核心素養導向的光合作用類高考試題分析
——以2019年全國I卷第29題為例

鄧過房

(廣東省中山紀念中學 中山 528454)

1 原題(2019年全國I卷第29題)

將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進行干旱處理，該植物根細胞中溶質濃度增大，葉片中的脫落酸(ABA)含量增高，葉片氣孔開度減小，回答下列問題。

(1) 經干旱處理后，該植物根細胞的吸水能力。

(2) 與干旱處理前相比，干旱處理后該植物的光合速率會，出現這種變化的主要原因是。

(3) 有研究表明： 干旱條件下氣孔開度減小不是由于缺水直接引起的，而是由ABA引起的。請以該種植物的ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料，設計實驗來驗證這一結論。要求簡要寫出實驗思路和預期結果。

參考答案 (1) 增加(強) (2) 下降(降低、減弱) 干旱使葉片葉片中的脫落酸含量增高，氣孔開度減小，CO2吸收量減少，導致暗反應減弱，因此光合速率減弱 (3) 實驗思路： 將等量若干的正常植株(A組)與ABA缺失突變體植株(B組)同時進行干旱處理相同時間。預期結果： A組氣孔開度減小，B組氣孔開度不變。

2 對學科核心素養的考查

本題考點是每年必考的熱點——光合作用。但與往年有所不同的是，首先，題目沒有再考圖表分析；其次是將實驗設計類考點結合，通過ABA這個節點，與光合作用進行聯系起來，即本題是巧妙地利用ABA將必修1的“光合作用”和必修3的“植物激素調節”兩個重要考點聯結，進行了學科內小綜合嘗試。

2.1 通過綜合題干信息考查學生的科學思維 “科學思維”是指尊重事實和證據，崇尚嚴謹和務實的求知態度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力。學生應該在學習過程中逐步發展理性思維，如能夠基于生物學事實和證據運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維等方法，探討、闡釋生命現象及規律，審視或論證生物學社會議題[1]。

以干旱環境下植物發生的生理變化為載體，結合水分、細胞濃度、脫落酸、氣孔開度等重要知識點為依托，考查學生的歸納與概括、演繹與推理素養，探討、闡釋生命現象及規律。本題的第(1)(2)兩個小問，都是通過提取題干有效信息，進行分析整理后，得出相應的結論。其中第(1)問要求較低，為科學思維的1級水平。根據題干信息，干旱使根細胞溶質濃度增多，從而分析得出： 根細胞的濃度增大，對外界的吸水能力增強。第(2)問要求較高，屬于原因型題目，為科學思維的2級水平。分析題干信息，綜合整理得出相應結論： 干旱使葉片氣孔開度減小，CO2吸收量減少，導致暗反應減弱，因此光合速率減弱。

2.2 以實驗設計為載體考查學生的科學探究 “科學探究”是指能夠發現現實世界中的生物學問題，針對特定的生物學現象，進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及結果的交流與討論的能力。

該題的第(3)問，通過相應實驗材料為載體，依據題目信息與要求、疊加實驗設計情境來考查學生的科學探究素養。通過所給相應信息可知，正常植株在干旱條件下，ABA量增加，氣孔開度減小，而ABA缺失突變體植株，在干旱條件下呢？這就需要學生通過自己的思維能力，去進行相應的信息推理與加工得出結論。干旱條件下的ABA缺失突變體植株，它本身就沒有ABA，所以其ABA含量不會影響到氣孔開度，即不變化。

3 備考策略及相關建議

細胞代謝中的“光合作用”內容在高考全國卷非選擇題中是必考的內容，也是髙中生物學核心主干基礎知識之一。考査這些知識能檢測學生獨立思考、邏輯推理、歸納與概括、演繹與推理、實驗設計、方案實施等關鍵能力。教學過程中，應借助這些知識培養學生的學科核心素養，可以充分體現立德樹人的育人功能。

3.1 考查實驗探究，引導加強實驗教學 生物學是研究生命活動現象與規律的科學，是一門典型的實驗科學。實驗與探究能力是高考生物考查的關鍵能力之一，在實驗過程中所形成的科學思維與解決實際問題的能力是生物學科素養達成的目標之一[2]。本題第3問，通過干旱環境、ABA與氣孔導度之間的生理調節關系，以實驗設計為依托，促進“科學探究”等核心素養落地，也進一步提示教師在一線教學過程中，要重視實驗過程、實驗思路和實驗設計的教學。在實驗過程中形成科學思維與解決相應實際問題的能力是新課標中核心素養的要求之一。

3.2 注重引導學生對核心素養的認知和理解 “光合作用”核心內容，是學生形成生命觀念、科學思維、科學探究等核心素養非常關鍵的專題。光合作用中的結構與功能相適應、光合作用色素提取實驗、光合作用研究歷程中各經典實驗等，都是引導學生認識與形成生命觀念、訓練科學思維和學科探究能力的好素材。在一線教學過程中，應該充分的利用起來，進行深度挖掘與整合，運用不同教學策略，幫助學生形成相應的素養，提升素養水平。

3.3 重視教材閱讀與課外閱讀相結合 本題考查的素材直接體現在教材必修1《分子與細胞》的第35頁、第61頁、第103頁，教材必修3《穩態與環境》的第54頁。綜合性和跳躍性都不低。同時課外的材料也必須重視： ABA調控氣孔關閉的信號轉導途徑有兩條： 促進氣孔關閉和抑制氣孔張開。在缺水條件下，植物葉子中ABA的含量增多，引起氣孔關閉。這是由于ABA促進鉀離子、氯離子和蘋果酸離子等外流，就促進氣孔關閉。用ABA水溶液噴施植物葉子，可使氣孔關閉，降低蒸騰速率。因此，ABA可作為抗蒸騰劑。另外，ABA抑制鉀離子和質子泵的作用，就抑制氣孔張開[3]。其中，氣孔導度測量方法有兩種： 一是根據循環擴散原理，由植物葉片表面濕度的變化來進行測量計算，代表儀器是英國AP4植物氣孔計，可以測量植物氣孔導度和氣孔阻力；另一種是利用美國SC-1穩態氣孔計將已知擴散率的通道夾子夾在葉片上，通過測量葉片表面的水蒸氣壓梯度得到水蒸氣通量，進而利用水蒸氣通量和已知的通道擴散率得出葉片氣孔導度。這兩種測量儀器都輕便易攜，可以長時間進行野外測量，是科研人員和農業生產者的得力助手，在作物增產和灌溉改良方面也具有非常高的應用價值[4]。