張敏

摘 要 對《考試說明》中的4項能力要求的內(nèi)涵及其邏輯關系進行了理論分析，并結合高考試題予以說明，對高三備考復習具有一定的指導作用。

關鍵詞 生物高考 考試說明 能力要求

中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B

眾所周知，注重能力考查是高考命題的永恒追求。《考試說明》明確列出了理解能力、實驗與探究能力、獲取信息的能力和綜合運用能力等4項能力的具體要求，廣大一線教師對此雖然能夠耳熟能詳，但對每項能力具體要求的內(nèi)涵及其邏輯關系缺乏深刻的認識，因而不能充分發(fā)揮《考試說明》應有的指導作用。筆者對4項能力具體要求的內(nèi)涵進行挖掘、理順其邏輯關系，并結合試題予以分析，從而提高備考復習的針對性和有效性。

1 理解能力

1.1 理論分析

（1） 能理解所學知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識的網(wǎng)絡結構。

（2） 能用文字、圖表以及數(shù)學方式等多種表達形式準確地描述生物學方面的內(nèi)容。

（3） 能運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結論。

理解能力是其它各項能力的基礎。理解需要在將要獲得的“新知識”和已有知識之間建立聯(lián)系，即理解是新獲得的知識與現(xiàn)有的心理圖式和認知框架的整合。鑒于上述認識，我們認為，理解能力的第（1）點是針對概念性知識的復習而提出的要求。例如，基因重組，應該從其發(fā)生的條件、原因、結果、意義、應用等角度予以梳理，形成一條有序的知識鏈條，才算是真正理解了這一概念要點。第（2）點指向考生的表達能力，因為《高中生物課程標準》（實驗）（以下簡稱《標準》）明確指出，讓學生“領悟系統(tǒng)分析、建立數(shù)學模型等科學方法及其在科學研究中的應用”。因此，在大綱版《考試說明》的基礎上增加了“數(shù)學方式”這一表達要求。第（3）點則是對命題形式、考生答題的思維過程及結果提出的要求。

1.2 例證分析

1.2.1 考查知識之間的內(nèi)在聯(lián)系

（北京卷2006年第4題）32P標記了玉米體細胞（含20條染色體）的DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細胞分裂的中期、后期，一個細胞中的染色體總條數(shù)和被32P標記的染色體條數(shù)分別是（ ）

A. 中期20和20、后期40和20

B. 中期20和10、后期40和20

C. 中期20和20、后期40和10

D. 中期20和10、后期40和10

本題以放射性同位素示蹤技術在生物學研究中的應用為命題背景，主要考查考生把握染色體與染色單體、染色體復制與DNA半保留復制等知識之間內(nèi)在聯(lián)系，對細胞及遺傳學問題進行解釋、推理，得出正確結論的能力。

1.2.2 考查解釋能力

（全國卷2011年第1題）人的紅細胞放入4℃蒸餾水中，一段時間后紅細胞破裂，主要原因是（ ）

A. 細胞具有水溶性

B. 細胞的液泡體積增大

C. 蒸餾水大量進入紅細胞

D. 低溫時紅細胞膜流動性增大

本題考查考生運用滲透作用的原理等知識對“紅細胞在蒸餾水中破裂”現(xiàn)象做出解釋的能力。

1.2.3 考查推斷能力

（全國卷2010年第5題）將神經(jīng)細胞置于相當于細胞外液的溶液（溶液S）中，可測得靜息電位。給予細胞一個適宜的刺激，膜兩側出現(xiàn)一個暫時性的電位變化，這種膜電位變化稱為動作電位。適當降低溶液中S中的Na+濃度，測量該細胞的靜息電位和動作電位，可觀察到（ ）

A. 靜息電位值減小

B. 靜息電位值增大

C. 動作電位峰值升高

D. 動作電位峰值降低

本題以研究動作電位的經(jīng)典實驗為命題背景，主要考查考生運用靜息電位和動作電位形成的離子基礎等知識，推斷或預期實驗結果的能力。

2 實驗與探究能力

2.1 理論分析

（1） 能獨立完成生物學教材所規(guī)定的實驗，包括理解實驗目的、原理、方法和操作步驟，掌握相關的操作技能，并能將這些實驗涉及的方法和技能進行綜合運用。

（2） 具備驗證簡單生物學事實的能力，并能對實驗現(xiàn)象和結果進行解釋、分析和處理。

（3） 具有對一些生物學問題進行初步探究的能力。包括運用觀察、試驗與調(diào)查、假說演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學研究方法。

