典例勘誤與解析

江外義

2011-2012高三步步高生物第一輪總復(fù)習(xí)的《跟蹤訓(xùn)練》中一道題是：樹(shù)林中，陽(yáng)光穿過(guò)枝葉的空隙，會(huì)在地上投下光斑，光斑隨著太陽(yáng)的偏移和枝葉的擺動(dòng)而移動(dòng)。如圖顯示的是在人工照射下某植物葉片形成光斑，實(shí)驗(yàn)中測(cè)得CO2吸收速率和O2釋放速率的變化情況。請(qǐng)據(jù)圖分析回答：

（1）光斑開(kāi)始照射后的5秒內(nèi)， O2釋放速率和CO2吸收速率的變化是____________________。

（2）圖中C點(diǎn) O2釋放速率與CO2吸收速率相等，說(shuō)明___

______________________________。

（3）CD段O2釋放速率迅速恢復(fù)至原水平的原因是______

______________________________。

（4）實(shí)驗(yàn)表明，制約O2釋放速率的因素是______________

______________________________。

（5）如圖甲表示在光照充足、CO2濃度適宜的條件下，溫度對(duì)某植物的真光合作用速率和呼吸作用速率的影響。圖中實(shí)線(xiàn)表示光合作用速率，虛線(xiàn)表示呼吸作用速率。請(qǐng)?jiān)趫D乙的坐標(biāo)上畫(huà)出植物在15～60℃范圍內(nèi)的凈光合作用速率的變化曲線(xiàn)。

答案：（1） O2釋放速率急劇上升，CO2吸收速率上升相對(duì)緩慢;（2）光合作用速率和呼吸作用速率相等;（3）隨著光斑的移開(kāi)，光照強(qiáng)度降低到原來(lái)的水平，光反應(yīng)速率下降;（4）光照強(qiáng)度;（5）如圖所示：

解析：光照充足的情況下，光合作用強(qiáng)度增大，光反應(yīng)階段O2釋放速率急劇上升，暗反應(yīng)階段CO2吸收速率上升相對(duì)緩慢。圖中的C點(diǎn)表示O2釋放速率和CO2吸收速率相等，此時(shí)的光合作用速率和呼吸作用速率相等。CD段，光斑移開(kāi)，光照強(qiáng)度降低到原來(lái)的水平，光反應(yīng)速率下降。

我覺(jué)得第（2）小題的答案有問(wèn)題，答案應(yīng)該是此時(shí)光反應(yīng)速率等于暗反應(yīng)速率。

我上網(wǎng)查了本題的出處，能查到最早的出處是常州市教育教研室2008年5 月命題的《生物2008年蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市高三教學(xué)情況調(diào)查（二）》中31題，原題目是：樹(shù)林中，陽(yáng)光穿過(guò)枝葉的空隙，會(huì)在地上投下圓形的光斑，它們隨著太陽(yáng)的偏移和枝葉的擺動(dòng)而移動(dòng)。下圖顯示在人工光斑照射某植物葉片前后，實(shí)驗(yàn)測(cè)得CO2吸收速率和O2釋放速率的變化情況。請(qǐng)據(jù)圖分析回答：

（1）描述光斑開(kāi)始照射后的5秒內(nèi)，O2釋放速率和CO2吸收速率的變化： ? ? ? ?。

（2）CD段O2釋放速率迅速恢復(fù)原水平的原因是 ? ? ? ? ，CO2吸收速率延續(xù)了一段時(shí)間后才下降，原因是 ? ? ? ? 。

（3）光斑實(shí)驗(yàn)研究表明，制約O2釋放速率的因素是 ? ? ? ?。

答案是：（1）氧氣釋放速率急劇上升，二氧化碳吸收速率上升相對(duì)緩慢——2分

（2）隨著光斑的移開(kāi)，光照強(qiáng)度降低到原有水平，光反應(yīng)速率下降——2分

光斑照射期間積累大量的ATP和[H]，可以使暗反應(yīng)持續(xù)一段時(shí)間——2分

（3）光照強(qiáng)度、 CO2吸收速率（暗反應(yīng)的速率）——2分

原題目中并無(wú)C點(diǎn)的討論，而且第（2）小題講CD段O2釋放速率迅速恢復(fù)原水平的原因是隨著光斑的移開(kāi)，光照強(qiáng)度降低到原有水平，光反應(yīng)速率下降;CO2吸收速率延續(xù)了一段時(shí)間后才下降，原因是光斑照射期間積累大量的ATP和[H]，可以使暗反應(yīng)持續(xù)一段時(shí)間。重點(diǎn)講了光反應(yīng)和暗反應(yīng)不同步的問(wèn)題。

而到了《2009屆高考生物復(fù)習(xí)備考：細(xì)胞代謝 同步練習(xí) 》題目多了問(wèn)題——（3） 圖中的C點(diǎn)表示光合作用速率 ? ? ? （大于、小于、等于）呼吸作用速率。答案是（3）大于。解析：（3）圖中氧氣釋放速率和二氧化碳吸收速率都代表凈光合作用速率，而C點(diǎn)時(shí)數(shù)值大于零，說(shuō)明凈光合作用速率大于零，表明光合作用速率大于呼吸作用速率。

