學科核心素養(yǎng)導向下高中生物學結構與功能觀命題的深度剖析與實踐探索

學科核心素養(yǎng)導向下高中生物學“結構與功能觀”命題的深度剖析與實踐探索一、引言1.1研究背景與意義隨著教育改革的不斷深化，高中生物學教學的目標逐漸從單純的知識傳授轉向學生學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)?！镀胀ǜ咧猩飳W課程標準（2017年版2020年修訂）》明確提出，生物學學科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任，旨在讓學生通過生物學課程的學習，逐步形成適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力。在這一背景下，如何在教學中有效落實學科核心素養(yǎng)成為教育工作者關注的焦點?！敖Y構與功能觀”作為生命觀念的重要組成部分，強調生物體的結構與其功能是相互適應、相互影響的。從細胞到個體，從微觀到宏觀，生物體的各種結構都具有特定的功能，而這些功能的實現(xiàn)又依賴于其獨特的結構。例如，紅細胞呈兩面凹的圓餅狀，這種結構使其具有較大的表面積，有利于攜帶氧氣，實現(xiàn)氣體運輸?shù)墓δ?；小腸絨毛的存在增加了小腸的表面積，使其能夠更有效地吸收營養(yǎng)物質。這種觀念貫穿于整個高中生物學知識體系，無論是分子與細胞、遺傳與進化，還是穩(wěn)態(tài)與調節(jié)、生物與環(huán)境等模塊，都能體現(xiàn)結構與功能的緊密聯(lián)系。在高中生物學教學中，培養(yǎng)學生的“結構與功能觀”具有重要意義。它有助于學生理解生物學知識的本質。學生只有認識到生物體結構與功能的關系，才能真正理解生命現(xiàn)象背后的原理，而不是機械地記憶知識點。例如，在學習細胞的結構和功能時，學生通過分析細胞膜的流動鑲嵌模型，理解其結構特點如何決定物質運輸?shù)裙δ埽瑥亩钊胝莆占毎纳顒右?guī)律。“結構與功能觀”的培養(yǎng)能促進學生科學思維的發(fā)展。學生在運用這一觀念分析問題時，需要進行歸納、演繹、推理等思維活動，從而提高邏輯思維能力。當學生面對生物進化的問題時，運用“結構與功能觀”可以思考生物結構的變化如何適應環(huán)境的改變，進而理解進化的機制。這種思維方式的培養(yǎng)對于學生今后的學習和生活都將產(chǎn)生深遠的影響。1.2國內外研究現(xiàn)狀在國外，學科核心素養(yǎng)的研究起步較早，發(fā)展較為成熟。經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（OECD）于1997年啟動了“素養(yǎng)的界定與遴選：理論和概念基礎”項目，對核心素養(yǎng)進行了系統(tǒng)研究，并提出核心素養(yǎng)是個體在特定情境下，運用知識、技能和態(tài)度解決問題，實現(xiàn)個人和社會目標的能力。此后，美國、英國、澳大利亞等國家紛紛基于本國教育實際，制定了各自的核心素養(yǎng)框架。在生物學教育領域，國外學者注重從跨學科和實踐應用的角度培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。美國《新一代科學教育標準》強調將科學與工程實踐、跨學科概念和學科核心概念相結合，以培養(yǎng)學生解決實際問題的能力和科學思維。在生物學命題方面，國外的研究注重試題的情境性和真實性，強調通過創(chuàng)設真實的科研情境或生活情境，考查學生運用生物學知識解決實際問題的能力。關于“結構與功能觀”，國外學者從分子、細胞、個體等多個層面進行了深入研究，揭示了生物體結構與功能的內在聯(lián)系，并將其應用于生物學教學和課程設計中。在國內，隨著新課程改革的推進，學科核心素養(yǎng)逐漸成為教育研究的熱點。自《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》頒布以來，國內眾多學者圍繞生物學學科核心素養(yǎng)的內涵、培養(yǎng)策略和評價方式等方面展開了廣泛研究。