山东 韩 健
2022年是山东省实施普通高中学业水平等级考试，即选考科目自主命题的第3年。山东省生物学等级考试题以“情境新、信息量大、难度高”著称，尤其是2021年的试题。山东省2022年普通高中学业水平等级考试(以下简称2022年山东卷)试题总体上延续了情境材料新和文字信息量大两个特点，在难度上较2021年有所降低。除此之外，山东卷又呈现出新的特色：对教材(本文所指的教材为2019版人民教育出版社高中教科书《生物学》)的考查更有深度也更细致；
对考生创新能力的考查更加突出；
对学科核心素养的考查贯穿始终。以下通过部分典型试题进行分析说明。
经笔者统计，2022年山东卷中约有30分的试题答案直接来自教材原文，另有个别试题的题干信息来自教材。
1.1答案直接来自教材正文部分
如2022年山东卷第15题，与D选项有关的描述在选择性必修3第49页正文部分：“动物体内产生的特异性抗体的种类可多达百万种以上，但每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。”
如2022年山东卷第24题，与第(3)题有关的内容在选择性必修2第27页正文部分：“研究某种植物的生态位，通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其他物种的关系等。”与第(4)题有关的内容在选择性必修2第41页正文部分：“影响群落演替的因素，有群落外界环境的变化，生物的迁入、迁出，群落内部种群相互关系的发展变化，以及人类的活动，等等。这些因素常常处于变化的过程中，适应变化的种群数量增长或得以维持，不适应的数量减少甚至被淘汰，因此，群落就不断地演替。”
1.2答案来自教材非正文部分或非重点章节，且进行跨章节、跨模块综合考查
如2022年山东卷第1题，与其有关内容在必修1第126页楷体字部分，讲述了关于细胞自噬的内容：“在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用，这就是细胞自噬。处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量。”
如2022年山东卷第23题，教材中关于消化液中盐酸的作用有三处。第一处出现在必修1第32页“与社会的联系”板块：“经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的目的。”第二处出现在必修1第84页“与社会的联系”板块：“医院里用的葡萄糖是用盐酸催化淀粉水解的方法来生产的。”第三处出现在选择性必修1第45页促胰液素的发现科学史中：“这不是反射而是化学调节——在盐酸的作用下，小肠黏膜细胞可能产生了一种化学物质，这种物质进入血液后，随血流到达胰腺，引起胰液的分泌。”
根据赵占良先生在普通高中生物学教材修订的总体思路中的介绍了解到，教材主体内容分主、副栏，主栏为主干学习内容，副栏为拓展性内容，功能区分清晰。教材主干学习内容又分别用黑体字、宋体字、楷体字来区分层次要求。其中黑体字是重要概念，需要达到理解、应用的程度；
宋体字是需要学生认真阅读的内容；
楷体字则是供学有余力的学生选学的内容。如此，教材正文主体内容要求层次有明确区分。教材中的副栏包括学科交叉、知识链接、相关信息、批判性思维、想象空间等，供学有余力的学生开阔视野。以上试题的答案分布在教材的楷体字部分、图片中的小字部分、非重点章节的正文部分以及“与社会的联系”等教师在日常教学中关注较少的区域，导致考生感觉考点陌生，试题难度大。据此可知在后续备考过程中，教材中的所有内容，包括课后题都是需要认真阅读和深入分析的。
1.3试题情境来自教材，但考查角度隐蔽，考查考生对概念的深度理解
如2022年山东卷第11题，题干情境素材来自选择性必修2第63页：“物质在生态系统中循环往复运动的特点，对于改进农业生产方式有多方面的启示。例如，可采用种养结合的模式，在稻田中养鸭养鱼，动物的取食、消化能促进物质循环，它们排出的粪便中氮、磷等可供水稻吸收利用，它们呼出的二氧化碳还可为水稻的光合作用补充原料。”
从物质循环的角度，稻田养鸭模式除了输出水稻种子外，还需要输出鸭蛋、鸭肉等有机物，由于输出的农产品不能重新回归农田参与物质循环，因此稻田养鸭模式需要施加更多的肥料。第11题的命题意图是考查物质循环，但是部分师生对于“新型农业生产方式”存在思维定式，认为既然是新型的，就必然不用农药和化肥，导致认为第11题A项是错误的。选项A中的表述为“该稻田需要施加更多的肥料”，回避了化肥的使用情况，因此本题应该从物质循环的角度进行分析。
