蔡利永



摘 要 列舉了自2007年以來江蘇省普通高中學業水平測試(必修)試卷中考查光合作用和細胞呼吸的有關試題,指出了這類試題考查的知識、能力、特點以及命制的意圖、趨勢等,提出了解決這類試題的課堂復習的相關策略。
關鍵詞 題型分析 小高考 復習策略
中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B
在江蘇省普通高中學業水平測試(必修科目)(以下簡稱“小高考”)中,考生如在首次參加某科考試中得到A等級,高考分數可以加1分,一次得到4個A,高考分數可以加5分,因此小高考科目的得A率和考生的4A率成了社會關注的焦點。江蘇省教育考試院在命題過程中,對各等級的比例都是有一定控制的,比如生物科目的全省得A率一般控制在15%左右,這種控制主要是通過命題過程中設置一定量的難題來實現的,難題的分值一般在15~20分。難題主要分布在2道選擇題和每道非選擇題的最后幾個設問中。如果考生能突破這些難題,A等級基本上就到手了。
1 有關“光合作用和細胞呼吸”試題的分析
自2007年以來的9年小高考試題中,除了2012年的非選擇題中沒有出現有關“光合作用和細胞呼吸”的題目外,其余8年都出現了相關的非選擇題。典型的試題如2013年的第36題,試題如下:
圖1表示植物細胞內光合作用和呼吸作用的部分生理過程;圖2表示在二氧化碳充足的條件下,某植物光合速率與光照強度和溫度的關系。請據圖回答:
(1)圖1中過程①進行的場所是_________,過程③稱為_________。
(2) 圖1中有氧呼吸包括過程_________(填序號),過程②進行的場所是_________。
(3) 根據圖2分析,限制a、b兩點光合速率的主要環境因素分別是_________。
(4) 根據圖2,請在答題卡相應坐標中畫出光照強度為L2、溫度在10~30℃間光合速率的變化曲線。
限于篇幅,其他各年試題不再列舉。這類試題主要以過程圖、曲線圖和細胞亞顯微結構圖相結合的形式出現,有了這些豐富的情境,有些設問還是容易加深難度的。考查的核心主干知識是光合作用和細胞呼吸的過程以及兩個過程間的物質聯系,還包括了環境因素對光合作用速率的影響;考查的能力有識圖能力、獲取信息的能力以及分析和綜合能力。這類試題之所以得到命題教師的重視,其實還是跟《考試說明》的要求密切相關的。2016年生物科測試的具體內容和要求中有如表1中的描述。測試等級B屬于理解層次,具體要求之一是:概述所學知識要點,把握知識的內在聯系,形成知識的網絡結構。測試等級C屬于應用層次,具體要求之一是:準確分析用文字、圖解、表格等形式表達的有關生物學的內容,并能用文字、圖表等多種形式,準確表達有關生物學的內容。
因此,這類試題無論從考查的內容和能力,還是從命題的特點來看,都是小高考命題的一種主要形式,同時也是一種命題的趨勢,應在小高考的課堂復習中得到足夠的重視。
2 有關“光合作用和細胞呼吸”的課堂復習策略
課堂引入:教師用PPT展示歷年小高考中有關考查“光合作用和細胞呼吸”的試題,總結這類試題的命題特點、呈現方式、考查內容以及能力要求等,并結合《考試說明》具體闡述B、C等級要求的具體內容,讓學生明確本類試題是考查的重點,也是考查的趨勢。
夯實基礎:本類試題考查的內容主要是光合作用的過程和有氧呼吸的過程,因此解決此類試題的前提是必須把有關光合作用過程和有氧呼吸過程的基礎知識掌握得非常扎實。教師可以設計光合作用光反應和暗反應比較表及呼吸作用不同反應階段的比較表,請學生回歸教材,自主復習兩個過程,然后完成表格的填空,最后請一個學生集體校對答案,教師也可以適當做些補充和完善。
模型建構:在光照條件下,同一個葉肉細胞中光合作用和細胞呼吸同時進行,兩個過程在物質上有著密切的聯系,比如氣體可以互為利用。教師可以讓學生繪制同一葉肉細胞內葉綠體和線粒體之間的物質交換示意圖,用相應的箭頭和文字表示。
