多角度命題“呼吸速率=光合速率”

張玉明　林永祥

高考試題千變萬化，幾乎從來沒有出現雷同的題目，但是考查的點卻屢屢復現。因此，要想提高復習效率，靠題海戰術是行不通的，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，啟發思維，達到最佳的復習效果。

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胞的部分結構，圖中字母代表兩種氣體的體積，不考慮無氧呼吸，當呼吸速率等于光合速率時，圖中字母之間的關系式是 。

分析：在不考慮無氧呼吸的情況下，當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量與產生CO2量相等，光合作用消耗CO2量與放出O2量相等，又有g=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，將實驗測得的數據繪制成曲線，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，研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結果如圖所示。圖中兩曲線的交點表示 。

解析：題干已經明確告訴我們，以測定的CO2吸收量與釋放量為指標，研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，可見圖中曲線應分別為凈光合作用和呼吸作用。又圖中虛線曲線標為“光照下CO2的吸收量”，進一步說明，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值之和。兩曲線的交點應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.與橫坐標相交點

光合曲線與橫坐標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 科學家研究小麥20 ℃時光合作用強度與光照強度的關系，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系統中3種生物的二氧化碳釋放量（相對量）的曲線圖。請據圖回答：

（1）a曲線代表的生物可能屬于生態系統成分中的 ，c曲線代表的生物可能是 。

（2）從圖中可以看出，早晨7時該生態系統所處的狀態是 。

分析：圖中橫坐標代表一天的時間，同時也表示光照強弱的變化。

（1）生態系統的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，證明其是生產者中不能進行光合作用但能進行化能合成作用的一類的生物，如硝化細菌。

（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曲線與橫坐標下的-1虛線相交，此時此刻整個系統中a釋放CO2量是10，b釋放CO2量是-1，c釋放CO2量是-9，整個系統的CO2總釋放量是0，吸收量也是0，說明7點時該生態系統全部生物異化作用釋放CO2的速率與生產者同化作用消耗CO2的速率相等。

答案：（1）消費者或分解者 硝化細菌

（2）該生態系統全部生物異化作用釋放CO2的速率與生產者同化作用消耗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，置于室外進行培養，假定玻璃罩內植物的生理狀態與自然環境中相同。用CO2濃度測定儀測得該玻璃罩內CO2濃度的變化情況，繪制成如圖所示的曲線，據圖回答：D、H點時植物的生理狀態是 。

分析：D點時，也就是早晨6點時，玻璃罩內CO2濃度達到最高值，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，當降到一定值后，便保持恒定不再變化，此時狀態代表“呼吸速率等于光合速率”。

例7 將長勢相同、數量相等的甲、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，在光照、溫度等相同且適宜的條件下培養，定時測定玻璃罩內的CO2含量，結果如圖。據圖回答：30～45 min期間兩個玻璃罩內CO2含量相對穩定的原因是 。

分析：由曲線圖看出，實驗開始階段容器內的CO2氣體量在不斷下降，30～45 min期間兩個玻璃罩內CO2含量相對穩定，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釋放CO2，也不從玻璃罩內吸收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、數據表格角度

將實驗測得的數據以表格的形式展示出來，通過分析表中某特定數值，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時測得的數據是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，記錄數據如下：

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生氧氣量相等