依托原創(chuàng)試題設(shè)計(jì) 助力“細(xì)胞呼吸”專題復(fù)習(xí)

張紅霞 羅福海

一、高考評(píng)價(jià)體系背景下的試題命制要求

高考評(píng)價(jià)體系由“一核”“四層”“四翼”組成，其中“一核”為考的核心功能，回答“為什么考”的問題：“四層”為高考考查的內(nèi)容，回答“考什么”的問題：“四翼”為高考的考查要求，回答“怎么考”的問題，高考評(píng)價(jià)體系將應(yīng)考查的內(nèi)容凝練為“四層”，即“核心價(jià)值”“學(xué)科素養(yǎng)”“關(guān)鍵能力”“必備知識(shí)”.“四層”緊密關(guān)聯(lián)，構(gòu)成有機(jī)整體，使素質(zhì)教育目標(biāo)在高考中得到系統(tǒng)的體現(xiàn).基于高考評(píng)價(jià)體系的“四層”為考查內(nèi)容設(shè)計(jì)試題，可以使得試題設(shè)計(jì)立意突出、考查全面.

二、試題設(shè)計(jì)及解析

1.呈現(xiàn)細(xì)胞呼吸過程.注重實(shí)驗(yàn)與概念融合

例1如表1所示，將酵母菌經(jīng)過一定處理后，分裝在4支試管中加入不同的物質(zhì)，并向試管中通入無菌18 O2.實(shí)驗(yàn)在適宜溫度下進(jìn)行，分組實(shí)驗(yàn)，下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及相關(guān)陳述正確的是（

）.

A.題干中對(duì)酵母菌的處理方法為對(duì)其破碎并進(jìn)行密度梯度離心

B.試管1內(nèi)有14 CO2、H2180生成，說明 14 CO2的產(chǎn)生場所為線粒體

C.試管2中有14C的丙酮酸生成，與試管3-樣葡萄糖的量都減少

D.試管4中丙酮酸的量減少，有“CO2的生成，也有H2，180的生成

參考答案：D

試題解析本題以酵母菌的呼吸作用為情境，屬于實(shí)驗(yàn)探究情境，體現(xiàn)基礎(chǔ)性，側(cè)重考查知識(shí)與觀念和科學(xué)思維.題干中對(duì)酵母菌的處理方法為對(duì)其破碎并進(jìn)行差速離心，可分離各種細(xì)胞器，A錯(cuò)誤;試管1內(nèi)有14 CO2、H2，18O生成，但無法說明14 CO2的產(chǎn)生場所為線粒體，B錯(cuò)誤;試管2中有14 C的丙酮酸生成，葡萄糖的量減少，但試管3中葡萄糖的量不發(fā)生改變，C錯(cuò)誤：試管4中丙酮酸的量減少，有14 CO，的生成，由于第二階段有[H]產(chǎn)生，因此也有H，'80的生成.D正確，

解題策略 此類考查細(xì)胞呼吸過程分析的題目可以通過構(gòu)建概念圖有效突破學(xué)習(xí)重難點(diǎn)，利于學(xué)生充分理解細(xì)胞呼吸的本質(zhì).例如本題可構(gòu)建細(xì)胞呼吸的概念圖如圖1所示.

通過概念圖，直觀地將細(xì)胞呼吸各階段的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)化體現(xiàn)出來，以圖的形式把復(fù)雜抽象的過程具體化，題目也迎刃而解.同時(shí)概念圖可引導(dǎo)學(xué)生將零散的知識(shí)系統(tǒng)化，將抽象的概念清晰化.

2.分析細(xì)胞呼吸實(shí)驗(yàn)，拓展科學(xué)思維訓(xùn)練

例2某實(shí)驗(yàn)小組為了研究水分和氮素對(duì)玉米葉片呼吸速率的影響，采用溫室盆栽試驗(yàn)，在中度水分脅迫（ W50）、輕度水分脅迫（W70）和充足供水（ W90）三個(gè)水分處理下設(shè)低氮（N1，1.0g.盆-1）、中氮（N2.5，2.5 g.盆-1）和高氮（N5，5.0 g.盆-1）三個(gè)氮水平進(jìn)行測定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，回答下列問題.

（1）圖中呼吸速率的測定需要滿足的條件是_____ .氧電極法可測定吸氧速率，此方法需要對(duì)種子內(nèi)線粒體進(jìn)行分離，分離線粒體的方法是 ____ .

（2）圖中N1處理下，隨水分脅迫加重，呼吸速率 _____ ，原因是水作為原料與 ____ 共同在線粒體內(nèi)參與代謝.

