例析高考生物學(xué)信息題的解題策略

廣東

《中國高考評價體系》中提到，經(jīng)過素質(zhì)教育的培養(yǎng)，知識獲取能力強的學(xué)習(xí)者應(yīng)當能夠客觀全面地獲取相關(guān)信息，能夠從情境中提取有效信息。獲取信息的能力是高考生物的考核目標與要求之一。它主要包括：（1）能從提供的材料中獲取相關(guān)的生物學(xué)信息,并能運用這些信息,結(jié)合所學(xué)知識解決相關(guān)的生物學(xué)問題；（2）關(guān)注對科學(xué)、技術(shù)和社會發(fā)展有重大影響的、與生命科學(xué)相關(guān)的突出成就及熱點問題。高考生物學(xué)試題中的信息常常蘊涵在文字、圖表或科學(xué)前沿的新情境中。這要求考生能夠正確解讀題目，準確獲得所需信息，對標所學(xué)知識對問題做出正確解答。筆者對近幾年全國卷生物試題中信息題進行歸類并提出解題策略，以期為學(xué)生復(fù)習(xí)備考提供參考。

1.文字信息：文圖轉(zhuǎn)換 化繁為簡

全國卷生物學(xué)信息題中最常見的是純文字信息類。試題用有限的文字呈現(xiàn)特定的情境，學(xué)生根據(jù)題意作答，這也是今后高考命題的重要趨勢。此類試題的文字信息在題干中多以概念形式出現(xiàn)，然后在選項中圍繞這個概念設(shè)問；或以情境的形式出現(xiàn)，里面包含著顯性條件和隱性條件。試題的背景可能比較陌生、復(fù)雜，但題目的落腳點一定是教材中的內(nèi)容，因此根據(jù)題目給予的條件和學(xué)生已有的知識，將兩者進行搭橋，找到答題的切入點是解題的關(guān)鍵。

【例1】（2019 年，全國卷Ⅱ，第3 題）某種H+-ATPase是一種位于膜上的載體蛋白，具有ATP 水解酶活性，能夠利用水解ATP 釋放的能量逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運H+。①將某植物氣孔的保衛(wèi)細胞懸浮在一定pH 的溶液中（假設(shè)細胞內(nèi)的pH 高于細胞外），置于暗中一段時間后，溶液的pH 不變。②再將含有保衛(wèi)細胞的該溶液分成兩組，一組照射藍光后溶液的pH 明顯降低；另一組先在溶液中加入H+-ATPase 的抑制劑（抑制ATP 水解），再用藍光照射，溶液的pH 不變。根據(jù)上述實驗結(jié)果，下列推測不合理的是 （ ）

A.H+-ATPase 位于保衛(wèi)細胞質(zhì)膜上，藍光能夠引起細胞內(nèi)的H+轉(zhuǎn)運到細胞外

B.藍光通過保衛(wèi)細胞質(zhì)膜上的H+-ATPase 發(fā)揮作用導(dǎo)致H+逆濃度梯度跨膜運輸

C.H+-ATPase 逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運H+所需的能量可由藍光直接提供

D.溶液中的H+不能通過自由擴散的方式透過細胞質(zhì)膜進入保衛(wèi)細胞

【答案】C

【解析及解題策略】本題題干文字信息量較大且沒有配圖，全面考查學(xué)生對信息的獲取、理解和綜合分析判斷的能力，難度較大。因此，可以運用文圖轉(zhuǎn)換、化繁為簡的解題策略。

（1）獲取信息：認真閱讀題干，初步理解題干創(chuàng)設(shè)的新情境。H+-ATPase 是載體蛋白，具有ATP 水解酶活性。

（2）提煉信息：結(jié)合題干和選項，提煉有價值的關(guān)鍵性信息，剔除干擾信息，整理出信息間的邏輯關(guān)系。①黑暗處理，溶液的pH 不變；②其中一組用藍光照射，溶液的pH 明顯降低；另一組加入H+-ATPase 的抑制劑（抑制ATP 水解），再用藍光照射，溶液的pH 不變。在厘清思路的基礎(chǔ)上，將文字轉(zhuǎn)化成更加直觀的實驗簡圖（如圖1 所示）進行思考。

圖1

（3）運用信息：通過比較圖1 中的甲、乙發(fā)現(xiàn)，藍光照射能引起保衛(wèi)細胞中的H+進入外界溶液，使溶液的pH 降低；比較圖1 中的乙、丙，可推理出H+的跨膜轉(zhuǎn)運需要保衛(wèi)細胞細胞膜上的H+-ATPase 完成，而H+-ATPase的作用被抑制后，藍光照射則不能引起溶液的pH 降低。進而歸納出藍光可以通過激活保衛(wèi)細胞細胞膜上的H+-ATPase 導(dǎo)致H+逆濃度梯度跨膜運輸?shù)慕Y(jié)論。因此，運用比較、歸納、推理等方法，將發(fā)現(xiàn)的規(guī)律和已有的舊知識以文字轉(zhuǎn)換為圖表的形式進行牽線搭橋，遷移到要解決的問題中來，可大大提高答題的準確性。

