知識把控精準分析　難點突破總結反思

藍溫

[摘 要]高考生物非選擇題側重考查學生的綜合能力。以植物光合作用與細胞呼吸為例，需要學生理解兩大生理作用的過程，充分把握圖像曲線，理解圖像內涵，活用相關知識加以解讀。文章以一道植物生理作用模考題為例，進行問題解析，開展難點突破與總結反思。

[關鍵詞]生理作用;光合作用;細胞呼吸

[中圖分類號]? ? G633.91? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2021）05-0092-03

一、背景綜述

高考理綜生物試卷特別注重考查學生運用知識的能力及解題分析和歸納總結的能力。非選擇題常作為重要素材對學生進行全面考查，學生解題中所犯的錯誤反映了知識、方法、思維等方面的不足，同時折射了教師教學中存在的問題。因此，解題教學需關注思路分析，開展難點突破，重視解題反思。本文主要對一道植物生理作用模考題進行探究。

二、試題解析

題目：某生物小組利用圖1甲的裝置在光合作用最適溫度（25 ℃）下培養某種植株的幼苗，通過測定不同時段密閉玻璃罩內幼苗的O2釋放速率來測量植株幼苗的光合速率，圖1乙是所得結果繪制的圖像。請根據圖像回答下列問題：

（1）如果用缺鎂的完全培養液來培養幼苗，則葉肉細胞內____合成減少，從而將會影響植物對____的吸收。

（2）在光照條件下，植物所吸收的CO2在____（細胞的具體結構）中參與反應;在黑暗且氧氣充足的條件下，CO2是由 （細胞的具體結構）釋放的。另外在光照條件下，根尖細胞內合成ATP的場所除線粒體外，還有____ 。

（3）在補充CO2之前，曲線中[t1～t4]時間段，玻璃罩內增加CO2濃度的最高點為____，最低點為____;[t4]時刻補充了CO2，此時植物葉綠體內的C3含量將會____ （填寫“增加”“減少”或“不變”）。

（4）由測量結果可知，[t4]時刻玻璃罩內的O2含量比[t0]時刻增加了128 mg，則此時植株內積累的葡萄糖的量為 ____mg。如果[t5]時刻的溫度由25 ℃上升至35 ℃，則植株光合速率的變化是____ （填寫“升高”“降低”或“不變”）。

解析：本題為植物生理作用考題，主要考查學生光合作用和有氧呼吸的相關知識。問題解析需要把握考點，結合對應知識精準分析。

（1）該問考查葉綠素的合成。鎂是合成葉綠素的重要原料，如果所用的完全培養液中缺鎂，顯然會造成葉肉細胞內葉綠素合成減少，從而影響植物對光的吸收。

（2）該問考查植物生理作用的場所以及ATP的產生與消耗。在光照條件下，植物會進行光合作用，吸收CO2，釋放O2，其中CO2將參與光合作用的暗反應階段，對應的場所為葉綠體基質。而在黑暗、氧氣充足的條件下，植物只會進行有氧呼吸，吸收O2，釋放CO2，其中CO2在有氧呼吸的第二階段產生，對應的場所為線粒體基質。植物的根尖細胞沒有葉綠體，即使在光照條件下也只會進行呼吸作用，有氧呼吸的場所為細胞質基質和線粒體，具體過程為：在細胞質基質中葡萄糖被分解為丙酮酸和[H]，同時有少量的ATP合成。

（3）該問考查植物光合作用和細胞呼吸的綜合知識及氧氣釋放曲線分析，其難點主要集中在對植物光合作用與細胞呼吸的內在關系和曲線變化的理解上。

由圖像可知，在t1時刻之前為黑暗條件，此時植物只進行呼吸作用，消耗O2，釋放CO2，故玻璃罩內的CO2濃度會升高;[t1]時刻變更為光照條件，植物進行光合作用，但在[t1～t2]時間段內，植物的光合速率小于呼吸速率，故玻璃罩內的CO2濃度將繼續升高;而在[t2～t4]時間段內，植物的光合速率大于呼吸速率，光合作用將消耗掉玻璃罩內的CO2，故玻璃罩內的CO2濃度有所降低。綜上可知，在[t1～t4]時間段內，玻璃罩內CO2濃度的最高點為[t2]，CO2濃度的最低點為[t4]。在[t4]時刻補充了CO2，則CO2與C5相結合生成C3的速率會加快，而短時間內C5的還原速率不變，因此此時葉綠體內的C3含量會增加。

（4）該問考查植物凈光合作用的葡萄糖積累以及外界因素對光合作用的影響，需要結合光合作用的總反應式來分析計算葡萄糖的增加量，考慮溫度對酶活性的影響來分析溫度對光合作用的影響。

已知光合作用的總反應式為[6CO2+6H2O酶、光能、葉綠體C6H12O6+6O2]，由測量結果可知[t4]時刻玻璃罩內的O2含量比[t0]時刻增加了128 mg，則氧氣增加的物質的量為n（O2）= [12832 ]= 4（mol）=6n（C6H12O6），對應增加的葡萄糖的質量為m（C6H12O6）=[180×46 ]=120（mg）。植物光合作用過程中需要酶的參與，由題干可知光合作用的最適溫度為25 ℃，將溫度升高至35 ℃，則酶的活性會降低，光合速率隨之也會降低。

