張玉明 林永祥
高考試題千變?nèi)f化,幾乎從來沒有出現(xiàn)雷同的題目,但是考查的點(diǎn)卻屢屢復(fù)現(xiàn)。因此,要想提高復(fù)習(xí)效率,靠題海戰(zhàn)術(shù)是行不通的,必須要深入了解命題人的命題角度和方式。下面以“呼吸速率=光合速率”為例,從三大角度介紹9種不同的命題方式,以期幫助大家開闊思路,啟發(fā)思維,達(dá)到最佳的復(fù)習(xí)效果。
一、模式圖角度
用模式圖直觀表示葉綠體吸收的CO2總量等于線粒體放出的CO2總量。
例1 下列四個(gè)選項(xiàng)中,能表示呼吸速率與光合速率相等是( )
分析:在不考慮無氧呼吸的情況下,C圖中線粒體放出的CO2全部被葉綠體利用,葉綠體也不從外界吸收CO2,說明此時(shí)光合速率與呼吸速率相等。A圖是光合速率小于呼吸速率;B圖是只進(jìn)行呼吸作用;D圖是光合速率大于呼吸速率。
答案:C
例2 如圖表示該植物葉肉細(xì)胞的部分結(jié)構(gòu),圖中字母代表兩種氣體的體積,不考慮無氧呼吸,當(dāng)呼吸速率等于光合速率時(shí),圖中字母之間的關(guān)系式是 。
分析:在不考慮無氧呼吸的情況下,當(dāng)呼吸速率等于光合速率時(shí),線粒體放出的CO2全部被葉綠體利用,線粒體不向外界放出的CO2,葉綠體也不從外界吸收CO2,此時(shí)h=c,a=0,b=0,同理g=d,f=0,e=0。再考慮到有氧呼吸消耗O2量與產(chǎn)生CO2量相等,光合作用消耗CO2量與放出O2量相等,又有g(shù)=h,c=d。
答案:c=d=g=h,a=b=f=e=0
二、曲線圖角度
這是最常見的命題角度,將實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)繪制成曲線,通過分析曲線圖上的點(diǎn)、線段、面積來判斷“呼吸速率等于光合速率”。通常有以下幾種表現(xiàn)方式。
1.兩條曲線相交點(diǎn)
例3 以測定的CO2吸收量與釋放量為指標(biāo),研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響,結(jié)果如圖所示。圖中兩曲線的交點(diǎn)表示 。
解析:題干已經(jīng)明確告訴我們,以測定的CO2吸收量與釋放量為指標(biāo),研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響,可見圖中曲線應(yīng)分別為凈光合作用和呼吸作用。又圖中虛線曲線標(biāo)為“光照下CO2的吸收量”,進(jìn)一步說明,它是凈光合作用曲線,而真光合速率則為圖中虛線和實(shí)線表示的數(shù)值之和。兩曲線的交點(diǎn)應(yīng)表示凈光合速率與呼吸速率相等,而真光合速率則為呼吸速率的2倍。
答案:凈光合速率等于呼吸速率
2.與橫坐標(biāo)相交點(diǎn)
光合曲線與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)可分別表示一種生物或多種生物的“呼吸速率等于光合速率”。
例4 科學(xué)家研究小麥20 ℃時(shí)光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系,得到如圖所示曲線。請敘述b點(diǎn)的含義是 。
分析:b點(diǎn)時(shí)曲線與橫坐標(biāo)相交,CO2的吸收量和釋放量都是0,說明光合速率與呼吸速率相等。
答案:光合作用吸收CO2速率與呼吸作用釋放CO2的速率基本相等
例5 下圖表示某密閉生態(tài)系統(tǒng)中3種生物的二氧化碳釋放量(相對量)的曲線圖。請據(jù)圖回答:
(1)a曲線代表的生物可能屬于生態(tài)系統(tǒng)成分中的 ,c曲線代表的生物可能是 。
(2)從圖中可以看出,早晨7時(shí)該生態(tài)系統(tǒng)所處的狀態(tài)是 。
分析:圖中橫坐標(biāo)代表一天的時(shí)間,同時(shí)也表示光照強(qiáng)弱的變化。
(1)生態(tài)系統(tǒng)的a、c成分不隨光照強(qiáng)度的變化而變化,說明它們不是綠色植物,a始終釋放CO2,證明其是消費(fèi)者或分解者,c始終吸收CO2,證明其是生產(chǎn)者中不能進(jìn)行光合作用但能進(jìn)行化能合成作用的一類的生物,如硝化細(xì)菌。
(2)b曲線隨光照強(qiáng)度的變化而變化,說明它們是綠色植物。6點(diǎn)時(shí)b曲線與橫坐標(biāo)相交,說明6點(diǎn)時(shí)b植物的呼吸速率等于光合速率。7點(diǎn)時(shí)b曲線與橫坐標(biāo)下的-1虛線相交,此時(shí)此刻整個(gè)系統(tǒng)中a釋放CO2量是10,b釋放CO2量是-1,c釋放CO2量是-9,整個(gè)系統(tǒng)的CO2總釋放量是0,吸收量也是0,說明7點(diǎn)時(shí)該生態(tài)系統(tǒng)全部生物異化作用釋放CO2的速率與生產(chǎn)者同化作用消耗CO2的速率相等。
