Question

把放有草履虫和金鱼藻的透明、密闭玻璃容器放置于充足的光照下,经过一段时间,发现草履虫从分散状态向金鱼藻方向运动,金鱼藻附近的草履虫的密度增加。如果在光源和容器之间放置一个三棱镜,使七种不同颜色的光束照射在金鱼藻的不同部位,这时看到草履虫逐渐聚集成明显的两堆。请根据以上情况回答:

（1）根据实验现象可判断,草履虫的异化代谢类型是________。作出这一判断的依据是________。

（2）放置三棱镜使草履虫聚集成两堆的原因是________,照射在这两处的光是________光和________光。

（3）若在一段时间内草履虫所消耗的葡萄糖量为5mol,金鱼藻放出的O₂总量为60mol,呼出的CO₂量为6mol,那么在这段时间内,金鱼藻所放出的净氧量为________,净产葡萄糖量为________。

Answer 1

（1）需氧型草履虫向能进行光合作用产生氧气的绿色植物靠拢

（2）这两处的金鱼藻光合作用强放氧多  红   蓝紫

（3）24mo1   4mol

(1) 主物的异化代谢类型是根据生物体在异化作用过程中对氧的需求情况 , 分为需氧型和厌氧型。根据题意,金鱼藻为绿色植物 , 在充足光照条件下可进行光合作用生成有机物并释放氧气。草履虫向金鱼藻移动说明其进行生命活动时需氧 , 所以草履虫是需氧型生物。
(2) 使用三棱镜的目的是使太阳光发生色散,由于金鱼藻属于绿色植物 , 其叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,对于其他颜色的光吸收量较少。因此 当光色散为七色光时 , 由红光和蓝紫光照射的部位光合作用较强,释放的氧较多; 其他颜色光照射部位光合作用较弱 , 释放的氧较少。草履虫需氧 , 自然向氧浓度高的部位移动 。
(3) 此题涉及到三个反应 : 草履虫的有氧呼吸 ; 金鱼藻的光合作用 ; 金鱼藻的有氧呼吸。计算金鱼藻的净产氧量时 , 已知金鱼藻通过光合作用放出氧60 mol, 即为总产氧量 , 只需求出草履虫和金鱼藻进行有氧呼吸消耗掉的氧气量 , 利用公式 : 总产量 -总消耗量 = 净产量。在计算过程中利用化学式对各物质进行计算。
草履虫的有氧呼吸 :
C₆H₁₂O₆+6O₂ +6H₂O→6CO₂ +12H₂O
1mol   6mol
5 mol    x
则草履虫的耗氧量为 : x=30(mol)
金鱼藻的有氧呼吸 :
C₆H₁₂O₆+6O₂ +6H₂O→6CO₂ +12H₂O
6mol        6mol
y         6mol
则金鱼藻的耗氧量为 : y=6(mol)
因此 , 金鱼藻的净产氧量 = 总产量—总消耗量 =60mol-(30mol+6mol)=24mol
对于金鱼藻的净产葡萄糖量的计算可以有两种解法 :
解法一 : 根据公式 : 净产量 = 总产量—总消耗量 来计算。
金鱼藻产葡萄糖总量 :
6CO₂ +12H₂O→C₆H₁₂O₆+6O₂ +6H₂O
1mol   6mol
a    60mol
则葡萄糖的总产量为 : a=10(mol)
金鱼藻消耗葡萄糖量 :
C₆H₁₂O₆+6O₂ +6H₂O→6CO₂ +12H₂O
1mol              6mol
b                6mol
则金鱼藻消耗葡萄糖量为 : b =1(mol)
题目已知草履虫消耗葡萄糖量为 5mol, 因此根据公式 :
葡萄糖的净产量 = 总产量—总消耗量 ="10mol-(lmol+5mol)=4mol" 。
但解法一较为繁琐 , 在光合作用和呼吸作用的反应式运用熟练的基础上 , 可试用解法二解题。
解法二 : 根据反应式中各反应物与生成物之间的比例关系解题。
光合作用反应式 :
6CO₂ +12H₂O→C₆H₁₂O₆+6O₂ +6H₂O
1mol   6mol
有氧呼吸反应式 :
C₆H₁₂O₆+6O₂ +6H₂O→6CO₂ +12H₂O
1mol   6mol
在这两个反应式中我们不难看出 : C₆H₁₂O₆与O₂的比总是 1: 6, 由此可得出一个推论 , 即在整个过程中C₆H₁₂O₆与O₂的净产量之比为 1: 6, 前面已计算出O₂的净产量为 24mol, 则C₆H₁₂O₆的净产量 24÷6=4(mol) 。