依托原创试题设计 助力“细胞呼吸”专题复习

张红霞 罗福海

一、高考评价体系背景下的试题命制要求

高考评价体系由“一核”“四层”“四翼”组成，其中“一核”为考的核心功能，回答“为什么考”的问题：“四层”为高考考查的内容，回答“考什么”的问题：“四翼”为高考的考查要求，回答“怎么考”的问题，高考评价体系将应考查的内容凝练为“四层”，即“核心价值”“学科素养”“关键能力”“必备知识”.“四层”紧密关联，构成有机整体，使素质教育目标在高考中得到系统的体现.基于高考评价体系的“四层”为考查内容设计试题，可以使得试题设计立意突出、考查全面.

二、试题设计及解析

1.呈现细胞呼吸过程.注重实验与概念融合

例1如表1所示，将酵母菌经过一定处理后，分装在4支试管中加入不同的物质，并向试管中通入无菌18 O2.实验在适宜温度下进行，分组实验，下列关于实验现象及相关陈述正确的是（

）.

A.题干中对酵母菌的處理方法为对其破碎并进行密度梯度离心

B.试管1内有14 CO2、H2180生成，说明 14 CO2的产生场所为线粒体

C.试管2中有14C的丙酮酸生成，与试管3-样葡萄糖的量都减少

D.试管4中丙酮酸的量减少，有“CO2的生成，也有H2，180的生成

参考答案：D

试题解析本题以酵母菌的呼吸作用为情境，属于实验探究情境，体现基础性，侧重考查知识与观念和科学思维.题干中对酵母菌的处理方法为对其破碎并进行差速离心，可分离各种细胞器，A错误;试管1内有14 CO2、H2，18O生成，但无法说明14 CO2的产生场所为线粒体，B错误;试管2中有14 C的丙酮酸生成，葡萄糖的量减少，但试管3中葡萄糖的量不发生改变，C错误：试管4中丙酮酸的量减少，有14 CO，的生成，由于第二阶段有[H]产生，因此也有H，'80的生成.D正确，

解题策略 此类考查细胞呼吸过程分析的题目可以通过构建概念图有效突破学习重难点，利于学生充分理解细胞呼吸的本质.例如本题可构建细胞呼吸的概念图如图1所示.

通过概念图，直观地将细胞呼吸各阶段的物质转化和能量转化体现出来，以图的形式把复杂抽象的过程具体化，题目也迎刃而解.同时概念图可引导学生将零散的知识系统化，将抽象的概念清晰化.

2.分析细胞呼吸实验，拓展科学思维训练

例2某实验小组为了研究水分和氮素对玉米叶片呼吸速率的影响，采用温室盆栽试验，在中度水分胁迫（ W50）、轻度水分胁迫（W70）和充足供水（ W90）三个水分处理下设低氮（N1，1.0g.盆-1）、中氮（N2.5，2.5 g.盆-1）和高氮（N5，5.0 g.盆-1）三个氮水平进行测定，实验结果如图2所示，回答下列问题.

（1）图中呼吸速率的测定需要满足的条件是_____ .氧电极法可测定吸氧速率，此方法需要对种子内线粒体进行分离，分离线粒体的方法是 ____ .

（2）图中N1处理下，随水分胁迫加重，呼吸速率 _____ ，原因是水作为原料与 ____ 共同在线粒体内参与代谢.

（3）根据图2实验结果，能否得出随着氮素的增加可以缓解水分胁迫造成的呼吸速率变化，请说明你的理由____ .

（4）研究发现，干旱胁迫下叶绿体会将合成的淀粉粒进行降解，这种变化的生理意义是通过淀粉粒降解，_____ ，从而抵御干旱胁迫.

参考答案：（1）其他条件不变，黑暗下进行测定差速离心法

（2）降低丙酮酸

（3）不能实验结果中相同水分胁迫下，随着氮素的增加，呼吸速率先上升，后下降或趋于稳定

（4）增加细胞质浓度，维持细胞内的渗透压，减少水分流失

试题解析本题以水分和氮素对玉米叶片呼吸速率的影响为情境，属于实验探究、生活实践情境，体现综合性.主要考查细胞呼吸过程及影响因素等必备知识.考查学生的理解能力和解决问题能力，侧重考查知识与观念和科学思维.本题（1）、（2）属于基础知识，重点是题（3）、（4），根据实验结果可知，相同水分胁迫下，随着氮素的增加，呼吸速率先上升，后下降或趋于稳定，因此无法得出随着氮素的增加可以缓解水分胁迫造成的呼吸速率变化：淀粉粒降解，产生多种有机物，使细胞内的渗透压升高，减少渗透水分，从而抵御干旱胁迫.

