2011年高考生物全国卷一试题及答案详解(2011全国卷理综生物)

对2011年的一道高考理综生物试题的疑问

湖南省郴州市第五中学　聂登福
　湖南省新田县第一中学　胡平新

对2011年普通高考理科综合能力测试(全国新课标卷)第29题的部分答案和命题立意存有疑问。

1 试题

29．(9分)在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0．003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如图1。

回答问题：

(1)图中物质A是C3化合物。

(2)在CO2浓度为1%的环境中,物质B的浓度比物质A的浓度低,原因是＿＿＿＿＿＿＿＿；

将CO2浓度迅速降低到0．003%后,物质B的浓度升高的原因是CO2的浓度突然降低时,C5化合物的合成速率暂时不变,消耗速率却减慢,导致C5化合物积累。

(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0．003%的环境中,暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时,物质A的浓度比物质B的浓度＿＿＿(“高”,“低”)。

(4)CO2浓度为0．003%时,该植物光合速率最大时所需的光照强度比CO2浓度为1%时的低，原因是CO2浓度低时,暗反应强度低,所需ATP和[H]少。

2 对试题的疑问

2．1 对第29(2)题第一空的疑问 该空的答案为“暗反应速率在该环境中达到稳定，即C3和C5化合物含量稳定。根据暗反应的特点，此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍”。按照这一答案,该题好像是考察对“暗反应达到平衡稳定时,C3化合物的分子数是C5化合物分子数的2倍”这一知识点的识记。据来自阅卷老师的消息,湖南考生,没有一人按这一预设答案作答。“暗反应达到平衡稳定时,C3化合物的分子数是C5化合物分子数的2倍”,这是学生应该要知道的且正确的一个知识点吗?

若该题属实验资料分析型,对该空也会生出疑问。

1%CO2浓度的环境是实验条件,并非植物真实的生活环境。此时的C3化合物和C5化合物含量的大小关系能否反映植物在长期适应的真实生活环境里的叶片暗反应中C3化合物和C5化合物含量?能否作为答第(3)小题的依据?

在CO2浓度为1%的环境中,物质B的浓度比物质A的浓度低,可看作实测数据。从哪里获知“根据暗反应的特点,此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍”?进而解释物质A的浓度比物质B的浓度高的原因。

C3和C5化合物含量达到稳定是暗反应达到平衡的标志,从中学教材中的暗反应图解(图2)来看,达到平衡的条件应是:C3化合物的生成量与消耗量相等,C5化合物的生成量与消耗量相等，且前者是后者的2倍。此时叶片暗反应中C3化合物的分子数为C5化合物的2倍,并非达到平衡的必要条件。通过媒体发布的试题答案中的观点“暗反应速率达到稳定,即C3和C5化合物含量稳定时,C3化合物的分子数是C5化合物的2倍”,不一定成立。

CO2浓度为1%的环境中,物质B的浓度为什么比物质A的浓度低？考生是解释不清的。湖南省评卷细则中的答案要点为“C5化合物(B)与CO2相结合,生成C3(A)或直接写反应式C5+ CO2→C3”。这是意识到试题存在问题的情况下给出的不是答案的答案。

2．2 对第29(3)小题的疑问 不了解该大题400s之后的实验数据,凭所谓的知识或生物学观念,对第29(3)题,可以从不同角度推测出不同答案。

2．2．1 可以填“高”的理由与疑问 植物细胞内的代谢具有反馈调节机制,能够维持代谢平衡。受到外界环境变化的影响,细胞代谢有所变化,细胞内多种化学物质的含量发生波动,但最终恢复或接近原来的平衡状态。第(3)小题应填“高”,试题答案如此。

如果第(3)小题填“高”，题图中400秒后的曲线应发生转折,A曲线升高或B曲线继续明显下降,或两者都发生。中学师生又根据什么应该知道的知识或应该具备的能力去推测两曲线在400秒以后的转折性变化而确信自己的判断呢?

2．2．2 可以填“低”的理由与疑问 外界环境的变化,破坏细胞内原来的代谢平衡,也可以达到新的平衡。从某一时刻开始,产生多少C3化合物,就消耗多少C3化合物[用于(CH2O)和C5化合物的合成],产生C3化合物需要多少C5化合物就合成多少C5化合物,就达到平衡了。什么时候达到新的平衡?新的平衡状态下C3化合物和C5化合物的数量关系怎样？要靠实验数据来说明。题图中400秒附近的曲线有趋于稳定之势(就算曲线末端有点上翘,还可看作稳定中的小范围波动，即稳定是一种动态平衡),学生答第(3)小题也可以填“低”。

怎样认定两种二氧化碳浓度下的平衡状态相似?如果两种二氧化碳浓度下的平衡状态不相同,又怎样教学生推测新的平衡状态?

3 对CO2浓度变化影响暗反应中C3化合物和C5化合物相对含量变化的猜测之一

CO2浓度降低时,C3化合物生成量减少,易被消耗掉,浓度偏低；此时对C5化合物的消耗减少,C5化合物浓度升高。一段时间后又达到平衡时,C5化合物浓度受反馈调节的影响有所降低,但如果仍然维持在较高水平,从化学反应平衡移动原理分析,或许有利于利用低浓度的CO2,能增强植物对低浓度CO2环境的适应性。

4 结论

“暗反应达到平衡稳定时有C3化合物的分子数为C5化合物分子数的2倍的特点”是否可信为释疑的关键。笔者使用的中学教材、教参及大学教材都没有指明暗反应有这一“特点”,不少教师没有注意到、也不理解这个“特点”。 显然,此题的命题内在逻辑性不是很清晰,问题的指向性也非十分明确,给学生答题和教师讲评带来了困惑。

鸣谢：湖南省教育科学院董仲文老师审阅本文，基本赞同文中观点并提出很好的建议！

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