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来源公众号：高中生物拓展空间 作者：huali8668
2025 年山东高考生物卷 21 题以 “高光强下植物光合系统的自我保护机制” 为命题载体，整体呈现 “考点直击核心、情境简洁明了、素养考查隐性渗透” 的特点。从命题实践来看，试题在难度控制上体现了明显的梯度设计 —— 虽基础考点占比突出，但满分率仍受思维深度制约，形成 “优秀考生易过度拓展、中等考生易遗漏要点、基础薄弱考生难触核心” 的分层作答现象。以下结合试题结构、命题逻辑及素养考查维度展开具体分析：
21．高光强环境下，植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其部分光合过程如图所示。
(1)叶绿体膜的基本支架是 _________；叶绿体中含有许多由类囊体组成的 _________，扩展了受光面积。
(2)据图分析，生成NADPH所需的电子源自于_________。采用同位素示踪法可追踪物质的去向，用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后，以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、_________ ，离心收集绿藻并重新放入含H218O的培养液中，在适宜光照条件下继续培养，绿藻产生的带18O标记的气体有_________ 。
(3)据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为_________。
答案：
21、
（1）第一个空：磷脂双分子层 第二个空：基粒 （2）第一个空：水/H2O 第二个空：丙酮酸、[H] 第三个空：CO2、O2（2）途径①光能以电能耗散；途径②光能以热能耗散
第（1）小题聚焦叶绿体的结构基础，两空答案 “磷脂双分子层” 与 “基粒” 均源自教材原文。命题者通过 “扩展受光面积” 的功能描述，隐含 “结构与功能相统一” 的生命观念考查。考生失分多因概念层级混淆，如将 “基粒” 误答为 “类囊体”，忽视 “基粒是类囊体堆叠形成的功能单位” 这一本质区别。
第（2）小题以 3H2O 和 H218O 为示踪工具，串联光合作用与细胞呼吸的物质转化路径：
第一空”电子源自水” 直接对应光反应阶段的水的光解过程；第二空需推理 3H 标记的葡萄糖在有氧呼吸中的代谢轨迹：葡萄糖经糖酵解生成 3H – 丙酮酸，再进入线粒体基质参与三羧酸循环，产生 3H-[H]。部分考生漏答 “丙酮酸”，本质是对呼吸作用阶段性产物的场所记忆模糊；第三空考查 H218O 在光合作用中的双重角色：作为光反应原料生成 18O2，作为暗反应底物通过卡尔文循环参与 CO2 再生，故标记气体为 “CO2” 与 “O2″。此空要求考生建立物质转化的动态思维，而非机械记忆结论。
第（3）小题是该题的难点所在，考查过剩光能的耗散，如图所示：
但命题者并没有像模考题那样故意为难考生。
作为全题难点，第（3）小题以简化的光合过程图示为载体，将大学教材中 “非光化学淬灭（NPQ）” 与 “电子传递链调控” 等专业内容转化为高中可理解的答题语境，核心考查考生 “基于图示信息进行模型解释” 的科学思维能力。试题通过两条能量耗散途径的图示设计，构建了 “信息提取 — 逻辑推理 — 术语转化” 的解题链条：
（1）途径①的机制解析：电子传递中的能量耗散
图示中途径①以 “虚线箭头” 标注 “电子传递” 方向，并伴随 H₂O₂的生成与清除过程。考生需结合光反应阶段的电子传递链知识，推理该途径的本质：当光能过剩时，部分电子偏离正常传递路径（如未用于 NADP⁺还原），通过虚线箭头所示的旁路传递，使能量以电能形式耗散（而非转化为化学能）。同时，电子传递过程中产生的 H₂O₂可被抗氧化酶清除，避免氧化损伤。命题者通过 “虚线箭头” 的视觉暗示，引导考生将 “电子传递” 与 “能量耗散” 建立关联，规避了 PSⅡ、质体醌等复杂术语的干扰，使答案指向 “电子传递过程中光能以电能形式耗散”。
（2）途径②的机制解析：非光化学淬灭的热能释放
图示中途径②直接标注 “热” 字，对应教材中 “非光化学淬灭（NPQ）” 的核心概念 —— 当光能过剩时，植物通过捕光复合体构象变化或叶黄素循环，将激发态叶绿素的能量以热能形式耗散，避免单线态氧等活性氧的生成。考生只需抓取 “热” 这一关键信息，即可组织 “光能以热能耗散” 的答案。命题者通过文字标注降低认知门槛，本质考查考生对 “光能转化形式” 的理解，而非机械记忆 NPQ 的分子机制。
（3）命题策略：学术概念的教学化转译
该小题的巧妙之处在于图示的 “去专业化” 处理：省略类囊体膜蛋白、电子传递体等细节，仅通过 “箭头符号” 和 “文字标注” 传递核心信息。这种设计既保留了科学问题的本质（能量耗散的两种形式），又符合高中生的认知水平 —— 途径①对应 “光化学淬灭以外的电子传递耗能”，途径②对应 “非光化学淬灭的热能释放”，使考生能基于图示信息完成 “学术概念 — 教材语言” 的转化，体现了 “基础性” 与 “创新性” 的考查统一。
命题者通过考查过剩光能的耗散，更加理解生命在进化上的奇妙，过剩光能耗散并非“被动浪费”，而是植物以 “能量耗散” 换取 “生存安全” 的主动适应策略：通过及时清除过剩光能，植物得以在强光环境中保护光合机构、维持电子传递平衡，并通过动态调节适应多变的光环境。这一机制的进化意义在于平衡 “光能利用效率” 与 “细胞生存风险”，是植物在自然选择中形成的生存智慧。核心素养考查何等经典。
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