解题策略本题中难点是题（3）、（4）的叙述性试题，此类题目因可综合考查学生理解能力、逻辑推理能力、分析能力和文字表达能力而深受高考命题者的青睐.此类问题的答案要做到层次清晰、逻辑严谨，一般常用“三步曲”搭建（原因表述“三步曲”），第一步说明起因，第二步叙述起因引起的变化，第三步表述变化与结果的联系.常见模式有：起因一变化一结果：起因一变化A-变化B-结果：起因一变化A-变化B-变化C-结果，如题（4），起因为“淀粉粒降解”，变化l为“增加细胞质浓度”，变化2为“减少水分流失”，结果是“抵御干旱胁迫”.

3.体悟“特殊动力作用”，助力综合思维发展

例3食物特殊动力作用（SDA）是指动物体的代谢因进食而稍有增加.例如，某人基础代谢率（人体在清醒而极端安静情况下的能量代谢率）为168. 80 kJ.h-1，当摄取相当于168. 80 kJ的食物，并处于基础代谢条件下，经测定，这时的代谢率不是168. 80 kJ.h-1，而是176.40 kJ.h-1，显然，这部分增加的代谢值是因进食引起的，这一现象称之为“食物特殊动力作用”，回答下列问题.

（l）人体在进行细胞代谢时，产生CO，的具体场所是_____，一般SAD与进食的总热量无关，而与_____有关.

（2）SDA只能增加体热的外散，而不能增加可利用的能量，因此，细胞有氧代谢产生的能量去向是________.

（3） SDA量的测定较复杂，但生物的饱食代谢率和饥饿代谢率是必要的测定值，某实验小组欲测定某水生动物甲的SDA，实验组用2只等大棕色瓶（A、B），灌满湖水并各放人经2d -3d饥饿的某水生动物甲多只，实验开始时在A瓶投入足够的螺旋藻（食物），并设置空白对照，空白对照组的具体处理为 ，这样做的目的是 ，经3h处理，测定各瓶溶氧量，可得饱食和饥饿的代谢率.

参考答案：（1）线粒体基质食物的种类、温度

（2）大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中

（3）棕色瓶中只放入與A瓶一样的螺旋藻矫正螺旋藻对溶氧量的影响

试题解析本题以SDA新概念为情境，主要考查细胞呼吸场所、能量变化和实验设计等必备知识，属于实验探究情境，体现基础性、应用性和创新性，考查考生的理解能力、实验探究能力，侧重考查科学思维和科学探究，本题（1）、（2）问体现基础性，学生容易做答，重点是题（3）体现应用性，要求学生正确设计实验对照.A瓶中投入水生生物和足够的螺旋藻，可测定饱食代谢率.B瓶只有水生生物，可测定饥饿代谢率.实验中因变量为测定各瓶溶氧量，由于实验中螺旋藻会对溶氧量有影响，因此可用棕色瓶中只放入与A瓶一样的螺旋藻来充当对照，以排除其影响.

解题策略本题以生活情境SDA为载体，基于高考评价体系中“四层”的要求，通过实验分析考查必备知识、关键能力、学科素养，从变量控制的角度看，对照实验步骤可通过“三步曲”设计（实验设计“三步曲”）.第一步：主要为了“屏蔽无关变量”而展开：第二步：主要进行“设置实验变量”的操作;第三步：主要是进行“获得反应变量”的观察.单因子实验分组可依据下表2模型进行，

以此模型，分析题目可得到本题的实验分组，如表3所示，

对照实验中，实验变量的设置是整个实验设计的“灵魂”，只有找准实验变量，实验步骤的设计才能围绕变量控制的“三步曲”来展开.

三、专题复习策略及建议

1.归纳总结，化零为整，突破知识难点

高中生物学科的知识点较为琐碎，作为高频考点的“细胞呼吸”更是如此，因此，学生应对基础知识、主干知识加以整理和归类，建构跨章节、跨模块的知识网络，以便清晰地理解、记忆和回顾.如例1通过概念图可迅速找到突破口，得出正确答案.

2.合理归类，化繁为简，强化题型训练

高考生物学试题在学科核心素养的考查上年年创新，题型多种多样，考查方法千变万化，对学生的能力要求越来越高.经过一轮轮夯实基础知识的复习后，二轮专题复习的重点应放在对知识的整合归纳，总结解题方法技巧，提高解题能力等方面.如例2的题（4），例3的题（3），通过对一道典型例题的深度解析，变式衍生，让学生体验到解决一类题型的规律，从而达到举一反三、触类旁通的效果.

3.科学诊断，纠错点拨，走出思维误区

在专题复习中，教师应设法让学生暴露出存在的问题，及时查缺补漏，而不能让学生只埋头苦干，以致于题目一错再错.在教学过程中，教师应起到“点火”和“点评”的作用，引导学生主动去学，点燃学生的学习热情，培养学生的自主学习能力，例如，在“细胞呼吸专题复习”的试题中，教师几乎在每道题下面都设计了“解题关键”一栏，让学生在做题后自主整理每道典型例题的解题思路.

基金项目：本文为甘肃省教育科学“十三五”规划2020年度一般课题《高中生物教学中生命教育的实践与研究》GS[ 2020] GHB4240的研究内容.

（收稿日期：2022 -03 - 13）