“细胞和代谢”专题的高考复习探讨

(江苏省南京市金陵中学 210005)

细胞是生物体进行生命活动的单位，所有有关生物生命现象和本质问题的探讨，都离不开细胞，深刻理解细胞的结构和功能，是掌握生物学知识的基础。生物体的各种新陈代谢活动主要是在细胞中进行的，以细胞为载体的新陈代谢也是生物体生长、发育、遗传、增殖等生命活动的基础，细胞的结构与细胞的代谢功能相适应的实例不胜枚举。

在对细胞和代谢专题的复习中，教师既要引导学生关注知识的细节，更应该帮助学生树立事物普遍联系的观点，从宏观上把握知识的核心、理顺知识的脉络，使学生在生物科学的深刻背景中系统复习考试大纲要求考查的知识；在层层剖析知识、领悟相关原理的过程中提升认知水平；在理论联系实际的探究中提高运用生物学知识解决问题的能力。

1　围绕核心知识，理顺知识脉络

生物学科知识点多面广，只有把握核心知识的事实、概念、原理等基础知识，才能实现与生产、生活的密切联系。虽然复习的方法多种多样，训练的习题层出不穷，学生在遇到新问题时，应对的策略依然是依托对核心知识深刻理解，因此，复习的立足点依然是抓核心、抓重点、抓考点，使学生能够在“新”情境中解决“新”问题。在细胞专题中，细胞的结构和功能的知识属于核心知识，理解细胞的结构和功能的知识是复习的重点，在代谢专题中，水代谢、矿质代谢、有机物代谢(光合作用、呼吸作用、三大营养物质的代谢)、能量代谢(ATP和酶)等是核心知识，运用有关知识解释生命现象是复习的重点也是赋分较高的考点，对实验操作的理解是能力考查的基本点。因此，通过复习要帮助学生从生物科学学科知识体系的角度重新认识有关知识，使思维品质在复习中得到提升。

【例1】 (2006年广东省第34题)生物膜系统在细胞的生命活动中起着重要的作用。请回答：

(1)细胞核的——使基因的转录和翻译两个过程在时空上分开，细胞核和细胞质之间通过——实现生物大分子的转运。

(2)脂溶性物质易透过细胞膜，表明细胞膜的主要成分中有________。通常分泌到细胞膜外的蛋白质需经过________加工和修饰后，以分泌小泡的形式排出。

(3)红细胞膜内K⁺浓度是膜外的30倍，膜外Na⁺浓度是膜内的6倍，维持这种K⁺、Na⁺分布不均匀是由膜上的——所控制；红细胞膜上糖蛋白的糖支链具有高度的特异性，若去掉这些糖支链，就不会发生红细胞的凝集反应，说明细胞膜表面这些糖蛋白是_____________。

(4)人工生物膜的主要用途有哪些?( )(多项选择)

A．污水处理 B．食品保存

C．海水淡化处理 D．人造器官材料

答案：(1)核膜核孔 (2)脂质内质网和高尔基体(3)载体 抗原(4)ACD

该题考点明确，考查“生物膜系统在细胞的生命活动中起着重要的作用”。考查的具体内容有生物膜的保护、分区、物质交换的功能；生物膜的化学组成；不同生物膜结构的功能；生物膜选择透过性的结构基础；物质的跨膜运输等功能；细胞识别的物质基础及与免疫的联系等。

本题实质上就是从化学组成、结构特点、功能特性及实际应用等方面，全面考查了学生对生物膜知识的理解，同时，由于试题的知识跨度较大，要求学生具有较强的综合处理信息的能力。

有些属于基础知识的内容，如细胞内所有的生物膜在结构上的特点，生物膜对通过膜进行的物质交换具有选择性，生物膜的结构特点和功能特性对保证生命活动高效有序地进行的意义等知识，需要学生在解题时能够快速识别、准确反馈。

而如本题中“红细胞膜上糖蛋白的糖支链具有高度的特异性，若去掉这些糖支链，就不会发生红细胞的凝集反应，说明细胞膜表面这些糖蛋白是__________________”的内容，就要求学生的思路经历“细胞膜的结构一红细胞膜的结构特点→膜上蛋白质的功能→糖蛋白→糖蛋白的功能→细胞识别→红细胞凝集→抗原抗体反应→糖蛋白与抗原的关系”等复杂的知识再现、整合过程，由联系细胞方面的知识而涉及免疫等方面的知识，对知识转换和链接能力有较高要求。

【例2】 (2006年江苏省第28题)图1为某高等植物叶肉细胞结构模式图，相关叙述正确的是( )

