科学设计试题 助力素质教育——2018年高考生物试题评析

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2018年高考生物试题按照高考评价体系的总体要求，充分发挥高考“立德树人、服务选才、引导教学”的核心功能，体现高考积极正确的育人导向，注重试题区分目标的实现，满足高校梯度选才的现实需求，积极引导中学教学，助力素质教育良性发展。试题稳中有变，延续原有题型、呈现方式等一贯风格，保持试题的亲切感；创新设问方式、试题素材、问题情境，突出对必备知识、关键能力、学科素养的考查。

1 贯彻立德树人，发挥学科育人功能

1.1 树立生态文明观，增强社会责任感

党的十九大报告指出要“加快生态文明体制改革，建设美丽中国”，生态文明建设是我国经济、政治、文化、社会、生态总体布局的重要组成部分。生态学是研究生物与其自然环境相互关系的学科，是高中生物学课程教学及高考考试内容的主干内容之一。高考生物试题通过对生态学内容的多方位考查，突出生态文明建设的必要性与重要性，引导学生深入思考生态问题，形成保护生态环境的社会责任。2018年高考理科综合全国Ⅰ卷第29题考查生态学的基本概念和原理；全国Ⅱ卷第31题（见例1）以“恐惧生态学”素材为载体考查生态系统食物网的动态变化，强调生态稳定在人类生产生活中的重要意义，渗透人与自然和谐共生的思想意涵；全国Ⅲ卷第32题以农业生态系统模式图形象地反映生态农业对物质循环利用、高效利用、环境友好的突出优势。

例1（2018年高考理科综合全国Ⅱ卷第31题）

大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用，这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响，此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题：

（1）当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，原有食物链的营养级有可能增加。生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，原因是__________。

（2）如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转，即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。假定该反转不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的，那么根据上述“恐惧生态学”知识推测，甲的数量优势地位丧失的可能原因是__________（答出一点即可）。

（3）若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测，产生这一结果的可能原因有__________（答出两点即可）。

1.2 养成健康生活观，强化时代使命感

建立健康文明的生活观，形成良好的生活方式，是青年一代为祖国未来发展做贡献的身体基础。2018年高考理科综合全国Ⅱ卷第5题（见例2）以严重影响人类健康的人类免疫缺陷病毒（HIV）引发获得性免疫缺陷综合征（又称为“艾滋病”）为例，强调避免HIV感染、维持机体免疫系统功能正常对身体健康的重要性；以通过阻断病毒传播途径来控制病原体传染致病为例，强调保持健康的科学方法，有利于养成积极向上的健康生活观。

例2（2018年高考理科综合全国Ⅱ卷第5题）

下列关于病毒的叙述，错误的是

A.从烟草花叶病毒中可以提取到RNA

B.T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解

C.HIV可引起人的获得性免疫缺陷综合征

D.阻断病毒的传播可降低其所致疾病的发病率

1.3 加强文化浸润，提升民族自豪感

中华优秀文化根植于华夏沃土，中国人民和中华民族的拼搏史和奋斗史对现今社会具有突出的教育意义。2018年高考生物试题精选我国杰出生命科学技术成果为素材进行设计，以中华优秀文化作为试题的鲜明底色，在解决问题的过程中潜移默化地增强学生的民族自豪感。例如，理科综合全国Ⅲ卷第1题考查由我国科学家完成的重大科技成果，引入1965年由我国科学家率先完成的人工合成有生物活性的结晶牛胰岛素这一里程碑式的壮举，引导学生体会科学先贤在科学研究过程中锲而不舍的拼搏精神。再如，理科综合全国Ⅲ卷第38题（见例3），选取2018年初在生命科学国际顶级期刊《细胞》报道的由中国科学家完成的克隆猴这一最新生命科学领域重大成果为素材，考查核移植技术及其应用。这项研究成果反映了中国科技成果达到了世界领先水平，在增强学生民族自豪感的同时，也增强了为祖国发展拼搏的社会责任感。

例3（2018年高考理科综合全国Ⅲ卷第38题）

2018年《细胞》期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。回答下列问题：

（1）“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指_______。通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目______（填“减半”“加倍”或“不变”）。

（2）哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度_____（填“大于”或“小于”）体细胞核移植，其原因是_______。

（3）在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目_____（填“相同”或“不同”），性染色体组合_____（填“相同”或“不同”）。

