基于生命观念考查的高考试题分析与备考策略

李利明

(甘肃省成县第一中学 甘肃陇南 742500)

教育部在《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》中明确指出:高中生物教学要着眼于学生适应未来社会发展和个人生活的需要,从生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等方面发展学生的学科素养,充分体现学科特点和育人价值,生命观念是生物学科育人价值最为显著的表现。

1 生命观念的内涵

生命观念是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象,是人们经过证实后的观点,是能够理解或解释生物学事件和现象的意识、观念和思想方法。在高考备考过程中,教师要注重对学生生命观念的培养,包括结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等,用生命观念指导生命活动规律,解决生活中面临的实际问题。

2 高考全国卷生物对生命观念的考查

2.1 结构与功能观

结构决定功能,即功能与结构相适应,是学生科学看待生物学现象的重要观念。高考生物试题考查学生结构与功能观时,一般有两种形式,一种是通过结构推测功能,即要求学生根据题干信息,结合现有的生物学知识,推测该结构的具体功能。

【例1】(2020年高考全国Ⅱ卷·05)新冠病毒(SARS-CoV-2)和肺炎双球菌均可引发肺炎,但二者的结构不同,新冠病毒是一种含有单链RNA 的病毒。下列相关叙述正确的是()

A.新冠病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于被动运输

B.新冠病毒与肺炎双球菌均可利用自身的核糖体进行蛋白质合成

C.新冠病毒与肺炎双球菌二者遗传物质所含有的核苷酸是相同的

D.新冠病毒或肺炎双球菌的某些蛋白质可作为抗原引起机体免疫反应

参考答案:D

试题以新冠疫情为社会背景,考查病毒和原核生物的结构与功能以及体液免疫,新冠病毒没有细胞结构,也没有任何细胞器,主要由RNA 和蛋白质构成,进入宿主细胞的方式为胞吞。肺炎双球菌是原核生物,遗传物质为DNA,二者的某些蛋白质都可以作为抗原。这就要求学生对“病毒”“原核生物”“抗原”这些生物学概念的理解要深刻到位,学会对知识进行整合和迁移,辩证性的理解结构与功能的关系,树立正确的结构与功能观。

另一种是,根据题目给出的相关功能推测该功能所对应的结构,例如2020年全国I 卷29 题第(1)小题,需要考生根据“控制物质进出细胞”这一功能推测该功能对应的结构名称,考查学生对细胞膜结构和功能的理解。

2.2 进化与适应观

生命观念中的进化与适应观是生物学特有的学科标志,从历史的角度出发理解“生命从哪里来”“为什么会这样”以及“发展过程”等,辩证地看待生物与生物、生物与环境之间相互作用,建立对生命演变的科学认知。高考试题考查学生的进化与适应观时,一般需要学生通过分析实际情境,结合相关生物学概念及原理进行填空、问题的阐述等。

【例2】(2018年高考全国Ⅰ卷·29)回答下列问题:

(1)大自然中,猎物可通过快速奔跑来逃脱被捕食,而捕食者则通过更快速的奔跑来获得捕食猎物的机会,猎物和捕食者的每一点进步都会促进对方发生改变,这种现象在生态学上称为________________。

(2)根据生态学家斯坦利的“收割理论”,食性广捕食者的存在有利于增加物种多样性,在这个过程中,捕食者使物种多样性增加的方式是__________。

参考答案:(1)协同进化(或共同进化),(2)捕食者往往捕食个体数量多的物种,为其他物种的生存提供机会

上述试题背景来自高中生物人教版教材,题目以“阐述猎物和捕食者之间的关系”为情境,需要学生通过分析题干信息,结合对“共同进化”以及“共同进化导致生物多样性”等生物学核心概念的理解进行作答,充分体现了进化与适应的生命观念。

2.3 稳态与平衡观

稳态与平衡观是指生命系统是一个相对稳定和平衡的系统,稳态和平衡是通过调节来实现的。稳态与平衡包括内环境及生命系统各个层次的稳态与平衡,内环境的稳态是细胞生命活动正常进行的必要条件,细胞的稳态是个体稳态与平衡的基础,个体、种群、群落的稳态与平衡是生态系统稳定的基础。高考试题对“稳态与平衡观”的考查往往是需要学生根据试题素材,结合已有的知识,分析整体与个体成分之间的相互协调关系进行作答。

【例3】(2018年高考全国Ⅲ卷·05)下列关于人体组织液的叙述,错误的是()