在生物學命題研究中，國內學者致力于構建基于學科核心素養(yǎng)的命題框架，強調以學科核心素養(yǎng)為導向，注重考查學生的綜合能力和創(chuàng)新思維。在“結構與功能觀”的研究方面，國內學者主要聚焦于在高中生物學教學中培養(yǎng)學生“結構與功能觀”的教學策略和方法，如通過創(chuàng)設情境、構建模型、實驗探究等方式，幫助學生理解和運用“結構與功能觀”。然而，當前國內外研究仍存在一些不足之處。在生物學命題中對“結構與功能觀”的考查形式和深度有待進一步拓展。部分試題僅停留在對結構與功能簡單對應關系的考查，缺乏對學生深入理解和綜合運用這一觀念能力的有效考查。對于如何將“結構與功能觀”與其他生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任等學科核心素養(yǎng)要素有機融合，在命題中體現(xiàn)對學生全面發(fā)展的考查，相關研究還較為薄弱。本研究將以此為切入點，深入探討發(fā)展學科核心素養(yǎng)視角下高中生物學“結構與功能觀”的命題策略，旨在為高中生物學教學和評價提供有益的參考。1.3研究方法與創(chuàng)新點本研究綜合運用多種研究方法，力求全面、深入地探討發(fā)展學科核心素養(yǎng)視角下高中生物學“結構與功能觀”的命題研究。文獻研究法是本研究的基礎方法之一。通過廣泛查閱國內外關于學科核心素養(yǎng)、高中生物學教學以及“結構與功能觀”的相關文獻，包括學術期刊論文、學位論文、教育政策文件等，梳理已有研究成果，明確研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，為本研究提供理論支持和研究思路。通過對國內外相關文獻的分析，了解到國外在生物學教育中對“結構與功能觀”的研究側重于從分子和細胞層面揭示其內在機制，并將其融入課程設計；國內研究則主要聚焦于教學策略和方法，而在命題研究方面仍有不足。這為本研究確定了方向，即深入探討如何在命題中有效考查學生的“結構與功能觀”。案例分析法是本研究的重要方法。收集和分析近年來各地高中生物學考試真題以及模擬試題中涉及“結構與功能觀”的題目，從試題的情境設置、考查內容、能力要求等方面進行深入剖析，總結命題規(guī)律和存在的問題。在分析2022年全國甲卷選擇題第4題時，發(fā)現(xiàn)該題通過創(chuàng)設細胞呼吸的情境，考查學生對線粒體結構與功能關系的理解，要求學生運用“結構與功能觀”進行推理和判斷。通過對這類典型試題的分析，能夠更直觀地了解當前命題的特點和水平，為后續(xù)提出改進策略提供依據(jù)。對比研究法也是本研究的關鍵方法之一。對比不同地區(qū)、不同類型考試中關于“結構與功能觀”的命題方式和考查重點，以及國內外生物學命題的差異，借鑒有益經(jīng)驗，為優(yōu)化我國高中生物學“結構與功能觀”命題提供參考。將我國高考生物試題與美國AP生物學考試試題進行對比，發(fā)現(xiàn)美國AP生物學考試更注重考查學生在真實科研情境中運用“結構與功能觀”解決問題的能力，而我國高考生物試題在情境創(chuàng)設的真實性和復雜性方面還有提升空間。通過這種對比，能夠明確我國命題的優(yōu)勢和不足，從而有針對性地進行改進。本研究在命題策略和案例分析方面具有一定的創(chuàng)新之處。在命題策略上，嘗試構建基于學科核心素養(yǎng)的“結構與功能觀”命題框架，將“結構與功能觀”與科學思維、科學探究等核心素養(yǎng)要素有機融合，提出了注重創(chuàng)設真實情境、強化邏輯推理考查、體現(xiàn)學科知識綜合運用等命題策略。在案例分析中，不僅對現(xiàn)有試題進行分析，還結合命題策略，創(chuàng)新性地設計了一系列具有代表性的試題案例，為教師在教學和命題實踐中提供具體的參考范例。通過這些創(chuàng)新，期望為高中生物學“結構與功能觀”命題研究提供新的思路和方法，推動學科核心素養(yǎng)在生物學教學評價中的有效落實。