近5年高考理綜生物學(xué)試題中“情境”的分析

章君果

(廣東省深圳市羅湖區(qū)翠園中學(xué) 518003)

具有一定情境的試題可以考查學(xué)生在特定的情境中運(yùn)用知識(shí)技能解決問題的能力，這類“情境型”的高考試題是體現(xiàn)能力考查的一種重要形式。本文對近5年高考理綜全國卷I生物試題的“情境”進(jìn)行分析，闡述其對中學(xué)生物學(xué)教學(xué)的啟示，為中學(xué)階段學(xué)生的生命觀念、理性思維及科學(xué)探究等生物學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提供一些思考。

1 情境設(shè)置的特點(diǎn)分析

理綜全國卷I生物試題難度和類型一直保持相對穩(wěn)定，試題涉及的考點(diǎn)相對合理，以考查主干知識(shí)為主。每年的試題對理解能力、 實(shí)驗(yàn)與探究能力、獲取信息的能力及綜合運(yùn)用能力有充分考查[1]。試題的情境化是能力考查的一種重要形式，在近年試題中都有大量體現(xiàn)，近5年試題中的情境設(shè)置呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)：①試題中情境的引入在歷年的考查中都比較普遍，幾乎涉及到所有的試題和主要考點(diǎn)；②情境的形式多樣，不同的形式具有不同的能力要求，體現(xiàn)一定的層次性；③相同的考點(diǎn)基于不同的考查要求會(huì)有不同的情境形式；④情境引入的試題涉及的考點(diǎn)主要集中在核心知識(shí)，如光合作用、呼吸作用、遺傳規(guī)律、穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)及生態(tài)系統(tǒng)等，有些考點(diǎn)如光合作用、呼吸作用、分離定律、自由組合定律、伴性遺傳等每年都是以情境化的試題出現(xiàn)；⑤試題情境設(shè)置比較簡潔，一般都是一句話(大約40字)闡述一個(gè)情境或者利用簡單的曲線或表格進(jìn)行呈現(xiàn)。

2 情境設(shè)置的類型分析

近5年的理綜全國卷I生物試題中情境內(nèi)容涉及生活健康、生態(tài)環(huán)境、科技創(chuàng)新和實(shí)驗(yàn)探究等方面。從情境設(shè)置的功能特點(diǎn)上可歸納為“變化型”“信息型”“實(shí)驗(yàn)型”及“材料型”四類。

2.1 “變化型”情境試題 “變化型”情境是指相關(guān)知識(shí)內(nèi)容通過情境設(shè)置來改變原有的條件，條件的改變會(huì)影響生理活動(dòng)的變化，根據(jù)掌握的生物學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律對生理活動(dòng)進(jìn)行判斷，這類情境設(shè)置的模型如圖1。適合設(shè)置變化型情境的內(nèi)容主要是特定生物學(xué)過程和規(guī)律，例如，細(xì)胞呼吸、光合作用及穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)等考點(diǎn)。

圖1 變化型情境設(shè)置的模型

例1(2014年理綜全國卷I) 正常生長的綠藻，光照培養(yǎng)一段時(shí)間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，此后綠藻細(xì)胞的葉綠體內(nèi)不可能發(fā)生的現(xiàn)象是( )

A.O2的產(chǎn)生停止

B.CO2的固定加快

C.ATP/ADP比值下降

D.NADPH/NADP+比值下降

分析：試題考查的是環(huán)境因素對光合作用基本生理過程的影響。通過一定的情境設(shè)置來分析光照條件的變化對細(xì)胞生理活動(dòng)的變化。遮光即光照強(qiáng)度下降為0，光反應(yīng)下降直至停止，光反應(yīng)不再產(chǎn)生O2、ATP和[H]，由于暗反應(yīng)需要光反應(yīng)提供ATP和[H]，所以光反應(yīng)停止，暗反應(yīng)中CO2的固定不可能加快。ATP和ADP，NADPH([H])和NADP+在產(chǎn)生和消耗過程中是一個(gè)循環(huán)(NADP+與電子和質(zhì)子H+結(jié)合形成NADPH)，ATP和[H]產(chǎn)生停止，所以ATP/ADP比值和NADPH/NADP+比值都下降。