2 依据考纲命题，助力素质教育发展

2.1 基于必备知识命题，体现基础性和综合性

2018年高考生物试题严格依据考试大纲和考试说明的要求，优选考查内容，精选命题素材，立足学科主干知识，渗透结构与功能相适应的生物学观念，着重考查学生对学科必备知识的深入理解和灵活运用，注重学科内知识的综合，引导基础知识的深度学习与知识网络的整体构建[3]。没有出现“偏、难、深、怪”试题，导引高中生物教学抓住核心、稳住基础，遵循教育教学规律，改变应试教育倾向，助力发展素质教育。例如，理科综合全国Ⅰ卷第1题（见例4）围绕生物膜的结构与功能进行设计，考查生物膜结构在维持生命活动中的作用；全国Ⅱ卷第1题从生命活动的主要承担者蛋白质的功能入手，选取具有代表性的生命活动过程中主要蛋白质的功能，考查对蛋白质功能多元化的理解；全国Ⅲ卷第4题以动物细胞分裂的主干知识为考查目标，要求学生通过分析比较找出共性与个性，以此加深对必备知识的理解，达到融会贯通、举一反三之效。

例4（2018年高考理科综合全国Ⅰ卷第1题）

生物膜的结构与功能存在密切的联系。下列有关叙述错误的是

A.叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶

B.溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的破坏

C.细胞的核膜是双层膜结构，核孔是物质进出细胞核的通道

D.线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶

2.2 着重关键能力考查，体现应用性

2018年高考生物试题立足当下实际，着眼学生长远发展，在加强学科主干知识考查的基础上，着重考查学生的关键能力，以选拔具备终身发展与适应时代要求的具有核心竞争力的人才[4]。试题通过对学生独立思考、逻辑推理与信息加工等关键能力的考查，引导学生学会学习，增强主动学习意识，提升自主学习能力。例如，理科综合全国Ⅰ卷第4题（见例5）围绕细胞增殖与药物X及相关抑制剂D的关系，设置探究实验的问题情境，要求学生根据实验结果对此探究实验进行分析判断，考查了蛋白质功能等必备知识以及分析与解决实际问题的能力；全国Ⅱ卷第3题以人体体液调节等问题为情境，要求学生结合所学知识根据所给现象描述进行判断与推理，考查学生的逻辑推理与信息加工能力。

例5（2018年高考理科综合全国Ⅰ卷第4题）

已知药物X对细胞增殖有促进作用，药物D可抑制药物X的作用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组，分别置于培养液中培养，培养过程中进行不同的处理（其中甲组未加药物），每隔一段时间测定各组细胞数，结果如图所示。据图分析，下列相关叙述不合理的是

A.乙组加入了药物X后再进行培养

B.丙组先加入药物X，培养一段时间后加入药物D，继续培养

C.乙组先加入药物D，培养一段时间后加入药物X，继续培养

D.若药物X为蛋白质，则药物D可能改变了药物X的空间结构

生物学源于日常生活与生产实践，2018年高考生物试题精选命题素材，创设日常生活、生产实践、科学探究等问题情境，注重考查学科视域下分析和解决实际问题的能力，倡导学以致用，以加强学生学习生物学的触摸感与获得感。例如，理科综合全国Ⅰ卷第3题创设农业生产中松土与施肥影响农作物生长的问题情境，呈现农田适时松土的生物学原理以及施肥过多造成“烧苗”现象的原因，引导学生关注与思考农业生产中的常见问题，提高依据科学原理制定问题解决方案的能力；全国Ⅱ卷第32题（见例6）选取高产蛋家禽遗传育种与遗传分析为素材，考查学生对遗传基本规律的理解以及在农业生产实践中的具体应用。

例6（2018年高考理科综合全国Ⅱ卷第32题）

某种家禽的豁眼和正常眼是一对相对性状，豁眼雌禽产蛋能力强。已知这种家禽的性别决定方式与鸡相同，豁眼性状由Z染色体上的隐性基因a控制，且在W染色体上没有其等位基因。

回答下列问题：

（1）用纯合体正常眼雄禽与豁眼雌禽杂交，杂交亲本的基因型为_____；理论上，F1个体的基因型和表现型为______，F2雌禽中豁眼禽所占的比例为______。

（2）为了给饲养场提供产蛋能力强的该种家禽，请确定一个合适的杂交组合，使其子代中雌禽均为豁眼，雄禽均为正常眼。写出杂交组合和预期结果，要求标明亲本和子代的表现型、基因型。

（3）假设M/m基因位于常染色体上，m基因纯合时可使部分应表现为豁眼的个体表现为正常眼，而MM和Mm对个体眼的表现型无影响。以此推测，在考虑M/m基因的情况下，若两只表现型均为正常眼的亲本交配，其子代中出现豁眼雄禽，则亲本雌禽的基因型为______，子代中豁眼雄禽可能的基因型包括______。

