祝天玲
(北京市密云區(qū)第二中學(xué))
材料學(xué)習(xí)型試題已經(jīng)是北京市學(xué)考和等級(jí)考試生物試卷中的標(biāo)志性題型,不僅考查學(xué)習(xí)靜態(tài)成果,更重要的是考查學(xué)生潛在的學(xué)習(xí)能力。對(duì)學(xué)生獲取新信息的能力要求進(jìn)一步提高。此類題目要求考生快速理解并內(nèi)化材料中新的生物學(xué)知識(shí),再將整合后的信息正確加工并輸出。試題重在測(cè)評(píng)獲取知識(shí)、分享知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)進(jìn)而創(chuàng)新思考的能力,關(guān)注考生未來的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
(2022年北京卷19題)學(xué)習(xí)以下材料,回答(1)~(5)題。
蚜蟲的適應(yīng)策略
蚜蟲是陸地生態(tài)系統(tǒng)中常見的昆蟲。春季蚜蟲從受精卵開始發(fā)育,遷飛到取食宿主上度過夏季,其間行孤雌生殖,經(jīng)卵胎生產(chǎn)生大量幼蚜;秋季蚜蟲遷飛回產(chǎn)卵宿主,行有性生殖,以受精卵越冬。蚜蟲周圍生活著很多生物,體內(nèi)還有布氏菌等多種微生物,這些生物之間的關(guān)系如圖。
蚜蟲以植物為食。植物通過篩管將以糖類為主的光合產(chǎn)物不斷運(yùn)至根、莖等器官。組成篩管的篩管細(xì)胞之間通過篩板上的篩孔互通。篩管受損會(huì)引起篩管汁液中Ca2+濃度升高,導(dǎo)致篩管中P蛋白從結(jié)晶態(tài)變?yōu)榉墙Y(jié)晶態(tài)而堵塞篩孔,以阻止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)外泄。蚜蟲取食時(shí),將口器刺入植物組織,尋找到篩管,持續(xù)吸食篩管汁液,但刺吸的損傷并不引起篩孔堵塞。體外實(shí)驗(yàn)表明,篩管P蛋白在Ca2+濃度低時(shí)呈現(xiàn)結(jié)晶態(tài),Ca2+濃度提高后P蛋白溶解,加入蚜蟲唾液后P蛋白重新結(jié)晶。
蚜蟲僅以篩管汁液為食,其體內(nèi)的布氏菌從蚜蟲獲取全部營(yíng)養(yǎng)元素。篩管汁液的主要營(yíng)養(yǎng)成分是糖類,所含氮元素極少。這些氮元素絕大部分以氨基酸形式存在,但無法完全滿足蚜蟲的需求。蚜蟲不能合成的氨基酸來源如表。
氨基酸組氨酸異亮氨酸亮氨酸賴氨酸甲硫氨酸苯丙氨酸蘇氨酸色氨酸纈氨酸植物提供+-------布氏菌合成-+++++++
蚜蟲大量吸食篩管汁液,同時(shí)排出大量蜜露。蜜露以糖為主要成分,為螞蟻等多種生物提供了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
蚜蟲利用這些策略應(yīng)對(duì)各種環(huán)境壓力,在生態(tài)系統(tǒng)中扮演著獨(dú)特的角色。
(1)蚜蟲生活環(huán)境中的全部生物共同構(gòu)成了________。從生態(tài)系統(tǒng)功能角度分析,圖中實(shí)線單箭頭代表了________的方向。
(2)蚜蟲為布氏菌提供其不能合成的氨基酸,而在蚜蟲不能合成的氨基酸中,布氏菌來源的氨基酸與從植物中獲取的氨基酸________。
(3)蚜蟲能夠持續(xù)吸食植物篩管汁液,而不引起篩孔堵塞,可能是因?yàn)檠料x唾液中有________的物質(zhì)。
(4)從文中可知,蚜蟲獲取足量的氮元素并維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的對(duì)策是____________。
(5)從物質(zhì)與能量以及進(jìn)化與適應(yīng)的角度,分析蚜蟲在冬季所采取的生殖方式對(duì)于種群延續(xù)和進(jìn)化的意義。
【試題分析及材料定位】(1)的答案出自第1段,體現(xiàn)回歸教材關(guān)于群落的種間關(guān)系和生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)等知識(shí)。題目考查學(xué)生對(duì)群落概念、生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)和能量流動(dòng)的理解,即能識(shí)別、表述所學(xué)生物學(xué)知識(shí)。(2)直指第3段的非連續(xù)文本,難度不大,題目考查理解能力的解讀能力,即依據(jù)生物學(xué)知識(shí),對(duì)給定文字、表格或圖示中的信息進(jìn)行描述或轉(zhuǎn)換。