近五年江苏卷中光合作用与细胞呼吸试题的深度分析及教学启示

摘 要：本文以近五年江苏高考中光合作用与细胞呼吸的试题为例，分析其具体考查内容及试题的情境设问并提出教学启示.

关键词：江苏高考；光合作用与细胞呼吸；教学启示；高中生物

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1008-0333（2023）16-0143-03

收稿日期：2023-03-05

作者简介：张芸（1983-），女，硕士，高级教师，从事高中生物教学研究.

1 近五年江苏高考对光合作用与细胞呼吸的考查主要考查叶绿体中色素的提取和分离实验、光合色素的种类、作用及分布、光反应和暗反应的过程、光合作用的影响因素、光合产物的储存和运输、细胞呼吸过程、光呼吸、相关实验设计及步骤等，具体见表1.

2 对接高考评价体系看试题的情境设问

2019年，教育部发布《中国高考评价体系》，明确了“一核”“四层”“四翼”的概念及其在素质教育发展中的内涵：“一核”为考查目的，即立德树人、服务选才、引导教学；“四层”为考查内容，即核心价值、学科素养、关键能力、必备知识；“四翼”为考查要求，即基础性、综合性、应用性、创新性^[1].明确指出情境是高考考查的载体，高考通过设置不同层次的情境活动来考查学生在“四层”内容上的表现水平.同时，由于情境活动不同，情境与“四翼”也存在一定的对应关系.从基础性来看，光合作用与细胞呼吸的试题中很多都以基本层面的问题情境为载体，要求学生调动单一的知识或技能解决问题.如对色素提取和分离实验中的材料用具、操作步骤等及对光合色素的种类、作用、分布等内容的考查.从综合性来看，不少试题以综合层面的问题情境为载体，要求学生综合运用多种知识或技能解决问题.如2022年第20题第（3）小题要求学生结合所给曲线分析CO₂的来源及不再改变的原因.从应用性来看，部分试题以生活实践问题情境或学习探索问题情境为载体，要求学生综合运用多种知识或技能来解决生活实践中的应用性问题.如2022年第20题第（4）小题要求学生结合基因工程的知识及题中所给的代谢途径，分析降低光呼吸的原因.从创新性来看，有些试题以开放性的生活实践问题情境或学习探索问题情境为载体，要求学生在开放性的综合情境中创造性地解决问题，形成创造性的结果或结论.如2021年第20题第（4）小题，结合真实实验，以表格填空题的形式，考查学生对生物学实验原理、操作及实验思想的理解.

3 教学启示

3.1 立足教材，夯实基础

根据“四翼”考查要求，高考命题需要体现基础性、综合性、应用性和创新性.因此，试题中包含一定比例的基础性试题.因此，高三复习时教师可以带着学生结合教材的图片及文字加深对相关知识的理解与掌握，对于常考的知识点也可以带着学生一起看一看、读一读、背一背、默一默，以夯实基础，做到考试时基础知识不丢分.

3.2 研究试题，引导教学

每年的江苏高考生物试题都会有一些新知识，且不同年份的高考试题间有一定的关联，教师通过加强对试题的研究，不仅可以更新原有的知识体系，还能引导教学的方向.

如：（2018年29题）叶绿体中過多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合成NADPH，NADPH中的能量最终可在线粒体的内膜（填场所）转移到ATP中；（2021年20题）在光照过强时，细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能，避免细胞损伤.草酰乙酸／苹果酸穿梭可有效地将光照产生的NADPH中的还原能输出叶绿体，并经线粒体转化为ATP中的化学能.

这两题都考查了叶绿体中的还原能转移到线粒体中的ATP这一知识点.区别在于2018年的情境和设问都较简单，而2021年的较复杂，可以说2021年是在2018年基础上的进一步深化.

再如：（2019年28题）下列环境条件和物质代谢过程，与C5浓度相关的有①②③④（填序号）.①外界环境的CO₂浓度；②叶绿体接受的光照强度 ③受磷酸根离子浓度调节的C₃-Ⅱ输出速度；④酶R催化X与O₂结合产生C₂化合物的强度.

题中的序号④是光呼吸的部分反应，2019年对该知识点的考查也只是初步涉及，而2022年20题则以光呼吸为情境，重点考查光呼吸中的物质变化和产生原因.

3.3 串点成线，发展思维

生物学科知识点多且琐碎，学生对生物学现象及原理往往只是知其然而不知其所以然，死记硬背，导致做题时不会灵活应用.因此，高三复习时教师可以将相关知识点进行梳理，串点成线，帮助学生构建完整的知识体系.

如在进行光合作用暗反应过程的复习时，可以先结合卡尔文循环发现的科学史及图1复习暗反应阶段的物质和能量变化等，并指出由于卡尔文循环中CO₂固定形成的第一种稳定的化合物是一种三碳化合物，所以卡尔文循环也叫C3途径.同时明确C3途径的产物是磷酸丙糖，它可以进一步转化为淀粉或蔗糖.在哪里转化呢？展示图2，淀粉和蔗糖是分别在叶绿体基质和细胞质基质中由磷酸丙糖转化而来的.结合图2还能分析光合产物以蔗糖形式运输的问题.只能进行C3途径的植物为C3植物，它们具有怎样的结构呢？展示图3并引出对C4途径（如图4所示）的分析，C4植物在不同细胞先后2次固定CO₂，有的植物能在不同时间两次固定CO₂，以适应高温干旱环境，由此引出CAM途径（如图5所示）.无论是C3途径、C4途径还是CAM途径都是植物在长期进化中适应环境的结果.那么C3植物如何适应高温、强光导致的低CO₂环境呢？由此引出对光呼吸的分析（如图6所示）.这样处理不仅能帮助学生构建完整的知识体系，理解生命现象的本质，还能帮助学生树立结构与功能观、物质与能量观、遗传与进化观等生命观念.

3.4 分类归纳，提炼策略

高三复习时，不能漫无边际地在题海中训练，而要重视引导学生分类归纳、提炼策略.如：为研究低温胁迫对水稻生长的影响，研究人员进行相关研究，结果见表2.请分析低温胁迫下水稻叶片胞间CO₂浓度比正常培养条件下高，原因是什么？

解答原因类问题时，可引导学生先找到问题的起因和结果，然后分析得出承接起因的承上句和承接结果的启下句，注意承上句与启下句之间要有一定的逻辑关系，最后组织语言进行表述.如该题的起因：低温，结果：胞间CO₂浓度高，结合表2不难得出承上句：气孔导度下降，光合色素减少.但启下句的分析有些难度，这里又涉及物质含量类问题的分析.解答物质含量类问题时，可引导学生先分析该物质的来源和去向，再对来源和去向进行比较.如胞间CO₂浓度的来源是呼吸作用释放，去路是光合作用吸收和释放到植物体外，浓度升高是因为其来源大于去路，并由此得出启下句为呼吸速率大于光合速率.原因为：低温导致气孔导度下降，光合色素减少，进而导致水稻呼吸速率大于光合速率，同时由于气孔开放程度低， 胞间CO₂不能及时释放到植物外.

综上所述，教师需要不断加强试题研究，把握教学方向，研究教学策略，强化解题指导，以适应新高考的挑战.

参考文献：

[1]教育部考试中心.中国高考评价体系[M].北京：人民教育出版社，2019.

[责任编辑：季春阳]