守正出新 素養導向
——山東省2022年普通高中學業水平等級考試生物學試題評析

山東 韓 健

2022年是山東省實施普通高中學業水平等級考試，即選考科目自主命題的第3年。山東省生物學等級考試題以“情境新、信息量大、難度高”著稱，尤其是2021年的試題。山東省2022年普通高中學業水平等級考試(以下簡稱2022年山東卷)試題總體上延續了情境材料新和文字信息量大兩個特點，在難度上較2021年有所降低。除此之外，山東卷又呈現出新的特色：對教材(本文所指的教材為2019版人民教育出版社高中教科書《生物學》)的考查更有深度也更細致；對考生創新能力的考查更加突出；對學科核心素養的考查貫穿始終。以下通過部分典型試題進行分析說明。

1.守正：對教材內容的考查深入全面

經筆者統計，2022年山東卷中約有30分的試題答案直接來自教材原文，另有個別試題的題干信息來自教材。

1.1答案直接來自教材正文部分

如2022年山東卷第15題，與D選項有關的描述在選擇性必修3第49頁正文部分：“動物體內產生的特異性抗體的種類可多達百萬種以上，但每一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體。”

如2022年山東卷第24題，與第(3)題有關的內容在選擇性必修2第27頁正文部分：“研究某種植物的生態位，通常要研究它在研究區域內的出現頻率、種群密度、植株高度等特征，以及它與其他物種的關系等。”與第(4)題有關的內容在選擇性必修2第41頁正文部分：“影響群落演替的因素，有群落外界環境的變化，生物的遷入、遷出，群落內部種群相互關系的發展變化，以及人類的活動，等等。這些因素常常處于變化的過程中，適應變化的種群數量增長或得以維持，不適應的數量減少甚至被淘汰，因此，群落就不斷地演替。”

1.2答案來自教材非正文部分或非重點章節，且進行跨章節、跨模塊綜合考查

如2022年山東卷第1題，與其有關內容在必修1第126頁楷體字部分，講述了關于細胞自噬的內容：“在一定條件下，細胞會將受損或功能退化的細胞結構等，通過溶酶體降解后再利用，這就是細胞自噬。處于營養缺乏條件下的細胞，通過細胞自噬可以獲得維持生存所需的物質和能量。”

如2022年山東卷第23題，教材中關于消化液中鹽酸的作用有三處。第一處出現在必修1第32頁“與社會的聯系”板塊：“經過加熱、加酸、加酒精等引起細菌和病毒的蛋白質變性，可以達到消毒、滅菌的目的。”第二處出現在必修1第84頁“與社會的聯系”板塊：“醫院里用的葡萄糖是用鹽酸催化淀粉水解的方法來生產的。”第三處出現在選擇性必修1第45頁促胰液素的發現科學史中：“這不是反射而是化學調節——在鹽酸的作用下，小腸黏膜細胞可能產生了一種化學物質，這種物質進入血液后，隨血流到達胰腺，引起胰液的分泌。”

根據趙占良先生在普通高中生物學教材修訂的總體思路中的介紹了解到，教材主體內容分主、副欄，主欄為主干學習內容，副欄為拓展性內容，功能區分清晰。教材主干學習內容又分別用黑體字、宋體字、楷體字來區分層次要求。其中黑體字是重要概念，需要達到理解、應用的程度；宋體字是需要學生認真閱讀的內容；楷體字則是供學有余力的學生選學的內容。如此，教材正文主體內容要求層次有明確區分。教材中的副欄包括學科交叉、知識鏈接、相關信息、批判性思維、想象空間等，供學有余力的學生開闊視野。以上試題的答案分布在教材的楷體字部分、圖片中的小字部分、非重點章節的正文部分以及“與社會的聯系”等教師在日常教學中關注較少的區域，導致考生感覺考點陌生，試題難度大。據此可知在后續備考過程中，教材中的所有內容，包括課后題都是需要認真閱讀和深入分析的。

1.3試題情境來自教材，但考查角度隱蔽，考查考生對概念的深度理解

如2022年山東卷第11題，題干情境素材來自選擇性必修2第63頁：“物質在生態系統中循環往復運動的特點，對于改進農業生產方式有多方面的啟示。例如，可采用種養結合的模式，在稻田中養鴨養魚，動物的取食、消化能促進物質循環，它們排出的糞便中氮、磷等可供水稻吸收利用，它們呼出的二氧化碳還可為水稻的光合作用補充原料。”

從物質循環的角度，稻田養鴨模式除了輸出水稻種子外，還需要輸出鴨蛋、鴨肉等有機物，由于輸出的農產品不能重新回歸農田參與物質循環，因此稻田養鴨模式需要施加更多的肥料。第11題的命題意圖是考查物質循環，但是部分師生對于“新型農業生產方式”存在思維定式，認為既然是新型的，就必然不用農藥和化肥，導致認為第11題A項是錯誤的。選項A中的表述為“該稻田需要施加更多的肥料”，回避了化肥的使用情況，因此本題應該從物質循環的角度進行分析。

