2019 年高考全國(guó)卷生物試題緊緊圍繞“一體四層四翼”和學(xué)科核心素養(yǎng)命制,堅(jiān)持立德樹人導(dǎo)向,凸顯學(xué)科特色,注重實(shí)驗(yàn)探究,突出學(xué)科育人,注重科學(xué)勞動(dòng)教育,倡導(dǎo)建設(shè)生態(tài)文明,傳遞保護(hù)環(huán)境的社會(huì)責(zé)任意識(shí)。同時(shí),以“立德樹人、服務(wù)選拔、導(dǎo)向教學(xué)”為核心立意,以“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性”為出發(fā)點(diǎn),立足考查學(xué)生的“必備知識(shí)、關(guān)鍵能力、學(xué)科素養(yǎng)、核心價(jià)值”。另外試題的命制注重情境的創(chuàng)設(shè),試題層次清晰、結(jié)論開放,以知識(shí)為載體,以質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),以學(xué)科核心素養(yǎng)建構(gòu)為目標(biāo),全面考查學(xué)生綜合與靈活應(yīng)用所學(xué)學(xué)科知識(shí)、思想和方法,進(jìn)行獨(dú)立思考,探索與研究的能力。既有利于實(shí)施學(xué)科核心素養(yǎng)的教育,也為學(xué)生最大潛能的發(fā)揮留出了空間。與往年的試題相比,2019 年高考全國(guó)卷生物試題的命制從注重對(duì)學(xué)生知識(shí)、能力的考查向側(cè)重對(duì)學(xué)生必備品格和關(guān)鍵能力的考查過渡,在關(guān)注核心知識(shí)、注重能力考查的同時(shí)凸顯了“立德樹人”的育人價(jià)值,為后續(xù)的教育改革與育人實(shí)踐提供重要參考信息。
生物學(xué)是一門理論聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際的學(xué)科,體現(xiàn)勞動(dòng)精神。生物學(xué)科學(xué)知識(shí)的發(fā)展與生產(chǎn)生活實(shí)踐密切相關(guān)、相互促進(jìn),生產(chǎn)生活實(shí)踐中的問題解決推動(dòng)生物學(xué)學(xué)科的發(fā)展,生物學(xué)科學(xué)知識(shí)的發(fā)展促進(jìn)了生產(chǎn)生活效率的提高。如以植物光合作用和細(xì)胞呼吸為主要素材情境設(shè)計(jì)題目,傳達(dá)勞動(dòng)實(shí)踐需要科學(xué)指導(dǎo)的理念,有助于增強(qiáng)學(xué)生勞動(dòng)生產(chǎn)的科學(xué)意識(shí),促使學(xué)生將科學(xué)勞動(dòng)的觀念內(nèi)化于心。下面筆者以“光合作用與細(xì)胞呼吸”考點(diǎn)為例,展示2019 年全國(guó)卷Ⅱ、北京卷、江蘇卷的真題結(jié)構(gòu)化分析成果。
【例1】(2019 年,全國(guó)卷Ⅱ,第31 題)回答下列與生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)的問題。
(1)在森林生態(tài)系統(tǒng)中,生產(chǎn)者的能量來自于____________,生產(chǎn)者的能量可以直接流向______(答出2 點(diǎn)即可)。
(2)通常,對(duì)于一個(gè)水生生態(tài)系統(tǒng)來說,可根據(jù)水體中含氧量的變化計(jì)算出生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總初級(jí)生產(chǎn)量(生產(chǎn)者所制造的有機(jī)物總量)。若要測(cè)定某一水生生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總初級(jí)生產(chǎn)量,可在該水生生態(tài)系統(tǒng)中的某一水深處取水樣,將水樣分成三等份,一份直接測(cè)定O2含量(A);另兩份分別裝入不透光(甲)和透光(乙)的兩個(gè)玻璃瓶中,密閉后放回取樣處,若干小時(shí)后測(cè)定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。據(jù)此回答下列問題。
在甲、乙瓶中生產(chǎn)者呼吸作用相同且瓶中只有生產(chǎn)者的條件下,本實(shí)驗(yàn)中C 與A 的差值表示這段時(shí)間內(nèi)_____________;C 與B 的差值表示這段時(shí)間內(nèi)_____________;A 與B 的差值表示這段時(shí)間內(nèi)_________。
