聚焦关键能力 凸显创新思维——广东省2023年普通高中学业水平选择性考试生物学试题评析及备考建议

罗惠峰 张录璐 刘忠旺

(1.广东省江门市棠下中学 2.深圳市聚龙科学中学)

广东省2023年普通高中学业水平选择性考试生物学试题是高考综合改革下恢复自主命题的第三次尝试,也是新课程和新教材背景下的首次高考。试题以《课程标准》为依据,以《中国高考评价体系》为依托,延续了前两年生物学命题的风格,但在试题选材多样性、情境创设的新颖性、问题设计的灵活性和开放性上更为突出,聚焦关键能力,凸显创新思维的考查。

1.试题特点

1.1 弘扬育人价值 落实立德树人

试题精心选择体育、劳动和美学等素材,强化高考的价值引领作用,促进学生德智体美劳全面发展,让学生感受到作为青年一代的责任担当和时代使命。如第7题对游泳中有氧呼吸过程的考查;第9题以研学小组参加劳动实践为背景。试题关注人类生命健康,让学生建立正确生命观。如第2题以“防治乳腺癌”为情境考查细胞癌变;第8题以“糖尿病筛查”为情境考查血糖调节;第17题以“放射性心脏损伤诱发的心脏疾病”为情境,考查细胞衰老、基因表达等;第19题以“探究AChR抗体阴性者仍表现出肌无力症状的原因”为实验情境,考查神经调节和实验分析等。

1.2 关注社会热点 凸显时代特征

试题联系社会热点问题,如用中国种子保障中国粮食安全的信心和决心;引导学生保护珍稀植物,关注海洋生态的调节,培植生态文明理念。如第13题以“凡纳滨对虾养殖”为情境,考查生态系统的结构和功能;第21题以“探究红树林生态修复的方案设计”为情境,体现生态学原理和生态工程技术在生态系统修复中的显著优势,倡导绿色发展理念。

同时,试题的地域特色明显,体现了华南地区的风土人情和生活习惯,给考生亲切感。如第13题的对虾养殖;第15题的广东春节习俗;第16题广东特色肉鸡“粤西卷羽鸡”;第21题红树林植被的保护和恢复等均蕴含浓郁的华南特色。

1.3 聚焦关键能力 凸显创新思维

试题坚持依标施考,严格依据《课程标准》的内容和深度要求,以必备知识为基础,关键能力为重点,引导学生像科学家一样主动思考、深入探究、解决问题。纵观全卷,最亮眼的特点是注重对思维深度的考查:创新试题设问方式,转变问题切入点,要求学生从新的角度思考问题,在陌生情境下灵活应用知识。同时试题具有较强的开放性,引导学生发散思维,从不同的角度审视问题。

例1：(第17题节选)(4)根据以上信息,除了减少miRNA的表达之外,试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路:________________________。

解题思路：本小题紧接着第(3)题(当miRNA表达量升高时会导致无法抑制细胞凋亡),要求学生再提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路。此处设置开放性的问题,以此培养学生的发散思维。除了考虑减少miRNA的表达外,还可从题图中获取关键信息,如通过促进circRNA表达、促进P蛋白的表达或加入细胞凋亡抑制剂等角度,抑制细胞凋亡。

例2：(第19题节选)(2)②假设二:此类型患者存在________的抗体,造成________,从而不能形成成熟的神经肌肉接头,导致肌无力。

③若想采用实验动物验证假设二提出的致病机制,你的研究思路是________________________。

解题思路：第②小题设置假设一不成立(即患者AChR基因未突变,能合成AChR)的前提下,思考患者不能形成成熟的神经肌肉接头的原因,要求学生发散思维思考并做出推断:可能存在A或M或I蛋白抗体,最终导致AChR不能在突触后膜成簇组装。

第③小题要求验证上述假说,根据②假设可做如下正向处理:给实验动物注射A或M或I蛋白的抗体,因变量的观测指标为是否出现肌无力。也可逆向思考:给实验动物注射A或M或I蛋白抗体的抑制剂,观察肌无力是否缓解。

例3：(第21题节选)(3)无瓣海桑是引种自南亚地区的大乔木,生长速度快,5年能大量开花结果,现已适应华南滨海湿地。有学者认为无瓣海桑有可能成为新的外来入侵植物。据表分析,提出你的观点和理由___________________。

(4)淇澳岛红树林现为大面积人工种植的无瓣海桑纯林。为进一步提高该生态系统的稳定性,根据生态工程自生原理并考虑不同植物的生态位差异,提出合理的无瓣海桑群落改造建议____________________________________________。