雏禽性别通过外形通常难以区分，将豁眼与正常眼这一清晰易辨的表现型巧妙地应用于雏禽性别的区分，使雌禽均表现为豁眼而雄禽均表现为正常眼，实现在雏禽阶段通过眼睑性状准确辨认雏禽性别并得到较多的高产蛋雌禽，此举可降低饲养成本、提高生产效率、增加产量收益。

全国Ⅱ卷第37题（见例7）以消毒和灭菌为主题，设置生产、生活、科研等多种类型情境，根据目的和要求的差异，在选用相宜的消毒灭菌方案时，需要根据生物学知识进行判断取舍。如生活中对牛奶的消毒既要达到目的又要保持营养成分，可选用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法；水厂供应的自来水通常选用氯气进行消毒，在达到消毒目的的情况下不会影响自来水使用；在实验室，对玻璃和金属材质的实验器具通常采用干热灭菌法，在不操作实验器具的情况下保证消毒灭菌效果，确保实验结果可靠。

例7（2018年高考理科综合全国Ⅱ卷第37题）

在生产、生活和科研实践中，经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。

回答下列问题：

（1）在实验室中，玻璃和金属材质的实验器具_____（填“可以”或“不可以”）放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。

（2）牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是_______________。

（3）密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒，其原因是紫外线能______。在照射前，适量喷洒______，可强化消毒效果。

（4）水厂供应的自来水通常是经过______（填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”）消毒的。

（5）某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时，若压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度，最可能的原因是______________。

2.3 聚焦学科素养立意，体现创新性

具有专业化学科视野与洞察力，能够综合运用学科知识解决实际问题是素养导向的培育目标。2018年高考生物试题关注生物学科素养立意，体现生命观念与社会责任，注重科学思维、科学探究维度的考查[5]。生物学科是随科学探究深化而发展壮大的学科，科学探究是生物学科素养的核心要义之一。在长期学习与思考过程中逐渐养成的科学思维，对于逻辑推理、信息加工等关键能力的提升有积极有效的促进作用。

理科综合全国Ⅰ卷第38题（见例8）选取基因工程经典研究为素材，考查基因工程操作过程中用到的核心技术及研究设计方案，以及根据实验现象分析问题和得出结论的概括总结能力。全国Ⅱ卷第30题创设探究树木不同层叶片光合作用生理特性的情境，要求根据展现的实验结果图进行判断。这些试题在科学探究情境中考查了学生的科学思维水平。

例8（2018年高考理科综合全国Ⅰ卷第38题）

回答下列问题：

（1）博耶（H.Boyer）和科恩（S.Cohen）将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了______（答出两点即可）。

（2）体外重组的质粒可通过Ca2+参与的_____方法导入大肠杆菌细胞；而体外重组的噬菌体DNA通常需与_____组装成完整噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞。在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿主细胞的是______。

（3）真核生物基因（目的基因）在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用______的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加____的抑制剂。

高考生物试题关注开放性设计，不限定唯一答案，部分试题要求“答出两点即可”，如全国Ⅰ卷第37题中关于马铃薯浸出液可提供营养物质的类型，即作此要求。设置开放性问题并明确作答要求，摆脱唯一答案的束缚，留给考生充分思考与发挥的空间，体现创新性的考查方式，有利于学生创新思维的培养。

3 深化内容改革，引导中学教育教学

高考上承高等教育，为高校选拔合格新生；下接基础教育，客观引导高中教育教学。高考要充分发挥引导教学“一面旗”的作用，不断深化考试内容改革，助益纠偏高中教学误区，助力推进素质教育。

3.1 考查实验探究，引导加强实验教学

生物学是研究生命活动现象与规律的科学，是一门典型的实验科学。实验与探究能力是高考生物考查的关键能力之一，在实验过程中所形成的科学思维与解决实际问题的能力是生物学科素养达成的目标之一。2018年高考生物试题继续加强对实验与探究能力的考查，引导中学生物教学重视实验，改善在“黑板上做实验”的教学方式，推进生物学科素养培育目标的实现。例如，理科综合全国Ⅰ卷第31题以探究实验为情境，考查根据实验现象分析原因或推理实验结果的能力；全国Ⅱ卷第29题（见例9）呈现相对完整的实验流程，要求学生补充关键实验步骤。