2022年山東卷試題中還有第2題、第7題、第13題、第18題、第21題(1)、第23題(1)、第25題(1)等部分選項或答案來自教材。根據《中國高考評價體系》(以下簡稱《評價體系》)中高考的核心功能，即“立德樹人、服務選才、引導教學”的要求，教材是高中生形成學科素養的主要依據，學校也主要依據教材開展教學，可以說教材是廣大師生每天都要學習和研究的文本。另外教材也是體現國家育人目標的載體，在高考試題中選擇教材中的內容用于命題，有利于引導高中教學關注教材和研究教材，更有利于立德樹人目標的實現。

2.出新：以新情境為載體，呈現新概念，從新角度考查學生創新能力

新高考生物學關鍵能力的考查包括：理解能力、實驗探究能力、解決問題能力和創新能力。解決問題能力對應舊高考考查能力中的獲取信息能力和綜合運用能力。創新能力對應舊高考考查能力中的綜合運用能力。解決問題能力和創新能力的考查是新高考命題中的難點。2022年山東卷中對于這兩類能力的考查提供了新的方式和角度。

2.1以真實情境為載體，從學科交叉的角度，考查學生解決問題的能力

解決問題能力是學有所用、學以致用理念的反映，其反映了生物學與生產生活的密切聯系，要求考生能夠運用生物學知識解釋或解決與生物學相關的生活實踐等情境中的問題。

【例1】(2022年，山東卷，第12題)根據所捕獲動物占該種群總數的比例可估算種群數量。若在某封閉魚塘中捕獲了1 000條魚售賣，第2天用相同方法捕獲了950條魚。假設魚始終保持均勻分布，則該魚塘中魚的初始數量約為

( )

A.2×104條 B.4×104條

C.6×104條 D.8×104條

【評析】依據題干給出的估算方法：所捕獲動物占該種群總數的比例可估算種群數量。假設該種群總數為x，可列出1 000/x=950/(x-1 000)，得出x=2×104條。本題中估算種群數量的方法屬于去除取樣法，在高中教材中沒有呈現實例。但是在魚類養殖中，將捕獲的魚售賣，而不是標記后放回，更符合真實情境，考生可以利用題干給出的信息，結合數學知識，進行合理的計算，從而得出正確答案。該題從學科交叉的角度，體現了對學生利用跨學科知識解決問題能力水平的考查，屬于對相關概念的考查方式的命題創新。

2.2引入新概念，考查學生學習能力和創新能力

創新能力是當前社會發展對創新型人才的強烈需求。根據高中學生的認知水平、要求學生根據生活、生產、實踐等情境中的問題，能夠運用知識、經驗、獲取相應信息，提出新解釋、新方法、新思路或得出新結論；或者在已有知識的基礎上，能夠依據新證據得出新的結論。

【例2】(2022年，山東卷，第24題節選)在一個群落中隨機選取大量樣方，某種植物出現的樣方數占全部樣方數的百分比為該物種的頻度，頻度分級標準如表所示。在植物種類分布均勻且穩定性較高的生物群落中，各頻度級植物物種數在該群落植物物種總數中的占比呈現一定的規律，如圖1所示。

頻度級1%～20%A21%～40%B41%～60%C61%～80%D81%～100%E

(1)若植物甲為該群落的優勢種，則植物甲的頻度最可能屬于________級，而調查發現該頻度級中的植物乙不是優勢種，則乙的種群密度和分布范圍的特點分別是________、________。

(2)若某草地植物物種的頻度級符合圖1所示比例關系，且屬于D頻度級的植物有16種，則該草地中植物類群的豐富度為________。

【評析】(1)由圖1可知，某種植物出現的樣方數占全部樣方數的百分比為該物種的頻度，植物甲為該群落的優勢種，說明植物甲的頻度最可能屬于E級。而調查發現該頻度級中的植物乙不是優勢種，說明植物乙在整個群落中數量較多，即乙的種群密度小，但分布范圍較廣。(2)由圖1可知，D頻度級的物種數占8%，而屬于D頻度級的植物有16種，則該草地中植物類群的豐富度為16÷8%=200種。

本題引入“頻度”和“頻度級”兩個新的概念，學生需要結合教材中“種群密度”“優勢種”和“豐富度”等概念，同時結合題干信息進行辨析和學習，進而合理推理和計算。本題中出現的新概念建立在教材中原有概念的基礎之上，考查學生是否具備運用知識，依據信息和證據，根據要求得出新結論的能力，體現了對學生創新能力的考查。