同年的《高中套題高三模擬浙江省杭州二中2009屆高三第六次月考試卷》就變成現(xiàn)在典例，多了——（2）圖中C點(diǎn)O2釋放速率與CO2吸收速率相等，說(shuō)明光合作用速率和呼吸作用速率相等。

我就舉兩例說(shuō)明一下：

光合作用的影響因素及曲線(xiàn)分析1.光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響

解析：B點(diǎn)：細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度（如圖4所示）。光照強(qiáng)度只有在B點(diǎn)以上時(shí)，植物才能正常生長(zhǎng)，B點(diǎn)所示光照強(qiáng)度稱(chēng)為光補(bǔ)償點(diǎn)。BC段：表明隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，到C點(diǎn)以上就不再加強(qiáng)了，C點(diǎn)所示光照強(qiáng)度稱(chēng)為光飽和點(diǎn)。B點(diǎn)以后的細(xì)胞代謝特點(diǎn)可用圖5表示。而本圖5表示的情景就是植物處在O2的釋放和的CO2吸收的狀態(tài)，與原題目的C點(diǎn)情況相似。

再如右圖：在一個(gè)圖中用CO2的吸收量和O2的釋放量來(lái)表示光合作用的速率，兩者在同一個(gè)坐標(biāo)中標(biāo)出時(shí)。我們會(huì)很直觀的發(fā)現(xiàn)B點(diǎn)是光補(bǔ)償點(diǎn)，過(guò)了B點(diǎn)之后為光合作用大于呼吸作用，才有O2的釋放和CO2的吸收;過(guò)了B點(diǎn)之后CO2的吸收量和O2的釋放量是以橫坐標(biāo)對(duì)稱(chēng)的，量是相等的。所以原圖C點(diǎn)O2的釋放和CO2的吸收的量相等時(shí)光合作用速率和呼吸作用速率相等的答案是錯(cuò)誤的。

原題C點(diǎn)的我的解析是：

O2釋放速率=光反應(yīng)O2釋放速率-呼吸O2消耗速率;

CO2吸收速率=暗反應(yīng)消耗CO2速率-呼吸釋放CO2速率。

變形完得：

光反應(yīng)O2釋放速率= O2釋放速率+呼吸O2消耗速率;

暗反應(yīng)消耗CO2速率= CO2吸收速率+呼吸釋放CO2速率。

而原題圖中的C點(diǎn)正好表示O2釋放速率=CO2吸收速率，且有氧呼吸時(shí)剛剛好呼吸O2消耗速率=呼吸釋放CO2速率，推出了原題C點(diǎn)應(yīng)為光反應(yīng)O2釋放速率=暗反應(yīng)消耗CO2速率，即光反應(yīng)速率等于暗反應(yīng)速率。

我很佩服原創(chuàng)者的用心，想到考點(diǎn)是光斑移動(dòng)時(shí)造成光反應(yīng)和暗反應(yīng)的變化，圖中20分鐘到30分鐘時(shí)，光斑移向植株，光照強(qiáng)度越來(lái)越強(qiáng)，先是光反應(yīng)迅速增強(qiáng)而使O2釋放速率加快，同時(shí)產(chǎn)生的[H]和ATP也加快，帶動(dòng)三碳化合物還原加快，最終使的CO2固定加快既CO2吸收速率也跟著上升。30分鐘既A點(diǎn)之后光斑逐漸移開(kāi)，光照強(qiáng)度越來(lái)越弱，光反應(yīng)下降而使O2釋放速率下降，同時(shí)產(chǎn)生的[H]和ATP也減少，但CO2固定并沒(méi)有同步減少，原因是光斑照射期間積累的ATP和[H]，可以使暗反應(yīng)持續(xù)一段時(shí)間，直到40分鐘后光斑移走了，[H]和ATP不再產(chǎn)生，CO2固定緊隨其后也停止了。所以20分鐘光斑移入到C點(diǎn)之前O2釋放速率大于CO2吸收速率既光反應(yīng)大于暗反應(yīng)，C點(diǎn)O2釋放速率與CO2吸收速率相等既光反應(yīng)等于暗反應(yīng)，C點(diǎn)之后O2釋放速率小于CO2吸收速率既光反應(yīng)小于暗反應(yīng)。

在高中的一些習(xí)題中，有些題目會(huì)讓我們師生對(duì)完答案后都對(duì)答案解釋不通，可能是我們自己考慮不周，也有可能是原創(chuàng)者考慮不周，更有可能是像本題這樣由于后來(lái)的改造者錯(cuò)誤理解了原創(chuàng)者的意圖造成的。不管是哪種情況，只要我們?nèi)ニ荼局鹪?，認(rèn)真比對(duì)和學(xué)習(xí)都能解決。