二、相關理論基礎2.1學科核心素養(yǎng)概述2.1.1高中生物學學科核心素養(yǎng)內涵高中生物學學科核心素養(yǎng)是學生通過生物學課程學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力，是學科育人價值的集中體現(xiàn)。它主要包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任四個方面，各方面相互關聯(lián)、相輔相成，共同促進學生的全面發(fā)展。生命觀念是指對觀察到的生命現(xiàn)象及其相互關系或特性進行解釋后的抽象，是經(jīng)過實證后的思想或觀點，是能夠理解或解釋相關事件和現(xiàn)象的品格和能力。它具體包括結構與功能觀、進化與適應觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質與能量觀等。以結構與功能觀為例，它強調生物體的結構與功能是相互適應、相互影響的。在細胞層面，線粒體具有雙層膜結構，內膜向內折疊形成嵴，這種結構大大增加了內膜的表面積，為有氧呼吸相關酶提供了大量的附著位點，從而使其能夠高效地進行有氧呼吸，為細胞提供能量。在個體層面，鳥類的骨骼中空，這種結構減輕了體重，有利于鳥類的飛行，體現(xiàn)了結構對功能的適應?？茖W思維是指尊重事實和證據(jù)，崇尚嚴謹和務實的求知態(tài)度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力。學生應能基于生物學事實和證據(jù)運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維等方法，探討、闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律，審視或論證生物學社會議題。在學習孟德爾遺傳定律時，孟德爾通過對豌豆雜交實驗結果的觀察和分析，運用歸納與概括的方法，提出了遺傳因子的分離定律和自由組合定律；在驗證這些定律時，又運用了演繹與推理的方法，設計測交實驗并預期實驗結果。在學習細胞結構時，學生可以通過構建細胞的物理模型，如制作細胞的三維結構模型，來加深對細胞結構和功能的理解，這體現(xiàn)了模型與建模的思維方法?？茖W探究是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實世界中的生物學問題，針對特定的生物學現(xiàn)象，進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及對結果的交流與討論的能力。在科學探究過程中，學生要掌握科學探究的一般方法，如控制變量、設置對照等，培養(yǎng)勇于探究、敢于質疑的科學精神。在“探究影響酶活性的因素”實驗中，學生需要提出問題，如“溫度如何影響酶的活性？”，然后作出假設，設計實驗方案，包括選擇合適的實驗材料、設置不同的溫度梯度、控制其他變量等，通過實施實驗收集數(shù)據(jù)，并對結果進行分析和討論，從而得出結論。在這個過程中，學生不僅提高了實驗操作能力，還培養(yǎng)了科學探究的思維和方法。社會責任是指基于生物學的認識，參與個人與社會事務的討論，作出理性解釋和判斷，嘗試解決生產(chǎn)生活中的生物學問題的擔當和能力。學生應關注社會熱點問題，如環(huán)境保護、食品安全、生物多樣性保護等，能夠運用所學的生物學知識，對這些問題進行分析和思考，提出合理的建議和解決方案。在面對全球氣候變化問題時，學生可以運用所學的生態(tài)系統(tǒng)知識，理解氣候變化對生態(tài)系統(tǒng)的影響，如導致物種分布范圍改變、生物多樣性減少等，從而積極倡導低碳生活，參與環(huán)保行動，為保護地球家園貢獻自己的力量。2.1.2學科核心素養(yǎng)與高中生物學教學的關系學科核心素養(yǎng)與高中生物學教學緊密相連，相互影響。學科核心素養(yǎng)為高中生物學教學指明了方向，是教學目標的重要依據(jù)。傳統(tǒng)的生物學教學往往側重于知識的傳授，而忽視了學生能力和素養(yǎng)的培養(yǎng)。