高三生物一輪復(fù)習(xí)中細(xì)胞代謝的幾個(gè)難點(diǎn)的突破

汪璽

摘 要：高考命題注重基礎(chǔ)知識(shí)，關(guān)注學(xué)科素養(yǎng)和學(xué)習(xí)能力，強(qiáng)調(diào)深度理解和獨(dú)立思考，突出知識(shí)體系和聯(lián)系實(shí)際，要求創(chuàng)新、重點(diǎn)突出。所以在高三生物一輪復(fù)習(xí)中，教師的主要任務(wù)是指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)和知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，幫助學(xué)生梳理知識(shí)，掌握各考點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系，從而提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力、遷移能力。特別是在一些難點(diǎn)上幫助學(xué)生分析生物現(xiàn)象，找到事物的本質(zhì)而有所突破。

關(guān)鍵詞：細(xì)胞代謝;光合作用;呼吸作用

一、一輪復(fù)習(xí)中細(xì)胞代謝的幾個(gè)問題

細(xì)胞代謝中的光合作用、呼吸作用是必修一的重點(diǎn)內(nèi)容，也是每年高考的必考內(nèi)容，學(xué)生在一輪復(fù)習(xí)時(shí)單獨(dú)掌握光合作用、呼吸作用的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)往往感覺較容易，認(rèn)為不難。但在應(yīng)用時(shí)丟分較多，理解知識(shí)上也存在偏差。學(xué)生困惑在哪，出了什么問題？是知識(shí)上掌握不夠、還是應(yīng)用上有不足？我在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生在代謝這部分內(nèi)容上丟分，究其原因不外乎這么幾點(diǎn)：

1.復(fù)習(xí)光合作用、呼吸作用時(shí)，對(duì)兩個(gè)生化反應(yīng)獨(dú)自的原料、條件、產(chǎn)物較容易記憶，理解也相對(duì)容易。但綜合起來就容易忽略兩種代謝在發(fā)生時(shí)間、條件上的相同點(diǎn)和區(qū)別。呼吸對(duì)生命而言是絕對(duì)要進(jìn)行的，24小時(shí)晝夜發(fā)生，而光合作用是需要光照條件的。兩者酶的最適溫度也不相同，呼吸酶最適溫度所需要的溫度更高。

2.審題不準(zhǔn)，總光合、凈光合的描述指標(biāo)沒有搞清楚，所以在做題時(shí)丟分較多。如CO2利用還是吸收、O2產(chǎn)生還是釋放、有機(jī)物的生成還是積累等。

3.不注意答題時(shí)的邏輯關(guān)系，不知道該怎么回答設(shè)問才能滿足題目要求，非常容易丟分。如夏天正午光合產(chǎn)量下降的原因？或溫度降低，變溫動(dòng)物細(xì)胞膜運(yùn)輸物質(zhì)的速率下降原因？學(xué)生在回答此類問題時(shí)不會(huì)層層遞進(jìn)，在各環(huán)節(jié)上不能推理得出信服的結(jié)論。而是跨越式的回答，造成與參考答案不符。

4.光反應(yīng)、暗反應(yīng)進(jìn)行時(shí)的條件是什么？光反應(yīng)、暗反應(yīng)的制約因素是什么？為什么光合作用中隨光照強(qiáng)度增加，光合強(qiáng)度不再增加，光照條件不是制約因素時(shí)CO2是制約因素，而不是溫度？

5.光合作用吸收光譜、作用光譜有相同的方面，但也有自己的特點(diǎn)？各自強(qiáng)弱的觀察指標(biāo)是否一致？兩者之間是否完全相吻合？也就是吸收光譜多于作用光譜是否一定強(qiáng)？

二、我通過課堂教學(xué)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)細(xì)胞代謝時(shí)容易犯這些錯(cuò)誤，有針對(duì)性地采取了一些方法，進(jìn)行舉例講解

1.思維轉(zhuǎn)換，抓住事物本質(zhì)

在許多的生物學(xué)問題中，由于學(xué)生受認(rèn)知水平的限制，往往被表面現(xiàn)象所蒙蔽，忽略了事實(shí)真相，抓不住事物的本質(zhì)，回答問題時(shí)學(xué)生極容易犯錯(cuò)。如：植物在土壤中生活，在一定范圍內(nèi)其光合作用強(qiáng)度會(huì)隨土壤含水量下降而下降，或隨土壤無機(jī)鹽濃度增加光合作用強(qiáng)度下降。試分析原因：? ? ? 。學(xué)生遇到這樣的問題容易想到，缺水影響光合作用的光反應(yīng)，進(jìn)而造成還原性氫、ATP供應(yīng)不足，造成暗反應(yīng)速率下降，光合產(chǎn)量下降。學(xué)生忽略了植物體內(nèi)的水用于代謝只占了很少一部分，水不是植物光合作用的制約因素。所以教師要強(qiáng)調(diào)制約光合作用的環(huán)境因素是光照強(qiáng)度、CO2濃度、溫度而一般不是水。所以土壤缺水造成光合產(chǎn)量下降的原因是植物吸水減少，為了保水導(dǎo)致葉子氣孔關(guān)閉，引起葉肉細(xì)胞的胞間CO2濃度下降，暗反應(yīng)速率下降所致。指導(dǎo)學(xué)生將植物看成個(gè)體水平的生命系統(tǒng)，整體看待表現(xiàn)出的生命現(xiàn)象，要透過現(xiàn)象看事物的本質(zhì)。

