高考全国卷生物学实验内容考查分析及教学建议

余中宾 申定健

近年来，高考全国卷越发凸显生物学学科核心素养的考查。生物学实验内容是高考全国理综生物卷考查科学探究和科学思维能力的良好载体，注重考查学生实验素养能力。从2015～2019年高考全国理综卷考查生物学实验内容来看，试题符合“稳中求变，注重基础性同时，加强思维能力，强调应用性和创新性”的新课改高考命题要求。结合学生考试的反馈信息，生物学实验题型仍属于容易丢分的题型。鉴于此，下面以2015～2019年高考全国卷理综生物学实验试为资料，尝试分析考查形式和特点，为生物学实验内容教学及备考提出建议。

1近五年高考全国卷生物学实验的考查形式及特点

随着当年人教版教材由老版本到新版本过渡，2015年教育部考试中心全国卷命题中心取消为老版本命制高考全国大纲卷，并命制以新版人教版教材为基础的新课标全国卷I、Ⅱ卷。随着全国有25个省份高考回归使用全国卷，命题中心根据不同省份的使用情况，2016年及以后新课标卷的命制有I、Ⅱ、Ⅲ卷。

以近五年的新课标全国理综生物卷为原始资料，结合高考生物考试大纲中考点内容，生物学实验试题考查内容分布统计见表1。

1.1生物学实验在高考题考查形式及分布

生物学实验在高考中以选择题、填空题和实验设计题三种形式，考查实验与探究能力（表2）。近四年的I卷均以这三种形式考查，Ⅱ、Ⅲ卷至少选择两种形式考查。2017和2019这两年I卷都以选择题的形式出现了3道题。填空题的形式考查存在于5年来的每一套试题，而2019年I、Ⅱ、Ⅲ卷均以实验设计题形式出现。微生物培养分组实验首次以填空题考查出现在2019年I、Ⅱ卷试题，以实验设计题考查也出现在2019年Ⅲ卷试题。可见，高考生物学实验试题的考查比重进一步提升，题型逐渐向实验设计题上进行强化，聚焦考查“遗传的基本规律”内容。

1.2高考生物学实验试题考点内容分布

近五年高考全国卷生物试题考点内容分布如下：（1）细胞代谢：植物矿质营养和影响酶活性的因素、影响光合作用的因素;（2）植物的激素调节;（3）动物生命活动的调节：血糖平衡调节、体温恒定调节和水盐平衡调节;（4）种群密度的调查方法;（5）遗传的基本规律;（6）遗传的分子基础：病毒核酸类型的探究和遗传密码的破解;（7）微生物的培养。光合作用影响因素的相关生物学实验在2017～2019年试题中未出现。遗传的分子基础相关实验内容出现2017年（I、Ⅱ、Ⅲ卷）和2019年I、Ⅱ、Ⅲ卷）中。遗传基本规律等其他方面的生物学实验内容在近五年中均有涉及。

1.3高考生物学实验试题考查特点

1.3.1以教材主干知识为情境，注重对实验现象进行解释和判断

从生物学实验内容的来源分析，除了2016年I卷3题、2016年Ⅱ卷29题和2019年的微生物培养是考试大纲罗列出的“显性”实验，其余的均是突出教材主干知识的“隐性”实验，包括生物科学史实验（2019年I卷2题）、与社会联系、资料分析（2015年Ⅱ卷1题）和教材课后拓展题（2015年Ⅱ卷29题），以及特定情境下的实验（2017年Ⅲ卷30题）。除2016年I卷3题和2018年Ⅱ卷28题对实验操作步骤的考查外，其余试题都注重考查实验现象解释、分析和判断，具体表现在选择题选项中描述现象的判断和预测;填空题则要求“对现象的表述判断并写出原因或者依据是什么”。例如，2019年Ⅱ卷29题第2、3小题，实验设计题中“简要写出实验思路、预期结果和结论”，既考查了高中生物学实验必备知识，又注重考查实验现象和生命活动规律。