2022年山东卷试题中还有第2题、第7题、第13题、第18题、第21题(1)、第23题(1)、第25题(1)等部分选项或答案来自教材。根据《中国高考评价体系》(以下简称《评价体系》)中高考的核心功能，即“立德树人、服务选才、引导教学”的要求，教材是高中生形成学科素养的主要依据，学校也主要依据教材开展教学，可以说教材是广大师生每天都要学习和研究的文本。另外教材也是体现国家育人目标的载体，在高考试题中选择教材中的内容用于命题，有利于引导高中教学关注教材和研究教材，更有利于立德树人目标的实现。
新高考生物学关键能力的考查包括：理解能力、实验探究能力、解决问题能力和创新能力。解决问题能力对应旧高考考查能力中的获取信息能力和综合运用能力。创新能力对应旧高考考查能力中的综合运用能力。解决问题能力和创新能力的考查是新高考命题中的难点。2022年山东卷中对于这两类能力的考查提供了新的方式和角度。
2.1以真实情境为载体，从学科交叉的角度，考查学生解决问题的能力
解决问题能力是学有所用、学以致用理念的反映，其反映了生物学与生产生活的密切联系，要求考生能够运用生物学知识解释或解决与生物学相关的生活实践等情境中的问题。
【例1】(2022年，山东卷，第12题)根据所捕获动物占该种群总数的比例可估算种群数量。若在某封闭鱼塘中捕获了1 000条鱼售卖，第2天用相同方法捕获了950条鱼。假设鱼始终保持均匀分布，则该鱼塘中鱼的初始数量约为
( )
A.2×104条 B.4×104条
C.6×104条 D.8×104条
【评析】依据题干给出的估算方法：所捕获动物占该种群总数的比例可估算种群数量。假设该种群总数为x，可列出1 000/x=950/(x-1 000)，得出x=2×104条。本题中估算种群数量的方法属于去除取样法，在高中教材中没有呈现实例。但是在鱼类养殖中，将捕获的鱼售卖，而不是标记后放回，更符合真实情境，考生可以利用题干给出的信息，结合数学知识，进行合理的计算，从而得出正确答案。该题从学科交叉的角度，体现了对学生利用跨学科知识解决问题能力水平的考查，属于对相关概念的考查方式的命题创新。
2.2引入新概念，考查学生学习能力和创新能力
创新能力是当前社会发展对创新型人才的强烈需求。根据高中学生的认知水平、要求学生根据生活、生产、实践等情境中的问题，能够运用知识、经验、获取相应信息，提出新解释、新方法、新思路或得出新结论；
或者在已有知识的基础上，能够依据新证据得出新的结论。
【例2】(2022年，山东卷，第24题节选)在一个群落中随机选取大量样方，某种植物出现的样方数占全部样方数的百分比为该物种的频度，频度分级标准如表所示。在植物种类分布均匀且稳定性较高的生物群落中，各频度级植物物种数在该群落植物物种总数中的占比呈现一定的规律，如图1所示。
频度级1%～20%A21%～40%B41%～60%C61%～80%D81%～100%E
(1)若植物甲为该群落的优势种，则植物甲的频度最可能属于________级，而调查发现该频度级中的植物乙不是优势种，则乙的种群密度和分布范围的特点分别是________、________。
(2)若某草地植物物种的频度级符合图1所示比例关系，且属于D频度级的植物有16种，则该草地中植物类群的丰富度为________。
【评析】(1)由图1可知，某种植物出现的样方数占全部样方数的百分比为该物种的频度，植物甲为该群落的优势种，说明植物甲的频度最可能属于E级。而调查发现该频度级中的植物乙不是优势种，说明植物乙在整个群落中数量较多，即乙的种群密度小，但分布范围较广。(2)由图1可知，D频度级的物种数占8%，而属于D频度级的植物有16种，则该草地中植物类群的丰富度为16÷8%=200种。
本题引入“频度”和“频度级”两个新的概念，学生需要结合教材中“种群密度”“优势种”和“丰富度”等概念，同时结合题干信息进行辨析和学习，进而合理推理和计算。本题中出现的新概念建立在教材中原有概念的基础之上，考查学生是否具备运用知识，依据信息和证据，根据要求得出新结论的能力，体现了对学生创新能力的考查。
生物学学科素养是指即将进入高等学校的学习者在面对生物学相关的生活实践或学习探索问题情境时，能够在正确的思想价值观念指导下，合理运用生物学思维方式与方法，有效地整合生物学的相关知识,运用生物学的相关能力，高质量地认识问题、分析问题、解决问题的综合品质。生物学考查的学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究、社会责任四个方面。