3.對學科素養的考查貫穿始終，彰顯生物學特色

生物學學科素養是指即將進入高等學校的學習者在面對生物學相關的生活實踐或學習探索問題情境時，能夠在正確的思想價值觀念指導下，合理運用生物學思維方式與方法，有效地整合生物學的相關知識,運用生物學的相關能力，高質量地認識問題、分析問題、解決問題的綜合品質。生物學考查的學科核心素養包括生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任四個方面。

3.1以復雜情境為載體，考查批判性思維，導向深度學習

科學思維是思維方法的呈現,是從生物學視角對生命現象和生命活動規律的認知方式，是分析與綜合、歸納與演繹等科學方法的具體運用，也是基于事實的抽象和概括的過程，也是基于事實、證據，運用科學推理的方法對不同觀點提出質疑、批判，進而提出創造性見解的能力和品格。其中批判性思維包括所要討論的問題；思維的目的或目標；所涉及的觀點；做出的前提假定；涉及的核心概念或思想；用到的原理或理論；所需的證據資料或原因；形成的解釋和觀點；推斷、推理以及形成思維的過程；啟示或結果等以及對這些方面內容的分析和評價。批判性思維是一種思維方式，學生要分析、加工和評估信息，最終形成判斷。

如2022年山東卷第17題，此題需要學生對3對等位基因的位置關系進行合理的假設，再結合相關計算進行演繹推理，進而對假設做出判斷，綜合考查了演繹與推理、模型與建模以及批判性思維等。該題綜合性強、計算量大、對學科思維的考查有深度，難度大，對于中上層次學生有較大區分度。

3.2以新科技情境為載體，對生命觀念的考查更全面

基于《評價體系》，學生應該在深入理解生物學知識的基礎上，形成對生命現象及其活動規律的認識和觀念，包括系統觀，物質、能量和信息觀，結構與功能觀，穩態與調節觀，適應與進化觀，生態觀等。

【例3】(2022年，山東卷，第25題節選)某種類型的白血病由蛋白P引發，蛋白UBC可使P被蛋白酶識別并降解，藥物A可通過影響這一過程對該病起到治療作用。為探索藥物A治療該病的機理，需構建重組載體以獲得融合蛋白FLAG-P和FLAG-PΔ。PΔ是缺失特定氨基酸序列的P，FLAG是一種短肽，連接在P或PΔ的氨基端，使融合蛋白能與含有FLAG抗體的介質結合，但不影響P或PΔ的功能。

(2)PCR擴增得到的P基因經酶切連接插入載體后，與編碼FLAG的序列形成一個融合基因，如圖2所示，其中“ATGTGCA”為P基因編碼鏈起始序列。將該重組載體導入細胞后，融合基因轉錄出的mRNA序列正確，翻譯出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正確，但P基因對應的氨基酸序列與P不同。據圖2分析，出現該問題的原因是______________。修改擴增P基因時使用的帶有EcoRⅠ識別序列的引物來解決該問題，具體修改方案是____________________。

【評析】根據題意，融合基因轉錄出的mRNA序列正確，翻譯出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正確，但P基因對應的氨基酸序列與P不同，說明翻譯P基因相應的序列時出錯。由圖2分析可知，在轉錄得到的mRNA序列(與DNA編碼鏈序列一致)中，EcoRⅠ識別序列的后兩個堿基與P基因對應的第一個堿基構成一個密碼子，導致翻譯時核糖體讀取的密碼子順序發生改變，從而使翻譯出的氨基酸序列改變。要解決這個問題，可以在PCR擴增時在引物的EcoRⅠ識別序列后增加堿基，使融合基因中FLAG基因的堿基數目加上P基因的堿基數目為3的倍數，從而保證翻譯時P基因轉錄出的mRNA也能被正確讀取。

本題命題角度對應《普通高中生物學課程標準(2017年版2020年修訂)》中“概述DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導蛋白質的合成”“闡明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的獲取、基因表達載體的構建、目的基因導入受體細胞和目的基因及其表達產物的檢測鑒定等步驟”兩個概念，體現了對生命觀念中的結構與功能觀等的考查。本題以新藥開發為情境載體，讓學生在解題過程中也能體會科技進步給人類健康可能帶來的益處，指向社會責任素養目標。在問題設計上從相關生理過程的分子機制角度，考查學生對PCR、基因表達載體的構建、遺傳信息的轉錄和翻譯過程的理解，進行原因分析和方案修正的能力。解答本題需要較高層次的語言組織和輸出能力，利用專業術語完整表述修改方案等科學探究素養。

縱觀2022年山東卷試題，立足教材，情境新穎，通過貫串始終的對學科素養的全方位考查，使試題呈現出鮮明的生物學特色，凸顯創新能力的考查，難度適中，區分度高，達成“立德樹人、服務選才、引導教學”的等級考試核心任務。