答案:(1)消費(fèi)者或分解者 硝化細(xì)菌
(2)該生態(tài)系統(tǒng)全部生物異化作用釋放CO2的速率與生產(chǎn)者同化作用消耗CO2的速率相等
3.曲線頂點(diǎn)或最低點(diǎn)
在光照強(qiáng)度有變化的情況下,密閉容器中CO2的氣體濃度不斷上升,在某時(shí)刻達(dá)到頂點(diǎn)后又逐漸下降,該頂點(diǎn)可代表“呼吸速率等于光合速率”。同理,密閉容器中CO2的氣體濃度不斷下降,在某時(shí)刻達(dá)到最低點(diǎn)后又逐漸上升,該最低點(diǎn)也可代表“呼吸速率等于光合速率”。
例6 將一植物放在密閉的玻璃罩內(nèi),置于室外進(jìn)行培養(yǎng),假定玻璃罩內(nèi)植物的生理狀態(tài)與自然環(huán)境中相同。用CO2濃度測定儀測得該玻璃罩內(nèi)CO2濃度的變化情況,繪制成如圖所示的曲線,據(jù)圖回答:D、H點(diǎn)時(shí)植物的生理狀態(tài)是 。
分析:D點(diǎn)時(shí),也就是早晨6點(diǎn)時(shí),玻璃罩內(nèi)CO2濃度達(dá)到最高值,6點(diǎn)之前CO2濃度是上升的,說明呼吸速率大于光合速率;6點(diǎn)之后CO2濃度卻是下降的,說明光合速率大于呼吸速率,則6點(diǎn)時(shí)該植物的呼吸速率正好等于光合速率。H點(diǎn)同理。
答案:植物呼吸作用釋放CO2的速率與光合作用消耗CO2的速率相等
4.某區(qū)段曲線恒定不變
光照強(qiáng)度恒定不變時(shí),密閉容器中的氣體CO2含量不斷下降,當(dāng)降到一定值后,便保持恒定不再變化,此時(shí)狀態(tài)代表“呼吸速率等于光合速率”。
例7 將長勢相同、數(shù)量相等的甲、乙兩個(gè)品種的大豆幼苗分別置于兩個(gè)相同的密閉透明玻璃罩內(nèi),在光照、溫度等相同且適宜的條件下培養(yǎng),定時(shí)測定玻璃罩內(nèi)的CO2含量,結(jié)果如圖。據(jù)圖回答:30~45 min期間兩個(gè)玻璃罩內(nèi)CO2含量相對穩(wěn)定的原因是 。
分析:由曲線圖看出,實(shí)驗(yàn)開始階段容器內(nèi)的CO2氣體量在不斷下降,30~45 min期間兩個(gè)玻璃罩內(nèi)CO2含量相對穩(wěn)定,既不上升也不下降,說明其中的大豆幼苗此時(shí)既不向玻璃罩內(nèi)釋放CO2,也不從玻璃罩內(nèi)吸收CO2,則光合速率與呼吸速率相等。
答案:此時(shí)植物呼吸作用釋放CO2的速率與光合作用消耗CO2的速率相等
三、數(shù)據(jù)表格角度
將實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)以表格的形式展示出來,通過分析表中某特定數(shù)值,確定某時(shí)刻“呼吸速率等于光合速率”。
例8 將一新鮮葉片放在特殊的裝置內(nèi)給予不同強(qiáng)度的光照(其他條件保持不變),測得氧氣釋放速率如下表所示:
光照強(qiáng)度(klx) 0 2 4 6 8 10 12 14
O2(μL/cm2葉面·min) -0.2 0 0.2 0.4 0.8 1.2 1.2 1.2
請分析光照強(qiáng)度為2 klx時(shí)該植物的生理特點(diǎn): 。
分析:光照強(qiáng)度為2 klx時(shí)測得的數(shù)據(jù)是0,表示該植物既不釋放O2也不吸收O2,則光合速率與呼吸速率相等。
答案:光合作用釋放O2速率與呼吸作用吸收O2的速率基本相等
例9 從瘦西湖的某一深度取得一桶水樣,分裝于六對黑白瓶中,剩余的水樣測得原初溶解氧的含量為10 mg/L,白瓶為透明玻璃瓶,黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶。將它們分別置于六種光照強(qiáng)度下24小時(shí)后,實(shí)測獲得六對黑白瓶中的溶解氧的含量,記錄數(shù)據(jù)如下:
光照強(qiáng)度(klx) 0 a b c d e
白瓶溶解氧mg/L 4 10 16 24 30 30
黑瓶溶解氧mg/L 4 4 4 4 4 4
(1)黑瓶中溶解氧的含量降低為4 mg/L的原因是
。
(2)當(dāng)水層光照強(qiáng)度為a時(shí),白瓶中的氧含量不變的原因是 。
解析:(1)六對黑白瓶中水樣的原初溶解氧含量為10 mg/L,24小時(shí)后黑瓶中的氧含量降至4 mg/L,減少量為6 mg/L,為水中微生物的呼吸消耗。
(2)水層光照強(qiáng)度為a時(shí),白瓶中的氧含量為10 mg/L,與原初溶解氧含量相等,說明瓶中光合作用產(chǎn)生的氧氣量等于瓶中呼吸作用消耗的氧氣量。
答案:(1)黑瓶中生物呼吸消耗氧氣,沒有光照,植物不能進(jìn)行光合作用
(2)瓶中生物24小時(shí)呼吸消耗氧氣量與光合作用產(chǎn)生氧氣量相等