（3）根據(jù)圖2實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能否得出隨著氮素的增加可以緩解水分脅迫造成的呼吸速率變化，請(qǐng)說明你的理由____ .

（4）研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫下葉綠體會(huì)將合成的淀粉粒進(jìn)行降解，這種變化的生理意義是通過淀粉粒降解，_____ ，從而抵御干旱脅迫.

參考答案：（1）其他條件不變，黑暗下進(jìn)行測定差速離心法

（2）降低丙酮酸

（3）不能實(shí)驗(yàn)結(jié)果中相同水分脅迫下，隨著氮素的增加，呼吸速率先上升，后下降或趨于穩(wěn)定

（4）增加細(xì)胞質(zhì)濃度，維持細(xì)胞內(nèi)的滲透壓，減少水分流失

試題解析本題以水分和氮素對(duì)玉米葉片呼吸速率的影響為情境，屬于實(shí)驗(yàn)探究、生活實(shí)踐情境，體現(xiàn)綜合性.主要考查細(xì)胞呼吸過程及影響因素等必備知識(shí).考查學(xué)生的理解能力和解決問題能力，側(cè)重考查知識(shí)與觀念和科學(xué)思維.本題（1）、（2）屬于基礎(chǔ)知識(shí)，重點(diǎn)是題（3）、（4），根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，相同水分脅迫下，隨著氮素的增加，呼吸速率先上升，后下降或趨于穩(wěn)定，因此無法得出隨著氮素的增加可以緩解水分脅迫造成的呼吸速率變化：淀粉粒降解，產(chǎn)生多種有機(jī)物，使細(xì)胞內(nèi)的滲透壓升高，減少滲透水分，從而抵御干旱脅迫.

解題策略本題中難點(diǎn)是題（3）、（4）的敘述性試題，此類題目因可綜合考查學(xué)生理解能力、邏輯推理能力、分析能力和文字表達(dá)能力而深受高考命題者的青睞.此類問題的答案要做到層次清晰、邏輯嚴(yán)謹(jǐn)，一般常用“三步曲”搭建（原因表述“三步曲”），第一步說明起因，第二步敘述起因引起的變化，第三步表述變化與結(jié)果的聯(lián)系.常見模式有：起因一變化一結(jié)果：起因一變化A-變化B-結(jié)果：起因一變化A-變化B-變化C-結(jié)果，如題（4），起因?yàn)椤暗矸哿＝到狻?，變化l為“增加細(xì)胞質(zhì)濃度”，變化2為“減少水分流失”，結(jié)果是“抵御干旱脅迫”.

3.體悟“特殊動(dòng)力作用”，助力綜合思維發(fā)展

例3食物特殊動(dòng)力作用（SDA）是指動(dòng)物體的代謝因進(jìn)食而稍有增加.例如，某人基礎(chǔ)代謝率（人體在清醒而極端安靜情況下的能量代謝率）為168. 80 kJ.h-1，當(dāng)攝取相當(dāng)于168. 80 kJ的食物，并處于基礎(chǔ)代謝條件下，經(jīng)測定，這時(shí)的代謝率不是168. 80 kJ.h-1，而是176.40 kJ.h-1，顯然，這部分增加的代謝值是因進(jìn)食引起的，這一現(xiàn)象稱之為“食物特殊動(dòng)力作用”，回答下列問題.

（l）人體在進(jìn)行細(xì)胞代謝時(shí)，產(chǎn)生CO，的具體場所是_____，一般SAD與進(jìn)食的總熱量無關(guān)，而與_____有關(guān).

（2）SDA只能增加體熱的外散，而不能增加可利用的能量，因此，細(xì)胞有氧代謝產(chǎn)生的能量去向是________.

（3） SDA量的測定較復(fù)雜，但生物的飽食代謝率和饑餓代謝率是必要的測定值，某實(shí)驗(yàn)小組欲測定某水生動(dòng)物甲的SDA，實(shí)驗(yàn)組用2只等大棕色瓶（A、B），灌滿湖水并各放人經(jīng)2d -3d饑餓的某水生動(dòng)物甲多只，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)在A瓶投入足夠的螺旋藻（食物），并設(shè)置空白對(duì)照，空白對(duì)照組的具體處理為 ，這樣做的目的是 ，經(jīng)3h處理，測定各瓶溶氧量，可得飽食和饑餓的代謝率.

