聚焦關鍵能力 凸顯創新思維
——廣東省2023年普通高中學業水平選擇性考試生物學試題評析及備考建議

羅惠峰 張錄璐 劉忠旺

(1.廣東省江門市棠下中學 2.深圳市聚龍科學中學)

廣東省2023年普通高中學業水平選擇性考試生物學試題是高考綜合改革下恢復自主命題的第三次嘗試,也是新課程和新教材背景下的首次高考。試題以《課程標準》為依據,以《中國高考評價體系》為依托,延續了前兩年生物學命題的風格,但在試題選材多樣性、情境創設的新穎性、問題設計的靈活性和開放性上更為突出,聚焦關鍵能力,凸顯創新思維的考查。

1.試題特點

1.1 弘揚育人價值 落實立德樹人

試題精心選擇體育、勞動和美學等素材,強化高考的價值引領作用,促進學生德智體美勞全面發展,讓學生感受到作為青年一代的責任擔當和時代使命。如第7題對游泳中有氧呼吸過程的考查;第9題以研學小組參加勞動實踐為背景。試題關注人類生命健康,讓學生建立正確生命觀。如第2題以“防治乳腺癌”為情境考查細胞癌變;第8題以“糖尿病篩查”為情境考查血糖調節;第17題以“放射性心臟損傷誘發的心臟疾病”為情境,考查細胞衰老、基因表達等;第19題以“探究AChR抗體陰性者仍表現出肌無力癥狀的原因”為實驗情境,考查神經調節和實驗分析等。

1.2 關注社會熱點 凸顯時代特征

試題聯系社會熱點問題,如用中國種子保障中國糧食安全的信心和決心;引導學生保護珍稀植物,關注海洋生態的調節,培植生態文明理念。如第13題以“凡納濱對蝦養殖”為情境,考查生態系統的結構和功能;第21題以“探究紅樹林生態修復的方案設計”為情境,體現生態學原理和生態工程技術在生態系統修復中的顯著優勢,倡導綠色發展理念。

同時,試題的地域特色明顯,體現了華南地區的風土人情和生活習慣,給考生親切感。如第13題的對蝦養殖;第15題的廣東春節習俗;第16題廣東特色肉雞“粵西卷羽雞”;第21題紅樹林植被的保護和恢復等均蘊含濃郁的華南特色。

1.3 聚焦關鍵能力 凸顯創新思維

試題堅持依標施考,嚴格依據《課程標準》的內容和深度要求,以必備知識為基礎,關鍵能力為重點,引導學生像科學家一樣主動思考、深入探究、解決問題?？v觀全卷,最亮眼的特點是注重對思維深度的考查:創新試題設問方式,轉變問題切入點,要求學生從新的角度思考問題,在陌生情境下靈活應用知識。同時試題具有較強的開放性,引導學生發散思維,從不同的角度審視問題。

例1：(第17題節選)(4)根據以上信息,除了減少miRNA的表達之外,試提出一個治療放射性心臟損傷的新思路:________________________。

解題思路：本小題緊接著第(3)題(當miRNA表達量升高時會導致無法抑制細胞凋亡),要求學生再提出一個治療放射性心臟損傷的新思路。此處設置開放性的問題,以此培養學生的發散思維。除了考慮減少miRNA的表達外,還可從題圖中獲取關鍵信息,如通過促進circRNA表達、促進P蛋白的表達或加入細胞凋亡抑制劑等角度,抑制細胞凋亡。

例2：(第19題節選)(2)②假設二:此類型患者存在________的抗體,造成________,從而不能形成成熟的神經肌肉接頭,導致肌無力。

③若想采用實驗動物驗證假設二提出的致病機制,你的研究思路是________________________。

解題思路：第②小題設置假設一不成立(即患者AChR基因未突變,能合成AChR)的前提下,思考患者不能形成成熟的神經肌肉接頭的原因,要求學生發散思維思考并做出推斷:可能存在A或M或I蛋白抗體,最終導致AChR不能在突觸后膜成簇組裝。

第③小題要求驗證上述假說,根據②假設可做如下正向處理:給實驗動物注射A或M或I蛋白的抗體,因變量的觀測指標為是否出現肌無力。也可逆向思考:給實驗動物注射A或M或I蛋白抗體的抑制劑,觀察肌無力是否緩解。

例3：(第21題節選)(3)無瓣海桑是引種自南亞地區的大喬木,生長速度快,5年能大量開花結果,現已適應華南濱海濕地。有學者認為無瓣海桑有可能成為新的外來入侵植物。據表分析,提出你的觀點和理由___________________。