這個建構過程難度較大,需要的時間較長,教師在巡回的過程中可以適當指導和提醒,如有學生小組構建了如圖3所示的模型圖。
難點突破:結合圖3,在不同的環境條件下,光合速率和呼吸速率存在差異,圖中箭頭的表示也有所不同,那有哪些環境因素可以影響光合作用的速率呢?從而引出環境因素對光合速率的影響。教師先請學生分析光照強度、CO2濃度以及溫度對光合作用速率的影響,并在各自相應坐標中繪制相關曲線。然后請學生描述曲線的特征及含義,并結合所畫曲線舉例說出農業生產上提高農作物產量的具體措施。
僅僅理解單個環境因素對光合速率的影響顯然是不夠的,還必須通過相關背景提升學生的拓展和綜合分析能力。如結合圖4、5,教師繼續請學生討論和分析。
結合圖4,教師可以提出如下問題,進行拓展分析:(1) 在圖中a、b、c、d、e點所處的條件下,葉肉細胞中光合作用和細胞呼吸的進行情況怎樣?兩者的速率大小怎樣?(2) 結合學生建構的圖3,分析在不同條件下,箭頭該如何表示?比如,b點時,由于光合速率小于呼吸速率,氣體交換的箭頭只能用②、③、⑤、⑥表示;c點時,光合速率等于呼吸速率,氣體交換的箭頭只能用③、⑥表示;再比如d點時,光合速率大于呼吸速率,氣體交換的箭頭只能用①、③、④、⑥表示等。(3) c點所處的光照強度為光補償點,如果某植物白天始終處于c點狀態,該植物在較長時間內能否正常生長?
結合圖5,教師可以提出如下問題進行綜合分析:(1) 圖示說明,影響植物光合速率的因素有哪些?(2) 圖中限制a、b兩點光合速率的主要環境因素分別是什么?(3) 如果光照強度為L2,溫度為20 ℃時,能否通過增加光照強度來提高農作物的產量?(4) 當光照強度為L2、溫度在10~30 ℃之間時,光合速率如何變化?
模型綜合:本類試題呈現的背景主要是光合作用和細胞呼吸的過程模型和相應的曲線模型,兩個模型間往往通過“環境因素限制某些過程的進行”而巧妙地聯系成一個整體。當然也有些題目通過“代謝的細胞學基礎”將細胞亞顯微結構與代謝過程以及相關曲線結合在一起呈現。教師可以通過一些原創試題引導學生在前面所作的一系列鋪墊之下,先具體分析各個模型隱藏的知識要點及含義,然后通過一些內在聯系綜合分析相關設問。
例如下列原創試題:圖6表示某植物葉肉細胞中發生的相關生理過程,其中①~⑤表示過程,甲~丁表示物質。圖7表示該植物凈光合速率在不同環境條件下的變化趨勢。請回答下列問題:
(1) 過程①的進行除了需要光照,還需要分布在葉綠體_________上的色素。
(2) 物質甲的名稱是_________,催化過程⑤的酶位于_________。
(3) 圖7中,CO2濃度在a~b之間時,曲線
表示了凈光合速率隨CO2濃度的增高而增高。
(4) 圖7中,CO2濃度大于c時,曲線B和C所表示的凈光合速率不再增加,限制其增加的生理過程是圖1中的_________(填數字序號)。
(5) 當環境中CO2濃度小于a且光照強度為低光強時,圖7中過程④產生的丁物質_________(填“能”或“不能”)滿足過程②的需要。
學生須先看懂該模型,明白①~⑤表示什么過程,甲~丁表示什么物質。圖7模型反映了光照強度和CO2濃度對凈光合速率的影響,學生須理解這些曲線描述的生物學意義,例如CO2濃度在a~b之間時,隨著隨CO2濃度的增高,凈光合速率增高,隨著光照強度的增加,凈光合速率也增加。再比如,CO2濃度為c,限制曲線C凈光合速率增加的主要環境因素是光照強度,而不是CO2濃度。當環境中CO2濃度小于a,且光照強度為低光強時,凈光合速率為負值,說明光合速率小于呼吸速率,因此細胞呼吸產生的CO2不僅能滿足光合作用的需要,多余的還會釋放到細胞外。
3 結語
針對本類試題,教師通過題型分析、層層鋪墊、重難點突破以及分析綜合等課堂復習策略,對學生是很有幫助的。學生對小高考心中有數,對復習也有的放矢,不但能夯實基礎知識和基本技能,也提升了解決此類試題的能力。