美国2019年AP生物学考试FRQ分析

陆琼衡

文件编号：1003-7586（2020）08-0045-04

美国高中AP项目（Advanced Placement Program），即大学先修课程，是福特基金会在1951年联合部分优秀教师为高中生开发的一套大学课程，现已覆盖7个领域38门课程。其初衷是折抵学分、减免相应课程，以节约高昂的时间和经济成本，但各大学已将AP成绩看作胜任大学学业的重要指标，还有50多个国家的600多所大学，共计3300多所世界机构都已将AP作为众多入学参考标准中最重要的一条，也是生物相关专业考生的必选项。

1 AP生物学考试概况

生物学属于AP科学领域中的一门重要科目，其先决条件是已修高中生物和化学。2019年AP生物学考试于5月13日上午8：30举行，全球统一试卷，5分制。哈佛等名校只接受5分（极其优秀，需答对63.3%以上的题）。

考试共3h，其中63题选择和6题计算占一半时间和分值，另一半赋予8题FRQ（Free-Response Questions）自由回答的简答题，含有10min预览，包括较长的数据题、实验题共2道和6道较短的问答题。AP生物的13个实验重在实验设计、数据分析、验证假说和数学建模，知识学习始终围绕着四个大概念。

2四个大概念在2019年AP生物学考试部分FRQ试题中的体现

经过2015、2016两年的改革，AP生物更加注重学生的逻辑思维、分析思考能力和求知探索精神，由此可有力地判断学生的学习能力和发展潜力。

2.1大概念1进化与2019AP生物FRQ第5题

“进化”和“系统交互”这两个大概念在AP生物学考试中共占25%。其中大概念1进化的内容是——进化过程驱使生命产生多样化和统一性，包括：生物之间通过共同祖先的线性血统形成了联系;亲缘关系近的生物在进化树的同一个分支上，在最末端分支。审题的关键是看题干呈现的是相似性还是差异性。差异性在英语里既可以用differences（2018），也可以用divergence（2019）表达。

【2019·FRQ·5】一位研究者研究五种灵长类动物的进化关系，从每个物种的代表性个体的线粒体DNA（mtDNA）序列中获得数据。然后研究人员计算了每对灵长类物种之间序列差异的百分比（表1）。

（1）基于化石数据，研究人员估计，人类和他们在数据集中关系最密切的物种在大约700万年前分化。计算人类和他们在数据集中关系最密切的物种每百万年的mtDNA差异百分比（答案四舍五入到小数点后两位）。

（2）用表中数据，在提供的模板上（图1）绘制进化树。为长臂猿作为进化树外群提供推理。

（3）在进化树上，圈出所有正方形内节点所示的物种后代。

参考答案与解析：为了不出现重复，表格有意用阴影部分覆盖了另一组相同数据。本题总共4分。人类与黑猩猩的mtDNA差异最小，为8.8%，两者在700万年前分化，这是简单计算：每百万年mtDNA差异率精确到小数点后两位是1.26%。长臂猿在外群，因为它在mtDNA序列上与其他四个物种的差异是表格数据中最大的，达到18.9%、18.9%、18.9%和18.1%。其余从远到近，按照差异大小，分别为（红毛）猩猩、大猩猩、黑猩猩、人类。黑猩猩和人类的所在位置可以互换。由此，该方框节点进化出了大猩猩、黑猩猩和人类，分别圈出三者或者将三者用一个圆圈圈出即可。

2.2大概念2能量与2019AP生物FRQ第8题

“能量”和“信息”这两个大概念在AP生物学考试中共占75%。其中大概念2能量的内容是生物系统利用自由能和分子组成部分来生长、繁殖并保持动态平衡。

【2019·FRQ·8】墨西哥牵牛花（三色牵牛花）在开花期，花瓣颜色从红色变为蓝色，且花瓣细胞膨胀。人们在花瓣细胞液泡中发现天蓝色花青素。花瓣颜色由液泡pH决定。表2是开花前后的墨西哥牵牛花花瓣细胞模型。

（1）指出模型中在开花期造成液泡pH增大的细胞成分，对其作用进行描述。

（2）一位研究人员声称激活K+/H+转运蛋白引起液泡充满水而膨胀。提供推理以支持。

参考答案分析：本题介绍了生物膜内外的化学物质和信号交换的转运蛋白有一种通道蛋白，分布在细胞的膜结构中，功能是控制特定物质跨膜运输，对于被运输的物质具有高度的特异性或者选择性。它参与的只是被动运输（从高浓度向低浓度运输，不耗能），在运输过程中并不与被运输的分子结合，也不会移动。通道蛋白其结构和功能状态在细胞内外理化因子作用下，能在数毫秒到数十毫秒的时间内迅速激活开放，随后迅速失活或关闭。如（开花模型）表2中右图所示，当K+/H+转运蛋白被激活后，K+从浓度高的液泡外进入浓度低的液泡内，同时H+从浓度高的液泡内离开液泡，故液泡pH增大（为7.7）。所以造成液泡pH增大的细胞成分是K+/H+转运蛋白。随着K+进入液泡，此时液泡内处于高溶质浓度，也就是水浓度低，即“低水势”。水从水浓度高的区域（高水势）即液泡外，跨半透膜到达水浓度低的区域（低水势）即液泡内，称为渗透，是水的自由能产生的，也就是植物细胞获得水的效应。

2.3大概念3信息和2019AP生物FRQ第4题

2015年之后的连续三年，AP生物学考试中FRQ的信息题占了半壁江山（24题中占12题）。“能量”和“信息”这两个大概念在AP生物学考试中共占75%。其中大概念3信息的内容是——生物系统储存、提取、传递和回应对于生命过程至关重要的信息。

【2019·FRQ·4】乙酰胆碱是一种神经递质，能够激活突触后神经元的动作电位（图2和图3）。一个研究人员在调查某种特殊的神经毒素引起突触前神经元释放乙酰胆碱增多的效應。

（1）描述神经毒素对于突触后神经元的动作电位数值的直接影响，预测突触后神经元的膜电位最大值是否会增大、减小？或是保持不变？