2.圖表信息：變量分析 一目了然

圖表信息類試題包括曲線圖、表格等呈現(xiàn)形式。解答此類題時常常從變量角度進行分析突破，直觀明了。

2.1 曲線圖

在全國卷的圖表信息類題目中，曲線圖是最常見的形式。它作為數(shù)據(jù)的載體，考查學(xué)生的信息提取能力、知識遷移能力、綜合分析能力等，常在考查細胞代謝、種群數(shù)量變化、植物激素調(diào)節(jié)等知識的題中出現(xiàn)。

【例2】（2017 年，全國卷Ⅰ，第3 題）通常，葉片中葉綠素含量下降可作為其衰老的檢測指標。為研究激素對葉片衰老的影響，將某植物離體葉片分組，并分別置于蒸餾水、細胞分裂素（CTK）、脫落酸（ABA）、CTK+ABA 溶液中，再將各組置于光下。一段時間內(nèi)葉片中葉綠素含量變化趨勢如圖2 所示，據(jù)圖2 判斷，下列敘述錯誤的是 （ ）

圖2

A.細胞分裂素能延緩該植物離體葉片的衰老

B.本實驗中CTK 對該植物離體葉片的作用可被ABA削弱

C.可推測ABA 組葉綠體中NADPH 合成速率大于CTK 組

D.可推測施用ABA 能加速秋天銀杏樹的葉由綠變黃的過程

【答案】C

【解析及解題策略】本題以探究性實驗為背景，以坐標曲線圖的形式考查對對照實驗的分析和植物激素調(diào)節(jié)的相關(guān)知識。因此，解答時可運用變量分析法，厘清題中自變量、因變量和無關(guān)變量三大變量，將會使結(jié)果一目了然。

（1）識圖：先看坐標軸，明確自變量和因變量。據(jù)題圖分析可知，自變量（以橫坐標和不同的曲線表示）為時間和激素的處理方式，因變量為葉片的衰老情況，其檢測指標（以縱坐標表示）為葉片中葉綠素含量。再看關(guān)鍵點：起點、終點、頂點、拐點、交點等。最后看曲線趨勢（上升、下降、波動等）。

（2）析圖：提取相關(guān)信息、分析原因等。很明顯，四個處理組中，蒸餾水組為空白對照。通過比較實驗組（CTK 組、ABA 組、CTK+ABA 組）與對照組的實驗結(jié)果而得出結(jié)論。

2.2 表格

表格也是數(shù)據(jù)和信息的載體之一，它可考查學(xué)生的信息提取能力、知識遷移能力，以及比較、分析、綜合、推理、判斷能力。

【例3】（2016 年，全國卷Ⅲ，第29 題節(jié)選）為了探究某地夏日晴天中午時氣溫和相對濕度對A 品種小麥光合作用的影響，某研究小組將生長狀態(tài)一致的A 品種小麥植株分為5 組，1 組在田間生長作為對照組，另4 組在人工氣候室中生長作為實驗組，并保持其光照和CO2濃度等條件與對照組相同。于中午12：30 測定各組葉片的光合速率，各組實驗處理及結(jié)果如表所示：

回答下列問題：

（1）根據(jù)本實驗結(jié)果，可以推測中午時對小麥光合速率影響較大的環(huán)境因素是________，其依據(jù)是______________________；并可推測，_______（填“增加”或“降低”）麥田環(huán)境的相對濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度。

【答案】（1）濕度（或答相對濕度） 在相同溫度條件下，相對濕度改變時光合速率變化較大 增加

【解析及解題策略】本題以表格的形式考查實驗分析。解題時，可依據(jù)表格的特征進行分析。

（1）找變量：觀察表格的行和列的項目，找出實驗涉及的兩個自變量——“溫度”和“相對濕度”，因變量——“光合速率”。

（2）析關(guān)系：結(jié)合所學(xué)生物學(xué)知識判斷表格中各項目之間的關(guān)系，如自變量“溫度”和“相對濕度”與因變量“光合速率”之間的關(guān)系。

（3）得結(jié)論：分析表格中的數(shù)據(jù)變化規(guī)律、不同項目數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，包括行與行、列與列，通過看共性、找差異性等方法，從而得出相應(yīng)的結(jié)論。遵循單一變量原則對實驗結(jié)果進行分析，可知該實驗的對照組和實驗組一、二溫度相同，小麥光合速率隨相對濕度的增加而明顯加快；但實驗組二、三、四的相對濕度相同時，小麥光合速率隨溫度的變化不明顯，由此可推知中午時對小麥光合作用速率影響較大的環(huán)境因素是相對濕度。同時可推測，增加麥田環(huán)境的相對濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度。

