(2) 使用三棱鏡的目的是使太陽光發(fā)生色散,由于金魚藻屬于綠色植物 , 其葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,對于其他顏色的光吸收量較少。因此 當(dāng)光色散為七色光時 , 由紅光和藍(lán)紫光照射的部位光合作用較強(qiáng),釋放的氧較多; 其他顏色光照射部位光合作用較弱 , 釋放的氧較少。草履蟲需氧 , 自然向氧濃度高的部位移動 。

(3) 此題涉及到三個反應(yīng) : 草履蟲的有氧呼吸 ; 金魚藻的光合作用 ; 金魚藻的有氧呼吸。計算金魚藻的凈產(chǎn)氧量時 , 已知金魚藻通過光合作用放出氧60 mol, 即為總產(chǎn)氧量 , 只需求出草履蟲和金魚藻進(jìn)行有氧呼吸消耗掉的氧氣量 , 利用公式 : 總產(chǎn)量 -總消耗量 = 凈產(chǎn)量。在計算過程中利用化學(xué)式對各物質(zhì)進(jìn)行計算。

草履蟲的有氧呼吸 :

C₆H₁₂O₆+6O₂ +6H₂O→6CO₂ +12H₂O

  1mol   6mol

5 mol    x

則草履蟲的耗氧量為 : x=30(mol)

金魚藻的有氧呼吸 :

C₆H₁₂O₆+6O₂ +6H₂O→6CO₂ +12H₂O

6mol        6mol

y         6mol

則金魚藻的耗氧量為 : y=6(mol)

因此 , 金魚藻的凈產(chǎn)氧量 = 總產(chǎn)量—總消耗量 =60mol-(30mol+6mol)=24mol

對于金魚藻的凈產(chǎn)葡萄糖量的計算可以有兩種解法 :

解法一 : 根據(jù)公式 : 凈產(chǎn)量 = 總產(chǎn)量—總消耗量 來計算。

金魚藻產(chǎn)葡萄糖總量 :

       6CO₂ +12H₂O→C₆H₁₂O₆+6O₂ +6H₂O

                      1mol   6mol

                       a     60mol

則葡萄糖的總產(chǎn)量為 : a=10(mol)

金魚藻消耗葡萄糖量 :

C₆H₁₂O₆+6O₂ +6H₂O→6CO₂ +12H₂O

  1mol              6mol

    b                6mol

則金魚藻消耗葡萄糖量為 : b =1(mol)

題目已知草履蟲消耗葡萄糖量為 5mol, 因此根據(jù)公式 :

葡萄糖的凈產(chǎn)量 = 總產(chǎn)量—總消耗量 =10mol-(lmol+5mol)=4mol 。

但解法一較為繁瑣 , 在光合作用和呼吸作用的反應(yīng)式運(yùn)用熟練的基礎(chǔ)上 , 可試用解法二解題。

解法二 : 根據(jù)反應(yīng)式中各反應(yīng)物與生成物之間的比例關(guān)系解題。

光合作用反應(yīng)式 :

       6CO₂ +12H₂O→C₆H₁₂O₆+6O₂ +6H₂O

                     1mol   6mol

有氧呼吸反應(yīng)式 :

C₆H₁₂O₆+6O₂ +6H₂O→6CO₂ +12H₂O

       1mol   6mol

在這兩個反應(yīng)式中我們不難看出 : C₆H₁₂O₆與O₂的比總是 1: 6, 由此可得出一個推論 , 即在整個過程中C₆H₁₂O₆與O₂的凈產(chǎn)量之比為 1: 6, 前面已計算出O₂的凈產(chǎn)量為 24mol, 則C₆H₁₂O₆的凈產(chǎn)量 =24÷ 6=4 (mol) 。