知识把控精准分析 难点突破总结反思

蓝温

[摘 要]高考生物非选择题侧重考查学生的综合能力。以植物光合作用与细胞呼吸为例，需要学生理解两大生理作用的过程，充分把握图像曲线，理解图像内涵，活用相关知识加以解读。文章以一道植物生理作用模考题为例，进行问题解析，开展难点突破与总结反思。

[关键词]生理作用;光合作用;细胞呼吸

[中图分类号]    G633.91        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2021）05-0092-03

一、背景综述

高考理综生物试卷特别注重考查学生运用知识的能力及解题分析和归纳总结的能力。非选择题常作为重要素材对学生进行全面考查，学生解题中所犯的错误反映了知识、方法、思维等方面的不足，同时折射了教师教学中存在的问题。因此，解题教学需关注思路分析，开展难点突破，重视解题反思。本文主要对一道植物生理作用模考题进行探究。

二、试题解析

题目：某生物小组利用图1甲的装置在光合作用最适温度（25 ℃）下培养某种植株的幼苗，通过测定不同时段密闭玻璃罩内幼苗的O2释放速率来测量植株幼苗的光合速率，图1乙是所得结果绘制的图像。请根据图像回答下列问题：

（1）如果用缺镁的完全培养液来培养幼苗，则叶肉细胞内____合成减少，从而将会影响植物对____的吸收。

（2）在光照条件下，植物所吸收的CO2在____（细胞的具体结构）中参与反应;在黑暗且氧气充足的条件下，CO2是由 （细胞的具体结构）释放的。另外在光照条件下，根尖细胞内合成ATP的场所除线粒体外，还有____ 。

（3）在补充CO2之前，曲线中[t1～t4]时间段，玻璃罩内增加CO2浓度的最高点为____，最低点为____;[t4]时刻补充了CO2，此时植物叶绿体内的C3含量将会____ （填写“增加”“减少”或“不变”）。

（4）由测量结果可知，[t4]时刻玻璃罩内的O2含量比[t0]时刻增加了128 mg，则此时植株内积累的葡萄糖的量为 ____mg。如果[t5]时刻的温度由25 ℃上升至35 ℃，则植株光合速率的变化是____ （填写“升高”“降低”或“不变”）。

解析：本题为植物生理作用考题，主要考查学生光合作用和有氧呼吸的相关知识。问题解析需要把握考点，结合对应知识精准分析。

（1）该问考查叶绿素的合成。镁是合成叶绿素的重要原料，如果所用的完全培养液中缺镁，显然会造成叶肉细胞内叶绿素合成减少，从而影响植物对光的吸收。

（2）该问考查植物生理作用的场所以及ATP的产生与消耗。在光照条件下，植物会进行光合作用，吸收CO2，释放O2，其中CO2将参与光合作用的暗反应阶段，对应的场所为叶绿体基质。而在黑暗、氧气充足的条件下，植物只会进行有氧呼吸，吸收O2，释放CO2，其中CO2在有氧呼吸的第二阶段产生，对应的场所为线粒体基质。植物的根尖细胞没有叶绿体，即使在光照条件下也只会进行呼吸作用，有氧呼吸的场所为细胞质基质和线粒体，具体过程为：在细胞质基质中葡萄糖被分解为丙酮酸和[H]，同时有少量的ATP合成。

（3）该问考查植物光合作用和细胞呼吸的综合知识及氧气释放曲线分析，其难点主要集中在对植物光合作用与细胞呼吸的内在关系和曲线变化的理解上。

由图像可知，在t1时刻之前为黑暗条件，此时植物只进行呼吸作用，消耗O2，释放CO2，故玻璃罩内的CO2浓度会升高;[t1]时刻变更为光照条件，植物进行光合作用，但在[t1～t2]时间段内，植物的光合速率小于呼吸速率，故玻璃罩内的CO2浓度将继续升高;而在[t2～t4]时间段内，植物的光合速率大于呼吸速率，光合作用將消耗掉玻璃罩内的CO2，故玻璃罩内的CO2浓度有所降低。综上可知，在[t1～t4]时间段内，玻璃罩内CO2浓度的最高点为[t2]，CO2浓度的最低点为[t4]。在[t4]时刻补充了CO2，则CO2与C5相结合生成C3的速率会加快，而短时间内C5的还原速率不变，因此此时叶绿体内的C3含量会增加。

（4）该问考查植物净光合作用的葡萄糖积累以及外界因素对光合作用的影响，需要结合光合作用的总反应式来分析计算葡萄糖的增加量，考虑温度对酶活性的影响来分析温度对光合作用的影响。

