依托原創試題設計 助力“細胞呼吸”專題復習

張紅霞 羅福海

一、高考評價體系背景下的試題命制要求

高考評價體系由“一核”“四層”“四翼”組成，其中“一核”為考的核心功能，回答“為什么考”的問題：“四層”為高考考查的內容，回答“考什么”的問題：“四翼”為高考的考查要求，回答“怎么考”的問題，高考評價體系將應考查的內容凝練為“四層”，即“核心價值”“學科素養”“關鍵能力”“必備知識”.“四層”緊密關聯，構成有機整體，使素質教育目標在高考中得到系統的體現.基于高考評價體系的“四層”為考查內容設計試題，可以使得試題設計立意突出、考查全面.

二、試題設計及解析

1.呈現細胞呼吸過程.注重實驗與概念融合

例1如表1所示，將酵母菌經過一定處理后，分裝在4支試管中加入不同的物質，并向試管中通入無菌18 O2.實驗在適宜溫度下進行，分組實驗，下列關于實驗現象及相關陳述正確的是（

）.

A.題干中對酵母菌的處理方法為對其破碎并進行密度梯度離心

B.試管1內有14 CO2、H2180生成，說明 14 CO2的產生場所為線粒體

C.試管2中有14C的丙酮酸生成，與試管3-樣葡萄糖的量都減少

D.試管4中丙酮酸的量減少，有“CO2的生成，也有H2，180的生成

參考答案：D

試題解析本題以酵母菌的呼吸作用為情境，屬于實驗探究情境，體現基礎性，側重考查知識與觀念和科學思維.題干中對酵母菌的處理方法為對其破碎并進行差速離心，可分離各種細胞器，A錯誤;試管1內有14 CO2、H2，18O生成，但無法說明14 CO2的產生場所為線粒體，B錯誤;試管2中有14 C的丙酮酸生成，葡萄糖的量減少，但試管3中葡萄糖的量不發生改變，C錯誤：試管4中丙酮酸的量減少，有14 CO，的生成，由于第二階段有[H]產生，因此也有H，'80的生成.D正確，

解題策略 此類考查細胞呼吸過程分析的題目可以通過構建概念圖有效突破學習重難點，利于學生充分理解細胞呼吸的本質.例如本題可構建細胞呼吸的概念圖如圖1所示.

通過概念圖，直觀地將細胞呼吸各階段的物質轉化和能量轉化體現出來，以圖的形式把復雜抽象的過程具體化，題目也迎刃而解.同時概念圖可引導學生將零散的知識系統化，將抽象的概念清晰化.

2.分析細胞呼吸實驗，拓展科學思維訓練

例2某實驗小組為了研究水分和氮素對玉米葉片呼吸速率的影響，采用溫室盆栽試驗，在中度水分脅迫（ W50）、輕度水分脅迫（W70）和充足供水（ W90）三個水分處理下設低氮（N1，1.0g.盆-1）、中氮（N2.5，2.5 g.盆-1）和高氮（N5，5.0 g.盆-1）三個氮水平進行測定，實驗結果如圖2所示，回答下列問題.

（1）圖中呼吸速率的測定需要滿足的條件是_____ .氧電極法可測定吸氧速率，此方法需要對種子內線粒體進行分離，分離線粒體的方法是 ____ .

（2）圖中N1處理下，隨水分脅迫加重，呼吸速率 _____ ，原因是水作為原料與 ____ 共同在線粒體內參與代謝.

（3）根據圖2實驗結果，能否得出隨著氮素的增加可以緩解水分脅迫造成的呼吸速率變化，請說明你的理由____ .

（4）研究發現，干旱脅迫下葉綠體會將合成的淀粉粒進行降解，這種變化的生理意義是通過淀粉粒降解，_____ ，從而抵御干旱脅迫.

參考答案：（1）其他條件不變，黑暗下進行測定差速離心法

（2）降低丙酮酸

（3）不能實驗結果中相同水分脅迫下，隨著氮素的增加，呼吸速率先上升，后下降或趨于穩定

（4）增加細胞質濃度，維持細胞內的滲透壓，減少水分流失

試題解析本題以水分和氮素對玉米葉片呼吸速率的影響為情境，屬于實驗探究、生活實踐情境，體現綜合性.主要考查細胞呼吸過程及影響因素等必備知識.考查學生的理解能力和解決問題能力，側重考查知識與觀念和科學思維.本題（1）、（2）屬于基礎知識，重點是題（3）、（4），根據實驗結果可知，相同水分脅迫下，隨著氮素的增加，呼吸速率先上升，后下降或趨于穩定，因此無法得出隨著氮素的增加可以緩解水分脅迫造成的呼吸速率變化：淀粉粒降解，產生多種有機物，使細胞內的滲透壓升高，減少滲透水分，從而抵御干旱脅迫.

解題策略本題中難點是題（3）、（4）的敘述性試題，此類題目因可綜合考查學生理解能力、邏輯推理能力、分析能力和文字表達能力而深受高考命題者的青睞.此類問題的答案要做到層次清晰、邏輯嚴謹，一般常用“三步曲”搭建（原因表述“三步曲”），第一步說明起因，第二步敘述起因引起的變化，第三步表述變化與結果的聯系.常見模式有：起因一變化一結果：起因一變化A-變化B-結果：起因一變化A-變化B-變化C-結果，如題（4），起因為“淀粉粒降解”，變化l為“增加細胞質濃度”，變化2為“減少水分流失”，結果是“抵御干旱脅迫”.

