核心素养导向的光合作用类高考试题分析——以2019年全国I卷第29题为例

邓过房

(广东省中山纪念中学 中山 528454)

1 原题(2019年全国I卷第29题)

将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小，回答下列问题。

(1) 经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力。

(2) 与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会，出现这种变化的主要原因是。

(3) 有研究表明： 干旱条件下气孔开度减小不是由于缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。

参考答案 (1) 增加(强) (2) 下降(降低、减弱) 干旱使叶片叶片中的脱落酸含量增高，气孔开度减小，CO2吸收量减少，导致暗反应减弱，因此光合速率减弱 (3) 实验思路： 将等量若干的正常植株(A组)与ABA缺失突变体植株(B组)同时进行干旱处理相同时间。预期结果： A组气孔开度减小，B组气孔开度不变。

2 对学科核心素养的考查

本题考点是每年必考的热点——光合作用。但与往年有所不同的是，首先，题目没有再考图表分析；其次是将实验设计类考点结合，通过ABA这个节点，与光合作用进行联系起来，即本题是巧妙地利用ABA将必修1的“光合作用”和必修3的“植物激素调节”两个重要考点联结，进行了学科内小综合尝试。

2.1 通过综合题干信息考查学生的科学思维 “科学思维”是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。学生应该在学习过程中逐步发展理性思维，如能够基于生物学事实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维等方法，探讨、阐释生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题[1]。

以干旱环境下植物发生的生理变化为载体，结合水分、细胞浓度、脱落酸、气孔开度等重要知识点为依托，考查学生的归纳与概括、演绎与推理素养，探讨、阐释生命现象及规律。本题的第(1)(2)两个小问，都是通过提取题干有效信息，进行分析整理后，得出相应的结论。其中第(1)问要求较低，为科学思维的1级水平。根据题干信息，干旱使根细胞溶质浓度增多，从而分析得出： 根细胞的浓度增大，对外界的吸水能力增强。第(2)问要求较高，属于原因型题目，为科学思维的2级水平。分析题干信息，综合整理得出相应结论： 干旱使叶片气孔开度减小，CO2吸收量减少，导致暗反应减弱，因此光合速率减弱。

2.2 以实验设计为载体考查学生的科学探究 “科学探究”是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论的能力。

该题的第(3)问，通过相应实验材料为载体，依据题目信息与要求、叠加实验设计情境来考查学生的科学探究素养。通过所给相应信息可知，正常植株在干旱条件下，ABA量增加，气孔开度减小，而ABA缺失突变体植株，在干旱条件下呢？这就需要学生通过自己的思维能力，去进行相应的信息推理与加工得出结论。干旱条件下的ABA缺失突变体植株，它本身就没有ABA，所以其ABA含量不会影响到气孔开度，即不变化。

3 备考策略及相关建议

细胞代谢中的“光合作用”内容在高考全国卷非选择题中是必考的内容，也是髙中生物学核心主干基础知识之一。考査这些知识能检测学生独立思考、逻辑推理、归纳与概括、演绎与推理、实验设计、方案实施等关键能力。教学过程中，应借助这些知识培养学生的学科核心素养，可以充分体现立德树人的育人功能。

3.1 考查实验探究，引导加强实验教学 生物学是研究生命活动现象与规律的科学，是一门典型的实验科学。实验与探究能力是高考生物考查的关键能力之一，在实验过程中所形成的科学思维与解决实际问题的能力是生物学科素养达成的目标之一[2]。本题第3问，通过干旱环境、ABA与气孔导度之间的生理调节关系，以实验设计为依托，促进“科学探究”等核心素养落地，也进一步提示教师在一线教学过程中，要重视实验过程、实验思路和实验设计的教学。在实验过程中形成科学思维与解决相应实际问题的能力是新课标中核心素养的要求之一。

3.2 注重引导学生对核心素养的认知和理解 “光合作用”核心内容，是学生形成生命观念、科学思维、科学探究等核心素养非常关键的专题。光合作用中的结构与功能相适应、光合作用色素提取实验、光合作用研究历程中各经典实验等，都是引导学生认识与形成生命观念、训练科学思维和学科探究能力的好素材。在一线教学过程中，应该充分的利用起来，进行深度挖掘与整合，运用不同教学策略，帮助学生形成相应的素养，提升素养水平。

3.3 重视教材阅读与课外阅读相结合 本题考查的素材直接体现在教材必修1《分子与细胞》的第35页、第61页、第103页，教材必修3《稳态与环境》的第54页。综合性和跳跃性都不低。同时课外的材料也必须重视： ABA调控气孔关闭的信号转导途径有两条： 促进气孔关闭和抑制气孔张开。在缺水条件下，植物叶子中ABA的含量增多，引起气孔关闭。这是由于ABA促进钾离子、氯离子和苹果酸离子等外流，就促进气孔关闭。用ABA水溶液喷施植物叶子，可使气孔关闭，降低蒸腾速率。因此，ABA可作为抗蒸腾剂。另外，ABA抑制钾离子和质子泵的作用，就抑制气孔张开[3]。其中，气孔导度测量方法有两种： 一是根据循环扩散原理，由植物叶片表面湿度的变化来进行测量计算，代表仪器是英国AP4植物气孔计，可以测量植物气孔导度和气孔阻力；另一种是利用美国SC-1稳态气孔计将已知扩散率的通道夹子夹在叶片上，通过测量叶片表面的水蒸气压梯度得到水蒸气通量，进而利用水蒸气通量和已知的通道扩散率得出叶片气孔导度。这两种测量仪器都轻便易携，可以长时间进行野外测量，是科研人员和农业生产者的得力助手，在作物增产和灌溉改良方面也具有非常高的应用价值[4]。