原创题命制及其引领高三生物复习的教学策略研究

安徽 龚佐山 许正田

随着高考日期的临近，学生和教师的精神压力与日俱增。一轮复习通常以知识点为教学内容，全面梳理高中课程所有内容；二轮复习是将高中3 本必修、2 本选修教材“变薄”，回归知识、固本溯源，激发学生学习后劲，让学生跳出题海，快速掌握学习策略、提升应试能力，促成学科核心素养达成的过程，因此教师编制效能高的原创题，并运用于课堂教学，对建立复习模型，避免复习类似之前复习的模式导致重复教学具有重要的指导意义。

1.试题展示

【例题】为研究棉花去棉铃（果实）后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10 个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3 天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量，结果如图1、图2。回答下列问题：

图1

图2

（1）棉株叶肉细胞进行光合作用时能够产生[H]，该过程实际上是NADP+与_______和H+结合形成NADPH。在相关酶的作用下，接受________释放的能量并被[H]还原的C3经过一系列的化学反应___________（填“全部”或“部分”）形成糖类（光合产物），此过程的生物学意义是___________________________________________________________________。

（2）分析图1 和图2 可知，随着去除棉铃的百分率增加，_________下降，可能的原因是______________________________________。

（3）为提高棉花产量，可在棉株的幼铃期用适宜浓度的赤霉素和KH2PO4混合溶液进行叶面施肥。施用赤霉素的作用除促进棉株增高外还能_________________________，补充磷酸盐为细胞合成_________________（至少填两种物质）提供原料。研究表明，磷酸丙糖是光合作用合成的最初糖类，它可在叶绿体内形成淀粉，也可在细胞质基质中合成蔗糖。当去除棉铃的百分率为100%时，叶肉细胞叶绿体内的磷酸丙糖的相对含量 _________（填“大于”“小于”或“等于”）细胞质基质内的磷酸丙糖的相对含量，从酶的作用角度推测，叶绿体内和细胞质基质中的磷酸丙糖的相对含量调节______________，从而调节叶绿体内磷酸丙糖的流向。

（4）请用显微镜观察的方法，验证淀粉是在叶绿体内合成的，写出实验思路（实验条件、器材和试剂都能满足）。

实验思路：________________________________________________________________。

【答案】（1）电子 ATP 部分 部分接受能量并被[H] 还原的C3经过一系列的反应形成C5，使暗反应阶段的化学反应持续进行（2）CO2固定速率相对值 随着去除棉铃的百分率增加，叶肉细胞中光合作用的产物（淀粉和蔗糖）向棉铃输出减少，细胞内的光合作用的产物积累增多，抑制CO2的固定（暗反应过程）

（3）促进果实（棉铃）的发育（保花保铃、提高产量）

核酸（DNA、RNA）、磷脂、ATP 等 小于 酶的活性（4）取生长健壮的棉株遮光处理几小时，选取一片叶片一半曝光，另一半遮光，一段时间后，叶片经酒精脱色处理，对曝光和遮光半叶片进行切片，在显微镜下分别滴加碘液观察叶绿体内是否有蓝色的颗粒

2.命题原则和程序

命题以《普通高中生物学课程标准（2017 年版2020 年修订）》（以下简称《课程标准》）中的内容标准、学业质量标准为依据，指向学科核心素养的发展水平。

试题情境主要来源于高中生物教材，注重考查学生综合运用所学的知识和技能解决问题的能力，旨在引导学生找到复习方法与策略，将知识和技能转化为应试能力。贯彻《考试大纲》和《考试说明》要求进行命制，遵循原创性、科学性、简约性、匹配性、规范性等命题指导思想，落实基础性、综合性、创新性、应用性考查目标，定位于立德树人、服务选拔、导向教学。试题的表述和指向要明确、清晰、直接，确保题目的公平性、科学性和规范性，要能够区分出不同素养水平的学生。具体试题命制程序如表所示。

命题范围和学科核心素养指向表

3.教学策略

3.1 题型分析与解题思路方法指导

本题是以落实基础知识、渗透学科核心素养、注重学科思维为目的而命制的高考模拟试题。试题以研究棉花去棉铃（果实）后对叶片光合作用的影响为题境，主要考查光合作用主干知识点，同时兼顾细胞的分子组成、酶的作用、植物激素调节与之相关的细胞代谢知识。题型有识记理解填空类、图表分析类、原因探究类、提取信息类、实验探究类等问题。主要的考查形式包括：①以填空的方式考查光合作用的过程；②根据曲线描述自变量与因变量的关系，结合所学基础知识，推测生物学现象的原因和结果；③根据情境获取信息，解决细胞代谢中物质转化的实际问题，并根据理性思维做出正确的判断；④根据教材中探究光合作用过程的萨克斯实验和用高倍镜观察细胞中的叶绿体形态的实验，领会实验的思路和实验的原则，重新组合实验，设计实验思路。