【答案】(1)太陽能 初級(jí)消費(fèi)者、分解者(2)生產(chǎn)者凈光合作用的放氧量 生產(chǎn)者光合作用的總放氧量 生產(chǎn)者呼吸作用的耗氧量
【試題素材】本題素材源于人教版生物教材必修1 第5 章第3 節(jié)“ATP 的主要來源——細(xì)胞呼吸”第93 頁、第4 節(jié)“能量之源——光與光合作用”第103 頁;人教版生物教材必修3第5章第2節(jié)“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)”第94頁。
【核心素養(yǎng)】本題考查學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念中的物質(zhì)與能量觀,科學(xué)思維中的演繹與推理、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和探究。
【命題角度】題干直抒主題“生態(tài)系統(tǒng)”,在第(2)題情境設(shè)置中體現(xiàn)了《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017 年版)》中“解決實(shí)際問題”的核心思想。用黑白瓶方法考查了光合作用和細(xì)胞呼吸對(duì)環(huán)境中氧氣含量的影響,涉及實(shí)際光合作用強(qiáng)度、凈光合作用強(qiáng)度、細(xì)胞呼吸強(qiáng)度及其影響因素。
【試題的絕對(duì)難度】本題跨模塊1 和模塊3 進(jìn)行命題,但圍繞核心主題即生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。黑白瓶實(shí)驗(yàn)方法學(xué)生并不陌生,比較容易提取題中信息,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析表達(dá)。但是答出因變量指標(biāo)“放氧量”還是不容易的。綜合評(píng)價(jià)本道題的難度是中等難度。
【例2】(2019 年,北京卷,第31 題)光合作用是地球上最重要的化學(xué)反應(yīng),發(fā)生在高等植物、藻類和光合細(xì)菌中。
(1)地球上生命活動(dòng)所需的能量主要來源于光反應(yīng)吸收的______。在碳(暗)反應(yīng)中,RuBP 羧化酶(R 酶)催化CO2與RuBP(C5)結(jié)合,生成2 分子C3。影響該反應(yīng)的外部因素,除光照條件外還包括______(寫出兩個(gè));內(nèi)部因素包括______(寫出兩個(gè))。
(2)R酶由8個(gè)大亞基蛋白(L)和8個(gè)小亞基蛋白(S)組成。高等植物細(xì)胞中L 由葉綠體基因編碼并在葉綠體中合成,S 由細(xì)胞核基因編碼并在______中由核糖體合成后進(jìn)入葉綠體,在葉綠體的______中與L 組裝成有功能的酶。
(3)研究發(fā)現(xiàn),原核生物藍(lán)藻(藍(lán)細(xì)菌)R 酶的活性高于高等植物。有人設(shè)想通過基因工程技術(shù)將藍(lán)藻R 酶的S、L 基因轉(zhuǎn)入高等植物,以提高后者的光合作用效率。研究人員將藍(lán)藻S、L 基因轉(zhuǎn)入某高等植物(甲)的葉綠體DNA 中,同時(shí)去除甲的L 基因。轉(zhuǎn)基因植株能夠存活并生長(zhǎng)。檢測(cè)結(jié)果表明,轉(zhuǎn)基因植株中的R 酶活性高于未轉(zhuǎn)基因的正常植株。
①由上述實(shí)驗(yàn)?zāi)芊竦贸觥稗D(zhuǎn)基因植株中有活性的R 酶是由藍(lán)藻的S、L 組裝而成”的推測(cè)?請(qǐng)說明理由。
②基于上述實(shí)驗(yàn),下列敘述中能夠體現(xiàn)生物統(tǒng)一性的選項(xiàng)包括______。
a.藍(lán)藻與甲都以DNA 作為遺傳物質(zhì)
b.藍(lán)藻與甲都以R 酶催化CO2的固定
c.藍(lán)藻R 酶大亞基蛋白可在甲的葉綠體中合成
d.在藍(lán)藻與甲的葉肉細(xì)胞中R 酶組裝的位置不同
【答案】(1)光能 溫度、CO2濃度 R 酶活性、R 酶含量、C5含量、pH(其中兩個(gè))(2)細(xì)胞質(zhì) 基質(zhì)(3)①不能。轉(zhuǎn)入藍(lán)藻S、L 基因的同時(shí)沒有去除甲的S 基因,無法排除轉(zhuǎn)基因植株R 酶中的S 是甲的S 基因表達(dá)產(chǎn)物的可能性。② a、b、c
【試題素材】本題素材來源于大學(xué)教材《植物生理學(xué)》(武維華)第七章光合作用Ⅱ:光合碳同化第一節(jié)“光合碳同化的C3途徑——卡爾文循環(huán)”和第五節(jié)“光合作用生態(tài)生理”。對(duì)應(yīng)的教材內(nèi)容是人教版高中生物必修1《分子與細(xì)胞》的光合作用部分(第101~103 頁),且該題還整合了選修3《基因工程》1.1 和1.2 部分“基因工程的原理”(第4~15 頁)。