3.體悟“特殊動力作用”，助力綜合思維發展

例3食物特殊動力作用（SDA）是指動物體的代謝因進食而稍有增加.例如，某人基礎代謝率（人體在清醒而極端安靜情況下的能量代謝率）為168. 80 kJ.h-1，當攝取相當于168. 80 kJ的食物，并處于基礎代謝條件下，經測定，這時的代謝率不是168. 80 kJ.h-1，而是176.40 kJ.h-1，顯然，這部分增加的代謝值是因進食引起的，這一現象稱之為“食物特殊動力作用”，回答下列問題.

（l）人體在進行細胞代謝時，產生CO，的具體場所是_____，一般SAD與進食的總熱量無關，而與_____有關.

（2）SDA只能增加體熱的外散，而不能增加可利用的能量，因此，細胞有氧代謝產生的能量去向是________.

（3） SDA量的測定較復雜，但生物的飽食代謝率和饑餓代謝率是必要的測定值，某實驗小組欲測定某水生動物甲的SDA，實驗組用2只等大棕色瓶（A、B），灌滿湖水并各放人經2d -3d饑餓的某水生動物甲多只，實驗開始時在A瓶投入足夠的螺旋藻（食物），并設置空白對照，空白對照組的具體處理為 ，這樣做的目的是 ，經3h處理，測定各瓶溶氧量，可得飽食和饑餓的代謝率.

參考答案：（1）線粒體基質食物的種類、溫度

（2）大部分以熱能形式散失，少部分儲存在ATP中

（3）棕色瓶中只放入與A瓶一樣的螺旋藻矯正螺旋藻對溶氧量的影響

試題解析本題以SDA新概念為情境，主要考查細胞呼吸場所、能量變化和實驗設計等必備知識，屬于實驗探究情境，體現基礎性、應用性和創新性，考查考生的理解能力、實驗探究能力，側重考查科學思維和科學探究，本題（1）、（2）問體現基礎性，學生容易做答，重點是題（3）體現應用性，要求學生正確設計實驗對照.A瓶中投入水生生物和足夠的螺旋藻，可測定飽食代謝率.B瓶只有水生生物，可測定饑餓代謝率.實驗中因變量為測定各瓶溶氧量，由于實驗中螺旋藻會對溶氧量有影響，因此可用棕色瓶中只放入與A瓶一樣的螺旋藻來充當對照，以排除其影響.

解題策略本題以生活情境SDA為載體，基于高考評價體系中“四層”的要求，通過實驗分析考查必備知識、關鍵能力、學科素養，從變量控制的角度看，對照實驗步驟可通過“三步曲”設計（實驗設計“三步曲”）.第一步：主要為了“屏蔽無關變量”而展開：第二步：主要進行“設置實驗變量”的操作;第三步：主要是進行“獲得反應變量”的觀察.單因子實驗分組可依據下表2模型進行，

以此模型，分析題目可得到本題的實驗分組，如表3所示，

對照實驗中，實驗變量的設置是整個實驗設計的“靈魂”，只有找準實驗變量，實驗步驟的設計才能圍繞變量控制的“三步曲”來展開.

三、專題復習策略及建議

1.歸納總結，化零為整，突破知識難點

高中生物學科的知識點較為瑣碎，作為高頻考點的“細胞呼吸”更是如此，因此，學生應對基礎知識、主干知識加以整理和歸類，建構跨章節、跨模塊的知識網絡，以便清晰地理解、記憶和回顧.如例1通過概念圖可迅速找到突破口，得出正確答案.

2.合理歸類，化繁為簡，強化題型訓練

高考生物學試題在學科核心素養的考查上年年創新，題型多種多樣，考查方法千變萬化，對學生的能力要求越來越高.經過一輪輪夯實基礎知識的復習后，二輪專題復習的重點應放在對知識的整合歸納，總結解題方法技巧，提高解題能力等方面.如例2的題（4），例3的題（3），通過對一道典型例題的深度解析，變式衍生，讓學生體驗到解決一類題型的規律，從而達到舉一反三、觸類旁通的效果.

3.科學診斷，糾錯點撥，走出思維誤區

在專題復習中，教師應設法讓學生暴露出存在的問題，及時查缺補漏，而不能讓學生只埋頭苦干，以致于題目一錯再錯.在教學過程中，教師應起到“點火”和“點評”的作用，引導學生主動去學，點燃學生的學習熱情，培養學生的自主學習能力，例如，在“細胞呼吸專題復習”的試題中，教師幾乎在每道題下面都設計了“解題關鍵”一欄，讓學生在做題后自主整理每道典型例題的解題思路.

基金項目：本文為甘肅省教育科學“十三五”規劃2020年度一般課題《高中生物教學中生命教育的實踐與研究》GS[ 2020] GHB4240的研究內容.

（收稿日期：2022 -03 - 13）