李克 譚翠芳
2015年廣東中考生物試題由廣東省考試院命題,以單項選擇題作為唯一題型,其中部分題目干擾項多,迷惑性強(qiáng),顯得模棱兩可,難度明顯大于往年,由此直接導(dǎo)致學(xué)生容易誤選,失分較嚴(yán)重。前段時間,筆者所在地區(qū)的初中生物教研群對2015年廣東中考生物試題中的部分題目展開了熱烈的討論,其中對一道考題的選項看法較多,爭議較大,意見不一?,F(xiàn)在筆者對引起討論的地方進(jìn)行了思考和總結(jié),并進(jìn)行調(diào)查研究,力求去偽存真,明確事實,得到客觀中肯的答案。
1 引起討論的原題
如圖1為某溫室大棚內(nèi)一天中二氧化碳含量的變化曲線,據(jù)此曲線分析正確的是( )
A. ab段植物只進(jìn)行呼吸作用
B. bd段植物只進(jìn)行光合作用
C. c點氧氣濃度最高
D. d點有機(jī)物積累最多
1.1 答案及解析
本題的參考答案D。光合作用制作有機(jī)物所利用的原料之一是二氧化碳,在“密閉”的溫室大棚內(nèi)二氧化碳含量的變化可用來表示光合作用有機(jī)物的積累量的變化。d點為曲線的最低點,說明此時密封的大棚內(nèi)二氧化碳的含量最少,即被吸收用于光合作用的量最多,故有機(jī)物積累最多。
1.2 討論焦點
引發(fā)討論的是A選項。在ab段,植物除了能進(jìn)行呼吸作用外,還能進(jìn)行蒸騰作用和光合作用嗎?
1.3 教師的觀點
有的教師認(rèn)為ab段(0~6點)除了能進(jìn)行呼吸作用外只能進(jìn)行蒸騰作用,理由是一般情況下默認(rèn)6點后太陽才出來,故b點才開始進(jìn)行光合作用;也有教師如此解釋:通過看圖分析b點(6點)可知,此時二氧化碳含量正處于臨界點,接下來會用于光合作用而導(dǎo)致含量下降,故推測6點后才能進(jìn)行光合作用。而有的教師則持相反觀點,認(rèn)為只能進(jìn)行光合作用;也有教師認(rèn)為蒸騰作用和光合作用都能進(jìn)行。不少教師各執(zhí)一詞,未能拿出令人信服的證據(jù)。
2 筆者的思考和求證
(1) 問題1:ab段(0~6點)植物能進(jìn)行光合作用嗎?
筆者的思考和求證:通過深入分析可知ab段內(nèi)是可以進(jìn)行光合作用的。單純從上述中考試題的曲線圖1中很難看出ab段能否進(jìn)行光合作用。應(yīng)該跳出此道題由于信息不足造成的局限,聯(lián)系其他的知識進(jìn)行求解。因此,筆者引入高中生物光合作用一節(jié)中相關(guān)的曲線圖(圖2)對問題進(jìn)行思考和解答。
對圖2進(jìn)行分析,此圖可以直觀地表示出光照強(qiáng)度和光合作用強(qiáng)度的關(guān)系。A點無光照只進(jìn)行細(xì)胞呼吸;AB段雖然有光照,且隨著光照,植物強(qiáng)度的增強(qiáng),光合作用強(qiáng)度也增強(qiáng),但是仍然小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度;B點光照強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到一定程度,此時縱坐標(biāo)為0,光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,即光合作用所吸收的CO2與植物進(jìn)行呼吸作用所釋放的CO2量相等,B點被稱為光補(bǔ)償點。
那么聯(lián)系圖1,此圖所對應(yīng)的ab段類似于圖2的AB段,此圖的光補(bǔ)償點對應(yīng)為b點,此點既不吸收也不放出二氧化碳,處于臨界點。即圖1的ab段必有部分時間已經(jīng)開始進(jìn)行光合作用,但是此時光照強(qiáng)度較弱,所以光合作用強(qiáng)度仍然小于呼吸作用強(qiáng)度,二氧化碳仍然會釋放到溫室中,曲線仍然會上升。但隨著時間逐漸接近6點,曲線的斜率跟著逐漸下降,光合作用強(qiáng)度逐漸接近呼吸作用強(qiáng)度,到達(dá)6點時兩者相等。綜上所述,ab段(0~6點)光照強(qiáng)度較弱,此時植物能進(jìn)行較微弱的光合作用。
(2) 問題2:在ab段(0~6時)植物能進(jìn)行蒸騰作用嗎?
