2012全國新課標卷第29題涉及玉米種子在黑暗條件下的萌發(fā)，在黑暗中萌發(fā)的玉米種子，因不能進行光合作用和呼吸作用消耗有機養(yǎng)料而干重逐漸下降；2013全國新課標卷第29題又涉及某油料作物種子的萌發(fā)，在黑暗及不能吸收礦質元素的條件下，正在萌發(fā)的某油料作物種子（含幼苗）的干重先增加后減少。該油料作物種子在不能進行光合作用和不能吸收礦質元素的條件下萌發(fā)，其干重為什么會先增加呢？這與脂肪的代謝有關。

 

一、例題及某種解析

 

例．[2013全國新課標卷第29⑵]某油料作物種子中脂肪含量為種子干重的70％。某研究小組將種子置于溫度、蒸餾水、通氣等條件適宜的黑暗環(huán)境中培養(yǎng)，定期檢查萌發(fā)種子（含幼苗）的脂肪含量和干重，結果表明：脂肪含量逐漸減少，到第11d時減少了90%，干重變化如圖所示。實驗過程中，導致種子干重增加的主要元素是     （填“C”、“N”或“O”）。

 

【解析】（引自《聚焦“種子萌發(fā)”試題》[1]）培養(yǎng)條件為黑暗（不能進行光合作用，不能吸收CO2，即干重增加的主要元素不會是C）、蒸餾水（沒有N等礦質元素，不考慮生物固氮的話，干重增加的主要元素不會是N）。根據(jù)題干提示，應是水中的O。理由是吸收的水參與種子中物質代謝以及成為結合水等，導致種子干重增加。特別是胚乳（或子葉）中脂肪轉化為幼苗中糖等親水物質，會使細胞中結合水增加。

 

二、討論

 

上述“解析”從資料分析的角度得出了正確答案，但對黑暗條件下萌發(fā)種子（含幼苗）干重增加的解釋是畫蛇添足。植物組織的干重通常是在100℃～105℃溫度下幾次烘干脫水后的穩(wěn)定重量，種子干重并非干種子重量，是不含水分時的重量，不能把結合水增加作為該種子無光萌發(fā)初期干重增加的原因。有大量的脂肪氧化分解的中間產(chǎn)物，在種子（含幼苗）無光萌發(fā)初期轉化為纖維素、蛋白質等物質，才是萌發(fā)種子干重增加的主要原因。

 

脂肪水解產(chǎn)生的甘油與脂肪酸，或氧化成CO2和H2O為種子萌發(fā)供能，或轉化為纖維素、蛋白質等構建新的組織細胞。脂肪酸的轉化需添加氧元素，會使有機物的質量增加，脂肪酸轉化導致的有機物質量增加的比率較高。該油料作物種子無光萌發(fā)初期，脂肪酸轉化為糖類與蛋白質等導致的有機物增加量大于脂肪等有機物分解為無機物導致的有機物減少量，種子干重增加。

 

脂肪酸代謝主要經(jīng)歷β-氧化作用：脂肪酸先活化形成酯酰輔酶A，酯酰輔酶A進入線粒體，經(jīng)α,β-脫氫作用形成α,β-不飽和酯酰輔酶A，α,β-不飽和酯酰輔酶A加一H2O分子水化形成L(＋)-β羥酯酰輔酶A，該物質氧化形成β-酮酯酰輔酶A，再經(jīng)硫解作用形成乙酰輔酶A和比原酯酰輔酶A少兩個C原子的酯酰輔酶A。這一過程循環(huán)進行，酯酰輔酶A分解出多個乙酰輔酶A，乙酰輔酶A進入三羧酸循環(huán)，最后形成CO2和H2O。

 

脂肪酸中C、H含量高而O含量低，糖類與蛋白質中的C、H含量低而O含量高，脂肪酸轉化為糖類、氨基酸等有機物需要添加O，添加的O直接來自H2O（可間接來自于空氣中的O2，O2在有氧呼吸中與[H]結合生成H2O）。脂肪酸轉化為糖類的總反應式為：

 

CH3(CH2)nCOOH＋nH2O →（n＋2）（CH2O）＋2n[H]

 

脂肪酸轉化成糖類時，質量增加的比率（轉化生成的糖類的質量跟參加轉化的脂肪酸的質量的差值和參加轉化的脂肪酸的質量的比率）約為16n /（14n＋60）。由于n通常在12以上，脂肪酸轉化為糖類、氨基酸等的過程中，有機物質量的增加是可觀的。具有12個C原子以上的脂肪酸轉化出的糖類，其質量比參與轉化的脂肪酸的質量多出80％以上，具有18個C原子以上的脂肪酸轉化出的糖類，其質量比參與轉化的脂肪酸多出90％以上。而依例題數(shù)據(jù)計算，該油料作物種子干重的最大增加率僅為16．2%，富含脂肪的種子，其脂肪酸的轉化是能夠實現(xiàn)這一種子干重的最大增加率的。

 

三、啟示

 

新穎的生物學探究實驗分析試題是高考常見題型，對其中考察資料分析能力的部分，應主要依據(jù)試題條件進行分析判斷，如果要在知識方面尋早支撐點，有時反而因試題情境呈現(xiàn)的生物學現(xiàn)象“有違”生物學常識，可能生出疑惑或產(chǎn)生錯誤。解析此類試題時，不必糾纏于教材未涉及的知識，先揣摩命題立意確定為資料分析題型，然后依據(jù)題設條件和教材中的核心知識與方法（用排除法）判斷。

 

種子在黑暗條件下萌發(fā)時，“呼吸作用消耗有機物使種子或幼苗的干重下降”主要適用于淀粉類種子，因為淀粉轉化為蛋白質和纖維素時，不會導致有機物的質量增加，呼吸作用分解有機物會導致有機物質量減少。對例題中不同于玉米之類的富含脂肪的種子在無光萌發(fā)初期干重有所增加的“新”現(xiàn)象，如果不知其所以然，用生物具有多樣性或差異性的觀念對待之。

 

不必從新穎的高考試題情境中發(fā)掘“新知”，應運用生物學觀念破除“種子無光萌發(fā)因呼吸作用消耗有機物和不能進行光合作用而干重一直下降”的思維定勢，應注重訓練揣摩命題立意以捕捉正確思維目標指向的能力，從而提高思維的敏捷性。

 

寫作本文時曾上網(wǎng)查證資料，發(fā)現(xiàn)似是而非的東西不少，如以“干重”為關鍵詞百度搜索，發(fā)現(xiàn)干重被望文生義地解釋為“剛收獲的水果的重量為鮮重，放置久了水分蒸發(fā)后的重量為干重”（從包括有正確解釋的好幾條解釋中“脫穎而出”成為被推薦的解釋），依此推之，剛收獲的葡萄可稱量鮮重，葡萄干可稱量干重，葡萄干置于100～105℃溫度下烘幾次達十多小時蒸發(fā)不出水來嗎？可見，網(wǎng)絡上有非專業(yè)人士大膽發(fā)布見解，利用網(wǎng)絡資源要謹慎甄別。

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaoer/79302.html

相關閱讀：