對2011年普通高考理科綜合能力測試(全國新課標(biāo)卷)第29題的部分答案和命題立意存有疑問。
1 試題
29．(9分)在光照等適宜條件下，將培養(yǎng)在CO2濃度為1%環(huán)境中的某植物迅速轉(zhuǎn)移到CO2濃度為0．003%的環(huán)境中，其葉片暗反應(yīng)中C3和C5化合物微摩爾濃度的變化趨勢如圖1。
回答問題：
(1)圖中物質(zhì)A是C3化合物。
(2)在CO2濃度為1%的環(huán)境中,物質(zhì)B的濃度比物質(zhì)A的濃度低,原因是＿＿＿＿＿＿＿＿；
將CO2濃度迅速降低到0．003%后,物質(zhì)B的濃度升高的原因是CO2的濃度突然降低時(shí),C5化合物的合成速率暫時(shí)不變,消耗速率卻減慢,導(dǎo)致C5化合物積累。
(3)若使該植物繼續(xù)處于CO2濃度為0．003%的環(huán)境中,暗反應(yīng)中C3和C5化合物濃度達(dá)到穩(wěn)定時(shí),物質(zhì)A的濃度比物質(zhì)B的濃度＿＿＿(“高”,“低”)。
(4)CO2濃度為0．003%時(shí),該植物光合速率最大時(shí)所需的光照強(qiáng)度比CO2濃度為1%時(shí)的低，原因是CO2濃度低時(shí),暗反應(yīng)強(qiáng)度低,所需ATP和[H]少。
2 對試題的疑問
2．1 對第29(2)題第一空的疑問 該空的答案為“暗反應(yīng)速率在該環(huán)境中達(dá)到穩(wěn)定，即C3和C5化合物含量穩(wěn)定。根據(jù)暗反應(yīng)的特點(diǎn)，此時(shí)C3化合物的分子數(shù)是C5化合物的2倍”。按照這一答案,該題好像是考察對“暗反應(yīng)達(dá)到平衡穩(wěn)定時(shí),C3化合物的分子數(shù)是C5化合物分子數(shù)的2倍”這一知識(shí)點(diǎn)的識(shí)記。據(jù)來自閱卷老師的消息,湖南考生,沒有一人按這一預(yù)設(shè)答案作答�！鞍捣磻�(yīng)達(dá)到平衡穩(wěn)定時(shí),C3化合物的分子數(shù)是C5化合物分子數(shù)的2倍”,這是學(xué)生應(yīng)該要知道的且正確的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)嗎?
若該題屬實(shí)驗(yàn)資料分析型,對該空也會(huì)生出疑問。
1%CO2濃度的環(huán)境是實(shí)驗(yàn)條件,并非植物真實(shí)的生活環(huán)境。此時(shí)的C3化合物和C5化合物含量的大小關(guān)系能否反映植物在長期適應(yīng)的真實(shí)生活環(huán)境里的葉片暗反應(yīng)中C3化合物和C5化合物含量?能否作為答第(3)小題的依據(jù)?
