对2006年理综全国卷Ⅰ第30小题的分析与解答

1、对2006年理综全国卷第30小题的分析与解答湖北省恩施清江外国语学校（445000） 彭邦凤试题及标准答案链接试题(22分)为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对你的预测结果进行分析。实验材料与用具：烟草幼苗、试管两支、蒸馏水、NaHCO3稀溶液（为光合作用提供原料）、真空泵、暗培养箱、日光灯（实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中O2、CO2在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计）。实验步骤和预测实验结果：（1）剪取两小块相同的烟草叶片，分别放入盛有等量蒸馏水和NaHC

2、O3稀溶液的两支试管中。此时，叶片均浮在水面上。（2）用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体，敞开试管口，可观察到叶片均下沉到试管底部。（3）·分析预测的结果：·标准答案：实验步骤和预测实验结果：将这两支试管放在日光灯下，照光一段时间，结果：NaHCO3稀溶液中的叶片上浮，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间，结果：NaHCO3稀溶液中的叶片下沉，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。分析预测的结果：光照下，NaHCO3稀溶液中的叶片进行光合作用，释放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，叶肉细胞间隙中O2增加，叶片上浮。而蒸馏水中缺乏CO2和O2，

3、叶片不能进行光合作用和有氧呼吸，叶肉细胞间隙缺乏气体，因此叶片位于试管底部。黑暗中，NaHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用，消耗了叶肉细胞间隙中的O2，放出CO2溶于NaHCO3稀溶液中，叶肉细胞间隙缺乏气体，叶片下沉。而蒸馏水中缺乏O2，叶片不能进行有氧呼吸，叶肉细胞间隙仍缺乏气体，因此叶片位于试管底部。试题的分析与解答1 试题的成功之处考察的内容体现了大纲考纲的要求。考察知识突出主干，能力要求较高，整体来看，既重知识考察，又重能力考察；既考察了生物知识，又考察了与生物相关的物理、化学知识；既考察了植物生理方面的知识，又考察了植物形态学方面的内容。这是以前试题中很难看到的一种好现象，是一种很

4、好的尝试。2 试题及标准答案存在的几点不足21 试题缺乏限制条件，导致答案不唯一。由于题目未有明确指出：叶片是叶片背侧朝上还是叶片上表面朝上，Na2CO3（NaHCO3溶液提供CO2时生成）从叶肉细胞间隙获取CO2并与之反应能力的强弱，叶片含有多少气体可上浮，叶片在两种不同溶液中排开等体积的溶液时所受到的浮力大小不同，导致答案不唯一。22 实验中同时存在多个变量，违背单一变量原则。 23 标准答案缺乏对相关条件的周密分析，对光合作用的概念理解有误，标准答案不标准。标答认为只有光反应和暗反应都进行才进行光合作用，忽视了光合作用包括光反应和暗反应两个方面，蒸馏水中的叶片尽管因缺乏CO2不能进行暗反

5、应，却可进行水光解（直到NADP+和ADP、Pi不足时为止），因此，标答认为蒸馏水中的叶片不进行光合作用是不准确的。3 准确解答此题应考虑的几个方面31 叶片所受重力G重（等于m叶片g）与浮力F浮（等于液V排g）的大小，G重F浮下沉，G重F浮上浮，G重F浮维持原状。32 叶片是背侧（气孔多）面向液体，还是叶片上表面（气孔少）面向液体。若背侧在上则叶片可直接与空气进行气体交换不下沉；若叶片上表面与液面接触叶片将不能直接与空气交换，此时叶片是否下沉取决于细胞间隙中气体被消耗的情况，若叶肉细胞间隙中所含CO2被NaHCO3稀溶液吸收较完全（实质上是溶液中的Na2CO3与CO2反应生成NaHCO3）将

6、导致叶片下沉，蒸馏水因无法吸收细胞间隙的CO2叶片将不会下沉。33 叶片上表面朝上或叶片背侧朝上是否影响光合作用的正常进行。34 溶液密度大小。NaHCO3稀溶液比蒸馏水密度大，排开相同体积的溶液时，叶片在NaHCO3稀溶液中受到的浮力大、蒸馏水中受到的浮力小。35 NaHCO3稀溶液在供给叶片CO2时生成的Na2CO3从气孔中获取CO2的能力有多强，是否能使叶肉细胞间隙中气体减少到可使叶片下沉的程度。36 产生多少气体能使叶片上浮。光照条件下，因NaHCO3稀溶液能为叶片提供CO2而使叶片正常进行光合作用产生较多O2，另因NaHCO3稀溶液密度较大，叶片能够快速上浮；叶片在蒸馏水中，因无CO