【核心素養(yǎng)】本題考查了考生科學(xué)思維、科學(xué)探究及生物統(tǒng)一性、結(jié)構(gòu)與功能觀的生命觀念等素養(yǎng)。
【命題角度】本題以光合作用相關(guān)內(nèi)容為素材進(jìn)行試題的命制,意在考查光合作用的基本過程、物質(zhì)與能量變化的場(chǎng)所等內(nèi)容,從而檢測(cè)學(xué)生對(duì)光合作用基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況。依據(jù)題干中原核生物藍(lán)藻R 酶的活性高于高等植物的信息,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,從而考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力及運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。尤其是本題第(3)題中的①問對(duì)學(xué)生的能力要求比較高,學(xué)生要答對(duì)此題既要有一定的邏輯推理能力還要具備運(yùn)用科學(xué)術(shù)語進(jìn)行表達(dá)的能力。
【試題的絕對(duì)難度】本題主要考查了光合作用過程的相關(guān)知識(shí),同時(shí)綜合了細(xì)胞結(jié)構(gòu)、基因工程、實(shí)驗(yàn)探究等內(nèi)容的考查,學(xué)生在掌握光合作用有關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上能夠順利解答出本題的第(1)(2)題,而第(3)題如果要順利解答就要求學(xué)生具備較高的科學(xué)思維了。本題整體閱讀量為543 字,第(3)題中的①問的書寫量為50 字,綜合評(píng)價(jià)此題的難度為“中”。
【例3】(2019 年,江蘇卷,第28 題)葉綠體中催化CO2固定的酶R 由葉綠體DNA 編碼的大亞基和細(xì)胞核DNA 編碼的小亞基共同組裝而成,其合成過程及部分相關(guān)代謝途徑如圖所示。請(qǐng)回答下列問題:息______到RNA 上,RNA 進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)后指導(dǎo)多肽鏈合成;在葉綠體中,參與大亞基肽鏈合成的RNA 中,種類最多的是______。
(1)合成酶R 時(shí),細(xì)胞核DNA 編碼小亞基的遺傳信
(2)進(jìn)行光合作用時(shí),組裝完成的酶R 需ATP 參與激活,光能轉(zhuǎn)化為ATP 中的化學(xué)能是在______(填場(chǎng)所)上完成的?;罨拿窻催化CO2固定產(chǎn)生C3化合物(C3-Ⅰ),C3-Ⅰ還原為三碳糖(C3-Ⅱ),這一步驟需要______作為還原劑。在葉綠體中C3-Ⅱ除了進(jìn)一步合成淀粉外,還必須合成化合物X 以維持卡爾文循環(huán),X 為______。
(3)作為光合作用的重要成分,X 在葉綠體中的濃度受多種因素調(diào)控,下列環(huán)境條件和物質(zhì)代謝過程,與X 濃度相關(guān)的有______(填序號(hào))。
①外界環(huán)境的CO2濃度
②葉綠體接受的光照強(qiáng)度
③受磷酸根離子濃度調(diào)節(jié)的C3-Ⅱ輸出速度
④酶R 催化X 與O2結(jié)合產(chǎn)生C2化合物的強(qiáng)度
(4)光合作用旺盛時(shí),很多植物合成的糖類通常會(huì)以淀粉的形式臨時(shí)儲(chǔ)存在葉綠體中,假如以大量可溶性糖的形式存在,則可能導(dǎo)致葉綠體______。
【答案】(1)轉(zhuǎn)錄 tRNA(2)類囊體 [H]
C5(五碳化合物)(3)①②③④(4)吸水漲破
【試題素材】本題素材來源于大學(xué)教材《植物生理學(xué)》。
【核心素養(yǎng)】本題結(jié)合圖示主要考查光合作用和基因表達(dá)的相關(guān)知識(shí),強(qiáng)化學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解與運(yùn)用??疾閷W(xué)生科學(xué)思維的核心素養(yǎng)。
【命題角度】細(xì)胞核中的DNA 通過轉(zhuǎn)錄形成RNA,RNA 通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì),在核糖體上進(jìn)行翻譯形成小亞基。葉綠體中的DNA 通過轉(zhuǎn)錄形成RNA,在葉綠體中的核糖體上進(jìn)行翻譯形成大亞基。大亞基和小亞基組合形成酶R,催化CO2固定形成C3。