(3)相關(guān)信息位于第2段。第2段文字講述堵塞篩孔的機(jī)制是Ca2+濃度升高導(dǎo)致P蛋白由結(jié)晶狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉墙Y(jié)晶狀態(tài),又講述了加入蚜蟲唾液后P蛋白重新結(jié)晶??忌枵J(rèn)真閱讀第2段文字,同時(shí)理清其中的邏輯關(guān)系。題目難度上升到理解和思辨能力的論證能力,即在給定情境中,通過對(duì)信息進(jìn)行分析與綜合,得出結(jié)果或結(jié)論。(4)涉及的兩個(gè)問題:一是蚜蟲獲取足量的氮元素,題目相關(guān)信息位于第3、4段;二是維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài),題目相關(guān)信息位于第4段。題目仍然考查思辨能力的論證能力。(5)相關(guān)的材料信息涉及第1段、第2段以及第5段,還需要結(jié)合有性生殖、變異和進(jìn)化等已有知識(shí),綜合性更強(qiáng)。題目對(duì)能力的考查落在思辨能力和創(chuàng)新能力,即在對(duì)生物學(xué)現(xiàn)象或已有研究結(jié)果進(jìn)行分析與綜合的基礎(chǔ)上,結(jié)合所學(xué)科學(xué)知識(shí),作出科學(xué)假設(shè)。
【參考答案】(1)群落 能量流動(dòng) (2)相互補(bǔ)充 (3)抑制Ca2+對(duì)P蛋白作用 (4)通過吸食大量的篩管汁液獲取氮元素,同時(shí)以蜜露形式排出多余的糖分 (5)蚜蟲通過有性生殖,以受精卵形式越冬,降低對(duì)物質(zhì)和能量的需求,度過惡劣環(huán)境,保持種群延續(xù);借助基因重組,增加遺傳多樣性,為選擇提供原材料。
由上述分析不難看出,考生在考場(chǎng)上要學(xué)會(huì)快速理解并內(nèi)化材料中新的生物學(xué)知識(shí),再將其與已有知識(shí)整合后進(jìn)行信息加工并輸出,這包含兩個(gè)環(huán)節(jié):
第一,閱讀環(huán)節(jié)。面對(duì)“材料學(xué)習(xí)”題,考生在瀏覽文字、圖、表等信息時(shí),可對(duì)段落標(biāo)注序號(hào),然后瀏覽題目信息,并建立題目與段落聯(lián)系,再對(duì)照問題精讀材料。
第二,表述環(huán)節(jié)。這一環(huán)節(jié)主要是保證文字表述的準(zhǔn)確,需注意:1.凡可以落實(shí)教材內(nèi)容的,以教材原文表述作為答案;2.讀懂題目給予的信息,結(jié)合已學(xué)知識(shí),理清邏輯后再做出合理的歸納、概括、解釋等。
復(fù)習(xí)備考時(shí)注意以下學(xué)習(xí)策略:
第一,核心素養(yǎng)為宗旨。在學(xué)習(xí)中學(xué)會(huì)關(guān)注每個(gè)學(xué)習(xí)單元的生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任各方面相關(guān)內(nèi)容的落實(shí)。上述題目,考生需要在對(duì)新材料的閱讀學(xué)習(xí)過程中,結(jié)合已學(xué)知識(shí)快速理解掌握新知識(shí),并運(yùn)用科學(xué)思維對(duì)蚜蟲適應(yīng)生存的策略歸納概括,迅速抓住本質(zhì)規(guī)律。
第二,內(nèi)容聚焦大概念。在學(xué)習(xí)中鍛煉自己深刻理解和應(yīng)用重要的生物學(xué)概念的能力。比如本題涉及的生物群落、生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)。
第三,學(xué)習(xí)過程重實(shí)踐。學(xué)習(xí)的過程應(yīng)該是主動(dòng)參與的過程,積極參與動(dòng)手和動(dòng)腦的活動(dòng),通過探究性學(xué)習(xí)活動(dòng),加深對(duì)生物學(xué)概念的理解,提升應(yīng)用知識(shí)的能力,培養(yǎng)創(chuàng)新精神,進(jìn)而能用科學(xué)的觀點(diǎn)、知識(shí)、思路和方法,探討或解決現(xiàn)實(shí)生活中的某些問題。上述題目就是采用材料學(xué)習(xí)型試題,考查考生快速獲取有效信息,并利用所學(xué)新知解決問題的學(xué)習(xí)能力與學(xué)習(xí)潛質(zhì)。