7、2供给，光合作用不能持续进行，只能进行一定程度的光反应（直到NADP+和ADP、Pi不足时为止），产生少量O2（产生的O2可供叶片进行有氧呼吸，但二者具有不同步性，可能使叶肉细胞间隙贮存一定量的气体），叶片上浮或在试管底部（取决于上浮需要气体的多少）。4 针对上述分析，解答情况如下第一种情况实验步骤和预测实验结果：将这两支试管放在日光灯下，照光一段时间，结果：NaHCO3稀溶液中的叶片上浮较快，蒸馏水中的叶片亦上浮（相对于NaHCO3稀溶液中的叶片上浮慢）。再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间（叶片背侧与液面接触），结果：NaHCO3稀溶液中的叶片下沉，蒸馏水中的叶片仍处于上浮状态。分析预测结

8、果：光照下，NaHCO3稀溶液中的叶片光合作用正常进行，释放出的O2多于呼吸消耗，叶肉细胞间隙中的O2增加，加之，溶液密度比蒸馏水大，叶片上浮较快。尽管蒸馏水中的叶片缺乏CO2，光合作用不能持续进行，但水光解可产生一定量的O2使叶肉细胞间隙贮存气体，导致叶片上浮。黑暗中（叶片背侧与液面接触），NaHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用，消耗了叶肉细胞间隙中的O2，放出的CO2溶于NaHCO3稀溶液中，导致叶肉细胞间隙气体缺乏，叶片下沉。蒸馏水中的叶片进行有氧呼吸时，消耗叶肉细胞间隙中的O2产生的CO2不溶于蒸馏水（题目条件），叶片仍维持上浮状态。第二种情况实验步骤和预测实验结果：将这两支试管放在日

9、光灯下，照光一段时间，结果：NaHCO3稀溶液中的叶片上浮，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间（叶片背侧与液面接触），结果：NaHCO3稀溶液中的叶片下沉，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。分析预测结果：光照下，NaHCO3稀溶液中的叶片光合作用正常进行，释放出的O2多于呼吸消耗，叶肉细胞间隙中的O2增加，叶片上浮。蒸馏水中缺乏CO2，叶片光合作用不能正常进行，水光解产生少量O2，叶肉细胞间隙气体较少，体积增大后的叶片所受浮力仍小于重力，叶片位于试管底部。黑暗中（叶片背侧与液面接触），NaHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用消耗叶肉细胞间隙中的O2，放出的CO2溶于NaH

10、CO3稀溶液中，导致叶肉细胞间隙气体缺乏，叶片下沉。蒸馏水中的叶片叶肉细胞间隙中气体不足，仍处于试管底部。第三种情况实验步骤和预测实验结果：将这两支试管放在日光灯下，照光一段时间，结果：NaHCO3稀溶液中的叶片上浮较快，蒸馏水中的叶片上浮。再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间（叶片上表面与液面接触），结果：NaHCO3稀溶液中的叶片和蒸馏水中的叶片均处于上浮状态。分析预测结果：光照下，NaHCO3稀溶液中的叶片光合作用正常进行，释放出的O2多于呼吸作用消耗，叶肉细胞间隙中的O2增加，加之，溶液密度比蒸馏水大，叶片上浮较快。蒸馏水中尽管缺乏CO2，叶片光合作用不能正常进行，但因水光解产生一定量

11、的O2使叶肉细胞间隙贮存气体，叶片上浮。黑暗中（叶片上表面与液面接触），无论是NaHCO3稀溶液中的叶片，还是蒸馏水中的叶片，由于能够与空气直接进行气体交换，叶肉细胞间隙中均含有气体而不下沉，仍处于上浮状态。第四种情况实验步骤和预测实验结果：将这两支试管放在日光灯下，照光一段时间，结果：NaHCO3稀溶液中的叶片上浮，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间（叶片上表面与液面接触），结果：NaHCO3稀溶液中的叶片仍上浮，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。分析预测结果：光照下，NaHCO3稀溶液中的叶片光合作用正常进行，释放出的O2多于呼吸消耗，叶肉细胞间隙中的O2增加，叶片上浮。而蒸馏水中的叶片因缺乏CO2光合作用不能正常进行，只产生少量O2，叶肉细胞间隙气体较少，体积增大后的叶片所受浮力仍小于重力，叶片位于试管底部。黑暗中（叶片上表面与液面接触），由于NaHCO3稀溶液中的叶片可直接与空气进行气体交换，故不下沉。蒸馏水中的叶片叶肉细胞间隙中的少量O2在进行有氧呼吸时产生的CO2虽不溶于蒸馏水，但因其产生的CO2体积与O2相等，故仍处于试管底部。基于以上分析，笔者认为：对试题可作两种处理，一是遵循试题