3.1以复杂情境为载体，考查批判性思维，导向深度学习
科学思维是思维方法的呈现,是从生物学视角对生命现象和生命活动规律的认知方式，是分析与综合、归纳与演绎等科学方法的具体运用，也是基于事实的抽象和概括的过程，也是基于事实、证据，运用科学推理的方法对不同观点提出质疑、批判，进而提出创造性见解的能力和品格。其中批判性思维包括所要讨论的问题；
思维的目的或目标；
所涉及的观点；
做出的前提假定；
涉及的核心概念或思想；
用到的原理或理论；
所需的证据资料或原因；
形成的解释和观点；
推断、推理以及形成思维的过程；
启示或结果等以及对这些方面内容的分析和评价。批判性思维是一种思维方式，学生要分析、加工和评估信息，最终形成判断。
如2022年山东卷第17题，此题需要学生对3对等位基因的位置关系进行合理的假设，再结合相关计算进行演绎推理，进而对假设做出判断，综合考查了演绎与推理、模型与建模以及批判性思维等。该题综合性强、计算量大、对学科思维的考查有深度，难度大，对于中上层次学生有较大区分度。
3.2以新科技情境为载体，对生命观念的考查更全面
基于《评价体系》，学生应该在深入理解生物学知识的基础上，形成对生命现象及其活动规律的认识和观念，包括系统观，物质、能量和信息观，结构与功能观，稳态与调节观，适应与进化观，生态观等。
【例3】(2022年，山东卷，第25题节选)某种类型的白血病由蛋白P引发，蛋白UBC可使P被蛋白酶识别并降解，药物A可通过影响这一过程对该病起到治疗作用。为探索药物A治疗该病的机理，需构建重组载体以获得融合蛋白FLAG-P和FLAG-PΔ。PΔ是缺失特定氨基酸序列的P，FLAG是一种短肽，连接在P或PΔ的氨基端，使融合蛋白能与含有FLAG抗体的介质结合，但不影响P或PΔ的功能。
(2)PCR扩增得到的P基因经酶切连接插入载体后，与编码FLAG的序列形成一个融合基因，如图2所示，其中“ATGTGCA”为P基因编码链起始序列。将该重组载体导入细胞后，融合基因转录出的mRNA序列正确，翻译出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正确，但P基因对应的氨基酸序列与P不同。据图2分析，出现该问题的原因是______________。修改扩增P基因时使用的带有EcoRⅠ识别序列的引物来解决该问题，具体修改方案是____________________。
【评析】根据题意，融合基因转录出的mRNA序列正确，翻译出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正确，但P基因对应的氨基酸序列与P不同，说明翻译P基因相应的序列时出错。由图2分析可知，在转录得到的mRNA序列(与DNA编码链序列一致)中，EcoRⅠ识别序列的后两个碱基与P基因对应的第一个碱基构成一个密码子，导致翻译时核糖体读取的密码子顺序发生改变，从而使翻译出的氨基酸序列改变。要解决这个问题，可以在PCR扩增时在引物的EcoRⅠ识别序列后增加碱基，使融合基因中FLAG基因的碱基数目加上P基因的碱基数目为3的倍数，从而保证翻译时P基因转录出的mRNA也能被正确读取。
本题命题角度对应《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》中“概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成”“阐明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞和目的基因及其表达产物的检测鉴定等步骤”两个概念，体现了对生命观念中的结构与功能观等的考查。本题以新药开发为情境载体，让学生在解题过程中也能体会科技进步给人类健康可能带来的益处，指向社会责任素养目标。在问题设计上从相关生理过程的分子机制角度，考查学生对PCR、基因表达载体的构建、遗传信息的转录和翻译过程的理解，进行原因分析和方案修正的能力。解答本题需要较高层次的语言组织和输出能力，利用专业术语完整表述修改方案等科学探究素养。
纵观2022年山东卷试题，立足教材，情境新颖，通过贯串始终的对学科素养的全方位考查，使试题呈现出鲜明的生物学特色，凸显创新能力的考查，难度适中，区分度高，达成“立德树人、服务选才、引导教学”的等级考试核心任务。
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