解题思路：第(3)小题属于开放性的设问,可从赞同或不赞同两方面回答,言之有理即可。如赞同:由题干和题表可知,无瓣海桑幼苗在较高冠层郁闭度下可以生长,且生长速度快,可能会快速占领滩涂,影响天然红树林植物的定居和扩张,表现出潜在的入侵性。也可以不赞同:由题表可知,无瓣海桑在林下自我更新困难,在天然红树林下也无法定居,目前没有表现出入侵性。

(4)小题要求从“生态工程的自生原理并考虑不同植物的生态位差异”角度分析,并结合题干和题表不同植物的高度差异的信息,可对无瓣海桑群落改造提出如下建议,如上层种植无瓣海桑,中层种植秋茄,下层为老鼠簕,形成多层结构群落等。

1.4 回归科学本质 彰显教学引导

试题立足学科内容,着力发挥高考促进素质教育的积极导向作用。试题利用多种形式呈现信息、设置问题,除了考查学生对图表信息的读取能力,还特别注重图文的转化能力,培养学生在陌生情境中敏锐捕获关键信息的能力。如第18题要求学生依据已有的题图信息绘制低光照强度下净光合速率趋势曲线;第20题一改以往根据核酸电泳图分析基因型、计算患病概率的形式,要求学生根据题图信息逆向推理判断并绘出电泳条带。

试题加强对实验探究能力的考查,在形式、角度等多个维度进行探索实践,如第18题要求学生提出科学问题、第19题(2)②根据实验结果反推实验假设和③根据实验目的呈现研究思路或尝试提出新思路、第21题要求学生提出观点并阐明理由和对社会问题提出合理建议,从而引导学生注重实验探究,提高学生实验操作的兴趣。试题立足学科的科学特征,结合生产生活实践考查学生应用能力,体现学以致用,激发学生学习兴趣,达成以考促学的目的。

2.备考建议

广东省普通高中学业水平选择性考试是对学生思维的变通性、敏锐性和精确性的全面测试。为提高复习的针对性和实效性,笔者建议复习重心着力以下三方面。

2.1 依据《课程标准》 重构知识体系

2023年广东高考是首次使用新教材进行高考,试题中涉及新教材新增或变化的知识点有8处之多。因此,在高三复习中要高度重视教材,并关注教材的变化点。教师要引导学生掌握《课程标准》列举的10个大概念,理解其内涵和外延。同时引导学生对核心概念进行多角度解读和横向对比联系,如将必修模块与选择性必修模块贯通为一体,使学生的知识体系更加完善和系统,使学生在面对真实情境时,能综合运用模块之间的知识解决实际问题。例如在“信息传递”的复习中,引导学生从细胞内、细胞间、生物个体和生态系统等多个维度发散学习(图1)。

图1 信息传递知识体系

2.2 突出情境应用 训练思维表达

真正地发展学生核心素养的学习不仅是使学生获得知识和技能,更重要的是培养学生“解决真实问题”的能力,而真实情境是发展学生核心素养的重要路径。在复习教学中,教师应选择来源于生产生活或科研成果的真实且科学的素材,创设学习探索型情境,训练学生的关键能力。

语言表达能力提升训练:通过课堂提问,师生交流讨论,表达并展示;构建应答逻辑,使用题设(条件)→原因(关联)→结果(结论)描述这一逻辑链条思考;选用专业术语作答,首选教材原文,次用题干原文,最后选用自编语言;对比研读参考答案,逐点理解分析,积累一定量的答题技巧。

信息获取能力提升训练:从试题文字、图表中获取信息;准确辨析有效信息;正确解读题目,准确获得所需信息;对数据进行加工或换算。情境素材在教材中的“探究·实践”“思考·讨论”“练习与应用”等栏目中大量存在,教师加工、处理后,将其恰如其分地嵌入复习教学中。如复习完“光合作用”后,教师可引导学生再次分析必修1第108页的“复习与提高”的非选择题2。该题是一道基于科研情境的试题,创设了较多的“科学思维”设问,如(1)出现这种变化的原因;(3)分析推测是否成立并说明原因;(4)对观点作简要评述。

上述设问与高考试题的命题方向高度吻合:通过对试题情境的分析,挖掘其中的基本概念和原理,明晰情境的本质属性并进行推理归纳、迁移整合,分析情境的成因条件;或从情境中寻找知识内容的联系,综合分析、运用,提出解决问题的方案;还可以多角度、开放式地思考问题,从而发现新规律、培养创新思维。