又如將打孔的葉小圓片放在不同濃度的NaHCO3溶液中，在適宜光照強(qiáng)度的作用下，葉片上浮所需時(shí)間，繪制成圖型。學(xué)生對(duì)隨CO2濃度增加光合速率增加，葉片上浮所需時(shí)間縮短，較容易理解。為什么之后CO2濃度增加，光合作用不再增加，CO2濃度不是光合作用的制約因素了，那什么是光合作用的制約因素？教師就要轉(zhuǎn)換學(xué)生的思維，換成常見的圖型啟發(fā)學(xué)生的思維。這樣學(xué)生對(duì)光照條件制約、缺乏還原性氫、ATP等就有了較清楚的認(rèn)識(shí)。而學(xué)生容易犯的制約因素等錯(cuò)誤就容易避免。

2.注意總光合、凈光合的區(qū)別

高三復(fù)習(xí)中除了復(fù)習(xí)知識(shí)，構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)外，進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑囶}訓(xùn)練提高應(yīng)用能力是非常有必要的。在講題時(shí)針對(duì)學(xué)生易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)、易錯(cuò)試題等，指導(dǎo)學(xué)生要特別注意題目的用語，如描述總光合作用強(qiáng)度時(shí)往往用單位時(shí)間內(nèi)CO2的利用量、O2的產(chǎn)生量、有機(jī)物的生成量來表示，而凈光合速率往往用單位時(shí)間內(nèi)CO2的吸收量、O2的釋放量、有機(jī)物的積累量來表示。凈光合是總光合與呼吸作用消耗的有機(jī)物的差值，在答題時(shí)一定注意它們之間的區(qū)別、聯(lián)系，答題時(shí)的兩者相互轉(zhuǎn)換。如高考題給了植物隨土壤無機(jī)鹽濃度增加，凈光合速率變化的柱狀圖，要求學(xué)生在坐標(biāo)中畫出總光合速率的曲線圖，學(xué)生容易把高考題想容易了，認(rèn)為只是柱狀圖變成曲線圖，起點(diǎn)畫在6上，這樣學(xué)生描述的是凈光合速率的變化，與題目不符造成丟分。正確答案要求學(xué)生起點(diǎn)一定大于6，最好明顯一些，加上呼吸數(shù)值形成曲線呈現(xiàn)在坐標(biāo)上。

3.細(xì)胞代謝中物質(zhì)變化的分析

光合作用的試題中有一類設(shè)問，要學(xué)生討論分析光合作用的暗反應(yīng)中C3、C5含量隨光照或CO2濃度變化而變化，學(xué)生掌握起來較為困難。在一輪復(fù)習(xí)時(shí)教師要特別注意幫助學(xué)生分析光合速率穩(wěn)定時(shí)，C3是C5含量的二倍，含量都不發(fā)生變化。不發(fā)生含量變化原因是光照條件、CO2濃度穩(wěn)定不變的情況下，C3、C5化合物都是生成速率等于消耗的速率，所以其含量穩(wěn)定而不發(fā)生變化。只有當(dāng)光照強(qiáng)度、CO2濃度變化時(shí)，C3、C5含量才會(huì)發(fā)生改變。如光照強(qiáng)度增加就會(huì)引起C3化合物含量暫時(shí)下降，而原因是光照強(qiáng)度導(dǎo)致還原性氫、ATP供應(yīng)增加，C3還原成碳水化合物加快，而C3的生成速率幾乎不變，造成瞬時(shí)含量下降。本質(zhì)是C3消耗增大，生成不變所致。答題時(shí)切記不能只答C3還原成碳水化合物加快，而不答C3生成的情況，容易丟分。

又如凈光合速率受外界因素影響而發(fā)生了增加的原因分析，幫助學(xué)生分析凈光合速率是總光合速率減呼吸速率得到的，所以凈光合速率增加是光合、呼吸兩方面的原因造成的，出現(xiàn)這種情況可能原因非常復(fù)雜，不同的題目情景所造成凈光合產(chǎn)量發(fā)生變化原因很多，要根據(jù)題目回答相關(guān)問題。凈光合速率變化的主要原因有這幾種情況：光合作用的速率增加，呼吸作用速率下降;光合作用的速率增加，呼吸作用不變;光合作用的速率增加，呼吸作用增加，但幅度不如光合作用;光合作用不變而呼吸作用下降等情況，不同的引發(fā)原因回答就不同。