3.新情境信息：對焦考點 深入淺出

新情境信息類題與當代影響人類發(fā)展的科研進展緊密相連，通常以最新科研進展為背景，考查學(xué)生運用教材知識解決問題的能力。常見背景包括：（1）生命科學(xué)進展：如2019 年國家科學(xué)技術(shù)獎（多細胞生物細胞自噬分子機制及與神經(jīng)退行性疾病的關(guān)系，乙肝病毒變異和免疫遺傳在肝細胞癌變發(fā)生發(fā)展中的新機制等）；基因編輯技術(shù)；宮頸癌疫苗的研制和推廣等。（2）近年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎、諾貝爾化學(xué)獎：如2015 年屠呦呦等人發(fā)現(xiàn)了青蒿素和阿維菌素，可以有效治療瘧原蟲和線蟲兩大類寄生蟲引發(fā)的疾病等。

【例4】（山東省，2020 年學(xué)業(yè)水平等級考試模擬卷，第21 題）2019 年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予在低氧感應(yīng)方面做出貢獻的科學(xué)家。研究發(fā)現(xiàn)，合成促紅細胞生成素（EPO）的細胞持續(xù)表達低氧誘導(dǎo)因子（HIF-1α）。在氧氣供應(yīng)正常時，HIF-1α 合成后很快被降解；在氧氣供應(yīng)不足時，HIF-1α 不被降解，細胞內(nèi)積累的HIF-1α 可促進EPO 的合成，使紅細胞增多以適應(yīng)低氧環(huán)境，相關(guān)機理如圖3 所示。此外，該研究可為癌癥等諸多疾病的治療提供新思路。

圖3

（1）如果氧氣供應(yīng)不足，HIF-1α 進入細胞核，與其他因子（ARNT）一起與EPO 基因上游的調(diào)控序列結(jié)合，增強該基因的________，使EPO 合成和分泌增加。EPO 刺激骨髓造血干細胞，使其________，生成大量紅細胞，從而提高氧氣的運輸能力。

（2）正常條件下，氧氣通過________的方式進入細胞，細胞內(nèi)的HIF-1α 在脯氨酰羥化酶的作用下被羥基化，最終被降解。如果將細胞中的脯氨酰羥化酶基因敲除，EPO基因的表達水平會________（填“升高”或“降低”），其原因是_______________________________________________。

（3）一些實體腫瘤（如肝癌）中的毛細血管生成滯后，限制了腫瘤的快速發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)，血管內(nèi)皮生長因子能促進血管內(nèi)皮細胞增殖和毛細血管的生成。假設(shè)血管內(nèi)皮生長因子的合成與EPO 合成的調(diào)節(jié)途徑類似，且途徑有兩個：途徑①相當于圖中HIF-1α 的降解過程，途徑②相當于HIF-1α 對EPO 合成的調(diào)控過程。為了限制腫瘤快速生長，可以通過調(diào)節(jié)途徑①和途徑②來實現(xiàn)，進行調(diào)節(jié)的思路是______________________________。

【答案】（1）轉(zhuǎn)錄（或：表達） 增殖、分化（2）自由擴散（或：單純擴散） 升高 脯氨酰羥化酶基因被敲除，細胞缺少脯氨酰羥化酶，不能降解HIF-1α，HIF-1α 的積累促進EPO 基因的表達 （3）促進途徑①、抑制途徑②

【解析及解題策略】本題文字和圖像信息容量都很大，重點考查學(xué)生獲取信息、分析信息和解決實際問題的能力，同時也突出對科學(xué)思維、科學(xué)探究和語言表達能力的考查。解題時，有效提取信息并對焦考點才能深入淺出。

（1）提取信息：題干中的關(guān)鍵信息如EPO、HIF-1α，氧氣供應(yīng)正常或供應(yīng)不足時，它們之間的關(guān)系。

（2）對焦考點：結(jié)合題圖信息，進行圖文轉(zhuǎn)化，聯(lián)系教材知識，明確考點。

（3）依問作答：若脯氨酰羥化酶基因被敲除，細胞中缺少脯氨酸酰羥化酶，則HIF-1α 不能被降解，其積累后，可進入細胞核與ARNT 一起增強EPO 基因的表達。結(jié)合題圖可知，途徑①會降低細胞中血管內(nèi)皮生長因子的含量，進而抑制毛細血管的生成，可限制腫瘤的快速生長，途徑②則會增加細胞中血管內(nèi)皮生長因子的含量。因此為限制腫瘤快速生長，應(yīng)促進途徑①、抑制途徑②。

生物學(xué)信息題的題干往往蘊含大量答題關(guān)鍵信息，因此要加強學(xué)生對題目信息提取能力的訓(xùn)練，使學(xué)生學(xué)會用題目中的信息解決問題。在復(fù)習(xí)中要夯實學(xué)生的基礎(chǔ)知識、基本方法和基本技能，培養(yǎng)其認真審題的習(xí)慣，強化其獲取信息的能力，培養(yǎng)學(xué)生將基礎(chǔ)知識、基本方法和基本技能遷移到新情境中的能力是課堂教學(xué)中的重中之重。