“變臉”復習 提升課堂有效性
——以“光合作用與細胞呼吸”為例

重慶

高三一輪復習的時間相對較長，這個時期學生已經學完所有的基礎知識，通過由“點”到“面”的復習，可以將知識點連接成知識網絡，是溫故知新的最佳時期。筆者認為，一輪復習需要追求課堂的有效性，更要充分調動學生的積極性，避免對舊知識的簡單重復，否則，復習的效果會大打折扣。因此，教師在組織教學時需要進行適當的“變臉”，筆者以“植物的光合作用與細胞呼吸”這一高頻考點為例進行說明，希望可以為各位讀者提供復習思路。

一、考情分析

在2019年《普通高等學校招生全國統一考試大綱的說明》（以下簡稱《考試說明》）中，本部分的必考內容有“光合作用的基本過程”“影響光合作用速率的環境因素”“細胞呼吸”，并且三者全部是Ⅱ級要求，即要求學生理解《考試說明》中所列知識和其他相關知識之間的聯系和區別，并能在較復雜的情境中綜合運用其進行分析、判斷、推理和評價。《普通高中生物學課程標準（2017年版）》（以下簡稱《課程標準》）中要求學生“說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉變為糖與氧氣的過程中，轉換并儲存為糖分子中的化學能”“說明生物通過細胞呼吸將儲存在有機分子中的能量轉化為生命活動可以利用的能量”。傳統的復習方式往往是復習概念、過程、曲線、實驗等，這樣的方式對于學生掌握基礎知識還是有必要、有效的，但是很顯然，基礎知識只是基石，學生還必須從本質上認知光合作用與細胞呼吸，這樣才能達到《考試說明》與《課程標準》中的要求。

高考全國卷對于光合作用與細胞呼吸的考查一向以能力立意為主，以2018年三套高考全國卷試題為例，全國卷Ⅰ以曲線為載體，從全新的角度考查學生對陰生植物、凈光合速率等概念的理解；全國卷Ⅱ、全國卷Ⅲ的考查形式類似，分別考查光飽和點和群體干物質的積累量，這些考查方式都需要學生充分理解所學內容，綜合分析才能做出合理的判斷。2017年、2016年的全國卷試題均是如此，僅僅對知識進行簡單記憶已經不符合全國卷的要求。

二、復習建議

對于光合作用和細胞呼吸部分的復習，筆者從生命系統的結構層次得到啟發，復習時從細胞（細胞器）水平、器官水平、個體水平、種群水平等角度，對光合作用與細胞呼吸進行深度解讀和剖析，讓學生從不同層次、不同角度加深對光合作用與細胞呼吸的理解，對于提高學生的理解能力、綜合運用能力有積極意義。下文筆者主要從“器官”這一層次對植物的光合作用與細胞呼吸進行解讀。

被子植物的器官分為根、莖、葉、花、果實、種子，進行光合作用的主要部位是葉片（葉肉細胞），其余器官中進行光合作用的細胞較少，考查時一般沒有涉及，這些器官主要考查利用光合作用產物進行細胞呼吸。高中階段可以簡化為葉肉細胞在適宜的條件下可以進行光合作用，包括葉肉細胞在內，幾乎所有細胞都能進行細胞呼吸。由于吸收水分和無機鹽的主要器官是根，種子又是光合產物的重要輸入器官，因此，在復習時可以重點分析葉片、根、種子三個器官與植株光合作用、細胞呼吸的考查形式。

（一）葉片與光合作用、細胞呼吸

學生對于植物的微觀結構并不是很熟悉，教師可以選擇合適的配圖（如圖1）進行適當地拓展。

圖1

如圖1是葉片（C3植物）的結構示意圖，維管束鞘細胞、角質層等不需要具體掌握，但是通過將完整的葉片切面呈現給學生，可便于他們從總體上進行理解。通過識圖可以發現，有些細胞，如表皮細胞、韌皮部細胞和木質部細胞等，不含葉綠體，不能進行光合作用，也可以發現葉片中靠近上、下表皮的葉肉細胞（柵欄組織和海綿組織）中葉綠體數量不同，這些恰好可以用結構與功能觀進行理解。這些不需要具體闡述，只需要讓學生認識到葉片中并非所有細胞都可以進行光合作用即可。

葉片上氣孔的開閉對于光合作用的影響極大，教師可以進一步補充保衛細胞的相關知識，幫助學生理解氣孔開閉的本質與影響，避免死記硬背。學生了解了氣孔開閉原理之后，對于植物“午休現象”的理解就會回歸到本質上來，即凡是能引起保衛細胞失水的因素，都會造成氣孔在一定程度上的關閉，從而引起植物因缺乏光合作用原料而導致光合速率的降低。

【例1】（2016年，全國卷Ⅲ，第29題）為了探究某地夏日晴天中午時氣溫和相對濕度對A品種小麥光合作用的影響，某研究小組將生長狀態一致的A品種小麥植株分為5組，1組在田間生長作為對照組，另4組在人工氣候室中生長作為實驗組，并保持其光照和CO2濃度等條件與對照組相同。于中午12:30測定各組葉片的光合速率，各組實驗處理及結果如表1所示：

