多角度命題“呼吸速率=光合速率”

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 下列四個選項中，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，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，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，將實驗測得的數(shù)據(jù)繪制成曲線，通過分析曲線圖上的點、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

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線表示的數(shù)值之和。兩曲線的交點應(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

光合曲線與橫坐標(biāo)的交點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 ℃時光合作用強度與光照強度的關(guān)系，得到如圖所示曲線。請敘述b點的含義是 。

分析：b點時曲線與橫坐標(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)代表一天的時間，同時也表示光照強弱的變化。

（1）生態(tài)系統(tǒng)的a、c成分不隨光照強度的變化而變化，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曲線隨光照強度的變化而變化，說明它們是綠色植物。6點時b曲線與橫坐標(biāo)相交，說明6點時b植物的呼吸速率等于光合速率。7點時b曲線與橫坐標(biāo)下的-1虛線相交，此時此刻整個系統(tǒng)中a釋放CO2量是10，b釋放CO2量是-1，c釋放CO2量是-9，整個系統(tǒng)的CO2總釋放量是0，吸收量也是0，說明7點時該生態(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.曲線頂點或最低點

在光照強度有變化的情況下，密閉容器中CO2的氣體濃度不斷上升，在某時刻達(dá)到頂點后又逐漸下降，該頂點可代表“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，在某時刻達(dá)到最低點后又逐漸上升，該最低點也可代表“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點時植物的生理狀態(tài)是 。

分析：D點時，也就是早晨6點時，玻璃罩內(nèi)CO2濃度達(dá)到最高值，6點之前CO2濃度是上升的，說明呼吸速率大于光合速率；6點之后CO2濃度卻是下降的，說明光合速率大于呼吸速率，則6點時該植物的呼吸速率正好等于光合速率。H點同理。

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

光照強度恒定不變時，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、乙兩個品種的大豆幼苗分別置于兩個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，實驗開始階段容器內(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

將實驗測得的數(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

請分析光照強度為2 klx時該植物的生理特點： 。

分析：光照強度為2 klx時測得的數(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度下24小時后，實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)水層光照強度為a時，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）水層光照強度為a時，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小時呼吸消耗氧氣量與光合作用產(chǎn)生氧氣量相等