基于结构与功能观的高考试题分析及备考建议——以《分子与细胞》为例

胡长浩

(安徽省蚌埠第一中学)

高考试题的命制主要围绕《普通高中生物学课程标准(2017版2020年修订)》的要求,以学业质量水平为依据实施,体现了命题的科学性和规范性。其中结构与功能观在四个水平上均有涉及,水平一、二解决问题的情境相对简单,水平三、四解决问题的情境相对复杂。

本文以2022年全国甲卷选择题第4题及湖南卷选择题第3题进行基于结构与功能观的分析并为高考复习备考提供一些建议。

1.真题分析

【示例1】(2022·全国甲卷,第4题)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现,经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述,错误的是

( )

B.线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程

C.线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与

D.线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成

【考点分布】考查有氧呼吸过程、线粒体的结构与功能、基因的转录和翻译。

【核心素养】考查学生的生命观念,能运用结构与功能观阐释线粒体结构及功能。

【答案】C

【示例2】(2022·湖南卷,第3题)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象,部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外,加热也能使碱性蛋白酶失活,如图所示。下列叙述错误的是

( )

A.碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活

“不行，”任洁忽然转过身，打开一个脱了漆的大木箱，里面从大到小整整齐齐地摆满了衣服，“这是我妈给我做的，她说，够我穿到16岁了。”

B.加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的

C.添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果

D.添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量,减少环境污染

【考点分布】考查酶的化学本质、特性。

【核心素养】考查生命观念与社会责任。能运用结构与功能观阐释蛋白质结构与功能之间的关系,通过减少洗涤剂使用量保护环境形成社会责任。

【答案】B

2.真题举例

2022—2023年全国及部分省份的高考试题(以《分子与细胞》为例)中关于结构与功能相关的试题及其考查内容,如表1(2023年高考试题中未公布省份用“——”表示)。

表1 2022—2023年《分子与细胞》模块考点中结构与功能的高考试题

3.结构与功能相适应的知识点总结

3.1 分子水平

在分子水平上,不同物质空间结构不同,其功能也各不相同。常见的分子如表2。

表2 分子水平上结构与功能的适应性实例

3.2 亚细胞水平

浙江近2年高考多次考查了细胞器和膜的结构与功能关系。常考查的亚细胞水平上的结构与功能相适应的物质如表3。

表3 亚细胞水平上结构与功能的适应性实例

3.3 细胞水平

在细胞水平上其结构的不同与之相对应的功能也不相同。常见的知识点在人教版《分子与细胞》中主要体现如表4。

表4 细胞整体水平上结构与功能的适应性实例

4.备考建议

通过对以上高考相关试题的分析及对《分子与细胞》中关于结构与功能相适应知识点的总结,并结合近年来对新高考高频考点的梳理,一轮复习时可以采取以下策略。

4.1 制作模型,展示立体构象

模型作为一种教具可通过三维立体结构直观呈现,通过学生的感官认知,明确结构与功能的关系。如沃森和克里克通过数据推算搭建了DNA的双螺旋模型,揭秘了DNA的结构,解决了DNA复制的问题。在具体的教学过程中,可以通过球-棍构建分子水平上的各种结构模型,如蛋白质的空间结构、细胞膜立体构象。还可以用扭扭棒制作染色体模型,用橡皮泥制作细胞三维结构等。通过制作模型,展示立体构象,让学生认识结构并掌握其功能。

4.2 借助网络,观察三维结构

随着科技的进步,智慧课堂已深入班级。借助网络资源,一些在教学中很难表述或者需要通过观察表达的知识点就可以通过播放相关视频等观察其三维结构。通过对结构的认知,理解结构决定功能的含义。如通过视频展示变形虫细胞膜的流动镶嵌模型,认识胞吞和胞吐的过程,通过展示通道蛋白的结构及变化,理解物质协助扩散的原理。

4.3 立足课堂,画出物理模型

在生物教学中,课堂是教学的主阵地。基于认知能力,学生可以将物质的结构通过绘画的方式呈现出来,再通过教师对绘图的讲解,理清结构与功能的关系。如绘出细胞核的三维结构,构建物理模型,从而阐释细胞核的功能。

4.4 依托教材,解释补充图片

人教版必修1《分子与细胞》中图片精美,立体感强。在学习过程中,学生一般可通过观察相关的空间结构,理解其功能与结构的关系。在介绍细胞器时,课本呈现的各种结构足够清晰但文字说明却相对简洁。笔者认为在教学过程中可以依托教材,补充解释结构,再阐释其功能。如教材中谈到的高尔基体,教师可通过补充解释其单层膜,扁平囊和囊泡、内有腔的结构从而阐释其加工、分类、包装、运输功能。

4.5 设计实验,依据现象讲解

生物学是一门以实验为依托的自然科学,实验教学是生物学教学中必要的环节,通过实验课可直观观察实验结果,有利于学生对知识的理解和掌握。如可设计以蛋清为材料的“探究温度对蛋白质变性的影响”的实验。通过实验,可直观观察到蛋白质前后的形态变化,理清其结构与功能的关系。