教学考试杂志社“优师计划”——2019 年高考真题结构化研究与实践项目成果选登

2019 年高考全国卷生物试题紧紧围绕“一体四层四翼”和学科核心素养命制，坚持立德树人导向，凸显学科特色，注重实验探究，突出学科育人，注重科学劳动教育，倡导建设生态文明，传递保护环境的社会责任意识。同时，以“立德树人、服务选拔、导向教学”为核心立意，以“基础性、综合性、应用性和创新性”为出发点，立足考查学生的“必备知识、关键能力、学科素养、核心价值”。另外试题的命制注重情境的创设，试题层次清晰、结论开放，以知识为载体，以质量标准为依据，以学科核心素养建构为目标，全面考查学生综合与灵活应用所学学科知识、思想和方法，进行独立思考，探索与研究的能力。既有利于实施学科核心素养的教育，也为学生最大潜能的发挥留出了空间。与往年的试题相比，2019 年高考全国卷生物试题的命制从注重对学生知识、能力的考查向侧重对学生必备品格和关键能力的考查过渡，在关注核心知识、注重能力考查的同时凸显了“立德树人”的育人价值，为后续的教育改革与育人实践提供重要参考信息。

生物学是一门理论联系生产生活实际的学科，体现劳动精神。生物学科学知识的发展与生产生活实践密切相关、相互促进，生产生活实践中的问题解决推动生物学学科的发展，生物学科学知识的发展促进了生产生活效率的提高。如以植物光合作用和细胞呼吸为主要素材情境设计题目，传达劳动实践需要科学指导的理念，有助于增强学生劳动生产的科学意识，促使学生将科学劳动的观念内化于心。下面笔者以“光合作用与细胞呼吸”考点为例，展示2019 年全国卷Ⅱ、北京卷、江苏卷的真题结构化分析成果。

【例1】（2019 年，全国卷Ⅱ，第31 题）回答下列与生态系统相关的问题。

（1）在森林生态系统中，生产者的能量来自于____________，生产者的能量可以直接流向______（答出2 点即可）。

（2）通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量（生产者所制造的有机物总量）。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量（A）；另两份分别装入不透光（甲）和透光（乙）的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量（B）和乙瓶中的O2含量（C）。据此回答下列问题。

在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本实验中C 与A 的差值表示这段时间内_____________；C 与B 的差值表示这段时间内_____________；A 与B 的差值表示这段时间内_________。

【答案】（1）太阳能 初级消费者、分解者（2）生产者净光合作用的放氧量 生产者光合作用的总放氧量 生产者呼吸作用的耗氧量

【试题素材】本题素材源于人教版生物教材必修1 第5 章第3 节“ATP 的主要来源——细胞呼吸”第93 页、第4 节“能量之源——光与光合作用”第103 页；人教版生物教材必修3第5章第2节“生态系统的能量流动”第94页。

【核心素养】本题考查学生的学科核心素养包括生命观念中的物质与能量观，科学思维中的演绎与推理、科学实验和探究。

【命题角度】题干直抒主题“生态系统”，在第（2）题情境设置中体现了《普通高中生物学课程标准（2017 年版）》中“解决实际问题”的核心思想。用黑白瓶方法考查了光合作用和细胞呼吸对环境中氧气含量的影响，涉及实际光合作用强度、净光合作用强度、细胞呼吸强度及其影响因素。

【试题的绝对难度】本题跨模块1 和模块3 进行命题，但围绕核心主题即生态系统的能量流动。黑白瓶实验方法学生并不陌生，比较容易提取题中信息，并对结果进行分析表达。但是答出因变量指标“放氧量”还是不容易的。综合评价本道题的难度是中等难度。

【例2】（2019 年，北京卷，第31 题）光合作用是地球上最重要的化学反应，发生在高等植物、藻类和光合细菌中。

（1）地球上生命活动所需的能量主要来源于光反应吸收的______。在碳（暗）反应中，RuBP 羧化酶（R 酶）催化CO2与RuBP（C5）结合，生成2 分子C3。影响该反应的外部因素，除光照条件外还包括______（写出两个）；内部因素包括______（写出两个）。