(4)淇澳島紅樹林現為大面積人工種植的無瓣海桑純林。為進一步提高該生態系統的穩定性,根據生態工程自生原理并考慮不同植物的生態位差異,提出合理的無瓣海桑群落改造建議____________________________________________。

解題思路：第(3)小題屬于開放性的設問,可從贊同或不贊同兩方面回答,言之有理即可。如贊同:由題干和題表可知,無瓣海桑幼苗在較高冠層郁閉度下可以生長,且生長速度快,可能會快速占領灘涂,影響天然紅樹林植物的定居和擴張,表現出潛在的入侵性。也可以不贊同:由題表可知,無瓣海桑在林下自我更新困難,在天然紅樹林下也無法定居,目前沒有表現出入侵性。

(4)小題要求從“生態工程的自生原理并考慮不同植物的生態位差異”角度分析,并結合題干和題表不同植物的高度差異的信息,可對無瓣海桑群落改造提出如下建議,如上層種植無瓣海桑,中層種植秋茄,下層為老鼠簕,形成多層結構群落等。

1.4 回歸科學本質 彰顯教學引導

試題立足學科內容,著力發揮高考促進素質教育的積極導向作用。試題利用多種形式呈現信息、設置問題,除了考查學生對圖表信息的讀取能力,還特別注重圖文的轉化能力,培養學生在陌生情境中敏銳捕獲關鍵信息的能力。如第18題要求學生依據已有的題圖信息繪制低光照強度下凈光合速率趨勢曲線;第20題一改以往根據核酸電泳圖分析基因型、計算患病概率的形式,要求學生根據題圖信息逆向推理判斷并繪出電泳條帶。

試題加強對實驗探究能力的考查,在形式、角度等多個維度進行探索實踐,如第18題要求學生提出科學問題、第19題(2)②根據實驗結果反推實驗假設和③根據實驗目的呈現研究思路或嘗試提出新思路、第21題要求學生提出觀點并闡明理由和對社會問題提出合理建議,從而引導學生注重實驗探究,提高學生實驗操作的興趣。試題立足學科的科學特征,結合生產生活實踐考查學生應用能力,體現學以致用,激發學生學習興趣,達成以考促學的目的。

2.備考建議

廣東省普通高中學業水平選擇性考試是對學生思維的變通性、敏銳性和精確性的全面測試。為提高復習的針對性和實效性,筆者建議復習重心著力以下三方面。

2.1 依據《課程標準》 重構知識體系

2023年廣東高考是首次使用新教材進行高考,試題中涉及新教材新增或變化的知識點有8處之多。因此,在高三復習中要高度重視教材,并關注教材的變化點。教師要引導學生掌握《課程標準》列舉的10個大概念,理解其內涵和外延。同時引導學生對核心概念進行多角度解讀和橫向對比聯系,如將必修模塊與選擇性必修模塊貫通為一體,使學生的知識體系更加完善和系統,使學生在面對真實情境時,能綜合運用模塊之間的知識解決實際問題。例如在“信息傳遞”的復習中,引導學生從細胞內、細胞間、生物個體和生態系統等多個維度發散學習(圖1)。

圖1 信息傳遞知識體系

2.2 突出情境應用 訓練思維表達

真正地發展學生核心素養的學習不僅是使學生獲得知識和技能,更重要的是培養學生“解決真實問題”的能力,而真實情境是發展學生核心素養的重要路徑。在復習教學中,教師應選擇來源于生產生活或科研成果的真實且科學的素材,創設學習探索型情境,訓練學生的關鍵能力。

語言表達能力提升訓練:通過課堂提問,師生交流討論,表達并展示;構建應答邏輯,使用題設(條件)→原因(關聯)→結果(結論)描述這一邏輯鏈條思考;選用專業術語作答,首選教材原文,次用題干原文,最后選用自編語言;對比研讀參考答案,逐點理解分析,積累一定量的答題技巧。

信息獲取能力提升訓練:從試題文字、圖表中獲取信息;準確辨析有效信息;正確解讀題目,準確獲得所需信息;對數據進行加工或換算。情境素材在教材中的“探究·實踐”“思考·討論”“練習與應用”等欄目中大量存在,教師加工、處理后,將其恰如其分地嵌入復習教學中。如復習完“光合作用”后,教師可引導學生再次分析必修1第108頁的“復習與提高”的非選擇題2。該題是一道基于科研情境的試題,創設了較多的“科學思維”設問,如(1)出現這種變化的原因;(3)分析推測是否成立并說明原因;(4)對觀點作簡要評述。

上述設問與高考試題的命題方向高度吻合:通過對試題情境的分析,挖掘其中的基本概念和原理,明晰情境的本質屬性并進行推理歸納、遷移整合,分析情境的成因條件;或從情境中尋找知識內容的聯系,綜合分析、運用,提出解決問題的方案;還可以多角度、開放式地思考問題,從而發現新規律、培養創新思維。

