基于高考评价体系对光合作用与呼吸作用试题的分析

□陈 洁

“一核四层四翼”的高考评价体系是高考命题的理论基础和实践指南，“四层”即“核心价值、学科素养、关键能力、必备知识”，为考查内容，回答“考什么”的问题；“四翼”即“基础性、综合性、应用性、创新性”，为考查要求，回答“怎么考”的问题。考生只有了解了“考什么”“怎么考”，才能在高考这场重要的人才选拔中脱颖而出。本文基于高考评价体系，对近三年来高考试题中涉及光合作用与呼吸作用考点的典型试题进行分析，总结试题特点并对考生备考提供合理化建议。

一、基于“四层”的试题分析

【经典例题1】生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题：

（1）白天叶肉细胞产生ATP的场所_____。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和______释放的CO2。

（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止_______，又能保证________正常进行。

（3）若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。（简要写出实验思路和预期结果）

答案：（1）细胞质基质、线粒体、叶绿体，细胞呼吸

（2）蒸腾作用散失较多水分，光合作用

（3）实验思路：植物甲在干旱条件下（其他条件适宜）培养一段时间，分别在白天和晚上测定植物甲叶肉细胞中液泡中的pH，然后统计实验数据。预期结果：白天的pH高于晚上。

【试题分析】

本题通过创设具有特殊的CO2固定方式（景天科CAM途径）情境，考查了光合、呼吸以及蒸腾作用等知识的综合运用、逻辑推理和实验探究能力。

第(1)问考查了基础知识的运用，对光合作用和呼吸作用的过程进行了知识整合，体现了学科素养中生命观念—物质观和能量观。白天叶肉细胞既进行光合作用又进行有氧呼吸，对应光合作用过程产生ATP的场所为叶绿体，有氧呼吸过程产生ATP的场所为细胞质基质和线粒体。同时还要求科学全面地思考问题，光合作用所需的CO2来源除了题干中指出的苹果酸脱羧还有细胞呼吸释放的CO2。

第(2)问考查了获取信息、理解和综合运用的能力，以及运用归纳概括等思维工具来解决实际问题的科学思维。考生需提取题干的有效信息，将蒸腾、呼吸和光合作用相整合，通过比较和分析说明该植物“气孔白天关闭，晚上打开”与干旱环境相适应的特点。

第(3)问需要设计实验来验证该植物的特殊的CO2固定方式，从较深层次考查考生信息获取、科学思维和探究及语言表达的能力。先通过关键词锁定实验设计类型为验证性实验。再根据题干信息确定晚上液泡中因苹果酸的生成pH降低；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2用于光合作用，液泡pH升高。所以，可通过比较白天和晚上液泡pH高低来确定植物甲固定CO2的方式。

【经典例题2】（2020年全国卷Ⅰ30题，节选）农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：

（1）中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有_____（答出两点即可）。

（3）农业生产常采用间作（同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物）的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点（光合速率达到最大时所需的光照强度）见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是____，选择这两种作物的理由是_____。

作物 A B C D株高/cm 170 65 59 165光饱和点/μmol·m-2·s-1 1200 1180 560 623

答案：（1）减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用

（3）A和C，作物A光饱和点高且长得高，可以利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用

【试题分析】

本题以社会热点—粮食安全为情境，考查了运用光合和细胞呼吸作用的生物学原理指导农业生产实践。第（1）问既考查竞争概念，强调除去杂草后农作物可以获得更多的水分、矿质元素和光照，又考查细胞呼吸原理的应用，强调松土后可增加土壤氧气含量，促进根细胞的有氧呼吸，进而促进根系对矿质元素的吸收。第(3)问要求考生能从题干文字和图表载体中获取信息，并结合所学知识解决相关问题，同时考查了学生的语言表达能力。间作形成的作物复合群增加了光能的吸收，从而达到增产的目的。本题不同于以往针对光合作用和呼吸作用过程的考查思路，把重点放在了与生产措施有关的概念理解和分析推理上，以此引导教学从重视知识讲授向知识与生产生活联系转变，实现育人价值。

这种凸显劳动教育的理念在2022年高考中仍有延续，2022年全国乙卷29题（4）问考查了在农业生产中，为了促进根细胞对矿质元素的吸收，需要定期松土，增加土壤中的含氮量，促进根细胞的有氧呼吸，为主动运输吸收矿质元素提供能量。有着异曲同工之妙的还有某试题，以一千四百多年前的经典著作《齐民要术》中记载的传统贮存葡萄的方法为情境，引导考生了解我国古代劳动人民的非凡智慧，并聚焦现代科技工作者取得的巨大成就，考查了细胞呼吸原理及其在生产实践中的应用，要求考生对必备知识有理解和应用能力。

二、基于“四翼”的命题特点分析

通过对上述经典例题的分析，我们发现新课标下高考试题的命题具有以下特点：

（1）体现了对基础性和应用性必备知识的考查。例如：光合和呼吸作用的过程、细胞呼吸原理及应用都属于基础性知识考查，其影响因素及生产生活的应用、光合呼吸速率曲线模型，甚至生态系统能量流动和碳循环等都是对知识理解的深化，强调对理解能力和解决问题能力的考查。

（2）体现了对综合性学科核心素养的考查。对学科核心素养的考查包括对蕴含生命观念的考查；以现实生活中的生物学问题为背景材料，对从题干中获取信息能力、理解与综合运用能力的考查；设置实验探究情境，进行实验思路、过程及结果分析的考查；渗透社会责任的考查。

（3）试题的呈现、设问形式都体现了开放性和创新性。设置日常生活、科学研究、社会热点或生产劳动实践等试题情境，设问形式层层递进、逐步深入，体现了灵活性、开放性和创新性，考查了考生分析问题、解决问题及语言表达等多种关键能力。

三、备考建议

首先，回归教材夯实基础。教材是高考命题的重要依据，备考一定要回归教材。以光合与呼吸作用考点为例，复习时要扎实掌握光合与呼吸作用的基本概念、过程、影响因素，通过构建光合与呼吸作用相联系的知识结构图，或以设置“问题串”的方式带动相关章节的内容进行复习。

其次，重视情景分析、信息获取和科学表述的有效训练。近年来高考试题的文字量一直在增加，对从题干中获取有效信息能力的考查比重增大；同时还增加了试题中分析和阐述原因、依据和结论的问题，这就需要考生培养思维迁移和学科语言表述的能力。通过提高考生从题干（包括文字、图像、表格等）中提取有效信息、快速准确建立其与基础知识联系的能力，从而分析和解决问题并形成逻辑性的科学表述。

最后，重视实验设计形成探究思想。新课标下高考试题重视对教材中基础实验技术和原理的迁移与应用，在帮助考生分析实验目的和原理、设计实验步骤及分析实验结果得出结论的过程中，促进其形成科学探究思想，从而提高实验设计能力。古语云“授人以鱼不如授人以渔”，科学备考才能使考生更好地迎接高考的挑战。