备课素材：光合作用原创实验题命制-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

光合作用原创实验题命制 例、遮阴反应指林木在遮阴情况下会出现株高增加,分支减少,最终产量下降的现象。有些物种如拟南芥不能耐荫,其通过下胚轴伸长来竞争阳光。研究表明,光敏色素蛋白phyA是遮阴反应的负调控因子之一。 (1)当植物长期处于遮阴情况时,叶绿素含量会升高,这些色素通常用_ (填试剂名称)来提取。同时,单株产量随之下降,可以提高 _(至少两个答案)来增强光合作用。 (2)生长素和油菜素内酯参与了植物的遮阴反应。研究人员拟探究phyA突变体拟南芥(缺乏光敏色素蛋白phyA)是否通过影响这两个激素信号的转导过程来抑制遮阴反应。以下I和 是科学家的两个实验: I、实验材料: NPA(生长素转运抑制剂)和BRZ(油菜素内酯合成抑制剂),野生型拟南芥、phyA突变体拟南芥,测量尺等。 实验过程及结论如表1所示: II.为了进一步验证以上结论,研究人员将油菜素内酯合成基因SAV1和受体BRI的两个突变分别引入phyA突变体中,结果如图1所示。实验结果表明,双突变体phyA sav1和phyA bri1与单突变体phyA 相比,遮阴效应被 ,这再次说明 phyA 确实是通过抑制 来抑制遮阴反应的。 (3)如今,人均耕地面积日趋减少,农业生产上通常以提高作物种植密度来解决这一矛盾,然而过度密植会引起遮阴反应,产量锐减。为保证作物产量,请你根据上述两项研究的调控机制.提出一项耐荫、耐密植作物的培育建议: 参考答案: (1)无水乙醇温度、CO2浓度 (2)①小于NPA(或生长素转运抑制剂) ②对野生型拟南芥和phyA突变体拟南芥施用等量的 BRZ 大于phyA突变体的遮阴反应被BRZ显著抑制,而野生型相对不敏感实验结论:phyA通过抑制油菜素内酯信号的转导过程来抑制遮阴反应 (严重)抑制油菜素内酯信号转导 (3)可以培育油菜素内酯突变体作物/可以施用BRZ,抑制油菜素内酯的合成,抑制遮阴反应 试题命制过程与方法: 1.遴选素材,整合资源 1.1联系生活实际及时政热点 高考题是最直接引导教学的试题,“一核”也强调其立德树人和教学引导的重要地位,因此,高考题应当引导教师除了传授学科知识外,也要注重引导学生形成社会责任感和生态文明观。先从实际生活中寻找生物学问题,落脚于真实情境。生态学是目前国家和国际的热门话题,将其与“光合作用”相结合,以最常见的模式植物“拟南芥”作为命题背景,以期更好地培养学生好奇求知的情意品质。 1.2挂钩教材的“探究 实践”栏目 “探究 实践”栏目与实验题关系紧密,也是新教材中新增栏目之一,对于发展和评价学生的科学探究素养具有重要的指向意义。“光合作用与能量转化”这一节涉及的两个“探究 实践”栏目,可以作为试题命制来源,实现对基本概念、原理和思考方法的考查。 1.3查询大学教材及科技论文成果 大学教材中涉及很多高中教材对应的知识背景,且插图详细丰富。从《森林生态学》论著出发,选择“光合作用”与“遮阴反应”为核心情境,渗透生态文明理论。新高考更加注重问题情境的构建,生物学的研究进展更贴合命题设计的时效性,相应科技论文很适合作为实验题的重要来源。试题命制以科技论文为资材具备真实权威、可信度高、形式多样且更深刻的特点,有助于学生“现场学习”其与基本科学概念间的联系,考查学生对知识的深度理解。在科学网站上对命题核心词进行搜索,最终以两篇科技论文作为命题情境来源:分别为Song B等人在2020年于The Plant Joural 发表的论文和温冰消等人在2019年于《分子植物育种》发表的论文”。在科技论文成果中,通常会有诸多图表、示意图、机制原理等,教师可将其简化,考查学生获取信息能力和读图理解能力。 2.适度改造,创设情境 论文中涉及多个专业名词,对于不必要的信息可以进行改造或隐藏。例如,对于“油菜素内酯”,可以直接告知学生为植物激素;论文中的NPA、BRZ和 phyA 突变体,用“生长素转运抑制剂”“油菜素内酯合成抑制剂”“缺乏光敏色素蛋白 phyA”等具体描述将难度降低,将论文中展示的实验过程转换成实验设计题,并以表格形式展示。而在预期实验成果中,将实验结果转换成柱状图,形成半开放式的实验分析题,降低实验设计题的难度,考查学生的整体性思维,引导学生通过联系上下文,充分读图,理解题目信息,从情境中获取信息,在“现场学习”与“基本科学概念认知”交替中逐步形成试题答案。 3.层级设问,凸显科学探究素养 情境设置从4个方面依次递进:基本概念、原理、思考方法的考查;所学知识的深度理解;生活实践问题的解决应对;新情境的创新设计。其中贯穿对科学概念认知、科学探究能力、创新实践水平的考查。 原创试题中,第(1)问指向学科素养水平一和二,必备知识是关键能力和学科素养的根基,因此,本问设计回归教材,分别对应“绿叶中色素的提取和分离”“探究环境