近五年江蘇卷中光合作用與細(xì)胞呼吸試題的深度分析及教學(xué)啟示

摘 要：本文以近五年江蘇高考中光合作用與細(xì)胞呼吸的試題為例，分析其具體考查內(nèi)容及試題的情境設(shè)問并提出教學(xué)啟示.

關(guān)鍵詞：江蘇高考；光合作用與細(xì)胞呼吸；教學(xué)啟示；高中生物

中圖分類號：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-0333（2023）16-0143-03

收稿日期：2023-03-05

作者簡介：張蕓（1983-），女，碩士，高級教師，從事高中生物教學(xué)研究.

1 近五年江蘇高考對光合作用與細(xì)胞呼吸的考查主要考查葉綠體中色素的提取和分離實驗、光合色素的種類、作用及分布、光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過程、光合作用的影響因素、光合產(chǎn)物的儲存和運輸、細(xì)胞呼吸過程、光呼吸、相關(guān)實驗設(shè)計及步驟等，具體見表1.

2 對接高考評價體系看試題的情境設(shè)問

2019年，教育部發(fā)布《中國高考評價體系》，明確了“一核”“四層”“四翼”的概念及其在素質(zhì)教育發(fā)展中的內(nèi)涵：“一核”為考查目的，即立德樹人、服務(wù)選才、引導(dǎo)教學(xué)；“四層”為考查內(nèi)容，即核心價值、學(xué)科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力、必備知識；“四翼”為考查要求，即基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性^[1].明確指出情境是高考考查的載體，高考通過設(shè)置不同層次的情境活動來考查學(xué)生在“四層”內(nèi)容上的表現(xiàn)水平.同時，由于情境活動不同，情境與“四翼”也存在一定的對應(yīng)關(guān)系.從基礎(chǔ)性來看，光合作用與細(xì)胞呼吸的試題中很多都以基本層面的問題情境為載體，要求學(xué)生調(diào)動單一的知識或技能解決問題.如對色素提取和分離實驗中的材料用具、操作步驟等及對光合色素的種類、作用、分布等內(nèi)容的考查.從綜合性來看，不少試題以綜合層面的問題情境為載體，要求學(xué)生綜合運用多種知識或技能解決問題.如2022年第20題第（3）小題要求學(xué)生結(jié)合所給曲線分析CO₂的來源及不再改變的原因.從應(yīng)用性來看，部分試題以生活實踐問題情境或?qū)W習(xí)探索問題情境為載體，要求學(xué)生綜合運用多種知識或技能來解決生活實踐中的應(yīng)用性問題.如2022年第20題第（4）小題要求學(xué)生結(jié)合基因工程的知識及題中所給的代謝途徑，分析降低光呼吸的原因.從創(chuàng)新性來看，有些試題以開放性的生活實踐問題情境或?qū)W習(xí)探索問題情境為載體，要求學(xué)生在開放性的綜合情境中創(chuàng)造性地解決問題，形成創(chuàng)造性的結(jié)果或結(jié)論.如2021年第20題第（4）小題，結(jié)合真實實驗，以表格填空題的形式，考查學(xué)生對生物學(xué)實驗原理、操作及實驗思想的理解.

3 教學(xué)啟示

3.1 立足教材，夯實基礎(chǔ)

根據(jù)“四翼”考查要求，高考命題需要體現(xiàn)基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性.因此，試題中包含一定比例的基礎(chǔ)性試題.因此，高三復(fù)習(xí)時教師可以帶著學(xué)生結(jié)合教材的圖片及文字加深對相關(guān)知識的理解與掌握，對于常考的知識點也可以帶著學(xué)生一起看一看、讀一讀、背一背、默一默，以夯實基礎(chǔ)，做到考試時基礎(chǔ)知識不丟分.

3.2 研究試題，引導(dǎo)教學(xué)

每年的江蘇高考生物試題都會有一些新知識，且不同年份的高考試題間有一定的關(guān)聯(lián)，教師通過加強(qiáng)對試題的研究，不僅可以更新原有的知識體系，還能引導(dǎo)教學(xué)的方向.

如：（2018年29題）葉綠體中過多的還原能可通過物質(zhì)轉(zhuǎn)化，在細(xì)胞質(zhì)中合成NADPH，NADPH中的能量最終可在線粒體的內(nèi)膜（填場所）轉(zhuǎn)移到ATP中；（2021年20題）在光照過強(qiáng)時，細(xì)胞必須耗散掉葉綠體吸收的過多光能，避免細(xì)胞損傷.草酰乙酸／蘋果酸穿梭可有效地將光照產(chǎn)生的NADPH中的還原能輸出葉綠體，并經(jīng)線粒體轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能.

這兩題都考查了葉綠體中的還原能轉(zhuǎn)移到線粒體中的ATP這一知識點.區(qū)別在于2018年的情境和設(shè)問都較簡單，而2021年的較復(fù)雜，可以說2021年是在2018年基礎(chǔ)上的進(jìn)一步深化.