參考答案：（1）線粒體基質(zhì)食物的種類、溫度

（2）大部分以熱能形式散失，少部分儲(chǔ)存在ATP中

（3）棕色瓶中只放入與A瓶一樣的螺旋藻矯正螺旋藻對(duì)溶氧量的影響

試題解析本題以SDA新概念為情境，主要考查細(xì)胞呼吸場所、能量變化和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等必備知識(shí)，屬于實(shí)驗(yàn)探究情境，體現(xiàn)基礎(chǔ)性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性，考查考生的理解能力、實(shí)驗(yàn)探究能力，側(cè)重考查科學(xué)思維和科學(xué)探究，本題（1）、（2）問體現(xiàn)基礎(chǔ)性，學(xué)生容易做答，重點(diǎn)是題（3）體現(xiàn)應(yīng)用性，要求學(xué)生正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)照.A瓶中投入水生生物和足夠的螺旋藻，可測定飽食代謝率.B瓶只有水生生物，可測定饑餓代謝率.實(shí)驗(yàn)中因變量為測定各瓶溶氧量，由于實(shí)驗(yàn)中螺旋藻會(huì)對(duì)溶氧量有影響，因此可用棕色瓶中只放入與A瓶一樣的螺旋藻來充當(dāng)對(duì)照，以排除其影響.

解題策略本題以生活情境SDA為載體，基于高考評(píng)價(jià)體系中“四層”的要求，通過實(shí)驗(yàn)分析考查必備知識(shí)、關(guān)鍵能力、學(xué)科素養(yǎng)，從變量控制的角度看，對(duì)照實(shí)驗(yàn)步驟可通過“三步曲”設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)“三步曲”）.第一步：主要為了“屏蔽無關(guān)變量”而展開：第二步：主要進(jìn)行“設(shè)置實(shí)驗(yàn)變量”的操作;第三步：主要是進(jìn)行“獲得反應(yīng)變量”的觀察.單因子實(shí)驗(yàn)分組可依據(jù)下表2模型進(jìn)行，

以此模型，分析題目可得到本題的實(shí)驗(yàn)分組，如表3所示，

對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)變量的設(shè)置是整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的“靈魂”，只有找準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)變量，實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)才能圍繞變量控制的“三步曲”來展開.

三、專題復(fù)習(xí)策略及建議

1.歸納總結(jié)，化零為整，突破知識(shí)難點(diǎn)

高中生物學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)較為瑣碎，作為高頻考點(diǎn)的“細(xì)胞呼吸”更是如此，因此，學(xué)生應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)、主干知識(shí)加以整理和歸類，建構(gòu)跨章節(jié)、跨模塊的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，以便清晰地理解、記憶和回顧.如例1通過概念圖可迅速找到突破口，得出正確答案.

2.合理歸類，化繁為簡，強(qiáng)化題型訓(xùn)練

高考生物學(xué)試題在學(xué)科核心素養(yǎng)的考查上年年創(chuàng)新，題型多種多樣，考查方法千變?nèi)f化，對(duì)學(xué)生的能力要求越來越高.經(jīng)過一輪輪夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)的復(fù)習(xí)后，二輪專題復(fù)習(xí)的重點(diǎn)應(yīng)放在對(duì)知識(shí)的整合歸納，總結(jié)解題方法技巧，提高解題能力等方面.如例2的題（4），例3的題（3），通過對(duì)一道典型例題的深度解析，變式衍生，讓學(xué)生體驗(yàn)到解決一類題型的規(guī)律，從而達(dá)到舉一反三、觸類旁通的效果.

3.科學(xué)診斷，糾錯(cuò)點(diǎn)撥，走出思維誤區(qū)

在專題復(fù)習(xí)中，教師應(yīng)設(shè)法讓學(xué)生暴露出存在的問題，及時(shí)查缺補(bǔ)漏，而不能讓學(xué)生只埋頭苦干，以致于題目一錯(cuò)再錯(cuò).在教學(xué)過程中，教師應(yīng)起到“點(diǎn)火”和“點(diǎn)評(píng)”的作用，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)去學(xué)，點(diǎn)燃學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，例如，在“細(xì)胞呼吸專題復(fù)習(xí)”的試題中，教師幾乎在每道題下面都設(shè)計(jì)了“解題關(guān)鍵”一欄，讓學(xué)生在做題后自主整理每道典型例題的解題思路.

基金項(xiàng)目：本文為甘肅省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度一般課題《高中生物教學(xué)中生命教育的實(shí)踐與研究》GS[ 2020] GHB4240的研究內(nèi)容.

（收稿日期：2022 -03 - 13）