（2）R酶由8个大亚基蛋白（L）和8个小亚基蛋白（S）组成。高等植物细胞中L 由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成，S 由细胞核基因编码并在______中由核糖体合成后进入叶绿体，在叶绿体的______中与L 组装成有功能的酶。

（3）研究发现，原核生物蓝藻（蓝细菌）R 酶的活性高于高等植物。有人设想通过基因工程技术将蓝藻R 酶的S、L 基因转入高等植物，以提高后者的光合作用效率。研究人员将蓝藻S、L 基因转入某高等植物（甲）的叶绿体DNA 中，同时去除甲的L 基因。转基因植株能够存活并生长。检测结果表明，转基因植株中的R 酶活性高于未转基因的正常植株。

①由上述实验能否得出“转基因植株中有活性的R 酶是由蓝藻的S、L 组装而成”的推测？请说明理由。

②基于上述实验，下列叙述中能够体现生物统一性的选项包括______。

a.蓝藻与甲都以DNA 作为遗传物质

b.蓝藻与甲都以R 酶催化CO2的固定

c.蓝藻R 酶大亚基蛋白可在甲的叶绿体中合成

d.在蓝藻与甲的叶肉细胞中R 酶组装的位置不同

【答案】（1）光能 温度、CO2浓度 R 酶活性、R 酶含量、C5含量、pH（其中两个）（2）细胞质 基质（3）①不能。转入蓝藻S、L 基因的同时没有去除甲的S 基因，无法排除转基因植株R 酶中的S 是甲的S 基因表达产物的可能性。② a、b、c

【试题素材】本题素材来源于大学教材《植物生理学》（武维华）第七章光合作用Ⅱ：光合碳同化第一节“光合碳同化的C3途径——卡尔文循环”和第五节“光合作用生态生理”。对应的教材内容是人教版高中生物必修1《分子与细胞》的光合作用部分（第101～103 页），且该题还整合了选修3《基因工程》1.1 和1.2 部分“基因工程的原理”（第4～15 页）。

【核心素养】本题考查了考生科学思维、科学探究及生物统一性、结构与功能观的生命观念等素养。

【命题角度】本题以光合作用相关内容为素材进行试题的命制，意在考查光合作用的基本过程、物质与能量变化的场所等内容，从而检测学生对光合作用基础知识的掌握情况。依据题干中原核生物蓝藻R 酶的活性高于高等植物的信息，进行实验探究，从而考查学生的实验探究能力及运用所学知识解决实际问题的能力。尤其是本题第（3）题中的①问对学生的能力要求比较高，学生要答对此题既要有一定的逻辑推理能力还要具备运用科学术语进行表达的能力。

【试题的绝对难度】本题主要考查了光合作用过程的相关知识，同时综合了细胞结构、基因工程、实验探究等内容的考查，学生在掌握光合作用有关知识的基础上能够顺利解答出本题的第（1）（2）题，而第（3）题如果要顺利解答就要求学生具备较高的科学思维了。本题整体阅读量为543 字，第（3）题中的①问的书写量为50 字，综合评价此题的难度为“中”。

【例3】（2019 年，江苏卷，第28 题）叶绿体中催化CO2固定的酶R 由叶绿体DNA 编码的大亚基和细胞核DNA 编码的小亚基共同组装而成，其合成过程及部分相关代谢途径如图所示。请回答下列问题：息______到RNA 上，RNA 进入细胞质基质后指导多肽链合成；在叶绿体中，参与大亚基肽链合成的RNA 中，种类最多的是______。

（1）合成酶R 时，细胞核DNA 编码小亚基的遗传信

（2）进行光合作用时，组装完成的酶R 需ATP 参与激活，光能转化为ATP 中的化学能是在______（填场所）上完成的。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物（C3-Ⅰ），C3-Ⅰ还原为三碳糖（C3-Ⅱ），这一步骤需要______作为还原剂。在叶绿体中C3-Ⅱ除了进一步合成淀粉外，还必须合成化合物X 以维持卡尔文循环，X 为______。

