安徽

細胞代謝是人教版教材必修1中的核心概念，教師在高三教學(xué)后期往往會對其進行專題復(fù)習(xí)。為了分散難點，教師可將大專題分成若干個微專題。例如，細胞代謝專題可以劃分為物質(zhì)出入細胞的方式、酶與ATP、細胞呼吸與光合作用和種子的專題。在微專題的劃分方面，教師可依據(jù)教材和《普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱》（以下簡稱《考試大綱》）的順序，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建思維導(dǎo)圖，強化核心概念。微專題的復(fù)習(xí)可借助學(xué)案的形式，內(nèi)容上先指出《考試大綱》中的考點和重點，梳理核心概念，建立核心概念之間的聯(lián)系，點撥核心知識，對高考題或模擬題進行題型強化訓(xùn)練。

1.分析《考試大綱》

《考試大綱》將細胞代謝的內(nèi)容劃分為物質(zhì)出入細胞的方式、酶在代謝中的作用、ATP在能量代謝中的作用、光合作用的基本過程、影響光合作用速率的環(huán)境因素、細胞呼吸，共6項內(nèi)容，且全部為Ⅱ級要求。

2.復(fù)習(xí)策略

復(fù)習(xí)物質(zhì)出入細胞的方式可通過建立概念模型，將胞吞、胞吐，主動運輸，被動運輸（自由擴散、協(xié)助擴散）有層次地構(gòu)建起來，再建立運輸速率與膜內(nèi)外濃度差的數(shù)學(xué)模型，并用典型例題強化核心知識點，例如，2014年北京卷第3題、2014年安徽卷第2題。物質(zhì)出入細胞后進行了各種化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)統(tǒng)稱為細胞代謝，細胞代謝往往離不開酶和ATP。

在酶的復(fù)習(xí)過程中，教師可將酶的發(fā)現(xiàn)史、酶的本質(zhì)、酶的作用及其作用機制、酶的特性（高效性、專一性、作用條件溫和）、酶的應(yīng)用梳理起來，并將酶活性的測定方法講透（參考2016年全國卷Ⅰ第3題），“喚醒”學(xué)生對自變量、因變量、無關(guān)變量的確定方法，探究實驗遵循的原則和大體步驟。ATP的復(fù)習(xí)過程中，教師應(yīng)梳理ATP的結(jié)構(gòu)、含量、轉(zhuǎn)化（ATP的供能機制是生物界的統(tǒng)一性）、來源，吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)，并讓學(xué)生弄清ATP的結(jié)構(gòu)，為理解PCR中dNTP做原料奠定基礎(chǔ)（參考2016年全國卷Ⅰ第29題）。從ATP的來源切入到光合作用和細胞呼吸的復(fù)習(xí)。細胞呼吸由宏觀探究酵母菌呼吸方式引出細胞呼吸的類型及反應(yīng)方程式的書寫；通過對反應(yīng)方程式的觀察引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注細胞呼吸對于實驗器皿內(nèi)氣壓變化的影響，加入液滴移動的例題，以及細胞呼吸與環(huán)境中氧氣濃度變化曲線的解讀。細胞呼吸過程的發(fā)現(xiàn)要加入科學(xué)史的內(nèi)容，例如，人教版教材必修1 第96頁第2題。光合作用的復(fù)習(xí)可從光合作用的反應(yīng)方程式入手，提問科學(xué)史相關(guān)知識，回顧光合速率的表示方法、測定方法、影響因素及曲線的繪制，及曲線中點的含義和點的移動問題。光合作用的過程、場所，綠葉中色素的提取和分離實驗則可以用提問的方式進行回顧?？偠灾?，教師應(yīng)力求讓概念層次化、過程化，讓學(xué)生明確考點的同時熟悉題型。下面筆者以種子相關(guān)試題為例來展示題型微專題復(fù)習(xí)的思路。

3.種子微專題的復(fù)習(xí)

3.1 種子的類型和結(jié)構(gòu)