如植物在實(shí)驗(yàn)條件下，凈光合產(chǎn)量隨光照強(qiáng)度增加而增大的主要原因是：光合作用隨光照強(qiáng)度增加而增大，由于溫度不變，呼吸不變所致;如果植物在一定范圍內(nèi)隨溫度升高，如15℃升高到25℃時(shí)，凈光合產(chǎn)量增加的原因就要回答兩個(gè)代謝活動(dòng)都增加，但光合作用在此溫度變化區(qū)間增加幅度大于呼吸作用的增加幅度，導(dǎo)致凈光合產(chǎn)量增加。

4.光合色素提取、分離實(shí)驗(yàn)及其應(yīng)用上的難點(diǎn)

在復(fù)習(xí)中，學(xué)生在光合色素提取、分離實(shí)驗(yàn)中特別喜歡關(guān)注實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)原理、加入的藥品及作用、步驟等，這很好也很重要。但容易忽略實(shí)驗(yàn)的指標(biāo)及意義。如各色素帶的不同位置代表什么？寬度代表的意義又是什么。光合色素的吸收光譜，教材有呈現(xiàn)，但是通過什么實(shí)驗(yàn)得來的？指標(biāo)是什么？光合色素的作用光譜，教材課后題也有呈現(xiàn)，又是通過什么實(shí)驗(yàn)得來的？指標(biāo)是什么？教師要幫助學(xué)生分析教材上的光合色素的吸收光譜是將提取色素通過細(xì)光束穿過后，三棱鏡分光處理，與空白對(duì)照組比對(duì)得到實(shí)驗(yàn)組色帶中有暗區(qū)，說明是被色素吸收所致并以此繪制出吸收光譜。比如葉綠素a暗區(qū)主要在紅光區(qū)域、藍(lán)紫光區(qū)域，所以主要吸收紅光、藍(lán)紫光。而作用光譜是以植物在不同波長的光下，光合作用的強(qiáng)度變化，觀察指標(biāo)就是氧氣生成、二氧化碳消耗等指標(biāo)來測(cè)定。如恩格爾曼的第二個(gè)水綿實(shí)驗(yàn)。

5.答題時(shí)的邏輯性

植物在夏天正午，光合作用強(qiáng)度反而較10點(diǎn)有所下降，稱為午休現(xiàn)象，學(xué)生分析原因進(jìn)行回答時(shí)，往往不注意邏輯關(guān)系，跨越式回答。如這樣的答案：氣孔關(guān)閉引起光合速率下降，這樣的回答是無效的。教師要幫助學(xué)生分析，一般情況下，植物光合作用速率下降的原因：氣溫升高→氣孔關(guān)閉→CO2吸收速率下降→胞間CO2濃度降低→暗反應(yīng)速率降低→光合速率降低。這樣的回答才是有效的回答，才能踩上得分點(diǎn)。但在題目中給了特殊條件就要另行分析原因，如正午光合作用強(qiáng)度下降，但胞間CO2濃度較高，那就不是氣孔因素導(dǎo)致光合速率下降，而可能是其他因素，如溫度過高，影響酶的活性或光照過強(qiáng)引起的。

如高考題目：長葉刺葵是棕櫚科熱帶植物。為了解其引種到重慶某地后的生理狀況，某研究小組在水分充足、晴朗無風(fēng)的夏日，觀測(cè)得到了該植物光合速率等生理指標(biāo)日變化趨勢(shì)圖（題20圖）。

（1）據(jù)圖分析：

推測(cè)導(dǎo)致12∶00時(shí)光合速率出現(xiàn)低谷的環(huán)境因素主要是______________（填“光照”或“CO2”）。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注氣孔導(dǎo)度與光合速率的相關(guān)性，回答光照而非CO2。

又如在低溫或低氧因素影響物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸速率，分析原因，回答相關(guān)問題時(shí)注意這樣的秩序、層次：低溫→呼吸酶活性較低→影響主動(dòng)運(yùn)輸能量的供應(yīng)→跨膜運(yùn)輸速率下降。而不能只回答低溫影響主動(dòng)運(yùn)輸?shù)乃俾省?/p>

除此之外還有晝夜光合、呼吸進(jìn)行的時(shí)間有所差異，增加晝夜溫差、補(bǔ)光、施加氣肥等增產(chǎn)原因的分析。總之教給學(xué)生如何利用已知條件分析問題，在回答時(shí)要層層遞進(jìn)，抓住得分點(diǎn)。

教師要多和自己帶的學(xué)生交流，及時(shí)發(fā)現(xiàn)在重點(diǎn)、難點(diǎn)上出現(xiàn)的問題，要及時(shí)幫助學(xué)生分析易錯(cuò)問題，全面理解有關(guān)知識(shí)及其應(yīng)用，指導(dǎo)其正確回答相關(guān)問題才能在高考中立于不敗之地。

編輯 李沂蓉