（3）作为光合作用的重要成分，X 在叶绿体中的浓度受多种因素调控，下列环境条件和物质代谢过程，与X 浓度相关的有______（填序号）。

①外界环境的CO2浓度

②叶绿体接受的光照强度

③受磷酸根离子浓度调节的C3-Ⅱ输出速度

④酶R 催化X 与O2结合产生C2化合物的强度

（4）光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体______。

【答案】（1）转录 tRNA（2）类囊体 [H]

C5（五碳化合物）（3）①②③④（4）吸水涨破

【试题素材】本题素材来源于大学教材《植物生理学》。

【核心素养】本题结合图示主要考查光合作用和基因表达的相关知识，强化学生对相关知识的理解与运用。考查学生科学思维的核心素养。

【命题角度】细胞核中的DNA 通过转录形成RNA，RNA 通过核孔进入细胞质，在核糖体上进行翻译形成小亚基。叶绿体中的DNA 通过转录形成RNA，在叶绿体中的核糖体上进行翻译形成大亚基。大亚基和小亚基组合形成酶R，催化CO2固定形成C3。

【解题思路】（1）通过分析可知，细胞核DNA 编码小亚基的遗传信息转录到RNA 上，再通过核糖体翻译形成小亚基。叶绿体编码大亚基的DNA，经过转录和翻译，形成大亚基，在此过程中需要1 种mRNA、61 种tRNA，故需要RNA 种类最多的是tRNA。（2）光合作用过程中ATP 的合成是在叶绿体的类囊体薄膜上完成的。活化的酶R 催化CO2固定产生C3化合物（C3-Ⅰ），C3-Ⅰ还原为三碳糖（C3-Ⅱ），此时需要[H]作为还原剂，C3还原的产物除了C3-Ⅱ还有一分子的C5。（3）①外界环境的CO2浓度，直接影响CO2的固定，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故①符合题意；②光照强度直接影响光反应产生的[H]和ATP，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故②符合题意；③磷酸根离子的浓度直接影响ATP 的合成，间接影响C3的还原以及C3-Ⅱ的输出速率，进而影响C5的浓度，故③符合题意；④酶R 催化X 与O2结合产生C2化合物的强弱直接影响酶R 催化CO2的固定，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故④符合题意，故这一小题选择①②③④。（4）光合作用合成糖类，如果以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体渗透压升高，吸水涨破。

结合上述分析，目前给出如下备考建议。

首先，教师引导学生备考时要回归教材、查漏补缺、夯实基础、提升能力。大部分学生在复习过程中更注重习题练习，往往会忽视基础知识。而高考命题的突出特点是“注重基础，重视能力”，常常是“题在书外，理在书中”，所以高考对能力的考查也离不开教材，而且在高考命题要求中也指出：考查学生对基础知识、基本技能的掌握程度，能否灵活运用生物学知识解决实际问题和社会热点问题。所以注重教材、抓好基础是复习的根本。纵观近几年高考试题中考查“光合作用与细胞呼吸”的考点，不乏一些回归教材的考查，因此最后阶段的复习可按照《普通高等学校招生全国统一考试大纲的说明》的要求，细致梳理知识点，找到自己的知识漏洞，最后重点记忆这些知识漏洞。除此之外还要认真细致研读教材中的“小板块”，例如：“本节聚焦”“课本插图”“相关信息”“思维拓展”“技能训练”“资料分析”“本章小结”“自我检测”“教材小字”“旁栏思考题”与“科学•技术•社会”，不留问题死角。

其次，教师要加强引导学生对生物学核心概念的学习，注重生命观念的形成。在备考的过程中，一定要深入理解教材中重要的生物学概念及规律，同时要把握知识间的内在联系，能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学的概念和原理，运用比较、分析和综合等方法对复杂的新情境中的生物学问题进行解释、推理、做出合理的判断或得出正确的结论。在理解和解释生物学概念的基础上形成结构与功能观、物质与能量观、稳态与平衡观、进化与适应观等，并用生物学观念解释生物的多样性、统一性、复杂性，形成科学的自然观和世界观。

只有这样，学生在高考复习过程中才能做到有备无患，才能取得理想的成绩。