例9（2018年高考理科综合全国Ⅱ卷第29题）

为研究垂体对机体生长发育的作用，某同学用垂体切除法进行实验。在实验过程中，用幼龄大鼠为材料，以体重变化作为生长发育的检测指标。回答下列问题：

（1）请完善下面的实验步骤

①将若干只大鼠随机分为A、B两组后进行处理，A组（对照组）的处理是___；B组的处理是___。

②将上述两组大鼠置于相同的适宜条件下饲养。

③__________。

④对所得数据进行统计处理与分析。

（2）实验结果与分析

B组大鼠生长发育的状况不如A组，出现这种差异的原因是由于B组的处理使大鼠缺失了来源于垂体的______激素和______激素。

3.2 考查思考深度，引导重视语言表达

对生物学事实及规律的深度思考反映了生物学科的综合素养层次。在生物学课程的长期学习以及日常生活实践中，自觉运用生物学知识对接触可及的生物学问题进行思考与解释，体悟科学研究过程与思维方法，科学精准地进行语言和文字的表达与交流，是实现生物学科素养培育目标达成的有效路径之一[6]。高考生物对生命现象思考深度的考查有利于区分学生的综合能力水平，有助于高校梯度选才，有利于改善目前学生语言表达与文字书写能力整体薄弱的状况。例如，全国Ⅰ卷第32题（见例10）以经典的果蝇杂交实验为问题情境，探究学生对基本遗传规律的理解与应用。对此类问题的回答需要学生对遗传基本知识有深入的理解与精准的判断，并能简明扼要地科学表达与书写。

例10（2018年高考理科综合全国Ⅰ卷第32题）

果蝇体细胞有4对染色体，其中2、3、4号为常染色体。已知控制长翅/残翅性状的基因位于2号染色体上，控制灰体/黑檀体性状的基因位于3号染色体上。某小组用一只无眼灰体长翅雌蝇与一只有眼灰体长翅雄蝇杂交，杂交子代的表现型及其比例如下：

1/2雌________1/2雄1/2雌___________________________________1/2雄9∶3∶3∶1 9∶3∶3∶1______________9∶3∶3∶1 9∶3∶3∶1______________灰体长翅∶灰体残翅∶黑檀体长翅∶黑檀体残翅1/2有眼1/2无眼眼 性别

回答下列问题：

（1）根据杂交结果，____（填“能”或“不能”）判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因是位于X染色体还是常染色体上。若控制有眼/无眼性状的基因位于X染色体上，根据上述亲本杂交组合和杂交结果判断，显性性状是_____，判断依据是______。

（2）若控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上，请用上表中杂交子代果蝇为材料设计一个杂交实验来确定无眼性状的显隐性（要求：写出杂交组合和预期结果）。

（3）若控制有眼/无眼性状的基因位于4号染色体上，用灰体长翅有眼纯合体和黑檀体残翅无眼纯合体果蝇杂交，F1相互交配后，F2中雌雄均有___种表现型，其中黑檀体长翅无眼所占比例为3/64时，则说明无眼性状为______（填“显性”或“隐性”）。

3.3 考查主干知识，引导教学回归本质

生物学有丰硕的学科知识体系，具有扎实严谨的主干知识框架是学习生物学课程的根基。只有牢牢把握学科主干，才能使学科知识体系树枝繁叶茂、开花结果。2018年高考生物试题围绕分子与细胞、遗传与进化、稳态与环境、生物技术实践、现代生物科技专题等内容命题，对生物学知识进行了全面覆盖，既有微观分子水平又有宏观生态水平，既有静态结构又有动态调节，既有理论学说又有技术实践，既有经典规律又有当代进展。加强对生物学科核心主干知识的理解与综合运用的考查，有利于改善偏离教学本质、脱离教学规律、盲目刷题的现象，引导教学回归本质。例如，理科综合全国Ⅲ卷第32题（见例11）考查生物方法在处理生活垃圾中如何发挥作用，将貌似远离却有相通之处的主干知识进行整合考查。

例11（2018年高考理科综合全国Ⅲ卷第32题）

下图是某农业生态系统模式图。

据图回答下列问题：

（1）蚯蚓生命活动所需的能量来自于生活垃圾中的______（填“有机物”或“无机物”）。生活垃圾中的细菌和真菌属于分解者，在生态系统中分解者的作用是_____。

（2）根据生态系统中分解者的作用，若要采用生物方法处理生活垃圾，在确定处理生活垃圾的方案时，通常需要考虑的因素可概括为3个方面，即___________。

综上所述，2018年高考生物科学设计试题，贯彻实施立德树人根本任务，充分发挥生物学科育人功能，促进树立生态文明观及健康生活观，注重培养学生关键能力与学科素养，着眼学生长远发展；展现中华优秀科技成果，增强民族自豪感与社会责任感；试卷呈现形式多样，图文并茂，紧密联系生活实践，亲切感强；重视主干知识、关键能力、学科素养的多方位考查，有利于高校梯度选才与高考考试内容改革深化；用好高考“指挥棒”，积极引导中学教学，助力推进素质教育发展。