复习中可以充分发掘教材或课外的此类素材对学生思维进行训练,从核心概念、关键词角度训练规范表达;从方向、原则角度训练发散思维。避免“机械刷题”,杜绝在解决实际问题时生搬硬套。

2.3 关注热点问题 尝试原创命题

学生有多种途径关注到生命科学的热点,了解我国和广东省一些重要科技进展的信息,但未能运用生物学语言来解释其中蕴含的机理。实践表明,教师利用真实情境作为素材尝试原创命题是提升学生信息获取能力的重要途径。笔者以必修2第85页“练习与应用”的素材进行原创试题的命制。

素材:我国大面积栽培的水稻有粳稻(主要种植在北方)和籼稻(主要种植在南方)。研究发现,粳稻的bZIP73基因通过一系列作用,增强了粳稻对低温的耐受性。与粳稻相比,籼稻的bZIP73基因中有1个脱氧核苷酸不同,从而导致两种水稻的相应蛋白质存在1个氨基酸的差异。

命题要求:聚焦大概念3“遗传信息控制生物性状,并代代相传”中多个重要概念,设问涉及遗传的分子基础、基因与性状的关系、基因突变的特征和原因等相关知识。

原创命题1(单选):我国大面积栽培的水稻有粳稻(多种植于北方)与籼稻(多种植于南方)。粳稻的bZIP73基因(简称b基因)通过一系列作用可增强其对低温的耐受性。籼稻的b基因中有 1个脱氧核苷酸不同于粳稻,从而导致两种水稻的相应蛋白质存在1个氨基酸的差异。下列叙述错误的是

( )

A.导致两种水稻b蛋白不同的根本原因是基因突变

B.b基因转录和翻译过程中均有氢键的破坏和形成

C.b基因碱基序列的改变未使表达的蛋白失去活性

D.水稻对低温的耐受性能力是由外界环境所决定的

分析：本题围绕我国栽培的水稻品种问题,创设真实情境,聚焦大概念,实现对核心知识DNA的分子结构、可遗传的变异、基因的表达、基因对性状的控制的考查。试题突出考查理解能力、获取信息的能力,提升生命观念和科学思维核心素养。

为丰富信息量,增加情境的复杂程度,笔者又从知网上检索《bZIP73:影响粳稻耐低温的关键基因》一文,围绕生命观念、科学思维、社会责任三大核心素养组织题干和设问,突出考查理解能力、获取信息的能力及实验探究的能力,进行了非选择题命题尝试。

原创命题2：我国大面积裁培的水稻有粳稻和籼稻,粳稻对低温的耐受性强于籼稻。研究发现,bZIP73基因(简称b73基因)是水稻的耐低温基因,两种水稻的b73基因编码区有一个核苷酸的差别(粳稻—G—、籼稻—A—),导致编码的b73蛋白中一个氨基酸存在差异。实验表明,粳稻型b73蛋白通过与b71蛋白结合形成二聚体,共同调节水稻细胞内脱落酸(ABA)和O2水平来提高对低温的耐受性,其调控机制如图2:

图2

请回答下列问题:

(1)与籼稻相比,粳稻对低温耐受性更强的根本原因是________________________________________________。

(2)b73蛋白形成的场所是________,粳稻和籼稻体内合成的b73蛋白质中肽键数目是否相同________,理由是________________________。

(3)据图分析,粳稻型b73蛋白与b71蛋白结合形成二聚体,在细胞中共同发挥作用从而提高水稻对低温的耐受性,具体的两条途径是________________________。

(4)野生稻经过北方寒冷地带的长期驯化后,b73基因(粳稻型)的频率会________,若要判断最终形成的粳稻与原有野生稻是否为同一物种,请提供合理的判断方法和依据:________________________________________________。

答案：1.D 2.(1)DNA分子结构不同 (2)核糖体 相同 两基因一个核苷酸的差别使两种蛋白质中仅一个氨基酸存在差异 (3)调控ABA的合成和过氧化物酶的合成 (4)提高 利用不同物种间存在生殖隔离的特性,令两类水稻杂交,根据是否可产生可育子代进行判断

与单纯教师讲解知识点相比,原创试题的应用有利于促进学生对核心概念的内涵与外延的深度理解,明晰考什么、怎么考,从而夯实必备知识,提升信息获取、思维认知等关键能力。