2.2 “信息型”情境試題 “信息型”情境在每年的試題中都占有一定比重，如2016年第2、29和30題，2015年的第5、31題等。這類情境通常會(huì)涉及到新的生物學(xué)知識(shí)或者概念，學(xué)生根據(jù)情境中給定的信息進(jìn)行推理和判斷。推理會(huì)從題干給定的信息為前提，以掌握的基礎(chǔ)知識(shí)為依據(jù)，得出試題中要解決問題的答案，前提和結(jié)論(答案)之間具有充分條件的必然性推理。這類試題對學(xué)生的能力要求相對比較高，會(huì)綜合考查學(xué)生的理解能力、信息獲取能力和綜合運(yùn)用能力。

例2(2015年理綜全國卷I) 人或動(dòng)物PrP基因編碼一種蛋白(PrPc)，該蛋白無致病性。PrPc的空間結(jié)構(gòu)改變后成為PrPsc(朊粒)，就具有了致病性，PrPsc可以誘導(dǎo)更多的PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPsc，實(shí)現(xiàn)朊粒的增殖，可以引起瘋牛病，據(jù)此判斷，下列敘述正確的是( )

A.朊粒侵入機(jī)體后可整合到宿主的基因組中

B.朊粒的增殖方式與肺炎雙球菌的增殖方式相同

C.蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的改變可以使其功能發(fā)生變化

D.PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPsc屬于遺傳信息的翻譯過程

分析：該試題是典型的“信息型”情境，一般題干信息比較新穎，通常為教材沒有涉及到的生物學(xué)內(nèi)容。解答這類試題需要充分利用題干的信息來進(jìn)行推理。該試題就可以根據(jù)題干信息和已經(jīng)掌握的生物學(xué)知識(shí)進(jìn)行以下合理推理(表1)。

表1 根據(jù)題干信息和已知知識(shí)的推理

2.3 “實(shí)驗(yàn)型”情境試題 “實(shí)驗(yàn)型”情境是以具體實(shí)驗(yàn)過程為背景進(jìn)行試題的情境設(shè)置。生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)與探究本身就是一種能激發(fā)智能活動(dòng)的情境[1]。這類情境對學(xué)生理性思維能力的考查具體體現(xiàn)在觀察、推理、判斷、歸納、比較等，考查的內(nèi)容涉及實(shí)驗(yàn)操作(如2016年第3題考查酶活力測定時(shí)的操作順序)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(如2016年第32題就是遺傳實(shí)驗(yàn)過程為背景的情境試題)、實(shí)驗(yàn)變量(如2015年第29題光合作用實(shí)驗(yàn)的考查)及實(shí)驗(yàn)結(jié)論(如2013年第31題遺傳實(shí)驗(yàn)的考查)?！皩?shí)驗(yàn)型”的情境對遺傳定律考查的頻率比較高，近5年中有3年都是以遺傳實(shí)驗(yàn)的形式進(jìn)行考查。

例3(2016年理綜全國卷I) 已知果蠅的灰體和黃體受一對等位基因控制，但這對相對性狀的顯隱性關(guān)系和該等位基因所在的染色體是未知的。同學(xué)甲用一只灰體雌蠅與一只黃體雄蠅雜交，子代中♀灰體∶♀黃體∶♂灰體∶♂黃體為1∶1∶1∶1。同學(xué)乙用兩種不同的雜交實(shí)驗(yàn)都證實(shí)了控制黃體的基因位于X染色體上，并表現(xiàn)為隱性。請根據(jù)上述結(jié)果，回答下列問題：

(1)僅根據(jù)同學(xué)甲的實(shí)驗(yàn)，能不能證明控制黃體的基因位于X染色體上，并表現(xiàn)為隱性？

(2)請用同學(xué)甲得到的子代果蠅為材料設(shè)計(jì)兩個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都能獨(dú)立證明同學(xué)乙的結(jié)論。(要求：每個(gè)實(shí)驗(yàn)只用一個(gè)雜交組合，并指出支持同學(xué)乙結(jié)論的預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果。)

分析：此題以果蠅雜交實(shí)驗(yàn)為情境，既考查了遺傳學(xué)的基本規(guī)律，還考查了學(xué)生的遺傳實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)及分析能力：(1)題根據(jù)同學(xué)甲的實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)子代性狀在性別之間沒有差異，故無法證明控制黃體的基因位于X染色體上，并且親代是灰體和黃體雜交，子代有灰體和黃體比例是1∶1，所以無法判斷灰體和黃體哪種為隱性。(2)題要求學(xué)生根據(jù)題干情境進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，目的是證明同學(xué)乙的結(jié)論，由于結(jié)論是已知的，就可以根據(jù)結(jié)論進(jìn)行逆推，此小題的解題邏輯如圖2。