（4） 能對一些簡單的實驗方案做出恰當?shù)脑u價和修訂。

（1）是針對教材中的基礎性實驗而提出的要求。只有完成好教材所規(guī)定的實驗，包括理解實驗目的、原理、方法和操作步驟，掌握相關的操作技能，才能將這些實驗方法和技能用于對簡單生物學事實的驗證和一些生物學問題的初步探究，以及對簡單的實驗方案做出恰當?shù)脑u價和修訂。因此，（1）是（2）、（3）、（4）的基礎。為簡約起見，可將《考試說明》所涉及的實驗歸納為：技能性實驗、驗證性實驗、探究性實驗、評價性實驗。其中，驗證性實驗是對某個已知命題的真實性進行驗證的一類實驗。它強調(diào)操作的規(guī)范性、實驗數(shù)據(jù)的可靠性、論證方式的科學性、實驗結論的真實性[3]。探究性實驗則是對未知的問題事先作出假設，有時還需要基于假設進行演繹推理，再通過實驗檢驗假設或推理是否成立，以求得對問題的解決。當然，對生物學問題進行科學探究除運用實驗法外，還有調(diào)查法、建立模型、系統(tǒng)分析等科學方法。

發(fā)展學生的科學探究能力是新課程的重要目標之一，因此，高考命題格外青睞對考生實驗探究能力的考查。如果從變量的視角來看，實驗探究實際上是變量的確認、預測、操縱、控制、測量的過程。就北京卷而言，常見的命題切入點有：分析實驗結果作出假設或推論、設計實驗，檢驗假設或基于假設預期結果。在“實驗研究”這一環(huán)節(jié)，材料的預處理、分組對照以及實驗處理是常見的考點（見圖1中標號所示）。

2.2 例證分析

2.2.1 技能性實驗

（北京卷2012年第5題）高中生物學實驗中，在接種時不 進行嚴格無菌操作對實驗結果影響最大的一項是（ ）

A. 將少許干酵母加入到新鮮的葡萄汁中

B. 將毛霉菌液接種在切成小塊的鮮豆腐上

C. 將轉基因植物葉片接種到無菌培養(yǎng)基上

D. 將土壤浸出液涂布在無菌的選擇培養(yǎng)基上

本題設問靈活，通過“不進行嚴格無菌操作對實驗結果的影響”的設問，綜合考查考生參與生物技術實踐活動的程度以及運用所學的微生物的分離培養(yǎng)、培養(yǎng)基對微生物的選擇作用、利用微生物進行發(fā)酵來生產(chǎn)特定產(chǎn)物、植物組織培養(yǎng)、基因工程的基本技術等知識解釋實驗操作原理的能力，凸顯了走進實驗室在實踐中學習生物學知識的重要性。

2.2.2 驗證性實驗

（北京卷2010年第29題節(jié)選）在驗證生長素類似物A對小麥胚芽鞘（幼苗）伸長影響的實驗中，將如圖2所示取得的切段浸入蒸餾水中l(wèi)小時后，再分別轉入5種濃度的A溶液（實驗組）和含糖的磷酸鹽緩沖液（對照組）中。在23℃的條件下，避光振蕩培養(yǎng)24小時后，逐一測量切段長度（取每組平均值），實驗進行兩次，結果見圖3。

請分析并回答：

（2） 振蕩培養(yǎng)的目的是：①增加溶液中的 以滿足切段細胞呼吸的需求；②使切段與溶液成分接觸更 。

（3） 生長素類似物A應溶解于 中，以得到5種濃度的A溶液。切段浸泡在蒸餾水中的目的是減少 對實驗結果的影響。

（4） 圖3中，對照組切段的平均長度是 mm。濃度為0.001 mg/L的溶液對切段伸長 （選填“有”或“無”）促進作用；與濃度為1 mg/L的結果相比，濃度為10 mg/L的溶液對切段的影響是 。

本題以驗證生長素類似物A的生理作用的一個真實實驗為背景，主要考查考生對實驗操作原理、實驗現(xiàn)象和結果進行解釋、分析和處理的能力。其中，第（2）、（3）小題主要考查考生對實驗操作原理的分析。要求考生從實驗目的出發(fā)，運用細胞呼吸、生長素的生理作用等知識來解釋振蕩培養(yǎng)和將切段浸泡在蒸餾水中的目的，以及對實驗組中生長素類似物A應溶解在何種溶液中做出選擇。第（4）小題考查考生對實驗結果進行解釋、分析和處理的能力。