【解題思路】(1)通過分析可知,細(xì)胞核DNA 編碼小亞基的遺傳信息轉(zhuǎn)錄到RNA 上,再通過核糖體翻譯形成小亞基。葉綠體編碼大亞基的DNA,經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯,形成大亞基,在此過程中需要1 種mRNA、61 種tRNA,故需要RNA 種類最多的是tRNA。(2)光合作用過程中ATP 的合成是在葉綠體的類囊體薄膜上完成的?;罨拿窻 催化CO2固定產(chǎn)生C3化合物(C3-Ⅰ),C3-Ⅰ還原為三碳糖(C3-Ⅱ),此時(shí)需要[H]作為還原劑,C3還原的產(chǎn)物除了C3-Ⅱ還有一分子的C5。(3)①外界環(huán)境的CO2濃度,直接影響CO2的固定,間接影響C3的還原,進(jìn)而影響C5的濃度,故①符合題意;②光照強(qiáng)度直接影響光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP,間接影響C3的還原,進(jìn)而影響C5的濃度,故②符合題意;③磷酸根離子的濃度直接影響ATP 的合成,間接影響C3的還原以及C3-Ⅱ的輸出速率,進(jìn)而影響C5的濃度,故③符合題意;④酶R 催化X 與O2結(jié)合產(chǎn)生C2化合物的強(qiáng)弱直接影響酶R 催化CO2的固定,間接影響C3的還原,進(jìn)而影響C5的濃度,故④符合題意,故這一小題選擇①②③④。(4)光合作用合成糖類,如果以大量可溶性糖的形式存在,則可能導(dǎo)致葉綠體滲透壓升高,吸水漲破。
結(jié)合上述分析,目前給出如下備考建議。
首先,教師引導(dǎo)學(xué)生備考時(shí)要回歸教材、查漏補(bǔ)缺、夯實(shí)基礎(chǔ)、提升能力。大部分學(xué)生在復(fù)習(xí)過程中更注重習(xí)題練習(xí),往往會(huì)忽視基礎(chǔ)知識(shí)。而高考命題的突出特點(diǎn)是“注重基礎(chǔ),重視能力”,常常是“題在書外,理在書中”,所以高考對(duì)能力的考查也離不開教材,而且在高考命題要求中也指出:考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能的掌握程度,能否靈活運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題和社會(huì)熱點(diǎn)問題。所以注重教材、抓好基礎(chǔ)是復(fù)習(xí)的根本??v觀近幾年高考試題中考查“光合作用與細(xì)胞呼吸”的考點(diǎn),不乏一些回歸教材的考查,因此最后階段的復(fù)習(xí)可按照《普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試大綱的說明》的要求,細(xì)致梳理知識(shí)點(diǎn),找到自己的知識(shí)漏洞,最后重點(diǎn)記憶這些知識(shí)漏洞。除此之外還要認(rèn)真細(xì)致研讀教材中的“小板塊”,例如:“本節(jié)聚焦”“課本插圖”“相關(guān)信息”“思維拓展”“技能訓(xùn)練”“資料分析”“本章小結(jié)”“自我檢測(cè)”“教材小字”“旁欄思考題”與“科學(xué)?技術(shù)?社會(huì)”,不留問題死角。
其次,教師要加強(qiáng)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)生物學(xué)核心概念的學(xué)習(xí),注重生命觀念的形成。在備考的過程中,一定要深入理解教材中重要的生物學(xué)概念及規(guī)律,同時(shí)要把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系,能用文字、圖表以及數(shù)學(xué)方式等多種表達(dá)形式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)的概念和原理,運(yùn)用比較、分析和綜合等方法對(duì)復(fù)雜的新情境中的生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理、做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論。在理解和解釋生物學(xué)概念的基礎(chǔ)上形成結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀等,并用生物學(xué)觀念解釋生物的多樣性、統(tǒng)一性、復(fù)雜性,形成科學(xué)的自然觀和世界觀。
只有這樣,學(xué)生在高考復(fù)習(xí)過程中才能做到有備無患,才能取得理想的成績(jī)。