典例勘誤與解析

江外義

2011-2012高三步步高生物第一輪總復習的《跟蹤訓練》中一道題是：樹林中，陽光穿過枝葉的空隙，會在地上投下光斑，光斑隨著太陽的偏移和枝葉的擺動而移動。如圖顯示的是在人工照射下某植物葉片形成光斑，實驗中測得CO2吸收速率和O2釋放速率的變化情況。請據圖分析回答：

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

（2）圖中C點 O2釋放速率與CO2吸收速率相等，說明___

______________________________。

（3）CD段O2釋放速率迅速恢復至原水平的原因是______

______________________________。

（4）實驗表明，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，溫度對某植物的真光合作用速率和呼吸作用速率的影響。圖中實線表示光合作用速率，虛線表示呼吸作用速率。請在圖乙的坐標上畫出植物在15～60℃范圍內的凈光合作用速率的變化曲線。

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

解析：光照充足的情況下，光合作用強度增大，光反應階段O2釋放速率急劇上升，暗反應階段CO2吸收速率上升相對緩慢。圖中的C點表示O2釋放速率和CO2吸收速率相等，此時的光合作用速率和呼吸作用速率相等。CD段，光斑移開，光照強度降低到原來的水平，光反應速率下降。

我覺得第（2）小題的答案有問題，答案應該是此時光反應速率等于暗反應速率。

我上網查了本題的出處，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、鎮四市高三教學情況調查（二）》中31題，原題目是：樹林中，陽光穿過枝葉的空隙，會在地上投下圓形的光斑，它們隨著太陽的偏移和枝葉的擺動而移動。下圖顯示在人工光斑照射某植物葉片前后，實驗測得CO2吸收速率和O2釋放速率的變化情況。請據圖分析回答：

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

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

（3）光斑實驗研究表明，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緩慢——2分

（2）隨著光斑的移開，光照強度降低到原有水平，光反應速率下降——2分

光斑照射期間積累大量的ATP和[H]，可以使暗反應持續一段時間——2分

（3）光照強度、 CO2吸收速率（暗反應的速率）——2分

原題目中并無C點的討論，而且第（2）小題講CD段O2釋放速率迅速恢復原水平的原因是隨著光斑的移開，光照強度降低到原有水平，光反應速率下降;CO2吸收速率延續了一段時間后才下降，原因是光斑照射期間積累大量的ATP和[H]，可以使暗反應持續一段時間。重點講了光反應和暗反應不同步的問題。

而到了《2009屆高考生物復習備考：細胞代謝 同步練習 》題目多了問題——（3） 圖中的C點表示光合作用速率 ? ? ? （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點時數值大于零，說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》就變成現在典例，多了——（2）圖中C點O2釋放速率與CO2吸收速率相等，說明光合作用速率和呼吸作用速率相等。

我就舉兩例說明一下：

光合作用的影響因素及曲線分析1.光照強度對光合作用強度的影響

解析：B點：細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強度等于細胞呼吸強度（如圖4所示）。光照強度只有在B點以上時，植物才能正常生長，B點所示光照強度稱為光補償點。BC段：表明隨著光照強度不斷加強，光合作用強度不斷加強，到C點以上就不再加強了，C點所示光照強度稱為光飽和點。B點以后的細胞代謝特點可用圖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，與原題目的C點情況相似。

再如右圖：在一個圖中用CO2的吸收量和O2的釋放量來表示光合作用的速率，兩者在同一個坐標中標出時。我們會很直觀的發現B點是光補償點，過了B點之后為光合作用大于呼吸作用，才有O2的釋放和CO2的吸收;過了B點之后CO2的吸收量和O2的釋放量是以橫坐標對稱的，量是相等的。所以原圖C點O2的釋放和CO2的吸收的量相等時光合作用速率和呼吸作用速率相等的答案是錯誤的。

原題C點的我的解析是：

O2釋放速率=光反應O2釋放速率-呼吸O2消耗速率;

CO2吸收速率=暗反應消耗CO2速率-呼吸釋放CO2速率。

變形完得：

光反應O2釋放速率= O2釋放速率+呼吸O2消耗速率;

暗反應消耗CO2速率= CO2吸收速率+呼吸釋放CO2速率。

而原題圖中的C點正好表示O2釋放速率=CO2吸收速率，且有氧呼吸時剛剛好呼吸O2消耗速率=呼吸釋放CO2速率，推出了原題C點應為光反應O2釋放速率=暗反應消耗CO2速率，即光反應速率等于暗反應速率。

我很佩服原創者的用心，想到考點是光斑移動時造成光反應和暗反應的變化，圖中20分鐘到30分鐘時，光斑移向植株，光照強度越來越強，先是光反應迅速增強而使O2釋放速率加快，同時產生的[H]和ATP也加快，帶動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點之后光斑逐漸移開，光照強度越來越弱，光反應下降而使O2釋放速率下降，同時產生的[H]和ATP也減少，但CO2固定并沒有同步減少，原因是光斑照射期間積累的ATP和[H]，可以使暗反應持續一段時間，直到40分鐘后光斑移走了，[H]和ATP不再產生，CO2固定緊隨其后也停止了。所以20分鐘光斑移入到C點之前O2釋放速率大于CO2吸收速率既光反應大于暗反應，C點O2釋放速率與CO2吸收速率相等既光反應等于暗反應，C點之后O2釋放速率小于CO2吸收速率既光反應小于暗反應。

在高中的一些習題中，有些題目會讓我們師生對完答案后都對答案解釋不通，可能是我們自己考慮不周，也有可能是原創者考慮不周，更有可能是像本題這樣由于后來的改造者錯誤理解了原創者的意圖造成的。不管是哪種情況，只要我們去溯本逐源，認真比對和學習都能解決。