确立正确的解题思路和方法是成功答题的前提，不同的试题类型，解题的思路和方法不尽相同。本题各小题的解答思路与方法指导如下：

（1）小题考查光合作用过程的基础知识，学生需在读题过程中思考该小题考查的知识在教材哪一章节，尽可能用教材中文学进行填空和叙述。

（2）小题考查分析曲线中的信息，明确实验的变量，理解横坐标、纵坐标表示的含义，描述曲线的变化趋势一定要限定条件，如因变量是表示净光合速率还是实际光合速率，明确实验条件，确定温度、CO2浓度、光照强度是否在适宜条件下，明确影响因素是内因还是外因，分析原因是直接原因还是根本原因等。

（3）小题为信息提取类题目，答题的思路是先确定是否能用教材中的文字描述，如果找不到教材中对应的知识点，答题的内容就要在题干信息中提取，若都不能找出答案，最后才用自己理解的题意组织好文字描述答案。

（4）小题为实验探究类问题，要确定实验目的和研究对象，牢记单一变量原则、等量对照原则，实验程序一般为分组编号→确定变量→分析实验现象→得出结论。文字叙述要简洁明了，不能拖泥带水、表达含糊不清。

3.2 答案解析与考试范围及要求

（1）叶肉细胞含有叶绿体，光照条件下在叶绿体类囊体薄膜上进行光反应，产物是[H]、ATP、O2，[H]是还原性辅酶Ⅱ（NADPH）的简化表示，[H]是辅酶Ⅱ（NADP+）与电子和H+结合形成的H。在暗反应过程中，[H]作为还原剂，ATP 提供能量，在相关酶的作用下，接受ATP 释放的能量并被[H]还原的C3经过一系列的化学反应部分形成糖类（光合产物），另一部分C3经过一系列的化学反应形成C5，使暗反应阶段的化学反应持续地进行下去。

（2）据图1 分析，图1 中横坐标为去除棉铃的百分率，纵坐标为CO2固定速率相对值，曲线的变化趋势是随着去除棉铃的百分率增加，CO2固定速率相对值下降；图2 表明随着去除棉铃的百分率增加，叶片中干物质（蔗糖和淀粉）的百分率逐渐增加，综合图1 和图2 信息，随着去除棉铃的百分率增加，CO2固定速率相对值下降可能的原因是细胞内光合作用的产物积累增多，抑制CO2的固定（暗反应过程）。

（3）赤霉素的生理作用主要是促进细胞伸长从而引起植株增高、促进种子萌发和果实发育。结合题干信息，施用适宜浓度的赤霉素的作用是促进果实（棉铃）的发育（或保花保铃、提高产量，通过联系生长素的作用，结合题意获得答案）。细胞中含有磷元素的化合物有核酸（DNA、RNA）、磷脂、ATP 等。分析图2，随着去除棉铃的百分率增加，叶片叶肉细胞光合作用产物（淀粉和蔗糖）的含量逐渐增加，当去除棉铃的百分率为100%时，叶肉细胞的淀粉相对含量大于蔗糖相对含量，淀粉和蔗糖都是由磷酸丙糖经一系列的化学反应转变而来，细胞质基质中的蔗糖向胞外输出减少，抑制磷酸丙糖向蔗糖转化，使得细胞质基质中的磷酸丙糖相对含量变大，而叶绿体中合成的淀粉量较多，消耗较多的磷酸丙糖，故叶肉细胞叶绿体内磷酸丙糖相对含量小于细胞质基质的相对含量，从酶的作用角度推测，叶绿体内和细胞质基质中磷酸丙糖的相对含量能调节酶的活性，从而调节叶绿体内磷酸丙糖的流向。

（4）根据实验目的，验证淀粉是在叶绿体内合成的，采用染色后显微镜观察的方法，利用碘液遇淀粉变蓝色的原理，根据实验的对照原则，实验思路为取生长健壮的棉株遮光处理几小时，选取一片叶片一半曝光，另一半遮光，一段时间后，叶片经酒精脱色处理，对曝光和遮光半叶片进行切片，在显微镜下分别滴加碘液观察叶绿体内是否有蓝色的颗粒。

通过试题分析，学生在复习中明确细胞代谢专题中高考的主要考查点：①物质出入细胞的方式、②酶在细胞代谢中的作用、③ATP 在能量代谢中的作用、④光合作用的基本过程、⑤影响光合作用速率的环境因素、⑥细胞呼吸，联系其他模块如细胞的分子组成、植物激素的调节及相关实验，进行基础知识整合与重组形成知识结构网络，着重培养理解能力、实验与探究能力、获取信息的能力和综合运用能力。