①按有機物的含量來劃分：淀粉種子（如水稻、小麥種子）；油料種子（如花生、油菜種子）；豆類種子（如大豆）含蛋白質(zhì)較多。

②按結(jié)構(gòu)來劃分：單子葉種子和雙子葉種子。

3.2 種子萌發(fā)的物質(zhì)變化

3.2.1 種子萌發(fā)過程中水分的變化

種子的吸水過程分為三個階段：第一階段主要是吸脹吸水階段，即靠淀粉、蛋白質(zhì)、纖維素等親水物質(zhì)吸水；第二階段為吸水的暫停階段；第三階段中由于胚的發(fā)育，胚根的生長，主要是滲透作用吸水。

【例1】（2013年，山東卷，第25題節(jié)選）大豆種子萌發(fā)過程中鮮重的變化曲線如圖1：

圖1

（1）階段Ⅰ和Ⅲ大豆種子的鮮重增加明顯，階段Ⅰ中，水進入種子胚細胞的穿（跨）膜運輸方式為________。階段Ⅲ中，種子胚細胞內(nèi)水的主要存在形式是_______。

【答案】（1）自由擴散 自由水

【分析】此題由大豆種子萌發(fā)時水分變化切入，綜合考查了水進出細胞的方式為自由擴散，水在代謝旺盛的細胞中存在形式主要為自由水。

3.2.2 種子萌發(fā)過程中有機物的變化

有機物的重量變化，例如單子葉種子萌發(fā)過程：胚乳以物質(zhì)分解為主，其重量不斷減少。胚乳一方面要滿足種子細胞呼吸的消耗，另一方面要將自身營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移到幼苗中。而單子葉種子的胚利用來自胚乳的營養(yǎng)物質(zhì)，胚的重量不斷增加，胚由小變大，胚乳由大變?。▍⒖?012年全國卷Ⅰ第29題）。

雙子葉種子萌發(fā)過程：胚的子葉以物質(zhì)分解為主，以滿足種子細胞呼吸。子葉的干重減小，幼苗雖然長大，但干重一般是下降（油料種子干重一般先增加后下降，參考2013年全國卷Ⅰ第29題）。

有機物的種類變化過程：種子萌發(fā)時，淀粉會被淀粉酶、麥芽糖酶等水解為葡萄糖。脂肪在脂肪酶作用下水解成甘油和脂肪酸，再進一步轉(zhuǎn)化為糖類。蛋白質(zhì)在蛋白酶作用下分解成短肽，短肽在肽酶作用下完全水解成氨基酸。種子萌發(fā)時細胞分裂旺盛，DNA復(fù)制、RNA合成、蛋白質(zhì)合成旺盛。綜上所述，種子萌發(fā)時有機物的種類增加，且種子儲藏的有機大分子水解為小分子。

【例2】小麥的穗發(fā)芽影響其產(chǎn)量和品質(zhì)。某地引種的紅粒小麥的穗發(fā)芽率明顯低于當?shù)匕琢Ｐ←?。為探究淀粉酶活性與穗發(fā)芽率的關(guān)系，進行了如下實驗。

（1）取穗發(fā)芽時間相同、質(zhì)量相等的紅、白粒小麥種子，分別加蒸餾水研磨、制成提取液（去淀粉），并在適宜條件下進行實驗。實驗分組、步驟及結(jié)果如下表：_

注：“+”數(shù)目越多表示藍色越深

（1）步驟①中加入的 C 是________，步驟②中加緩沖液的目的是_______________。顯色結(jié)果表明淀粉酶活性較低的品種是________________；據(jù)此推測：淀粉酶活性越低，穗發(fā)芽率越_________。若步驟③中的淀粉溶液濃度適當減小，為保持顯色結(jié)果不變，則保溫時間應(yīng)____________。

（2）小麥淀粉酶包括α-淀粉酶和β-淀粉酶，為進一步探究其活性在穗發(fā)芽率差異中的作用，設(shè)計了如下實驗方案：

I.紅粒管、白粒管各加入相應(yīng)提取液5 mL→α-淀粉酶失活→如上法實驗操作并顯色鑒定

Ⅱ.紅粒管、白粒管各加入相應(yīng)提取液5 mL→X處理→如上法實驗操作并顯色鑒定

X 處理的作用是使_________。若Ⅰ中兩管顯色結(jié)果無明顯差異，且Ⅱ中的顯色結(jié)果為紅粒管顏色顯著________（填“深于”或“淺于”）白粒管，則表明α-淀粉酶活性是引起這兩種小麥穗發(fā)芽率差異的主要原因。