復習中可以充分發掘教材或課外的此類素材對學生思維進行訓練,從核心概念、關鍵詞角度訓練規范表達;從方向、原則角度訓練發散思維。避免“機械刷題”,杜絕在解決實際問題時生搬硬套。

2.3 關注熱點問題 嘗試原創命題

學生有多種途徑關注到生命科學的熱點,了解我國和廣東省一些重要科技進展的信息,但未能運用生物學語言來解釋其中蘊含的機理。實踐表明,教師利用真實情境作為素材嘗試原創命題是提升學生信息獲取能力的重要途徑。筆者以必修2第85頁“練習與應用”的素材進行原創試題的命制。

素材:我國大面積栽培的水稻有粳稻(主要種植在北方)和秈稻(主要種植在南方)。研究發現,粳稻的bZIP73基因通過一系列作用,增強了粳稻對低溫的耐受性。與粳稻相比,秈稻的bZIP73基因中有1個脫氧核苷酸不同,從而導致兩種水稻的相應蛋白質存在1個氨基酸的差異。

命題要求:聚焦大概念3“遺傳信息控制生物性狀,并代代相傳”中多個重要概念,設問涉及遺傳的分子基礎、基因與性狀的關系、基因突變的特征和原因等相關知識。

原創命題1(單選):我國大面積栽培的水稻有粳稻(多種植于北方)與秈稻(多種植于南方)。粳稻的bZIP73基因(簡稱b基因)通過一系列作用可增強其對低溫的耐受性。秈稻的b基因中有 1個脫氧核苷酸不同于粳稻,從而導致兩種水稻的相應蛋白質存在1個氨基酸的差異。下列敘述錯誤的是

( )

A.導致兩種水稻b蛋白不同的根本原因是基因突變

B.b基因轉錄和翻譯過程中均有氫鍵的破壞和形成

C.b基因堿基序列的改變未使表達的蛋白失去活性

D.水稻對低溫的耐受性能力是由外界環境所決定的

分析：本題圍繞我國栽培的水稻品種問題,創設真實情境,聚焦大概念,實現對核心知識DNA的分子結構、可遺傳的變異、基因的表達、基因對性狀的控制的考查。試題突出考查理解能力、獲取信息的能力,提升生命觀念和科學思維核心素養。

為豐富信息量,增加情境的復雜程度,筆者又從知網上檢索《bZIP73:影響粳稻耐低溫的關鍵基因》一文,圍繞生命觀念、科學思維、社會責任三大核心素養組織題干和設問,突出考查理解能力、獲取信息的能力及實驗探究的能力,進行了非選擇題命題嘗試。

原創命題2：我國大面積裁培的水稻有粳稻和秈稻,粳稻對低溫的耐受性強于秈稻。研究發現,bZIP73基因(簡稱b73基因)是水稻的耐低溫基因,兩種水稻的b73基因編碼區有一個核苷酸的差別(粳稻—G—、秈稻—A—),導致編碼的b73蛋白中一個氨基酸存在差異。實驗表明,粳稻型b73蛋白通過與b71蛋白結合形成二聚體,共同調節水稻細胞內脫落酸(ABA)和O2水平來提高對低溫的耐受性,其調控機制如圖2:

圖2

請回答下列問題:

(1)與秈稻相比,粳稻對低溫耐受性更強的根本原因是________________________________________________。

(2)b73蛋白形成的場所是________,粳稻和秈稻體內合成的b73蛋白質中肽鍵數目是否相同________,理由是________________________。

(3)據圖分析,粳稻型b73蛋白與b71蛋白結合形成二聚體,在細胞中共同發揮作用從而提高水稻對低溫的耐受性,具體的兩條途徑是________________________。

(4)野生稻經過北方寒冷地帶的長期馴化后,b73基因(粳稻型)的頻率會________,若要判斷最終形成的粳稻與原有野生稻是否為同一物種,請提供合理的判斷方法和依據:________________________________________________。

答案：1.D 2.(1)DNA分子結構不同 (2)核糖體 相同 兩基因一個核苷酸的差別使兩種蛋白質中僅一個氨基酸存在差異 (3)調控ABA的合成和過氧化物酶的合成 (4)提高 利用不同物種間存在生殖隔離的特性,令兩類水稻雜交,根據是否可產生可育子代進行判斷

與單純教師講解知識點相比,原創試題的應用有利于促進學生對核心概念的內涵與外延的深度理解,明晰考什么、怎么考,從而夯實必備知識,提升信息獲取、思維認知等關鍵能力。