1.3.2突出实验设计题考查形式，注重实验探究能力素养考查

近五年来，实验设计题的形式逐年凸显，从考查频率来看，2016年仅在Ⅱ卷考查;2017年和2018年均在两套试题中考查：2017年是I和Ⅲ卷，2018年在Ⅱ、Ⅲ卷;2019年I、Ⅱ、Ⅲ卷三套试题均出现考查，特别注意的是2019年Ⅱ卷选做题37题首次以微生物培养为实验内容考查实验设计。实验设计题要求“写出实验思路、预期结果和结论”，以实验方案的制定形式综合考查学生科学思维和科学探究素养水平，要求学生厘清思路，遵循探究逻辑，规范语言文字表达，从而达到教育部考试中心要求的“试题在思维深度、作答难度等为年度进行梯度设置，更好地实现试题的区分目标”，不失为一种有效考查方式。

1.3.3考点内容向“遗传基本规律”聚焦

除2015年外，遗传基本规律的实验探究在每年的3套试题中均有考查，覆盖了3种考查题目形式。“假说一演绎”法研究和分析遗传基本规律，最能体现生物学科从现象到本质规律的科学思维认识特点，更能考查遗传综合分析和表達素养能力。“遗传规律”推理必将成为高考生物卷命题趋势，以2019年卷Ⅱ第32题为典型，题干明确“已知叶色受2对独立遗传的基因A/a和B/b控制”“让植物甲鱼紫叶甘蓝（乙）植株进行杂交，子代个体中绿叶：紫叶=1：3”的遗传学现象事实，需要学生根据掌握已有的“遗传规律”进行假说解释，逆向推理出第（2）小题“乙植株的基因型为__”，进一步从预测的亲代正向推导出“子代中有__种基因型”，对“遗传规律”的拓展延伸，并应用于第三小题的三个“若__，则丙植株的基因型为__”。

2生物学实验内容教学及备考建议

2.1教学应重视主干知识应用的实验教学

实验探究能力的培养建立在对解决问题所需必备知识的基础上。在日常教学中，教师要注重实验教学思想的渗透，重视对科学发现史主干知识呈现过程同时，提炼出具体的科学研究方法。例如，复习光合过程的探究历程，注重将半叶法、同位素标记法应用于探究光合作用的其他探究实验。教师还要将主干知识和实验内容进行归纳整合，夯实基础知识，注重对知识的灵活运用以及提高实验设计能力。例如，可利用质壁分离和复原为原理进行实验设计（表3）。学生通过对上述实验的设计，既加深了对成熟植物细胞渗透作用的理解，又提高利用质壁分离原理解决一些常见生物学现象的能力。

2.2构建实验试题的常规分析模型，培养实验设计能力

实践表明，审题不到位，思维混乱，缺乏对相应环节的把握，以及表述模糊是实验试题失分的重要原因。教师可以引导学生构建模型进行分析和有效答题（图1）。

[例1]（节选2019年I卷29题）将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸（ABA）含量增高，叶片气孔开度减小。回答下列问题。（3）有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体（不能合成ABA）植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。

分析过程及可能的错误答案见表4。

根据本题的实验目的及验证性特点，也可设计一组自身前后对照实验。例如，取一组ABA突变体植株分别在适当浇水后。再干旱处理后测量气孔开度，此时气孔开度不变。然后，在干旱条件下进行ABA处理，一段时间测量气孔开度，预测其气孔开度减少。

2.3注重演绎和推理思维在遗传基本规律分析中的培养

演绎推理是透过生命现象推导出遗传规律的重要方法，对学生思维的严密性、一惯性的培养有着不可替代的作用，是提高学生思维能力的重要手段。

[例2]（2019年卷I第6题）某种二倍体高等植物的性别决定类型为XY型。该植物有宽叶和窄叶两种叶形，宽叶对窄叶为显性。控制这对相对性状的基因（B/b）位于x染色体上，含有基因b的花粉不育。下列叙述错误的是（）

A.窄叶性状只能出现在雄株中，不可能出现在雌株中

B.宽叶雌株与宽叶雄株杂交，子代中可能出现窄叶雄株

C.宽叶雌株与窄叶雄株杂交，子代中既有雌株又有雄株

D.若親本杂交后子代雄株均为宽叶，则亲本雌株是纯合子

参考答案：C。

本题目要求学生紧扣题干有效信息，综合应用遗传学原理四个选项罗列的遗传现象分析推理后进行判断，分析推理过程如图2所示。

总之，生物学实验的复习是高考备考中的重要环节，教师需要认真研究近五年新课标高考全国卷，结合课程标准、生物教材、考试大纲对生物学实验的要求，了解考查特点和命制趋势进行有效复习，确实提高学生的高考生物的备考水平。