三、難點突破

上述對一道植物光合作用與細胞呼吸綜合題進行了詳細解析，整體把握植物生理作用的過程。深刻理解知識難點是問題突破的關鍵，下面對其開展難點突破，并總結知識規律。

1.物質及能量轉化

植物光合作用與細胞呼吸過程中涉及物質與能量的轉化，其中物質轉化可以核心元素為紐帶進行串聯，包括C、H、O;而能量轉化則是[H]和ATP的產生與消耗。具體如下：

（1）C、H、O元素的轉移

（2）[H]和ATP的產生與消耗

[項目 產生 消耗 [H] 光合作用 光反應中水的光解 用于暗反應中C3的還原 有氧呼吸 產生于第一、第二階段 消耗于第三階段，與O2結合生成H2O ATP 光合作用 產生于光反應階段，而能量來自光能 用于暗反應過程中C3的還原，ATP轉變成有機物中穩定的化學能 有氧呼吸 有氧呼吸的三個階段均有產生，第三階段相對較多 用于各項生命活動（光合作用的暗反應除外） ]

2.曲線變化與代謝特點

（1）圖像分析

植物在不同的環境中其代謝過程會有所差異，以自然環境中的植物為例，其光合作用和呼吸作用受光照的影響，不同時刻葉肉細胞的氣體代謝具有一定的特點。

圖2是植物在自然環境中一晝夜CO2的吸收與釋放速率變化曲線，圖3為對應的葉肉細胞的氣體代謝圖式，可將其歸納如下。

a點之前、fg段：只進行呼吸作用，此時吸收O2，釋放CO2，對應圖式為圖3（a）。

bc段、ef段：光合作用強度<呼吸作用強度，此時吸收O2，釋放CO2，對應圖式為圖3（b）。

c點、e點：光合作用強度=呼吸作用強度，此時不與外界發生氣體交換，對應圖式為圖3（c）。

ce段：光合作用強度>呼吸作用強度，此時吸收CO2，釋放O2，對應圖式為圖3（d）。

（2）內在關系

上述過程中隱含著真正光合速率、凈光合速率和細胞呼吸速率等內容，需重點理解三者的概念與關系，具體如下。

細胞呼吸速率：單位時間內一定量組織的CO2釋放量或O2吸收量，會受到溫度的影響。

凈光合速率：單位時間內一定量葉面積所吸收的CO2量或釋放的O2量。

真正光合速率：凈光合速率+細胞呼吸速率。

因此，由a點之前、fg段可以計算植物細胞呼吸速率，而ce段植物細胞的凈光合速率為正，有糖類積累;bc段和ef段，凈光合速率為負，消耗自身糖類。實際分析時可通過植物的光合作用與呼吸作用相對強度來確定。

四、教學反思

上述所呈現的問題解析、難點突破具有一定的參考價值。下面基于教學實踐提出幾點建議。

1.注重知識歸納

從上述模考題的解析過程不難發現，植物生理作用考題往往圍繞核心知識開展綜合探究，其中的概念、規律、原理、方法是解題突破的關鍵。課堂教學中，教師應把握教材基礎，詳細解讀重點，開展知識歸納，引導學生構建知識框架，使學生深刻理解知識點的內涵與外延，形成對應的知識體系。此外，在總結歸納教學中可以結合具體的應用場景，以光合作用與細胞呼吸為例，結合植物在外界環境中一晝夜的代謝曲線，深入總結不同時刻或時間段內植物的代謝特點、細胞內的氣體交換圖式，讓學生直觀感知、加深記憶，為后續的知識應用打好基礎。

2.強化能力培養

高考既是對學生知識水平的考查，同時也是對學生能力的考查，側重考查學生的問題分析與解決能力。從上述模考題的解析過程來看，需要強化學生的信息獲取能力、圖像分析能力和科學推理能力。因此，教學中需要教師強化學生綜合能力的培養，提升學生的科學思維。對于信息獲取與圖像分析能力的培養，教師可整合與之相關的知識模塊，引導學生結合知識點進行讀圖、識圖。而解題過程應注重學生的思維培養，無須直接給出答案，可讓學生提取問題的關鍵信息，思考問題所涉及的知識點，然后結合圖像進行分析，教師只需進行引導總結，幫助學生形成解析問題的方法策略。

五、寫在最后

以植物光合作用與細胞呼吸為基礎命制的綜合題對學生的知識理解和解題思維有著較高的要求，教學中教師不僅需要引導學生深刻理解植物的兩大生理過程，還需要讓學生掌握圖像問題的解析方法和分析思路。由于該部分內容含有眾多的知識規律，教學中提倡開展難點知識突破，總結知識重點，形成知識規律，依托教學重點發展學生的核心素養。

（責任編輯 黃春香）