在CO2濃度為1%的環(huán)境中,物質(zhì)B的濃度比物質(zhì)A的濃度低,可看作實(shí)測數(shù)據(jù)。從哪里獲知“根據(jù)暗反應(yīng)的特點(diǎn),此時(shí)C3化合物的分子數(shù)是C5化合物的2倍”?進(jìn)而解釋物質(zhì)A的濃度比物質(zhì)B的濃度高的原因。
C3和C5化合物含量達(dá)到穩(wěn)定是暗反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志,從中學(xué)教材中的暗反應(yīng)圖解(圖2)來看,達(dá)到平衡的條件應(yīng)是:C3化合物的生成量與消耗量相等,C5化合物的生成量與消耗量相等，且前者是后者的2倍。此時(shí)葉片暗反應(yīng)中C3化合物的分子數(shù)為C5化合物的2倍,并非達(dá)到平衡的必要條件。通過媒體發(fā)布的試題答案中的觀點(diǎn)“暗反應(yīng)速率達(dá)到穩(wěn)定,即C3和C5化合物含量穩(wěn)定時(shí),C3化合物的分子數(shù)是C5化合物的2倍”,不一定成立。
CO2濃度為1%的環(huán)境中,物質(zhì)B的濃度為什么比物質(zhì)A的濃度低？考生是解釋不清的。湖南省評卷細(xì)則中的答案要點(diǎn)為“C5化合物(B)與CO2相結(jié)合,生成C3(A)或直接寫反應(yīng)式C5+ CO2→C3”。這是意識(shí)到試題存在問題的情況下給出的不是答案的答案。
2．2 對第29(3)小題的疑問 不了解該大題400s之后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),憑所謂的知識(shí)或生物學(xué)觀念,對第29(3)題,可以從不同角度推測出不同答案。
2．2．1 可以填“高”的理由與疑問 植物細(xì)胞內(nèi)的代謝具有反饋調(diào)節(jié)機(jī)制,能夠維持代謝平衡。受到外界環(huán)境變化的影響,細(xì)胞代謝有所變化,細(xì)胞內(nèi)多種化學(xué)物質(zhì)的含量發(fā)生波動(dòng),但最終恢復(fù)或接近原來的平衡狀態(tài)。第(3)小題應(yīng)填“高”,試題答案如此。
如果第(3)小題填“高”，題圖中400秒后的曲線應(yīng)發(fā)生轉(zhuǎn)折,A曲線升高或B曲線繼續(xù)明顯下降,或兩者都發(fā)生。中學(xué)師生又根據(jù)什么應(yīng)該知道的知識(shí)或應(yīng)該具備的能力去推測兩曲線在400秒以后的轉(zhuǎn)折性變化而確信自己的判斷呢?
2．2．2 可以填“低”的理由與疑問 外界環(huán)境的變化,破壞細(xì)胞內(nèi)原來的代謝平衡,也可以達(dá)到新的平衡。從某一時(shí)刻開始,產(chǎn)生多少C3化合物,就消耗多少C3化合物[用于(CH2O)和C5化合物的合成],產(chǎn)生C3化合物需要多少C5化合物就合成多少C5化合物,就達(dá)到平衡了。什么時(shí)候達(dá)到新的平衡?新的平衡狀態(tài)下C3化合物和C5化合物的數(shù)量關(guān)系怎樣？要靠實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來說明。題圖中400秒附近的曲線有趨于穩(wěn)定之勢(就算曲線末端有點(diǎn)上翹,還可看作穩(wěn)定中的小范圍波動(dòng)，即穩(wěn)定是一種動(dòng)態(tài)平衡),學(xué)生答第(3)小題也可以填“低”。
怎樣認(rèn)定兩種二氧化碳濃度下的平衡狀態(tài)相似?如果兩種二氧化碳濃度下的平衡狀態(tài)不相同,又怎樣教學(xué)生推測新的平衡狀態(tài)?
3 對CO2濃度變化影響暗反應(yīng)中C3化合物和C5化合物相對含量變化的猜測之一
CO2濃度降低時(shí),C3化合物生成量減少,易被消耗掉,濃度偏低；此時(shí)對C5化合物的消耗減少,C5化合物濃度升高。一段時(shí)間后又達(dá)到平衡時(shí),C5化合物濃度受反饋調(diào)節(jié)的影響有所降低,但如果仍然維持在較高水平,從化學(xué)反應(yīng)平衡移動(dòng)原理分析,或許有利于利用低濃度的CO2,能增強(qiáng)植物對低濃度CO2環(huán)境的適應(yīng)性。
4 結(jié)論
“暗反應(yīng)達(dá)到平衡穩(wěn)定時(shí)有C3化合物的分子數(shù)為C5化合物分子數(shù)的2倍的特點(diǎn)”是否可信為釋疑的關(guān)鍵。筆者使用的中學(xué)教材、教參及大學(xué)教材都沒有指明暗反應(yīng)有這一“特點(diǎn)”,不少教師沒有注意到、也不理解這個(gè)“特點(diǎn)”。 顯然,此題的命題內(nèi)在邏輯性不是很清晰,問題的指向性也非十分明確,給學(xué)生答題和教師講評帶來了困惑。
鳴謝：湖南省教育科學(xué)院董仲文老師審閱本文，基本贊同文中觀點(diǎn)并提出很好的建議！
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaosan/124219.html
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