原創(chuàng)題命制及其引領高三生物復習的教學策略研究

安徽 龔佐山 許正田

隨著高考日期的臨近，學生和教師的精神壓力與日俱增。一輪復習通常以知識點為教學內(nèi)容，全面梳理高中課程所有內(nèi)容；二輪復習是將高中3 本必修、2 本選修教材“變薄”，回歸知識、固本溯源，激發(fā)學生學習后勁，讓學生跳出題海，快速掌握學習策略、提升應試能力，促成學科核心素養(yǎng)達成的過程，因此教師編制效能高的原創(chuàng)題，并運用于課堂教學，對建立復習模型，避免復習類似之前復習的模式導致重復教學具有重要的指導意義。

1.試題展示

【例題】為研究棉花去棉鈴（果實）后對葉片光合作用的影響，研究者選取至少具有10 個棉鈴的植株，去除不同比例棉鈴，3 天后測定葉片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量，結(jié)果如圖1、圖2?；卮鹣铝袉栴}：

圖1

圖2

（1）棉株葉肉細胞進行光合作用時能夠產(chǎn)生[H]，該過程實際上是NADP+與_______和H+結(jié)合形成NADPH。在相關(guān)酶的作用下，接受________釋放的能量并被[H]還原的C3經(jīng)過一系列的化學反應___________（填“全部”或“部分”）形成糖類（光合產(chǎn)物），此過程的生物學意義是___________________________________________________________________。

（2）分析圖1 和圖2 可知，隨著去除棉鈴的百分率增加，_________下降，可能的原因是______________________________________。

（3）為提高棉花產(chǎn)量，可在棉株的幼鈴期用適宜濃度的赤霉素和KH2PO4混合溶液進行葉面施肥。施用赤霉素的作用除促進棉株增高外還能_________________________，補充磷酸鹽為細胞合成_________________（至少填兩種物質(zhì)）提供原料。研究表明，磷酸丙糖是光合作用合成的最初糖類，它可在葉綠體內(nèi)形成淀粉，也可在細胞質(zhì)基質(zhì)中合成蔗糖。當去除棉鈴的百分率為100%時，葉肉細胞葉綠體內(nèi)的磷酸丙糖的相對含量 _________（填“大于”“小于”或“等于”）細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)的磷酸丙糖的相對含量，從酶的作用角度推測，葉綠體內(nèi)和細胞質(zhì)基質(zhì)中的磷酸丙糖的相對含量調(diào)節(jié)______________，從而調(diào)節(jié)葉綠體內(nèi)磷酸丙糖的流向。

（4）請用顯微鏡觀察的方法，驗證淀粉是在葉綠體內(nèi)合成的，寫出實驗思路（實驗條件、器材和試劑都能滿足）。

實驗思路：________________________________________________________________。

【答案】（1）電子 ATP 部分 部分接受能量并被[H] 還原的C3經(jīng)過一系列的反應形成C5，使暗反應階段的化學反應持續(xù)進行（2）CO2固定速率相對值 隨著去除棉鈴的百分率增加，葉肉細胞中光合作用的產(chǎn)物（淀粉和蔗糖）向棉鈴輸出減少，細胞內(nèi)的光合作用的產(chǎn)物積累增多，抑制CO2的固定（暗反應過程）

（3）促進果實（棉鈴）的發(fā)育（?；ūｂ彙⑻岣弋a(chǎn)量）

核酸（DNA、RNA）、磷脂、ATP 等 小于 酶的活性（4）取生長健壯的棉株遮光處理幾小時，選取一片葉片一半曝光，另一半遮光，一段時間后，葉片經(jīng)酒精脫色處理，對曝光和遮光半葉片進行切片，在顯微鏡下分別滴加碘液觀察葉綠體內(nèi)是否有藍色的顆粒

2.命題原則和程序

命題以《普通高中生物學課程標準（2017 年版2020 年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）中的內(nèi)容標準、學業(yè)質(zhì)量標準為依據(jù)，指向?qū)W科核心素養(yǎng)的發(fā)展水平。