A．图中能产生ATP的结构有1、2、5

B．1中产生的一分子CO₂扩散出来进入2中被利用，穿过的磷脂双分子层的层数为4层

C．2与4中都含有叶绿素和类胡萝卜素等色素

D．3是遗传物质储存和复制的主要场所，是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心

答案：ABD。

该题综合考查了细胞的结构和功能的知识，在“细胞”的基础上考查“代谢”的知识。解决相关类型的问题，需要考生具有“细胞”与“细胞代谢”专题的扎实基础。

在系统复习中，为了帮助学生建立良好的知识结构和网络，教师可以和学生一起，以图表、分类、知识树、知识块等形式进行复习，使学生在类比中获取各种有联系的信息。

如在复习生物膜的有关内容时，可以通过列表和画图的方式比较各种具有生物膜的细胞结构及其功能，并由生物膜的知识向其他有关知识延展，使学生从具体到一般地理解“生物膜系统在细胞的生命活动中起着重要的作用”。

而在复习细胞的结构和功能时，教师可根据细胞结构的不同功能，引入与代谢有关的问题的讨论，使学生体验细胞的结构与功能的密切联系，更深刻体会“细胞代谢”的含义。如通过绘制细胞结构图，加深对细胞结构的认识；绘制细胞亚显微结构图，在对细胞器、细胞核等重要结构的细部特征及相关结构的认识中，进一步理解各种结构的功能部位；绘制叶绿体和线粒体的亚显微结构时，将光合作用和有氧呼吸过程中的各个阶段的物质变化、能量变化定位在细胞器的具体结构中，并写出相应的反应式，使生物的生命活动在细胞结构和细胞代谢的水平上统一起来。以此作为基础，教师还可以设置不同的环境条件进行探讨，使学生理解生物体的生命活动与环境条件相适应的关系。

由于生物学科的知识是在许多事实和科学实验的基础上构建起来的，因此理解事实和概念、理解科学实验的内容和方法，是生物学科复习的基础。所以，复习中抓核心知识的同时，教师还需要关注各个专题中的基本事实、概念和实验等。

例如，细胞专题复习中为什么要突出显微镜的使用和观察?因为人们对细胞的认识与显微镜的发展密切相关，从低倍镜到高倍镜，从光学显微镜到电子显微镜，在细胞的结构逐渐被认识的同时，许多复杂的生命现象的奥秘终于被破译。光合作用在哪里进行，怎样进行，有哪些中间产物，有哪些最终产物；细胞呼吸在哪里进行、怎样进行、产生了什么物质、对生物体

的生命活动有什么影响；……当学生带着问题回顾所学的知识时，不再是简单地重复知识，而是经历一个新的发现过程：细胞是生物体生命活动的结构和功能单位，生物体的各种新陈代谢活动都可以在细胞中找到出发点和归宿点，对生命提出的所有问题都能在细胞中找到答案。

2 从识记到领悟。提升认知水平

教科书是考试的知识点的来源，考试大纲是考试内容和水平测试的评价依据。学生对于生物学知识的学习，有一个从识记到领悟的过程，学生成长需要时间和空间的支持。根据学生发展特点，特别需要根据学生当时的状况设计合适的复习方法，选择适当的内容进行训练，避免对学生能力的考查停留在反复识记的水平上，逐步提高学生拥有的知识品质，使生物学知识积淀成为生物学能力。

【例3】 (2006年理综重庆市第2题)下列有关生物新陈代谢的叙述，正确的是( )

A．完成有氧呼吸所需要的酶由线粒体DNA指导合成

B．植物根系吸收矿质元素的速率与土壤溶液中矿质离子的浓度成正比

C．用¹⁵N标记的蛋白质饲喂小白鼠，一段时间后可在其肝糖元中发现¹⁵N

D．用14C02研究玉米的光合作用过程，最早在C₄化合物中检测到¹⁴C

答案：D。

这是一道“有关生物新陈代谢”的综合题，涵盖了有氧呼吸及其条件、细胞核遗传和细胞质遗传、矿质代谢和跨膜运输、三大营养物质代谢、光合作用的两种碳同化途径等细胞代谢方面的核心知识，需要学生具备一定的综合解题能力。

面对这样的题目，教师在复习时，若能够由一个知识点带出一个知识面，将可能取得更好的教学效果。以A选项为例，“完成有氧呼吸所需要的酶由线粒体DNA指导合成”中的主要问题其实就是：

①完成有氧呼吸所需要的酶是由哪里指导合成的?②线粒体DNA能够指导合成哪些酶?

