近五年江蘇卷中光合作用與細胞呼吸試題的深度分析及教學啟示

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

關鍵詞：江蘇高考；光合作用與細胞呼吸；教學啟示；高中生物

中圖分類號：G632 文獻標識碼：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，從事高中生物教學研究.

1 近五年江蘇高考對光合作用與細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、光反應和暗反應的過程、光合作用的影響因素、光合產物的儲存和運輸、細胞呼吸過程、光呼吸、相關實驗設計及步驟等，具體見表1.

2 對接高考評價體系看試題的情境設問

2019年，教育部發布《中國高考評價體系》，明確了“一核”“四層”“四翼”的概念及其在素質教育發展中的內涵：“一核”為考查目的，即立德樹人、服務選才、引導教學；“四層”為考查內容，即核心價值、學科素養、關鍵能力、必備知識；“四翼”為考查要求，即基礎性、綜合性、應用性、創新性^[1].明確指出情境是高考考查的載體，高考通過設置不同層次的情境活動來考查學生在“四層”內容上的表現水平.同時，由于情境活動不同，情境與“四翼”也存在一定的對應關系.從基礎性來看，光合作用與細胞呼吸的試題中很多都以基本層面的問題情境為載體，要求學生調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）小題要求學生結合所給曲線分析CO₂的來源及不再改變的原因.從應用性來看，部分試題以生活實踐問題情境或學習探索問題情境為載體，要求學生綜合運用多種知識或技能來解決生活實踐中的應用性問題.如2022年第20題第（4）小題要求學生結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.從創新性來看，有些試題以開放性的生活實踐問題情境或學習探索問題情境為載體，要求學生在開放性的綜合情境中創造性地解決問題，形成創造性的結果或結論.如2021年第20題第（4）小題，結合真實實驗，以表格填空題的形式，考查學生對生物學實驗原理、操作及實驗思想的理解.

3 教學啟示

3.1 立足教材，夯實基礎

根據“四翼”考查要求，高考命題需要體現基礎性、綜合性、應用性和創新性.因此，試題中包含一定比例的基礎性試題.因此，高三復習時教師可以帶著學生結合教材的圖片及文字加深對相關知識的理解與掌握，對于常考的知識點也可以帶著學生一起看一看、讀一讀、背一背、默一默，以夯實基礎，做到考試時基礎知識不丟分.

3.2 研究試題，引導教學

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聯，教師通過加強對試題的研究，不僅可以更新原有的知識體系，還能引導教學的方向.

如：（2018年29題）葉綠體中過多的還原能可通過物質轉化，在細胞質中合成NADPH，NADPH中的能量最終可在線粒體的內膜（填場所）轉移到ATP中；（2021年20題）在光照過強時，細胞必須耗散掉葉綠體吸收的過多光能，避免細胞損傷.草酰乙酸／蘋果酸穿梭可有效地將光照產生的NADPH中的還原能輸出葉綠體，并經線粒體轉化為ATP中的化學能.

這兩題都考查了葉綠體中的還原能轉移到線粒體中的ATP這一知識點.區別在于2018年的情境和設問都較簡單，而2021年的較復雜，可以說2021年是在2018年基礎上的進一步深化.

再如：（2019年28題）下列環境條件和物質代謝過程，與C5濃度相關的有①②③④（填序號）.①外界環境的CO₂濃度；②葉綠體接受的光照強度 ③受磷酸根離子濃度調節的C₃-Ⅱ輸出速度；④酶R催化X與O₂結合產生C₂化合物的強度.

題中的序號④是光呼吸的部分反應，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變化和產生原因.

3.3 串點成線，發展思維

生物學科知識點多且瑣碎，學生對生物學現象及原理往往只是知其然而不知其所以然，死記硬背，導致做題時不會靈活應用.因此，高三復習時教師可以將相關知識點進行梳理，串點成線，幫助學生構建完整的知識體系.

如在進行光合作用暗反應過程的復習時，可以先結合卡爾文循環發現的科學史及圖1復習暗反應階段的物質和能量變化等，并指出由于卡爾文循環中CO₂固定形成的第一種穩定的化合物是一種三碳化合物，所以卡爾文循環也叫C3途徑.同時明確C3途徑的產物是磷酸丙糖，它可以進一步轉化為淀粉或蔗糖.在哪里轉化呢？展示圖2，淀粉和蔗糖是分別在葉綠體基質和細胞質基質中由磷酸丙糖轉化而來的.結合圖2還能分析光合產物以蔗糖形式運輸的問題.只能進行C3途徑的植物為C3植物，它們具有怎樣的結構呢？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，以適應高溫干旱環境，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化中適應環境的結果.那么C3植物如何適應高溫、強光導致的低CO₂環境呢？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生構建完整的知識體系，理解生命現象的本質，還能幫助學生樹立結構與功能觀、物質與能量觀、遺傳與進化觀等生命觀念.

3.4 分類歸納，提煉策略

高三復習時，不能漫無邊際地在題海中訓練，而要重視引導學生分類歸納、提煉策略.如：為研究低溫脅迫對水稻生長的影響，研究人員進行相關研究，結果見表2.請分析低溫脅迫下水稻葉片胞間CO₂濃度比正常培養條件下高，原因是什么？

解答原因類問題時，可引導學生先找到問題的起因和結果，然后分析得出承接起因的承上句和承接結果的啟下句，注意承上句與啟下句之間要有一定的邏輯關系，最后組織語言進行表述.如該題的起因：低溫，結果：胞間CO₂濃度高，結合表2不難得出承上句：氣孔導度下降，光合色素減少.但啟下句的分析有些難度，這里又涉及物質含量類問題的分析.解答物質含量類問題時，可引導學生先分析該物質的來源和去向，再對來源和去向進行比較.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：低溫導致氣孔導度下降，光合色素減少，進而導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，教師需要不斷加強試題研究，把握教學方向，研究教學策略，強化解題指導，以適應新高考的挑戰.

參考文獻：

[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.

[責任編輯：季春陽]