試題情境主要來源于高中生物教材，注重考查學生綜合運用所學的知識和技能解決問題的能力，旨在引導學生找到復習方法與策略，將知識和技能轉(zhuǎn)化為應試能力。貫徹《考試大綱》和《考試說明》要求進行命制，遵循原創(chuàng)性、科學性、簡約性、匹配性、規(guī)范性等命題指導思想，落實基礎性、綜合性、創(chuàng)新性、應用性考查目標，定位于立德樹人、服務選拔、導向教學。試題的表述和指向要明確、清晰、直接，確保題目的公平性、科學性和規(guī)范性，要能夠區(qū)分出不同素養(yǎng)水平的學生。具體試題命制程序如表所示。

命題范圍和學科核心素養(yǎng)指向表

3.教學策略

3.1 題型分析與解題思路方法指導

本題是以落實基礎知識、滲透學科核心素養(yǎng)、注重學科思維為目的而命制的高考模擬試題。試題以研究棉花去棉鈴（果實）后對葉片光合作用的影響為題境，主要考查光合作用主干知識點，同時兼顧細胞的分子組成、酶的作用、植物激素調(diào)節(jié)與之相關(guān)的細胞代謝知識。題型有識記理解填空類、圖表分析類、原因探究類、提取信息類、實驗探究類等問題。主要的考查形式包括：①以填空的方式考查光合作用的過程；②根據(jù)曲線描述自變量與因變量的關(guān)系，結(jié)合所學基礎知識，推測生物學現(xiàn)象的原因和結(jié)果；③根據(jù)情境獲取信息，解決細胞代謝中物質(zhì)轉(zhuǎn)化的實際問題，并根據(jù)理性思維做出正確的判斷；④根據(jù)教材中探究光合作用過程的薩克斯實驗和用高倍鏡觀察細胞中的葉綠體形態(tài)的實驗，領會實驗的思路和實驗的原則，重新組合實驗，設計實驗思路。

確立正確的解題思路和方法是成功答題的前提，不同的試題類型，解題的思路和方法不盡相同。本題各小題的解答思路與方法指導如下：

（1）小題考查光合作用過程的基礎知識，學生需在讀題過程中思考該小題考查的知識在教材哪一章節(jié)，盡可能用教材中文學進行填空和敘述。

（2）小題考查分析曲線中的信息，明確實驗的變量，理解橫坐標、縱坐標表示的含義，描述曲線的變化趨勢一定要限定條件，如因變量是表示凈光合速率還是實際光合速率，明確實驗條件，確定溫度、CO2濃度、光照強度是否在適宜條件下，明確影響因素是內(nèi)因還是外因，分析原因是直接原因還是根本原因等。

（3）小題為信息提取類題目，答題的思路是先確定是否能用教材中的文字描述，如果找不到教材中對應的知識點，答題的內(nèi)容就要在題干信息中提取，若都不能找出答案，最后才用自己理解的題意組織好文字描述答案。

（4）小題為實驗探究類問題，要確定實驗目的和研究對象，牢記單一變量原則、等量對照原則，實驗程序一般為分組編號→確定變量→分析實驗現(xiàn)象→得出結(jié)論。文字敘述要簡潔明了，不能拖泥帶水、表達含糊不清。

3.2 答案解析與考試范圍及要求

（1）葉肉細胞含有葉綠體，光照條件下在葉綠體類囊體薄膜上進行光反應，產(chǎn)物是[H]、ATP、O2，[H]是還原性輔酶Ⅱ（NADPH）的簡化表示，[H]是輔酶Ⅱ（NADP+）與電子和H+結(jié)合形成的H。在暗反應過程中，[H]作為還原劑，ATP 提供能量，在相關(guān)酶的作用下，接受ATP 釋放的能量并被[H]還原的C3經(jīng)過一系列的化學反應部分形成糖類（光合產(chǎn)物），另一部分C3經(jīng)過一系列的化學反應形成C5，使暗反應階段的化學反應持續(xù)地進行下去。

（2）據(jù)圖1 分析，圖1 中橫坐標為去除棉鈴的百分率，縱坐標為CO2固定速率相對值，曲線的變化趨勢是隨著去除棉鈴的百分率增加，CO2固定速率相對值下降；圖2 表明隨著去除棉鈴的百分率增加，葉片中干物質(zhì)（蔗糖和淀粉）的百分率逐漸增加，綜合圖1 和圖2 信息，隨著去除棉鈴的百分率增加，CO2固定速率相對值下降可能的原因是細胞內(nèi)光合作用的產(chǎn)物積累增多，抑制CO2的固定（暗反應過程）。

