基于結(jié)構(gòu)與功能觀的高考試題分析及備考建議
——以《分子與細胞》為例

胡長浩

(安徽省蚌埠第一中學(xué))

高考試題的命制主要圍繞《普通高中生物學(xué)課程標準(2017版2020年修訂)》的要求,以學(xué)業(yè)質(zhì)量水平為依據(jù)實施,體現(xiàn)了命題的科學(xué)性和規(guī)范性。其中結(jié)構(gòu)與功能觀在四個水平上均有涉及,水平一、二解決問題的情境相對簡單,水平三、四解決問題的情境相對復(fù)雜。

本文以2022年全國甲卷選擇題第4題及湖南卷選擇題第3題進行基于結(jié)構(gòu)與功能觀的分析并為高考復(fù)習(xí)備考提供一些建議。

1.真題分析

【示例1】(2022·全國甲卷,第4題)線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所。研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)常運動的人肌細胞中線粒體數(shù)量通常比缺乏鍛煉的人多。下列與線粒體有關(guān)的敘述,錯誤的是

( )

B.線粒體內(nèi)膜上的酶可以參與[H]和氧反應(yīng)形成水的過程

C.線粒體中的丙酮酸分解成CO2和[H]的過程需要O2的直接參與

D.線粒體中的DNA能夠通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成

【考點分布】考查有氧呼吸過程、線粒體的結(jié)構(gòu)與功能、基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯。

【核心素養(yǎng)】考查學(xué)生的生命觀念,能運用結(jié)構(gòu)與功能觀闡釋線粒體結(jié)構(gòu)及功能。

【答案】C

【示例2】(2022·湖南卷,第3題)洗滌劑中的堿性蛋白酶受到其他成分的影響而改變構(gòu)象,部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識別并降解(自溶)失活。此外,加熱也能使堿性蛋白酶失活,如圖所示。下列敘述錯誤的是

( )

A.堿性蛋白酶在一定條件下可發(fā)生自溶失活

“不行，”任潔忽然轉(zhuǎn)過身，打開一個脫了漆的大木箱，里面從大到小整整齊齊地擺滿了衣服，“這是我媽給我做的，她說，夠我穿到16歲了?！?/p>

B.加熱導(dǎo)致堿性蛋白酶構(gòu)象改變是不可逆的

C.添加酶穩(wěn)定劑可提高加堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果

D.添加堿性蛋白酶可降低洗滌劑使用量,減少環(huán)境污染

【考點分布】考查酶的化學(xué)本質(zhì)、特性。

【核心素養(yǎng)】考查生命觀念與社會責(zé)任。能運用結(jié)構(gòu)與功能觀闡釋蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系,通過減少洗滌劑使用量保護環(huán)境形成社會責(zé)任。

【答案】B

2.真題舉例

2022—2023年全國及部分省份的高考試題(以《分子與細胞》為例)中關(guān)于結(jié)構(gòu)與功能相關(guān)的試題及其考查內(nèi)容,如表1(2023年高考試題中未公布省份用“——”表示)。

表1 2022—2023年《分子與細胞》模塊考點中結(jié)構(gòu)與功能的高考試題

3.結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的知識點總結(jié)

3.1 分子水平

在分子水平上,不同物質(zhì)空間結(jié)構(gòu)不同,其功能也各不相同。常見的分子如表2。

表2 分子水平上結(jié)構(gòu)與功能的適應(yīng)性實例

3.2 亞細胞水平

浙江近2年高考多次考查了細胞器和膜的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系。?？疾榈膩喖毎缴系慕Y(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的物質(zhì)如表3。

表3 亞細胞水平上結(jié)構(gòu)與功能的適應(yīng)性實例

3.3 細胞水平

在細胞水平上其結(jié)構(gòu)的不同與之相對應(yīng)的功能也不相同。常見的知識點在人教版《分子與細胞》中主要體現(xiàn)如表4。

表4 細胞整體水平上結(jié)構(gòu)與功能的適應(yīng)性實例

4.備考建議

通過對以上高考相關(guān)試題的分析及對《分子與細胞》中關(guān)于結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)知識點的總結(jié),并結(jié)合近年來對新高考高頻考點的梳理,一輪復(fù)習(xí)時可以采取以下策略。

4.1 制作模型,展示立體構(gòu)象

模型作為一種教具可通過三維立體結(jié)構(gòu)直觀呈現(xiàn),通過學(xué)生的感官認知,明確結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。如沃森和克里克通過數(shù)據(jù)推算搭建了DNA的雙螺旋模型,揭秘了DNA的結(jié)構(gòu),解決了DNA復(fù)制的問題。在具體的教學(xué)過程中,可以通過球-棍構(gòu)建分子水平上的各種結(jié)構(gòu)模型,如蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)、細胞膜立體構(gòu)象。還可以用扭扭棒制作染色體模型,用橡皮泥制作細胞三維結(jié)構(gòu)等。通過制作模型,展示立體構(gòu)象,讓學(xué)生認識結(jié)構(gòu)并掌握其功能。

4.2 借助網(wǎng)絡(luò),觀察三維結(jié)構(gòu)

隨著科技的進步,智慧課堂已深入班級。借助網(wǎng)絡(luò)資源,一些在教學(xué)中很難表述或者需要通過觀察表達的知識點就可以通過播放相關(guān)視頻等觀察其三維結(jié)構(gòu)。通過對結(jié)構(gòu)的認知,理解結(jié)構(gòu)決定功能的含義。如通過視頻展示變形蟲細胞膜的流動鑲嵌模型,認識胞吞和胞吐的過程,通過展示通道蛋白的結(jié)構(gòu)及變化,理解物質(zhì)協(xié)助擴散的原理。

4.3 立足課堂,畫出物理模型

在生物教學(xué)中,課堂是教學(xué)的主陣地?；谡J知能力,學(xué)生可以將物質(zhì)的結(jié)構(gòu)通過繪畫的方式呈現(xiàn)出來,再通過教師對繪圖的講解,理清結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。如繪出細胞核的三維結(jié)構(gòu),構(gòu)建物理模型,從而闡釋細胞核的功能。

4.4 依托教材,解釋補充圖片

人教版必修1《分子與細胞》中圖片精美,立體感強。在學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生一般可通過觀察相關(guān)的空間結(jié)構(gòu),理解其功能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。在介紹細胞器時,課本呈現(xiàn)的各種結(jié)構(gòu)足夠清晰但文字說明卻相對簡潔。筆者認為在教學(xué)過程中可以依托教材,補充解釋結(jié)構(gòu),再闡釋其功能。如教材中談到的高爾基體,教師可通過補充解釋其單層膜,扁平囊和囊泡、內(nèi)有腔的結(jié)構(gòu)從而闡釋其加工、分類、包裝、運輸功能。

4.5 設(shè)計實驗,依據(jù)現(xiàn)象講解

生物學(xué)是一門以實驗為依托的自然科學(xué),實驗教學(xué)是生物學(xué)教學(xué)中必要的環(huán)節(jié),通過實驗課可直觀觀察實驗結(jié)果,有利于學(xué)生對知識的理解和掌握。如可設(shè)計以蛋清為材料的“探究溫度對蛋白質(zhì)變性的影響”的實驗。通過實驗,可直觀觀察到蛋白質(zhì)前后的形態(tài)變化,理清其結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。