“变脸”复习 提升课堂有效性——以“光合作用与细胞呼吸”为例

重庆

高三一轮复习的时间相对较长，这个时期学生已经学完所有的基础知识，通过由“点”到“面”的复习，可以将知识点连接成知识网络，是温故知新的最佳时期。笔者认为，一轮复习需要追求课堂的有效性，更要充分调动学生的积极性，避免对旧知识的简单重复，否则，复习的效果会大打折扣。因此，教师在组织教学时需要进行适当的“变脸”，笔者以“植物的光合作用与细胞呼吸”这一高频考点为例进行说明，希望可以为各位读者提供复习思路。

一、考情分析

在2019年《普通高等学校招生全国统一考试大纲的说明》（以下简称《考试说明》）中，本部分的必考内容有“光合作用的基本过程”“影响光合作用速率的环境因素”“细胞呼吸”，并且三者全部是Ⅱ级要求，即要求学生理解《考试说明》中所列知识和其他相关知识之间的联系和区别，并能在较复杂的情境中综合运用其进行分析、判断、推理和评价。《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下简称《课程标准》）中要求学生“说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能”“说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量”。传统的复习方式往往是复习概念、过程、曲线、实验等，这样的方式对于学生掌握基础知识还是有必要、有效的，但是很显然，基础知识只是基石，学生还必须从本质上认知光合作用与细胞呼吸，这样才能达到《考试说明》与《课程标准》中的要求。

高考全国卷对于光合作用与细胞呼吸的考查一向以能力立意为主，以2018年三套高考全国卷试题为例，全国卷Ⅰ以曲线为载体，从全新的角度考查学生对阴生植物、净光合速率等概念的理解；全国卷Ⅱ、全国卷Ⅲ的考查形式类似，分别考查光饱和点和群体干物质的积累量，这些考查方式都需要学生充分理解所学内容，综合分析才能做出合理的判断。2017年、2016年的全国卷试题均是如此，仅仅对知识进行简单记忆已经不符合全国卷的要求。

二、复习建议

对于光合作用和细胞呼吸部分的复习，笔者从生命系统的结构层次得到启发，复习时从细胞（细胞器）水平、器官水平、个体水平、种群水平等角度，对光合作用与细胞呼吸进行深度解读和剖析，让学生从不同层次、不同角度加深对光合作用与细胞呼吸的理解，对于提高学生的理解能力、综合运用能力有积极意义。下文笔者主要从“器官”这一层次对植物的光合作用与细胞呼吸进行解读。

被子植物的器官分为根、茎、叶、花、果实、种子，进行光合作用的主要部位是叶片（叶肉细胞），其余器官中进行光合作用的细胞较少，考查时一般没有涉及，这些器官主要考查利用光合作用产物进行细胞呼吸。高中阶段可以简化为叶肉细胞在适宜的条件下可以进行光合作用，包括叶肉细胞在内，几乎所有细胞都能进行细胞呼吸。由于吸收水分和无机盐的主要器官是根，种子又是光合产物的重要输入器官，因此，在复习时可以重点分析叶片、根、种子三个器官与植株光合作用、细胞呼吸的考查形式。

（一）叶片与光合作用、细胞呼吸

学生对于植物的微观结构并不是很熟悉，教师可以选择合适的配图（如图1）进行适当地拓展。

图1

如图1是叶片（C3植物）的结构示意图，维管束鞘细胞、角质层等不需要具体掌握，但是通过将完整的叶片切面呈现给学生，可便于他们从总体上进行理解。通过识图可以发现，有些细胞，如表皮细胞、韧皮部细胞和木质部细胞等，不含叶绿体，不能进行光合作用，也可以发现叶片中靠近上、下表皮的叶肉细胞（栅栏组织和海绵组织）中叶绿体数量不同，这些恰好可以用结构与功能观进行理解。这些不需要具体阐述，只需要让学生认识到叶片中并非所有细胞都可以进行光合作用即可。

叶片上气孔的开闭对于光合作用的影响极大，教师可以进一步补充保卫细胞的相关知识，帮助学生理解气孔开闭的本质与影响，避免死记硬背。学生了解了气孔开闭原理之后，对于植物“午休现象”的理解就会回归到本质上来，即凡是能引起保卫细胞失水的因素，都会造成气孔在一定程度上的关闭，从而引起植物因缺乏光合作用原料而导致光合速率的降低。

【例1】（2016年，全国卷Ⅲ，第29题）为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响，某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组，1组在田间生长作为对照组，另4组在人工气候室中生长作为实验组，并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。于中午12:30测定各组叶片的光合速率，各组实验处理及结果如表1所示：

