談“光合作用與細胞呼吸”中因果關系語句的表達

全國慶

摘要結合近幾年全國卷（I卷）的考查情況，以“探索光合作用與呼吸作用”為具體實例，開展問題驅動學習，引導學生精準表達。通過這種教學策略，不僅能提高學生的語言表達能力，而且也能提高學生的學科核心素養。

關鍵詞 核心素養 因果關系 語句表達 教學策略 問題驅動

中圖分類號C633. 91

文獻標志碼B

生物學是自然科學中的一門基礎學科，是研究生命現象和生命活動規律的科學。本課程是以提高學生生物學學科核心素養為宗旨的學科課程，是樹立社會主義核心價值觀、落實立德樹人根本任務的重要載體。著眼于學生適應未來社會發展和個人生活的需要，在《普通高中生物學課程標準（2017年版）》中，明確提出“從生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任”等方面發展學生的學科核心素養，充分體現本課程的學科特點和育人價值，是本課程的設計宗旨和實施中的基本要求。

1 “因果關系語句”是考查學科核心素養的重要載體

“核心素養”現今己成為生物教學的出發點與落腳點，成為歷年高考考查的重要方向。而試題考查的重要形式就是“因果關系語句”表達，此類題目表面上考查考生的表達能力，其實質是對生命現象內在本質的深度考查，對思維邏輯性、科學性及全面性的考查。這種考查有利于區分學生的綜合能力水平，改善目前學生語言表達與文字書寫能力整體薄弱的狀況，同時體現了國家提倡基于核心素養下的教學和人才梯度選拔方式。

通過對近五年高考生物全國卷分析可知，對因果關系語言表達所占分值比例大，重視對專業語言的應用，對語言表達能力要求高。高考生物試題對語言表達能力的考查就是對核心素養考查的一種重要形式，通過考查學生的語言表達能力來增強學生對結構與功能觀、進化與適應觀、穩態與平衡觀、物質與能量觀等生命觀念的理解和用科學的思維去解決生活實際問題的能力。這種考查導向在無形中要求教師必須以提高學生所具備的核心素養為中心進行教學，培養學生用生命觀念認識生命世界，辨別科學與偽科學;培養學生養成科學思維的習慣，激發探究生命科學的熱情;增強健康生活、關愛生命意識和保護環境等社會責任感，從而落實黨的教育方針，體現立德樹人的國家意志。

2 開展問題驅動學習，引導學生精準表達

2.1 以問題驅動組織教學，引導學生理解因果關系

教師設置多種任務，對細胞呼吸和光合作用原理、影響因素和呼吸速率與光合速率測定的分析和設問，引導學生深刻理解相關知識之間的內在聯系和因果關系，促進學生形成完整統一的結構和功能觀、物質和能量觀的生命觀念、嚴謹且縝密的科學思維等學科核心素養，激發學習生物學科的興趣。

2.1.1任務1：細胞呼吸和光合作用原理

教師為了引導學生構建有氧呼吸過程簡圖（圖1），提供驅動問題：

①有氧呼吸過程中的物質和能量變化是怎樣的？②為植物提供H2 18O，最先在什么物質中發現18O，為什么？③將酵母菌裂解并離心，將上清液置（細胞質基質）于甲試管，沉淀物（細胞器）置于乙試管，完整酵母菌置于丙試管，并滴加等量等濃度的葡萄糖溶液于3只試管，則能生成CO2和H2O的是哪只試管？為什么？

教師為了引導學生構建光合作用過程簡圖（圖2），提供驅動問題：

①光合作用過程中的物質和能量變化是怎樣的？②光合作用光反應與暗反應有什么聯系？為什么說光反應與暗反應是一個整體？③當光照強度和CO2濃度發生改變，短時間內C3、C5、ATP和[H]等的含量是如何變化的？為什么？

2.1.2任務2：影響細胞呼吸和光合作用的環境因素

教師展示O2濃度對細胞呼吸速率的影響曲線（圖3），以問題驅動學生思考：①隨著O2濃度的增加，無氧呼吸釋放的CO2是如何變化的？有氧呼吸中釋放的CO2變化是什么？②為什么CO2的釋放總量先減少后增加？③糧食和蔬菜在保存時對O2有怎樣的要求？

教師展示光照強度對光合速率的影響曲線（圖4），以問題驅動學生思考：①光照強度對光合速率的影響規律是什么？②什么是光補償點、光飽和點？③“三率”之間有怎樣的關系？其對植物體的生長有怎樣的影響？④CO2濃度和溫度對光合速率又有怎樣的影響？

教師展示葉肉細胞氣體代謝圖（圖5），以問題驅動學生思考：①在黑暗條件下，存在的過程有哪些？為什么？②若該葉肉細胞的呼吸作用大于光合作用，則存在哪些過程？③若該葉肉細胞的呼吸作用小于光合作用，則存在哪些過程？④若植物體所有葉肉細胞均滿足呼吸作用等于光合作用，則整個植物體呼吸作用與光合作用有什么關系？為什么？⑤簡述細胞呼吸和光合作用之間的聯系。

2.1.3 任務3：“裝置法”測定呼吸速率和光合速率

為了促進學生對探究實驗的思考，教師利用測定植物呼吸速率和光合速率的裝置示意圖，引導學生思考：

①利用上述裝置如何測定植物的呼吸速率和光合速率？②所得數據如何處理？③如何設置對照以減小實驗誤差？

2.2 以因果關系為思維軸線，引導學生精準表達

【例1】（2017.全國卷I.29）植物的CO2補償點是指由于CO2的限制，光合速率與呼吸速率相等時環境中的CO2濃度，己知甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的。回答下列問題：

（1）將正常生長的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，適宜條件下照光培養。培養后發現兩種植物的光合速率都降低，原因是，甲種植物凈光合速率為0時，乙種植物凈光合速率____（填“大于0”“等于0”或“小于0”）。

（2）若將甲種植物密閉在無O2、但其他條件適宜的小室中，照光培養一段時間后，發現植物的有氧呼吸增加，原因是________。

解析：本題的考點定位為影響光合作用和有氧呼吸的因素，考查CO2濃度對不同植物的光合作用影響和氧氣對有氧呼吸的影響。第（1）題第一空，從題干的信息可知，適宜條件下進行照光培養，甲、乙植物都進行光合作用，且由于兩植物的光合速率大于呼吸速率，使得密閉小室內的CO2濃度下降，造成兩植物光合速率都下降。這一空只有找準“照光一甲乙進行光合作用+光合速率大于呼吸速率一密閉小室CO2濃度降低一甲乙光合速率降低”這條因果軸線才能精準作答。第（2）題，甲植物在光下進行光合作用釋放的O2使密閉小室中O2增加，而有機物分解產生的還原型輔酶I （NADH）與O2結合生成水，是發生在有氧呼吸過程中的一個重要過程，因此當O2含量增加時，有氧呼吸強度會增加。這一題需要找準“甲植物光合作用產生O2一密閉小室中O2濃度增加+O2和NADH結合是有氧呼吸第三階段一有氧呼吸增加”這層因果關系才能精準作答。

問題是思考的開始，表達是對問題進行深度思考、加工、整理的結果。教師利用問題驅動，引導學生準確表達因果關系語句，不僅能提高學生的語言表達能力，還能激發學生對生命現象、生命活動規律的深度思考，進而提升學生的生命觀念、科學思維等生物學學科核心素養。

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