筆者的思考:通過深入思考分析,ab段也是能進(jìn)行蒸騰作用的。要確定此時能否進(jìn)行蒸騰作用,就要分析影響蒸騰作用的主要因素有哪些。通過查閱相關(guān)資料,筆者整理了下列相關(guān)的知識。
① 葉片蒸騰作用的方式以及影響因素:
葉片的蒸騰作用有兩種方式:通過角質(zhì)層的蒸騰, 稱為角質(zhì)蒸騰;通過氣孔的蒸騰,稱為氣孔蒸騰。角質(zhì)本身不易使水通過,但角質(zhì)層中間雜有吸水能力大的果膠質(zhì);同時,角質(zhì)層也有孔隙,可使水分通過。角質(zhì)蒸騰和氣孔蒸騰在葉片蒸騰中所占的比重,與角質(zhì)層厚薄有關(guān)。一般植物成熟葉片的角質(zhì)蒸騰僅占總蒸騰量的5%~10%。因此,氣孔蒸騰是植物蒸騰作用的最主要形式。影響氣孔蒸騰有外界條件和內(nèi)部因素,而蒸騰作用的晝夜變化主要是由外界條件所決定的。
光照對蒸騰作用的影響:氣孔開閉的主要影響因素是光照。一般來說,氣孔在光照下開放,在黑暗中關(guān)閉。光照是影響蒸騰作用的最主要外界條件。它不僅可以提高大氣的溫度,同時也提高葉溫,因此葉溫一般比氣溫高2~10 ℃。大氣溫度的升高增強(qiáng)水分蒸發(fā)速率,葉片溫度高于大氣溫度,使葉內(nèi)外的蒸汽壓差增大,蒸騰速率更快。此外,光照促使氣孔開放,減少內(nèi)部阻力,從而增強(qiáng)蒸騰作用。
溫度對蒸騰作用的影響:氣孔的開度一般隨著溫度的上升而增大。30℃時,氣孔開度最大,超過30℃或低于10℃氣孔部分張開或關(guān)閉。這表明氣孔運動和酶促反應(yīng)相關(guān)。
濕度對蒸騰作用的影響:空氣相對濕度和蒸騰速率有密切的關(guān)系。由于植物不斷蒸騰,氣孔下腔的相對濕度不會達(dá)到100%,但是葉肉細(xì)胞的細(xì)胞壁水分不斷轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵?,源源補(bǔ)充,所以氣孔下腔的相對濕度并不低,保證了蒸騰作用順利進(jìn)行。但當(dāng)空氣相對濕度增大時,空氣蒸汽壓也增大,葉內(nèi)外蒸汽壓差就變小,蒸騰變慢。所以大氣相對濕度直接影響蒸騰速率。
葉片含水量對蒸騰作用的影響:一般情況下,葉片過高或過低的含水量,都會使氣孔關(guān)閉。白天,若蒸騰過于強(qiáng)烈,保衛(wèi)細(xì)胞失水過多,氣孔關(guān)閉;陰雨天,葉子吸水飽和,表皮細(xì)胞含水量高,擠壓保衛(wèi)細(xì)胞,故白天氣孔也關(guān)閉。
二氧化碳對蒸騰作用的影響:二氧化碳濃度對氣孔的開閉有顯著影響,低濃度時促進(jìn)氣孔開放,高濃度時不管在光照或黑暗條件下都能促進(jìn)氣孔關(guān)閉。
風(fēng)速對蒸騰作用的影響:風(fēng)對蒸騰的影響比較復(fù)雜。微風(fēng)促進(jìn)蒸騰,因為風(fēng)能將氣孔外邊的水蒸氣吹走,補(bǔ)充一些相對濕度較低的空氣,擴(kuò)散層變薄或消失,外部擴(kuò)散阻力減小,蒸騰就加快??墒菑?qiáng)風(fēng)反而不如微風(fēng),因為強(qiáng)風(fēng)可能引起氣孔關(guān)閉,內(nèi)部阻力加大,蒸騰就會慢一些。
② 筆者的分析:
從上述影響蒸騰作用的外界條件來看,光照是影響氣孔開閉的主要因素,通過對問題1的推斷可知ab段已經(jīng)存在一定的光照,那么光照可促使氣孔開放,而且光照有利于提高葉片溫度,這些條件都可以促進(jìn)蒸騰作用在ab段進(jìn)行。另外,從二氧化碳含量、濕度等角度分析,葉片也是有可能在此時間段內(nèi)進(jìn)行微弱的蒸騰作用的。
綜上所述,本題提到的ab段(0~6點)除了能進(jìn)行呼吸作用外,也能進(jìn)行微弱的光合作用和蒸騰作用。
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