表1

回答下列問題：

（1）根據本實驗結果，可以推測中午時對小麥光合速率影響較大的環境因素是_______，其依據是______________________；并可推測，_________（填“增加”或“降低”）麥田環境的相對濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度。

（2）在實驗組中，若適當提高第________組的環境溫度能提高小麥的光合速率，其原因是_____________________________________。

（3）小麥葉片氣孔開放時，CO2進入葉肉細胞的過程____（填“需要”或“不需要”）載體蛋白，_________（填“需要”或“不需要”）消耗ATP。

【參考答案】（1）濕度（或相對濕度）在相同溫度條件下，相對濕度改變時光合速率變化較大 增加

（2）四 該實驗組的環境溫度未達到光合作用的最適溫度 （3）不需要 不需要

建議教師使用原題時，可以適當增加一些改編，以達到多角度挖掘、考查的效果，也可以讓學生嘗試設問，這對于提高學生的思維品質有益。

同時，在例1的基礎上，可以補充以下情境，考查學生分析問題的能力。生活在干旱環境中的植物，如景天科多肉植物，進化出一套適應干旱環境的機制 —— 夜間氣孔開放，將吸收的CO2生成蘋果酸儲存在液泡中，白天氣孔關閉，液泡中的蘋果酸經脫羧作用釋放CO2用于光合作用，這樣的機制避免了氣孔關閉帶來的影響（如圖2所示）。

圖2

（二）根與光合作用、細胞呼吸

根細胞不能進行光合作用，但是根可以吸收水和無機鹽（如Mg2+、Fe2+等），有些植物的根還可以吸收二氧化碳，從而影響光合作用。對于生長在土壤中的植物而言，土壤板結現象會影響水分的吸收，同時也會影響根細胞的呼吸速率，間接影響植物對無機鹽的吸收，陸生植物如果遭遇水淹，根細胞會因為缺氧而進行無氧呼吸，產生的酒精會導致根部細胞死亡，最終導致植株死亡。因此，根與植物的光合作用、細胞呼吸都有著密切的關系。

【例2】水稻是鹽敏感植物，耐鹽能力較弱。科研人員從甲、乙兩個水稻品種中挑選長勢相同的幼苗若干，平均分成三組，分別栽培于鹽濃度不同的培養液中（其他條件相同且適宜），30天后測定其根系相對活力（根對物質的吸收能力）和凈光合速率，結果如表2所示：

表2

（1）該實驗的目的是___________________________________。

（2）甲、乙品種中，耐鹽品種是__________，判斷的依據是______________________________。

（3）根系活力下降導致甲、乙凈光合速率下降，其原因是_______________________________________________。

【參考答案】（1）探究不同鹽濃度對甲、乙品種水稻根系活力和凈光合速率的影響 （2）乙 乙根系活力與凈光合速率的下降幅度均小于甲 （3）根系活力下降，植物對水分和Mg、N、P等礦質元素的吸收能力下降，植株新陳代謝減慢，氣孔部分關閉，CO2吸收減少，葉綠素、酶等物質合成減少，光合作用速率下降幅度大于細胞呼吸

（三）種子與光合作用、細胞呼吸

種子（或果實）是植物光合作用產物的重要輸入器官，葉片的光合作用產物被及時運走，可以避免葉片中光合作用產物的積累，有利于光合作用的持續進行，具體可以參考2013年北京卷第29題（題略）。

現行人教版普通高中教材中已經省去了種子的發育與萌發相關的知識點，復習時教師可以適度補充，讓學生對于植物能量的來源、消耗有完整的認知。另外，種子可以聯系的章節也較廣，結合種子可考查赤霉素、脫落酸等激素（如圖3所示），考查細胞增殖，考查光合作用，考查細胞呼吸（實驗考查細胞呼吸方式、呼吸熵、物質變化等）。因此，有關種子的考查在全國卷、海南卷等試題中屢見不鮮。

圖3

【例3】將玉米種子置于25℃、黑暗、水分適宜的條件下萌發，每天定時取相同數量的萌發種子，一半直接烘干稱重，另一半切取胚乳烘干稱重，計算每粒的平均干重，結果如圖4所示，若只考慮種子萌發所需的營養物質來源于胚乳，據圖4回答下列問題。

圖4

（1）萌發過程中胚乳組織中的淀粉被水解成________，再通過_______作用為種子萌發提供能量。

（2）萌發過程中在________小時之間種子的呼吸速率最大，在該時間段內每粒種子呼吸消耗的平均干重為________mg。

（3）萌發過程中胚乳的部分營養物質轉化成幼苗的組成物質，其最大轉化速率為_______mg·粒-1·d-1。

（4）若保持實驗條件不變，120小時后萌發種子的干重變化趨勢是________，原因是________________________________________________。

【參考答案】（1）葡萄糖 呼吸（或生物氧化）

（2）72～96 26.5 （3）22 （4）下降幼苗細胞呼吸消耗有機物，且不能進行光合作用

高三一輪復習是學生提升能力的重要階段，也是利于學生養成良好思維習慣的重要階段，教師應該充分利用好這一重要時期，有效引導，復習就能達到事半功倍的效果。