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        談光合作用相關曲線題的解題策略

        2016-07-04 10:57:13康珍陳兆亮
        中學生物學 2016年6期
        關鍵詞:解題策略溶解氧光合作用

        康珍+陳兆亮

        摘 要 分析學生在解決這類問題時存在的缺乏自信、審題不自信等問題,并提出挖掘信息,理解并轉(zhuǎn)換成等效概念是解決該類題目的重要環(huán)節(jié)。

        關鍵詞 光合作用 溶解氧 解題策略

        中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

        文件編號: 1003 - 7586(2016)06 - 0061 - 03

        曲線類題目看似較難實則簡單,只要學生認真分析,結(jié)合已學相關基礎概念,學生在光合作用中出現(xiàn)常見的問題就會迎刃而解。

        1 學生的常見問題

        1.1 缺乏自信

        題目設置的背景緊跟科技前沿,冠以較大且新穎的帽子,學生對此類題目不熟悉,心中產(chǎn)生“恐懼感”,從而喪失自信心。比如采用氣體(CO2或O2)傳感器來測量氣體體積的變化。

        1.2 審題不仔細,武斷作答

        很多學生審題時,不注意關鍵信息,如,不注意曲線中橫縱坐標的含義,就武斷答題。

        1.3 概念理解偏差大

        曲線中常常出現(xiàn)CO2或O2濃度(含量)、CO2或O2釋放速率、CO2的吸收量或同化量等名詞,學生不理解其中的生物學涵義,憑感覺答題。

        1.4 答題不規(guī)范

        比如對光補償?shù)谋硎?,有的學生描述為光合作用等于呼吸作用,表述不規(guī)范導致失分。

        1.5 不能將光合作用和呼吸作用的知識整合

        比如對光合作用和呼吸作用建立在方程式上的聯(lián)系,學生不能很好地理解,造成CO2產(chǎn)生量和CO2釋放量涵義的混淆。

        2 曲線題的常見類型

        (1) 夏季的一天中CO2吸收量和釋放量變化曲線圖(圖1)。

        (2) 有關有機物情況的分析曲線圖(圖2)。

        (3) 在相對密閉的環(huán)境中,一晝夜CO2含量的變化曲線圖(圖3)。

        3 解題策略

        3.1 回憶基礎,理解概念

        該類題目中最常用的公式是總光合速率=凈光合速率+呼吸速率,首先學生應該明白這些名詞的概念,比如凈光合速率是指真正的光合作用速率減去呼吸作用速率,體現(xiàn)了植物有機物的積累;總光合速率就是植物光合作用的量,包括植物積累的有機物和自身呼吸作用消耗的量。學生也應該懂得這些名詞的表示量,比如總光合速率常用CO2的固定量或O2的產(chǎn)生量表示,凈光合速率常用CO2的吸收量或O2的釋放量表示,呼吸速率常用CO2的產(chǎn)生量或O2的消耗量來表示。

        3.2 理清關系,明確涵義

        理清葉綠體和線粒體的關系,對于解決此類題目有著至關重要的作用,如圖4所示。

        圖4中A反映出細胞的呼吸強度>光合強度。

        因為線粒體產(chǎn)生的CO2除了供給葉綠體作為原料以外,還有CO2釋放到外界環(huán)境。結(jié)合總光合速率、凈光合速率、呼吸速率的定義,學生了解:①過程釋放的量代表凈呼吸速率;②過程吸收的量代表總光合速率;①+②過程的總量代表呼吸速率。

        圖4B反映出在黑暗的條件下只進行呼吸作用。

        圖4C反映出呼吸強度=光合強度,與A圖解釋類似。

        圖4D反映出呼吸強度<光合強度。

        ③過程吸收的CO2的量=凈光合速率。

        3.3 看清坐標,概念轉(zhuǎn)換

        有些題目將相關概念“偷梁換柱”,以提高試題的解題難度,比如會以溶解氧、天平指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)等表示光合作用。對于這類題目需要進行概念轉(zhuǎn)換。以溶解氧為例,溶解氧即為在溶液中的氧氣含量,氧氣從葉綠體產(chǎn)生供給線粒體呼吸消耗掉以后,有一部分釋放到溶液中而形成溶解氧,概念轉(zhuǎn)換后溶解氧量就等同于凈光合速率。這樣就將新鮮名詞常態(tài)化,降低試題的難度。

        3.4 理解題意,學會分析

        對于曲線題,學生應該注意理解曲線上任何一個點的涵義,如圖5、圖6所示。

        圖5是CO2濃度變化曲線,曲線上的每個點代表著每一個時間點下的CO2的總量,每一個點的斜率代表著光合作用強度的大小,斜率越大光合作用強度越大。而圖6是CO2吸收或釋放速率的變化曲線,曲線上每點代表著某一時刻下光合作用強度的大小,縱軸數(shù)值越大,光合作用強度越大,兩圖曲線上點的涵義差異較大。比如表示光合作用強度等于呼吸作用強度的點,在圖5中是C、F兩點,圖6中在d、h兩點。

        4 例題

        為研究不同光照強度下水稻的光合作用,某實驗室將水稻幼苗固定于無底反應瓶中進行實驗,實驗裝置如圖7所示。

        實驗原理:該裝置中水稻苗光合作用產(chǎn)生的氣體,可使浮力增大,使天平指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

        實驗步驟:① 調(diào)節(jié)天平平衡;② 用燈泡作為光源。先將燈泡置于距裝置20 cm處,15 min后觀察并記錄指針偏轉(zhuǎn)方向和數(shù)值;③ 加大燈泡與裝置間的距離,過15 min再觀察記錄;④ 連續(xù)重復步驟③。

        據(jù)圖8回答問題。

        ① B點與C點比較,光合強度較大的是____________點;C點與D點相比積累有機物較多的點是________點。

        ② D點時光合作用強度________(填“大于”、“小于”或“等于”)呼吸作用強度。

        ③ 與B點相比較,D點指針向________偏轉(zhuǎn),此時指針位于天平原點0的________側(cè)。

        參考答案:① B C ② 小于 ③ 左 右

        解析:① 題目設置的背景比較新穎,冠以物理知識的大帽子,實則考查光合作用和呼吸作用,所以應該幫助學生理清題意,樹立信心。

        ② 圖8縱軸涵義新穎,結(jié)合題意,指針偏轉(zhuǎn)的原因是活的幼苗進行光合作用產(chǎn)生O2,且光合作用強度大于呼吸作用強度,O2釋放到外界環(huán)境中使左側(cè)浮力增大,天平右傾,指針向右偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)數(shù)值的多少與O2的釋放量成正比,代表O2的累積濃度。因此,可以將縱軸進行概念等效轉(zhuǎn)換,改為O2累積濃度(O2含量),從而將試題的難度降低,變成常見的生物學名詞,問題迎刃而解。

        ③ 此類題目隱藏著以下關系:

        ④ 明確曲線上各段涵義:OC段O2濃度一直在增加,只是增加的速率在減小,到達C點是達到了O2濃度的最大值,此點斜率為零,光合作用強度等于呼吸作用強度,C點以后,光合作用強度小于呼吸作用強度,O2濃度逐漸降低。

        綜上述,這類曲線題萬變不離其宗,只要弄清楚橫縱坐標的涵義,找到等效概念,將新名詞常態(tài)化,就可解決問題。

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