（3）赤霉素的生理作用主要是促進細胞伸長從而引起植株增高、促進種子萌發(fā)和果實發(fā)育。結(jié)合題干信息，施用適宜濃度的赤霉素的作用是促進果實（棉鈴）的發(fā)育（或?；ūｂ彙⑻岣弋a(chǎn)量，通過聯(lián)系生長素的作用，結(jié)合題意獲得答案）。細胞中含有磷元素的化合物有核酸（DNA、RNA）、磷脂、ATP 等。分析圖2，隨著去除棉鈴的百分率增加，葉片葉肉細胞光合作用產(chǎn)物（淀粉和蔗糖）的含量逐漸增加，當去除棉鈴的百分率為100%時，葉肉細胞的淀粉相對含量大于蔗糖相對含量，淀粉和蔗糖都是由磷酸丙糖經(jīng)一系列的化學反應轉(zhuǎn)變而來，細胞質(zhì)基質(zhì)中的蔗糖向胞外輸出減少，抑制磷酸丙糖向蔗糖轉(zhuǎn)化，使得細胞質(zhì)基質(zhì)中的磷酸丙糖相對含量變大，而葉綠體中合成的淀粉量較多，消耗較多的磷酸丙糖，故葉肉細胞葉綠體內(nèi)磷酸丙糖相對含量小于細胞質(zhì)基質(zhì)的相對含量，從酶的作用角度推測，葉綠體內(nèi)和細胞質(zhì)基質(zhì)中磷酸丙糖的相對含量能調(diào)節(jié)酶的活性，從而調(diào)節(jié)葉綠體內(nèi)磷酸丙糖的流向。

（4）根據(jù)實驗目的，驗證淀粉是在葉綠體內(nèi)合成的，采用染色后顯微鏡觀察的方法，利用碘液遇淀粉變藍色的原理，根據(jù)實驗的對照原則，實驗思路為取生長健壯的棉株遮光處理幾小時，選取一片葉片一半曝光，另一半遮光，一段時間后，葉片經(jīng)酒精脫色處理，對曝光和遮光半葉片進行切片，在顯微鏡下分別滴加碘液觀察葉綠體內(nèi)是否有藍色的顆粒。

通過試題分析，學生在復習中明確細胞代謝專題中高考的主要考查點：①物質(zhì)出入細胞的方式、②酶在細胞代謝中的作用、③ATP 在能量代謝中的作用、④光合作用的基本過程、⑤影響光合作用速率的環(huán)境因素、⑥細胞呼吸，聯(lián)系其他模塊如細胞的分子組成、植物激素的調(diào)節(jié)及相關(guān)實驗，進行基礎知識整合與重組形成知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡，著重培養(yǎng)理解能力、實驗與探究能力、獲取信息的能力和綜合運用能力。

3.3 答題規(guī)范與回歸教材指導

答題規(guī)范是為了減少因非智力因素而導致的丟分，提高高考卷面成績。

①注意錯別字，規(guī)范專一性術(shù)語，如“類囊體”不能寫成“內(nèi)囊體”，[H]不能形成H 等。

②按要求填寫答卷，如當去除棉鈴的百分率為100%時，葉肉細胞葉綠體內(nèi)的磷酸丙糖的相對含量_________（填“大于”“小于”或“等于”）細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)的磷酸丙糖的相對含量，答卷中不能填寫“＜”，一定要按括號中的提示答題。

③認真提取題干中有用信息，防止答非所問，如審題不清，（1）小題中的“此過程的生物學意義是”，若答成“在光合作用過程中，光反應階段與暗反應階段既有區(qū)別又有聯(lián)系，是缺一不可的整體”便是答非所問。

語言敘述規(guī)范，防范口語化，描述要符合邏輯，切忌前后矛盾。在注重基礎知識考查，落實學科核心素養(yǎng)的高考命題指導原則下，高考命題的素材可能直接來源于教材，這在往年的高考真題中能夠找到蛛絲馬跡。因此回歸知識、固本溯源是提高高考成績的較好的學習策略。如本題涉及的素材或知識點多來源于教材：教材必修1 第5 章第4 節(jié)“能量之源——光與光合作用”，103 頁相關(guān)信息欄目，104 頁暗反應階段過程的文字敘述，必修3 第3 章第3 節(jié)“其他植物激素”，54 頁赤霉素的作用，實驗探究的實驗思路的設計來源于必修1 的102 頁光合作用探究歷程和47 頁用高倍鏡顯微鏡觀察葉綠體和線粒體。