①的答案是：完成有氧呼吸所需要的酶是由细胞核DNA和线粒体DNA指导合成的。②的答案是：完成有氧呼吸所需要的酶主要是由细胞核DNA指导合成的，少量是由线粒体DNA指导合成的。学生解题需要具备的知识包括：有氧呼吸在哪里进行?有氧呼吸的条件有哪些?酶的本质是什么?DNA如何控制酶的合成?线粒体DNA也能指导酶的合成?……

这道题启发我们，要特别重视基本知识和概念的复习，适当拓展知识的宽度，使学生获得在宽阔的知识背景中搜索答案的可能。

【例4】(2006年北京市第2题)夏季，在晴天、阴天、多云、高温干旱四种天气条件下，猕猴桃的净光合作用强度(实际光合速率与呼吸速率之差)变化曲线不同，表示晴天的曲线图是( )

答案：B(A高温干旱、C夏季多云、D夏季阴天)。

本题考查影响光合作用和呼吸作用的条件，包括温度(夏季)、光照(晴、阴、多云)和水(高温干旱)等条件的影响。从发展学生能力的角度考察本题，可以从知识准备人手，注意引导学生在进行条件分析的基础上，通过比较推断等途径选择适合的选项。

①知识准备：教师要指导学生做好知识准备。如在自然条件下，夏季的晴天、阴天、多云、高温干旱的气候变化有什么特点?在这些不同的气候条件下，一天中温度、光照等因素变化与时间的关系是怎样的?对植物的光合作用速率和呼吸作用速率会产生什么影响?由于净光合作用强度是实际光合速率与呼吸速率之差，所以在考虑光合作用强度时，还要考虑此时呼吸作用的强度，即在不同温度、光照和水条件下，光合作用和呼吸作用的速率都将发生变化。如在一定的温度范围内，温度升高会提高呼吸作用速率；综合影响光合作用和呼吸作用的因素，在一定的范围内，随着温度的升高，由于呼吸作用速率升高较快，净光合作用强度可能下降等。

②分析条件：从A选项的曲线可以读到的信息是：白天6点～8点左右，随着时间的变化，净光合作用强度由3上升到最大值9，随后，净光合作用强度下降，在约11点时降到0。11点以后到17点之间，曲线表示这一阶段的光合速率小于呼吸速率，净光合作用强度为负值。依据题干的条件解释应该是：猕猴桃在高温干旱的情况下生长时，上午8时前，气温相对较低，植物的呼吸速率相对较低，而此时光合速率相对较高，随着时间的推移，气温升高很快，植物的呼吸速率越来越高，导致净光合作用强度下降。

植物对高温的适应有多方面，如降低细胞中自由水的含量；具有比较强的蒸腾作用，降低植物体的温度；气温上升到一定温度时，气孔关闭等。11点到17点之间是高温干旱天气中最热的一段时间，植物通过关闭气孔以避免高温伤害，气孔关闭将导致植物体失去来自外部的CO₂的供应，高温还可能引起植物体一系列生理变化，如光合作用停止，而呼吸作用则可继续进行，正是多种因素的影响，最终使净光合作用强度呈现出如A所示的曲线变化。

选项B反映在夏季晴天植物体发生的净光合作用强度的变化，特别是两个净光合作用高峰，分别出现在上午10点左右和下午16点左右，中午12点～14点之间净光合作用强度降到低谷。中午低谷的出现是由于中午气温较高，气孔大多关闭，CO₂的供应减少，导致中午及午后一段时间里，净光合作用强度下降。与A图情况不同的是，此时的植物仍然维持着一定的蒸腾作用，叶片温度不至于过高，光合作用速率仍然高于呼吸作用速率。

根据选项C和选项D的净光合作用强度曲线，都是在中午前随着时间变化呈现单调增，在中午时达到最大值，午后则随着时间变化而呈现单调减，选项C比选项D中的净光合作用强度要高许多，则可推测依次反映了夏季多云和夏季阴天时猕猴桃的净光合作用强度情况。

在这道题中，仅仅选出B选项可能并不困难，复习的意义还在于使学生在懂得4个曲线所表达的生物体生命活动规律的同时，体验生物体生命活动与环境关系的问题，真正懂得影响光合作用的因素的含义，理解提高光合作用效率在生产实践中的意义；使学生学会在复杂的知识情境中理性分析、合理推测、据理判断的同时，不断完善知识结构，建构多层次的知识体系，将识记水平的知识上升到对生物体生命活动的理解的层次上，实现从准确识记到灵活应用的能力提升。

对生物学知识进行系统复习的过程，也是积极思维、科学探究的过程，教师带领学生对水代谢与合理灌溉、矿质营养与合理施肥、光合作用与生物固氮、新陈代谢与代谢类型、物质代谢与健康生活等问题的逐渐深入探讨，必将使学生的知识品质和思维品质得到提高。

当然，高考是对知识储备和运用知识的能力的一种评价形式，有针对性的复习还应该考虑：相关知识在往年的高考题中是怎样考查的?以专题的核心知识为主干复习相关知识时，生物学科考试大纲的考点是否成为生物学这一参天大树的繁枝茂叶、似锦繁花、累累果实?同时，细胞和新陈代谢专题的知识是所有其他生物学知识和能力的基础，应对生物学科的知识考查，仅仅依靠背诵是不可能获得满意的成绩的，但准确丰富的知识积累，有利于将所学的知识恰当、完整、及时地再现在解题过程中。教师应期望通过科学有效的复习过程，不仅提高学生的生物学能力，更能提高学生的综合素养。

注：“本文中所涉及的表格、注解、公式等请以PDF格式阅读原文。”

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