3.3 答题规范与回归教材指导

答题规范是为了减少因非智力因素而导致的丢分，提高高考卷面成绩。

①注意错别字，规范专一性术语，如“类囊体”不能写成“内囊体”，[H]不能形成H 等。

②按要求填写答卷，如当去除棉铃的百分率为100%时，叶肉细胞叶绿体内的磷酸丙糖的相对含量_________（填“大于”“小于”或“等于”）细胞质基质内的磷酸丙糖的相对含量，答卷中不能填写“＜”，一定要按括号中的提示答题。

③认真提取题干中有用信息，防止答非所问，如审题不清，（1）小题中的“此过程的生物学意义是”，若答成“在光合作用过程中，光反应阶段与暗反应阶段既有区别又有联系，是缺一不可的整体”便是答非所问。

语言叙述规范，防范口语化，描述要符合逻辑，切忌前后矛盾。在注重基础知识考查，落实学科核心素养的高考命题指导原则下，高考命题的素材可能直接来源于教材，这在往年的高考真题中能够找到蛛丝马迹。因此回归知识、固本溯源是提高高考成绩的较好的学习策略。如本题涉及的素材或知识点多来源于教材：教材必修1 第5 章第4 节“能量之源——光与光合作用”，103 页相关信息栏目，104 页暗反应阶段过程的文字叙述，必修3 第3 章第3 节“其他植物激素”，54 页赤霉素的作用，实验探究的实验思路的设计来源于必修1 的102 页光合作用探究历程和47 页用高倍镜显微镜观察叶绿体和线粒体。

3.4 原创题展现与演练

哈密瓜盛产于新疆哈密地区。在该地区农作物的生长季节里，阳光充沛、昼夜温差大，当地的哈密瓜特别甜。科研人员用野生型哈密瓜（WT）培育了突变型哈密瓜（MT），并在多个省份的日光温室中成功种植，基本实现了哈密瓜的周年供应，回答下列问题：

（1）在农作物的生长季节里阳光充沛，哈密瓜植株叶片进行光合作用的时间_________、光合作用的强度大，植株积累的糖类较多；昼夜温差大，哈密瓜植株的_________相对较弱，使得哈密瓜内积存的糖类较多。

（2）与野生型植株相比，突变型植株单位叶面积的光合色素含量明显减少，在适宜温度和光照强度条件下，测得CO2浓度对野生型、突变型植株的光合速率的影响，如图3 所示。

图3

当CO2浓度小于400μmol·m-2·s-1，突变型植株的净光合速率大于野生型植株的内在原因是_________，当CO2浓度大于400μmol·m-2·s-1，突变型植株的净光合速率小于野生型植株的内在原因是_______________________。

（3）研究表明，突变型植株能够适应相对较弱的光照强度是将其引入其他省份种植的关键因素，请以突变型植株、野生型植株为材料，设计实验（构建模型）来验证突变型植株适合在其他省份大面积种植，简要写出实验思路和预期结果（要求：不得将突变型植株种植在其他省份进行验证）。

【答案】（1）长 细胞呼吸强度（或有氧呼吸强度）

（2）突变型植株叶肉细胞的与暗反应相关酶活性比野生型植株的强 突变型植株叶肉细胞的光合色素含量比野生型植株的少，光反应产生的[H]、ATP 相对较少，限制暗反应速率（3）实验思路：在适宜温度和CO2浓度条件下，分别测得在不同的光照强度下，突变型植株和野生型植株的净光合速率，构建净光合速率-光照强度曲线图 预期结果：若突变型植株的光补偿点和光饱和点均低于野生型植株的，则证明突变型植株适合在其他省份种植。

4.研究结果及教学反思

教师准确把握《考试大纲》和《课程标准》，对教材中的重要知识、理论和规律等进行改造和重现，在每个微专题中精心命制两道原创综合题，一道用于教师课堂点拨，使学生明确高考的考试内容和考查方式，掌握复习方法，理解解题思路，规范答题，减少答题不规范和审题不清导致答题错误，力求做到会做的题得满分，不全会做的题少失分，旨在提升学生的成绩以及学生的自学能力、创新能力、语言表达能力、综合分析问题等能力，促进学生学科核心素养的养成；另一道用于学生自我检测，及时发现学生存在的问题，以便教学过程中及时做到补缺和补充。

本文中原创题的命制和教学过程体现了预期的教学总体目标。演练的原创试题素材来源于人教版教材必修1 第106 页练习中拓展题第2 题及相关的科研论文——《哈密瓜叶色黄绿突变体 Cmygl-1 的高光合生理特性分析》，试题的命制具有新颖性，能激发学生学习兴趣，新题型有理解填空类、图表分析类、原因探究类、提取信息类、实验探究类等，答案要点来源于教材，导向学生回顾教材，指向性达成素养。教学环节中始终渗透导向性，引导学生审题、规范答题，理解设计实验的一般程序，最终形成完整的教学目的性建模教学策略，引领高三生物复习。