再如：（2019年28題）下列環(huán)境條件和物質(zhì)代謝過程，與C5濃度相關(guān)的有①②③④（填序號）.①外界環(huán)境的CO₂濃度；②葉綠體接受的光照強(qiáng)度 ③受磷酸根離子濃度調(diào)節(jié)的C₃-Ⅱ輸出速度；④酶R催化X與O₂結(jié)合產(chǎn)生C₂化合物的強(qiáng)度.

題中的序號④是光呼吸的部分反應(yīng)，2019年對該知識點的考查也只是初步涉及，而2022年20題則以光呼吸為情境，重點考查光呼吸中的物質(zhì)變化和產(chǎn)生原因.

3.3 串點成線，發(fā)展思維

生物學(xué)科知識點多且瑣碎，學(xué)生對生物學(xué)現(xiàn)象及原理往往只是知其然而不知其所以然，死記硬背，導(dǎo)致做題時不會靈活應(yīng)用.因此，高三復(fù)習(xí)時教師可以將相關(guān)知識點進(jìn)行梳理，串點成線，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識體系.

如在進(jìn)行光合作用暗反應(yīng)過程的復(fù)習(xí)時，可以先結(jié)合卡爾文循環(huán)發(fā)現(xiàn)的科學(xué)史及圖1復(fù)習(xí)暗反應(yīng)階段的物質(zhì)和能量變化等，并指出由于卡爾文循環(huán)中CO₂固定形成的第一種穩(wěn)定的化合物是一種三碳化合物，所以卡爾文循環(huán)也叫C3途徑.同時明確C3途徑的產(chǎn)物是磷酸丙糖，它可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為淀粉或蔗糖.在哪里轉(zhuǎn)化呢？展示圖2，淀粉和蔗糖是分別在葉綠體基質(zhì)和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中由磷酸丙糖轉(zhuǎn)化而來的.結(jié)合圖2還能分析光合產(chǎn)物以蔗糖形式運輸?shù)膯栴}.只能進(jìn)行C3途徑的植物為C3植物，它們具有怎樣的結(jié)構(gòu)呢？展示圖3并引出對C4途徑（如圖4所示）的分析，C4植物在不同細(xì)胞先后2次固定CO₂，有的植物能在不同時間兩次固定CO₂，以適應(yīng)高溫干旱環(huán)境，由此引出CAM途徑（如圖5所示）.無論是C3途徑、C4途徑還是CAM途徑都是植物在長期進(jìn)化中適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果.那么C3植物如何適應(yīng)高溫、強(qiáng)光導(dǎo)致的低CO₂環(huán)境呢？由此引出對光呼吸的分析（如圖6所示）.這樣處理不僅能幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識體系，理解生命現(xiàn)象的本質(zhì)，還能幫助學(xué)生樹立結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀、遺傳與進(jìn)化觀等生命觀念.

3.4 分類歸納，提煉策略

高三復(fù)習(xí)時，不能漫無邊際地在題海中訓(xùn)練，而要重視引導(dǎo)學(xué)生分類歸納、提煉策略.如：為研究低溫脅迫對水稻生長的影響，研究人員進(jìn)行相關(guān)研究，結(jié)果見表2.請分析低溫脅迫下水稻葉片胞間CO₂濃度比正常培養(yǎng)條件下高，原因是什么？

解答原因類問題時，可引導(dǎo)學(xué)生先找到問題的起因和結(jié)果，然后分析得出承接起因的承上句和承接結(jié)果的啟下句，注意承上句與啟下句之間要有一定的邏輯關(guān)系，最后組織語言進(jìn)行表述.如該題的起因：低溫，結(jié)果：胞間CO₂濃度高，結(jié)合表2不難得出承上句：氣孔導(dǎo)度下降，光合色素減少.但啟下句的分析有些難度，這里又涉及物質(zhì)含量類問題的分析.解答物質(zhì)含量類問題時，可引導(dǎo)學(xué)生先分析該物質(zhì)的來源和去向，再對來源和去向進(jìn)行比較.如胞間CO₂濃度的來源是呼吸作用釋放，去路是光合作用吸收和釋放到植物體外，濃度升高是因為其來源大于去路，并由此得出啟下句為呼吸速率大于光合速率.原因為：低溫導(dǎo)致氣孔導(dǎo)度下降，光合色素減少，進(jìn)而導(dǎo)致水稻呼吸速率大于光合速率，同時由于氣孔開放程度低， 胞間CO₂不能及時釋放到植物外.

綜上所述，教師需要不斷加強(qiáng)試題研究，把握教學(xué)方向，研究教學(xué)策略，強(qiáng)化解題指導(dǎo)，以適應(yīng)新高考的挑戰(zhàn).

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部考試中心.中國高考評價體系[M].北京：人民教育出版社，2019.

[責(zé)任編輯：季春陽]