【答案】（1）0.5 mL蒸餾水 控制pH 紅粒小麥 低 縮短

（2）β-淀粉酶失活 深于

【分析】該題以小麥種子萌發(fā)為情境，考查了淀粉酶活性的測定、淀粉的鑒定。此題分為兩部分，第一部分是實驗分三組，其中對照管為對照組應(yīng)加入與種子提取液（含淀粉酶）等量的蒸餾水。加緩沖液的目的是控制酶促反應(yīng)的pH。由實驗結(jié)果白粒管藍色較淺推知其淀粉的剩余量小，白粒種子提取液中淀粉酶活性高。進一步推知淀粉酶活性越高，穗發(fā)芽率越高。步驟③中的淀粉溶液濃度適當減?。ㄏ喈斢诘孜餃p少），為保持顯色結(jié)果不變，反應(yīng)時間即保溫時間應(yīng)縮短。第二部分是設(shè)置對比實驗，分別控制變量使其只含有一種淀粉酶。對實驗結(jié)果的預(yù)測進行思考，如果α-淀粉酶活性是引起這兩種小麥穗發(fā)芽率差異的主要原因，Ⅰ中α-淀粉酶已失活，則Ⅰ中兩管顯色結(jié)果無明顯差異；Ⅱ中α-淀粉酶正常，則Ⅱ中的顯色結(jié)果為紅粒管顏色顯著深于白粒管。

3.2.3 種子萌發(fā)過程中呼吸速率和呼吸方式的變化

從種子吸水開始至胚根突破階段，種子以無氧呼吸為主，這時種子釋放的CO2數(shù)量大于吸收的O2數(shù)量。當胚根長出后，氧的吸收量迅速增大，細胞呼吸以有氧呼吸為主。如果種子播種過深或長期淹水缺氧，則會影響正常的有氧呼吸。

以CO2和O2量的判斷呼吸方式（參考2014年海南卷第26題），如圖2所示：

圖2

以種子萌發(fā)導(dǎo)致液滴移動為背景來探究呼吸方式是有氧呼吸還是無氧呼吸，如圖3所示。

圖3

通常通過裝置1左移的距離測有氧呼吸消耗O2的速率，裝置1不移動不進行有氧呼吸；裝置2右移的距離測無氧呼吸釋放CO2的速率，裝置2不移動不進行無氧呼吸。

3.2.4 種子萌發(fā)與植物激素的關(guān)系

種子萌發(fā)過程中，多種激素共同發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。參與種子萌發(fā)的激素主要是赤霉素和脫落酸。脫落酸抑制種子萌發(fā)，赤霉素促進種子萌發(fā)，二者存在拮抗作用。如圖4是赤霉素誘導(dǎo)種子萌發(fā)的機制。

圖4

如2013年全國卷Ⅱ第29題以大麥種子萌芽產(chǎn)生α-淀粉酶為依托，重點考查了赤霉素在種子萌發(fā)過程中的促進作用，綜合考查了實驗分析能力。

3.3 種子成熟與種子萌發(fā)的區(qū)別

水分變化，有機物變化，呼吸速率的變化，植物激素含量的變化基本上是相反的（參考2013年安徽卷第3題）。

4.教學(xué)反思

題型微專題復(fù)習(xí)能夠明確《考試大綱》中要求的考點是以何種題型出現(xiàn)的，題目通過合理的分類、排序、改編之后呈現(xiàn)，使學(xué)生對知識本身及知識之間的聯(lián)系、與生產(chǎn)實際的聯(lián)系的認識更深刻，更易在未知的情境中去判斷題型、考點，并實現(xiàn)對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、探究能力的培養(yǎng)。難點在于教師自己的知識體系是完整的、有層次的，還要搜集、改編大量的試題，因此，工作量較大，可分工合作。