A.血浆中的葡萄糖可以通过组织液进入骨骼肌细胞

B.肝细胞呼吸代谢产生的CO2可以进入组织液中

C.组织液中的O2可以通过自由扩散进入组织细胞中

D.运动时,丙酮酸转化成乳酸的过程发生在组织液中

参考答案:D

试题以内环境的组成、作用及稳态的维持为知识背景,体现了对生命观念素养中稳态与平衡观的考查。学生需首先明确人体绝大多数细胞是通过内环境与外界进行物质交换这一观点,其次区分细胞内代谢与内环境中物质的变化,否则易混淆细胞外液中pH 的调节过程与细胞内液物质代谢的过程,导致误判。

2.4 物质与能量观

“物质与能量观”的内涵包括:生命系统是由物质组成的,生命活动的进行依赖于物质的运输和转变,在此过程中往往伴随着能量的流动,能量和物质具有统一性。高考试题对物质和能量观的考查,往往以光合作用、呼吸作用、生态系统的物质循环和能量流动等主干知识命题,试题常以生产实例或特定环境为背景,结合科学思维、科学探究等学科核心素养对“物质与能量观”进行多维度的考查。

【例4】(2019年全国Ⅰ卷·03)将一株质量为20 g 的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中,一段时间后植株达到40 g,其增加的质量来自于()

A.水、矿质元素和空气

B.光、矿质元素和水

C.水、矿质元素和土壤

D.光、矿质元素和空气

参考答案:A

试题摒弃简单直接的设问,而是以黄瓜幼苗生长过程中的质量变化为特定情境,根据植物的生长现象,主要考查了光合作用过程中物质和能量的变化等相关知识的应用。学生需明确,土壤为植物提供的是水和无机盐,光为植物光合作用提供能量,但光不直接影响植物的质量,否则会导致错选。

3 基于生命观念考查的高考备考策略

3.1 利用思维导图,构建生命观念

思维导图是表达发散性思维的有效图形思维工具,它运用图文并茂的技巧,把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来。在高三复习备考过程中,教师可以引导学生充分利用思维导图,将零碎的知识点串联起来形成网络,初步构建生命观念。例如,在复习生物膜系统的组成与联系时,教师可以层层设问,以思维导图(图1)的形式回顾细胞膜、核膜、细胞器膜的结构及功能,并理清他们之间的联系,以深入理解生命的本质,从而帮助学生构建结构与功能的生命观念。

图1 生物膜系统思维导图

3.2 强化核心概念,内化生命观念

核心概念不同于一般的学科概念,它基于生物学事实将一般概念有规律地联络起来,形成内在联系的知识结体系,是同一类生物学问题本质特征的概括,具有统整学科知识的功能,以便学生系统地理解生命观念各维度之间的关系,内化生命观念。

在复习备考过程中,教师应形成“核心概念引领具体观念和基本事实,具体观念与基本事实促进核心概念形成和发展”的意识,加强对生物学核心概念的教学,为高考复习的思维过程指明方向。例如,在复习高中生物《必修1·分子与细胞》模块中的“细胞是最基本的生命系统”时,教师可围绕这个核心概念,引导学生进行发散思维,引出“生命系统”“细胞结构”“病毒”“真核生物”“原核生物”等具体概念,并基于特定的情境,如新冠病毒类试题,进行专项训练。真正使学生掌握生物学理论,从而形成长期记忆,而非死记硬背“概念和生物学事实”。

3.3 创设真实情境,促成生命观念

课标中强调课程教学要重视理论联系实际,倡导学生在解决实际问题的过程中理解核心概念,并学会知识迁移,解决实际问题。高考试题中对生命观念的考察大部分来源于教材而高于教材,试题对考查问题的情境进行了创新,因此需要学生具备知识迁移和问题分析的综合能力。备考时,教师可以通过创设真实的问题情境,促进学生生命观念的生成。创设真实情境的方式有很多,如设置问题情境或事实情境,学习生命科学史,探讨社会热点等。通过真实情境,让理论知识具体化、感性化,帮助学生体会生物学知识的实用价值,促成生命观念的提升。

生命观念作为生物学核心素养的重要组成,不仅是生物学课程本质的体现,更是高考考查的重点。在高考复习备考过程中,教师要立足高考的考查要点,充分利用思维导图、核心概念、创设真实情境等教学策略,引导学生在掌握生物知识的过程中,逐步形成生命观念,提升生物学科素养。