表1

回答下列问题：

（1）根据本实验结果，可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是_______，其依据是______________________；并可推测，_________（填“增加”或“降低”）麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。

（2）在实验组中，若适当提高第________组的环境温度能提高小麦的光合速率，其原因是_____________________________________。

（3）小麦叶片气孔开放时，CO2进入叶肉细胞的过程____（填“需要”或“不需要”）载体蛋白，_________（填“需要”或“不需要”）消耗ATP。

【参考答案】（1）湿度（或相对湿度）在相同温度条件下，相对湿度改变时光合速率变化较大 增加

（2）四 该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度 （3）不需要 不需要

建议教师使用原题时，可以适当增加一些改编，以达到多角度挖掘、考查的效果，也可以让学生尝试设问，这对于提高学生的思维品质有益。

同时，在例1的基础上，可以补充以下情境，考查学生分析问题的能力。生活在干旱环境中的植物，如景天科多肉植物，进化出一套适应干旱环境的机制 —— 夜间气孔开放，将吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中，白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，这样的机制避免了气孔关闭带来的影响（如图2所示）。

图2

（二）根与光合作用、细胞呼吸

根细胞不能进行光合作用，但是根可以吸收水和无机盐（如Mg2+、Fe2+等），有些植物的根还可以吸收二氧化碳，从而影响光合作用。对于生长在土壤中的植物而言，土壤板结现象会影响水分的吸收，同时也会影响根细胞的呼吸速率，间接影响植物对无机盐的吸收，陆生植物如果遭遇水淹，根细胞会因为缺氧而进行无氧呼吸，产生的酒精会导致根部细胞死亡，最终导致植株死亡。因此，根与植物的光合作用、细胞呼吸都有着密切的关系。

【例2】水稻是盐敏感植物，耐盐能力较弱。科研人员从甲、乙两个水稻品种中挑选长势相同的幼苗若干，平均分成三组，分别栽培于盐浓度不同的培养液中（其他条件相同且适宜），30天后测定其根系相对活力（根对物质的吸收能力）和净光合速率，结果如表2所示：

表2

（1）该实验的目的是___________________________________。

（2）甲、乙品种中，耐盐品种是__________，判断的依据是______________________________。

（3）根系活力下降导致甲、乙净光合速率下降，其原因是_______________________________________________。

【参考答案】（1）探究不同盐浓度对甲、乙品种水稻根系活力和净光合速率的影响 （2）乙 乙根系活力与净光合速率的下降幅度均小于甲 （3）根系活力下降，植物对水分和Mg、N、P等矿质元素的吸收能力下降，植株新陈代谢减慢，气孔部分关闭，CO2吸收减少，叶绿素、酶等物质合成减少，光合作用速率下降幅度大于细胞呼吸

（三）种子与光合作用、细胞呼吸

种子（或果实）是植物光合作用产物的重要输入器官，叶片的光合作用产物被及时运走，可以避免叶片中光合作用产物的积累，有利于光合作用的持续进行，具体可以参考2013年北京卷第29题（题略）。

现行人教版普通高中教材中已经省去了种子的发育与萌发相关的知识点，复习时教师可以适度补充，让学生对于植物能量的来源、消耗有完整的认知。另外，种子可以联系的章节也较广，结合种子可考查赤霉素、脱落酸等激素（如图3所示），考查细胞增殖，考查光合作用，考查细胞呼吸（实验考查细胞呼吸方式、呼吸熵、物质变化等）。因此，有关种子的考查在全国卷、海南卷等试题中屡见不鲜。

图3

【例3】将玉米种子置于25℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定时取相同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均干重，结果如图4所示，若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳，据图4回答下列问题。

图4

（1）萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成________，再通过_______作用为种子萌发提供能量。

（2）萌发过程中在________小时之间种子的呼吸速率最大，在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为________mg。

（3）萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质，其最大转化速率为_______mg·粒-1·d-1。

（4）若保持实验条件不变，120小时后萌发种子的干重变化趋势是________，原因是________________________________________________。

【参考答案】（1）葡萄糖 呼吸（或生物氧化）

（2）72～96 26.5 （3）22 （4）下降幼苗细胞呼吸消耗有机物，且不能进行光合作用

高三一轮复习是学生提升能力的重要阶段，也是利于学生养成良好思维习惯的重要阶段，教师应该充分利用好这一重要时期，有效引导，复习就能达到事半功倍的效果。