2.2.3 探究性實驗

（北京卷2012年第29題）為研究細胞分裂素的生理作用，研究者將菜豆幼苗制成的插條插入蒸餾水中（圖4）。對插條的處理方法及結果見圖5。

（1） 制備插條時除去根系和幼芽的主要目的是

，插條插在蒸餾水中而不是營養(yǎng)液中培養(yǎng)的原因是 。

（2） 從圖5中可知，對插條進行的實驗處理包括

。

（3） 在實驗I中，對A葉進行實驗處理，導致B葉 。該實驗的對照處理是 。

（4） 實驗Ⅲ、Ⅳ的結果表明，B葉的生長與A葉的關系是： 。

（5） 研究者推測“細胞分裂素能夠引起營養(yǎng)物質向細胞分裂素所在部位運輸”。為證明此推測，用圖4所示插條去除B葉后進行實驗，實驗組應選擇的操作最少包括 （填選項前的符號）。

a. 用細胞分裂素溶液涂抹A1葉

b. 用細胞分裂素溶液涂抹A2葉

c.用14C-淀粉溶液涂抹A1葉

d. 用14C-淀粉溶液涂抹A2葉

e. 用14C-氨基酸溶液涂抹A2葉

f. 用14C-細胞分裂素溶液涂抹A2葉

g. 檢測A1葉的放射性強度

本題以研究細胞分裂素對菜豆葉片生長發(fā)育調(diào)節(jié)作用的一個真實實驗為背景，主要考查考生從新背景素材中獲取關鍵信息、準確分析實驗數(shù)據(jù)并進行合理的邏輯推理的能力。同時還通過設計實驗檢驗推測的設問，從更高層次考查考生潛在的從事科學研究的創(chuàng)新能力。其中，第（1）小題要求考生從實驗目的來思考對實驗材料進行處理的目的或原因；第（3）、（4）兩小題主要考查考生分析實驗數(shù)據(jù)，得出合理結論的能力；第（5）小題是本題的精華部分，要求考生首先明確研究者的推測是什么，然后選擇適當?shù)膶嶒炗闷?、處理方法和檢測方法來驗證上述推測。

3 獲取信息的能力

3.1 理論分析

《標準》在“課程目標”部分明確提出了“能夠利用多媒體搜集生物學的信息，學會鑒別、選擇、運用和分享信息”的能力要求。與此相呼應，《考試說明》也提出了以下兩點具體要求：

（1） 能從課外材料中獲取相關的生物學信息，并能運用這些信息，結合所學知識解決相關的生物學問題。

（2） 關注對科學、技術和社會發(fā)展有重大影響和意義的生物學新進展以及生物科學發(fā)展史上的重要事件。

我們認為，第（1）點是針對考生答題過程提出的要求。即能夠鑒別、選擇試題給出的相關生物學信息（文字信息或圖表信息）；并能運用所獲取的信息，結合所學知識解決相關的生物學問題。第（2）點則是對備考復習的要求。即關注對科學、技術和社會發(fā)展有重大影響和意義的生物學新進展及生物科學發(fā)展史上的重大事件。

3.2 例證分析

（2012年北京卷第3題）金合歡蟻生活在金合歡樹上，以金合歡樹的花蜜等為食，同時也保護金合歡樹免受其他植食動物的傷害。如果去除金合歡蟻，則金合歡樹 的生長減緩且存活率降低。由此不能得出的推論是（ ）

A. 金合歡蟻從金合歡樹獲得能量

B. 金合歡蟻為自己驅逐競爭者

C. 金合歡蟻為金合歡樹驅逐競爭者

D. 金合歡蟻和金合歡樹共同（協(xié)同）進化

本題主要考查考生從題干中獲取關鍵信息并結合所學的競爭、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動、生物進化與生物多樣性的形成等知識進行分析和判斷的能力。從題干中“金合歡蟻以金合歡樹的花蜜等為食”，可推知金合歡樹為金合歡蟻提供有機物和能量，所以A選項為正確推論。從題干中“金合歡蟻能夠保護金合歡樹免受其他植食動物的傷害”這一信息可知，金合歡蟻與其他植食動物之間為競爭關系，金合歡蟻會驅逐自己的競爭者，所以B選項是正確推論。金合歡樹的競爭者應是其他植物而不是植食動物，題干中并沒有金合歡蟻和其他植物關系的表述，不能得出C選項所述推論。“如果去除金合歡蟻，則金合歡樹 的生長減緩且存活率降低”，從中可以推知金合歡蟻與金合歡樹是互利共生關系。物種之間形成的這種相互作用、相互依存的關系形成驅動進化的因素，使生態(tài)上密切相關的物種發(fā)生相互關聯(lián)的進化，即協(xié)同進化，所以D選項是正確推論。