圖2 分析推理過程圖

2.4 “材料型”情境試題 “材料型”的情境是指提供的素材只是作為一定情境的創(chuàng)設(shè)，試題設(shè)置的問題和材料信息的關(guān)聯(lián)度不大，學(xué)生只要根據(jù)掌握的生物學(xué)知識(shí)和規(guī)律進(jìn)行問題的分析和解答。這類情境在試題中的出現(xiàn)也比較普遍，在穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)、生態(tài)系統(tǒng)及選修模塊內(nèi)容出現(xiàn)較多，是相對比較容易的一類情境。

例4(2016年理綜全國卷I) 病毒甲通過呼吸道感染動(dòng)物乙后，可引起乙的B淋巴細(xì)胞破裂、T淋巴細(xì)胞功能喪失，導(dǎo)致其患腫瘤病，患病動(dòng)物更易被其他病原體感染。給新生的乙個(gè)體接種甲疫苗可預(yù)防該腫瘤病?；卮鹣铝袉栴}：

(1)感染病毒甲后，患病的乙更易被其他病原體感染的原因是________。

(2)新生的乙個(gè)體接種甲疫苗后，甲疫苗作為________可誘導(dǎo)B淋巴細(xì)胞增殖、分化成________和記憶細(xì)胞，記憶細(xì)胞在機(jī)體被病毒甲感染時(shí)能夠________，從而起到預(yù)防該腫瘤病的作用。

(3)免疫細(xì)胞行使免疫功能時(shí)，會(huì)涉及到胞吞和胞吐這兩種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式，這兩種方式的共同點(diǎn)有________(答出兩點(diǎn)即可)。

分析：此題材料創(chuàng)設(shè)免疫相關(guān)內(nèi)容的情境，試題設(shè)置的5個(gè)問題與材料信息的關(guān)聯(lián)都不強(qiáng)，甚至可以不對情境進(jìn)行分析直接進(jìn)行作答，例如，第3小題完全考查的是物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膬?nèi)容。(1)題：感染病毒甲以后，免疫功能下降，患病的乙就更容易被其他病原體感染；(2)題：接種了甲疫苗，甲疫苗就作為抗原誘導(dǎo)免疫反應(yīng)，其中B淋巴細(xì)胞增殖分化成漿細(xì)胞和記憶細(xì)胞，記憶細(xì)胞在機(jī)體被病毒甲感染時(shí)能夠迅速增殖分化，大量分泌抗體；(3)題：胞吞胞吐是大分子運(yùn)輸?shù)囊环N方式，一般運(yùn)輸過程會(huì)形成囊泡；需要消耗能量；也會(huì)涉及到相互識(shí)別。

3 思考與建議

試題情境的分類、歸納和分析對中學(xué)生物教學(xué)及復(fù)習(xí)提供一些新的思考和方向。本文從近年理綜全國卷I生物試題情境中獲得一些思考，希望為中學(xué)生物學(xué)教學(xué)提供一些借鑒。

(1)在日常教學(xué)中進(jìn)行情境化的問題設(shè)置，讓學(xué)生在情境中思考和討論問題，一方面可以激發(fā)學(xué)生的思考和學(xué)習(xí)的興趣，另一方面也幫助學(xué)生熟悉這類情境化的試題。

(2)對主干知識(shí)的情境化設(shè)置時(shí)，根據(jù)知識(shí)內(nèi)容對情境設(shè)置的類型進(jìn)行適當(dāng)選擇。例如，遺傳規(guī)律的考查主要是以實(shí)驗(yàn)型的情境出現(xiàn)；激素調(diào)節(jié)、免疫調(diào)節(jié)及生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)容注重考查基本過程的理解，情境設(shè)置主要以材料型為主。

(3)在情境中培養(yǎng)學(xué)生的理性思維，情境只是一種載體，核心的要素是學(xué)生思維的發(fā)展。例如，在情境分析時(shí)能夠運(yùn)用歸納與概括、演繹與推理等方法探討生命現(xiàn)象和規(guī)律。

(4)注重試題中的情境與實(shí)際生活的聯(lián)系，例如，免疫內(nèi)容的情境與生活健康有關(guān)，由理論知識(shí)聯(lián)系到實(shí)際生活實(shí)踐，豐富學(xué)生對知識(shí)的理解，激發(fā)學(xué)生對自然科學(xué)學(xué)習(xí)和研究的興趣，引導(dǎo)構(gòu)建正確的生命觀，提升解決生產(chǎn)生活中生物學(xué)問題的擔(dān)當(dāng)和能力。