3.4 原創(chuàng)題展現(xiàn)與演練

哈密瓜盛產(chǎn)于新疆哈密地區(qū)。在該地區(qū)農(nóng)作物的生長季節(jié)里，陽光充沛、晝夜溫差大，當?shù)氐墓芄咸貏e甜?？蒲腥藛T用野生型哈密瓜（WT）培育了突變型哈密瓜（MT），并在多個省份的日光溫室中成功種植，基本實現(xiàn)了哈密瓜的周年供應，回答下列問題：

（1）在農(nóng)作物的生長季節(jié)里陽光充沛，哈密瓜植株葉片進行光合作用的時間_________、光合作用的強度大，植株積累的糖類較多；晝夜溫差大，哈密瓜植株的_________相對較弱，使得哈密瓜內(nèi)積存的糖類較多。

（2）與野生型植株相比，突變型植株單位葉面積的光合色素含量明顯減少，在適宜溫度和光照強度條件下，測得CO2濃度對野生型、突變型植株的光合速率的影響，如圖3 所示。

圖3

當CO2濃度小于400μmol·m-2·s-1，突變型植株的凈光合速率大于野生型植株的內(nèi)在原因是_________，當CO2濃度大于400μmol·m-2·s-1，突變型植株的凈光合速率小于野生型植株的內(nèi)在原因是_______________________。

（3）研究表明，突變型植株能夠適應相對較弱的光照強度是將其引入其他省份種植的關(guān)鍵因素，請以突變型植株、野生型植株為材料，設計實驗（構(gòu)建模型）來驗證突變型植株適合在其他省份大面積種植，簡要寫出實驗思路和預期結(jié)果（要求：不得將突變型植株種植在其他省份進行驗證）。

【答案】（1）長 細胞呼吸強度（或有氧呼吸強度）

（2）突變型植株葉肉細胞的與暗反應相關(guān)酶活性比野生型植株的強 突變型植株葉肉細胞的光合色素含量比野生型植株的少，光反應產(chǎn)生的[H]、ATP 相對較少，限制暗反應速率（3）實驗思路：在適宜溫度和CO2濃度條件下，分別測得在不同的光照強度下，突變型植株和野生型植株的凈光合速率，構(gòu)建凈光合速率-光照強度曲線圖 預期結(jié)果：若突變型植株的光補償點和光飽和點均低于野生型植株的，則證明突變型植株適合在其他省份種植。

4.研究結(jié)果及教學反思

教師準確把握《考試大綱》和《課程標準》，對教材中的重要知識、理論和規(guī)律等進行改造和重現(xiàn)，在每個微專題中精心命制兩道原創(chuàng)綜合題，一道用于教師課堂點撥，使學生明確高考的考試內(nèi)容和考查方式，掌握復習方法，理解解題思路，規(guī)范答題，減少答題不規(guī)范和審題不清導致答題錯誤，力求做到會做的題得滿分，不全會做的題少失分，旨在提升學生的成績以及學生的自學能力、創(chuàng)新能力、語言表達能力、綜合分析問題等能力，促進學生學科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成；另一道用于學生自我檢測，及時發(fā)現(xiàn)學生存在的問題，以便教學過程中及時做到補缺和補充。

本文中原創(chuàng)題的命制和教學過程體現(xiàn)了預期的教學總體目標。演練的原創(chuàng)試題素材來源于人教版教材必修1 第106 頁練習中拓展題第2 題及相關(guān)的科研論文——《哈密瓜葉色黃綠突變體 Cmygl-1 的高光合生理特性分析》，試題的命制具有新穎性，能激發(fā)學生學習興趣，新題型有理解填空類、圖表分析類、原因探究類、提取信息類、實驗探究類等，答案要點來源于教材，導向?qū)W生回顧教材，指向性達成素養(yǎng)。教學環(huán)節(jié)中始終滲透導向性，引導學生審題、規(guī)范答題，理解設計實驗的一般程序，最終形成完整的教學目的性建模教學策略，引領高三生物復習。