4 綜合運用能力

4.1 理論分析

綜合運用能力是指能夠“理論聯(lián)系實際，綜合運用所學知識解決自然界和社會生活中一些簡單的生物學問題”。它取決于知識的結構性、層次性以及思維的靈活度；而思維的靈活度取決于學生對知識的理解水平，理解得越深，知識就越活；活的知識是由事實性知識、概念性知識、方法性知識、價值性知識構成的，四個層面的知識層層增進學生的理解力，必然增進學生綜合運用知識解決問題的能力。所謂知識的結構性是指知識之間固有的內(nèi)在聯(lián)系，反映了知識的橫向聯(lián)系即廣度。例如，基因、環(huán)境、性狀之間的關系（見圖2）；而知識的層次性則是指一個知識點的層次結構，顯示了知識的縱向聯(lián)系即深度。例如，基因突變的類型、原因與結果之間的關系（圖6）。

4.2 例證分析

（北京卷2012年第30題）在一個常規(guī)飼養(yǎng)的實驗小鼠封閉種群中，偶然發(fā)現(xiàn)幾只小鼠在出生第二周后開始脫毛，以后終生保持無毛狀態(tài)。為了解該性狀的遺傳方式，研究者設置了6組小鼠交配組合，統(tǒng)計相同時間段內(nèi)繁殖結果如表2。

（1） 己知Ⅰ、Ⅱ組子代中脫毛、有毛性狀均不存在性別差異，說明相關基因位于_____染色體上。

（2） Ⅲ組的繁殖結果表明脫毛、有毛性狀是由

基因控制的，相關基因的遺傳符合 定律。

（3） Ⅳ組的繁殖結果說明，小鼠表現(xiàn)出脫毛性狀不是 影響的結果。

（4） 在封閉小種群中，偶然出現(xiàn)的基因突變屬于

。此種群中同時出現(xiàn)幾只脫毛小鼠的條件是 。

（5） 測序結果表明：突變基因序列模板鏈中的1個G突變?yōu)锳，推測密碼子發(fā)生的變化是 （填選項前的符號）。

A. 由GGA變?yōu)锳GA B. 由CGA變?yōu)镚GA

C. 由AGA變?yōu)閁GA D. 由CGA變?yōu)閁GA

（6） 研究發(fā)現(xiàn)，突變基因表達的蛋白質相對分子質量明顯小于突變前基因表達的蛋白質，推測出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是蛋白質合成 。進一步研究發(fā)現(xiàn)，該蛋白質會使甲狀腺激素受體的功能下降，據(jù)此推測脫毛小鼠細胞的 下降，這就可以解釋表中數(shù)據(jù)顯示的雌性脫毛小鼠的 原因。

本題以6組相關的遺傳學實驗為命題素材，綜合考查考生運用遺傳、變異、代謝、生理等知識，探究脫毛性狀的成因、遺傳方式以及雌性脫毛小鼠代謝速率下降、產(chǎn)仔率較低的原因。隨著研究不斷深入，設問也層層遞進：第（1）、（2）、（3）小題先在在個體水平上考查考生分析實驗數(shù)據(jù)，確定脫毛性狀的成因、脫毛基因的顯隱性、在染色體上的座位以及所遵循的遺傳定律；第（4）小題在群體水平上考查了突變基因頻率與突變性狀出現(xiàn)概率之間的關系；第（5）小題則深入到分子水平，考查基因突變發(fā)生的機制、遺傳信息的轉錄、基因堿基序列改變與密碼子改變之間的關系。第（6）小題承接第（5）小題，考查了遺傳信息的翻譯、甲狀腺激素的生理作用及作用機理、細胞代謝與個體繁殖之間的關系，這樣就實現(xiàn)了分子水平、細胞水平和個體水平研究成果的融合統(tǒng)一。

參考文獻：

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