已知光合作用的总反应式为[6CO2+6H2O酶、光能、叶绿体C6H12O6+6O2]，由测量结果可知[t4]时刻玻璃罩内的O2含量比[t0]时刻增加了128 mg，则氧气增加的物质的量为n（O2）= [12832 ]= 4（mol）=6n（C6H12O6），对应增加的葡萄糖的质量为m（C6H12O6）=[180×46 ]=120（mg）。植物光合作用过程中需要酶的参与，由题干可知光合作用的最适温度为25 ℃，将温度升高至35 ℃，则酶的活性会降低，光合速率随之也会降低。

三、难点突破

上述对一道植物光合作用与细胞呼吸综合题进行了详细解析，整体把握植物生理作用的过程。深刻理解知识难点是问题突破的关键，下面对其开展难点突破，并总结知识规律。

1.物质及能量转化

植物光合作用与细胞呼吸过程中涉及物质与能量的转化，其中物质转化可以核心元素为纽带进行串联，包括C、H、O;而能量转化则是[H]和ATP的产生与消耗。具体如下：

（1）C、H、O元素的转移

（2）[H]和ATP的产生与消耗

[项目 产生 消耗 [H] 光合作用 光反应中水的光解 用于暗反应中C3的还原 有氧呼吸 产生于第一、第二阶段 消耗于第三阶段，与O2结合生成H2O ATP 光合作用 产生于光反应阶段，而能量来自光能 用于暗反应过程中C3的还原，ATP转变成有机物中稳定的化学能 有氧呼吸 有氧呼吸的三个阶段均有产生，第三阶段相对较多 用于各项生命活动（光合作用的暗反应除外） ]

2.曲线变化与代谢特点

（1）图像分析

植物在不同的环境中其代谢过程会有所差异，以自然环境中的植物为例，其光合作用和呼吸作用受光照的影响，不同时刻叶肉细胞的气体代谢具有一定的特点。

图2是植物在自然环境中一昼夜CO2的吸收与释放速率变化曲线，图3为对应的叶肉细胞的气体代谢图式，可将其归纳如下。

a点之前、fg段：只进行呼吸作用，此时吸收O2，释放CO2，对应图式为图3（a）。

bc段、ef段：光合作用强度<呼吸作用强度，此时吸收O2，释放CO2，对应图式为图3（b）。

c点、e点：光合作用强度=呼吸作用强度，此时不与外界发生气体交换，对应图式为图3（c）。

ce段：光合作用强度>呼吸作用强度，此时吸收CO2，释放O2，对应图式为图3（d）。

（2）内在关系

上述过程中隐含着真正光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率等内容，需重点理解三者的概念与关系，具体如下。

细胞呼吸速率：单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量，会受到温度的影响。

净光合速率：单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。

真正光合速率：净光合速率+细胞呼吸速率。

因此，由a点之前、fg段可以计算植物细胞呼吸速率，而ce段植物细胞的净光合速率为正，有糖类积累;bc段和ef段，净光合速率为负，消耗自身糖类。实际分析时可通过植物的光合作用与呼吸作用相对强度来确定。

四、教学反思

上述所呈现的问题解析、难点突破具有一定的参考价值。下面基于教学实践提出几点建议。

1.注重知识归纳

从上述模考题的解析过程不难发现，植物生理作用考题往往围绕核心知识开展综合探究，其中的概念、规律、原理、方法是解题突破的关键。课堂教学中，教师应把握教材基础，详细解读重点，开展知识归纳，引导学生构建知识框架，使学生深刻理解知识点的内涵与外延，形成对应的知识体系。此外，在总结归纳教学中可以结合具体的应用场景，以光合作用与细胞呼吸为例，结合植物在外界环境中一昼夜的代谢曲线，深入总结不同时刻或时间段内植物的代谢特点、细胞内的气体交换图式，让学生直观感知、加深记忆，为后续的知识应用打好基础。

2.强化能力培养

高考既是对学生知识水平的考查，同时也是对学生能力的考查，侧重考查学生的问题分析与解决能力。从上述模考题的解析过程来看，需要强化学生的信息获取能力、图像分析能力和科学推理能力。因此，教学中需要教师强化学生综合能力的培养，提升学生的科学思维。对于信息获取与图像分析能力的培养，教师可整合与之相关的知识模块，引导学生结合知识点进行读圖、识图。而解题过程应注重学生的思维培养，无须直接给出答案，可让学生提取问题的关键信息，思考问题所涉及的知识点，然后结合图像进行分析，教师只需进行引导总结，帮助学生形成解析问题的方法策略。

五、写在最后

以植物光合作用与细胞呼吸为基础命制的综合题对学生的知识理解和解题思维有着较高的要求，教学中教师不仅需要引导学生深刻理解植物的两大生理过程，还需要让学生掌握图像问题的解析方法和分析思路。由于该部分内容含有众多的知识规律，教学中提倡开展难点知识突破，总结知识重点，形成知识规律，依托教学重点发展学生的核心素养。

（责任编辑 黄春香）