隨著學科核心素養(yǎng)理念的提出，高中生物學教學目標發(fā)生了轉變，更加注重培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)，使學生不僅掌握生物學知識，還具備運用知識解決實際問題的能力，形成正確的價值觀和社會責任感。在教學中，教師需要根據(jù)學科核心素養(yǎng)的要求，制定具體的教學目標，將生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任融入到每一個教學環(huán)節(jié)中。在講解“細胞呼吸”這一知識點時，教學目標可以設定為：通過對細胞呼吸過程的學習，讓學生理解細胞呼吸的原理和意義，形成物質與能量觀；通過分析細胞呼吸的影響因素，培養(yǎng)學生的科學思維能力；通過設計和實施探究細胞呼吸方式的實驗，提高學生的科學探究能力；引導學生關注細胞呼吸在生產(chǎn)生活中的應用，培養(yǎng)學生的社會責任意識。學科核心素養(yǎng)也影響著高中生物學教學內容的選擇和組織。教師需要根據(jù)學科核心素養(yǎng)的要求，對教學內容進行優(yōu)化和整合，突出重點知識，注重知識之間的聯(lián)系，引導學生構建完整的知識體系。在選擇教學內容時，要注重聯(lián)系生活實際和社會熱點，使學生能夠將所學知識應用到實際情境中，提高學生的學習興趣和學習效果。在講解“基因工程”時，可以引入基因編輯技術在治療遺傳疾病、培育優(yōu)良農(nóng)作物品種等方面的應用案例，讓學生了解基因工程的實際價值，同時引導學生思考基因工程可能帶來的倫理問題，培養(yǎng)學生的批判性思維和社會責任意識。學科核心素養(yǎng)還對高中生物學教學方法提出了新的要求。為了培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)，教師需要采用多樣化的教學方法，如情境教學法、問題導向教學法、探究式教學法等。情境教學法可以通過創(chuàng)設真實的情境，讓學生在情境中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)學生的應用能力和創(chuàng)新思維。在講解“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”時，教師可以創(chuàng)設一個森林生態(tài)系統(tǒng)受到火災破壞的情境，讓學生分析火災對生態(tài)系統(tǒng)的影響以及生態(tài)系統(tǒng)如何恢復穩(wěn)定，從而加深學生對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的理解。問題導向教學法以問題為驅動，引導學生主動思考、積極探究，培養(yǎng)學生的科學思維能力。在教學過程中，教師可以提出一系列具有啟發(fā)性的問題，如“為什么說線粒體是細胞的能量工廠？”“減數(shù)分裂與有絲分裂有哪些異同點？”等，讓學生通過思考和討論來解決問題。探究式教學法強調學生的自主探究和實踐操作，培養(yǎng)學生的科學探究能力。在實驗教學中，教師可以讓學生自主設計實驗方案、實施實驗、分析實驗結果，從而提高學生的實驗技能和科學探究能力。2.2“結構與功能觀”的內涵與價值2.2.1“結構與功能觀”的內涵剖析“結構與功能觀”是生命觀念的重要組成部分，強調生物體的結構與功能之間存在著緊密的聯(lián)系，二者相互適應、相互影響，呈現(xiàn)出動態(tài)統(tǒng)一的關系。這種觀念貫穿于生物學的各個層面，從微觀的分子、細胞，到宏觀的個體、生態(tài)系統(tǒng)，都能深刻體現(xiàn)其內涵。在分子層面，以蛋白質和核酸為例，蛋白質是生命活動的主要承擔者，其功能的多樣性源于結構的復雜性。組成蛋白質的氨基酸種類、數(shù)目、排列順序以及肽鏈的盤曲折疊方式不同，決定了蛋白質具有催化、運輸、免疫、調節(jié)等多種功能。酶作為一種蛋白質，其特定的空間結構使其能夠與底物特異性結合，從而高效地催化化學反應；血紅蛋白的結構特點使其能夠攜帶氧氣，實現(xiàn)氧氣在體內的運輸。核酸是遺傳信息的攜帶者，DNA的雙螺旋結構為遺傳信息的儲存和傳遞提供了穩(wěn)定的基礎。兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈通過堿基互補配對原則形成雙螺旋，這種結構保證了遺傳信息在復制、轉錄過程中的準確性，使得遺傳信息能夠穩(wěn)定地傳遞給子代。從細胞層面來看，細胞是生物體結構和功能的基本單位，各種細胞器的結構與其功能密切相關。線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所，被稱為“動力車間”。其具有雙層膜結構，內膜向內折疊形成嵴，大大增加了內膜的表面積，為有氧呼吸相關酶提供了大量的附著位點，有利于有氧呼吸的高效進行，從而為細胞提供能量。葉綠體是植物進行光合作用的細胞器，其內部有類囊體堆疊形成的基粒，增大了膜面積，類囊體膜上分布著光合色素和與光合作用相關的酶，這些結構特點使得葉綠體能夠有效地捕獲光能，進行光合作用，將光能轉化為化學能，為植物的生長發(fā)育提供物質和能量。在個體層面，生物體的形態(tài)結構與功能也是相互適應的。以人體的消化系統(tǒng)為例，口腔中的牙齒具有咀嚼功能，其形態(tài)和排列適合將食物磨碎；舌能夠攪拌食物，協(xié)助吞咽，其肌肉組織和靈活的運動方式使其能夠完成這些功能。胃呈囊狀，內壁有許多皺襞，能暫時儲存食物，并通過胃腺分泌胃液，對食物進行初步消化。小腸是消化和吸收的主要場所，其細長的結構增加了食物在體內的停留時間，小腸絨毛和微絨毛的存在極大地增加了小腸的內表面積，絨毛內有豐富的毛細血管和毛細淋巴管，這些結構特點有利于營養(yǎng)物質的吸收。在生態(tài)系統(tǒng)層面，生態(tài)系統(tǒng)的結構包括組成成分和營養(yǎng)結構，其功能主要有物質循環(huán)、能量流動和信息傳遞，結構與功能之間存在著緊密的聯(lián)系。生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者、消費者和分解者以及非生物的物質和能量共同構成了生態(tài)系統(tǒng)的組成成分，它們之間通過食物鏈和食物網(wǎng)相互聯(lián)系，形成了復雜的營養(yǎng)結構。這種結構決定了生態(tài)系統(tǒng)能夠進行物質循環(huán)和能量流動。綠色植物作為生產(chǎn)者，通過光合作用將太陽能轉化為化學能，儲存在有機物中，同時將二氧化碳和水等無機物轉化為有機物，為消費者和分解者提供物質和能量。消費者通過攝取生產(chǎn)者和其他消費者，實現(xiàn)物質和能量的傳遞。分解者則將動植物遺體和排泄物中的有機物分解為無機物，歸還到無機環(huán)境中，供生產(chǎn)者重新利用，從而實現(xiàn)物質的循環(huán)。生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞也依賴于其特定的結構，如物理信息通過光、聲、溫度等物理因素傳遞，化學信息通過生物產(chǎn)生的化學物質傳遞，行為信息通過動物的特殊行為傳遞，這些信息傳遞對于調節(jié)生物的種間關系、維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定具有重要作用。2.2.2“結構與功能觀”在高中生物學中的價值體現(xiàn)“結構與功能觀”在高中生物學中具有重要的價值，它貫穿于整個高中生物學知識體系，對學生理解生物學知識、培養(yǎng)科學思維和解決實際問題的能力都有著深遠的影響?！敖Y構與功能觀”有助于學生深入理解生物學知識的本質。高中生物學涉及眾多的概念、原理和現(xiàn)象，這些知識之間往往存在著內在的聯(lián)系。通過“結構與功能觀”，學生能夠從結構和功能的角度去分析和理解生物學知識，把握知識之間的邏輯關系，從而構建起完整的知識體系。在學習細胞呼吸時，學生通過了解線粒體的結構特點，能夠更好地理解有氧呼吸的過程和原理。線粒體的內膜上分布著大量與有氧呼吸相關的酶，這些酶催化了有氧呼吸的各個階段反應，使得細胞能夠將有機物中的化學能逐步釋放出來，為生命活動提供能量。如果學生只是機械地記憶細胞呼吸的過程和反應式，而不理解線粒體結構與功能的關系，就很難真正掌握這一知識點。同樣，在學習遺傳信息的傳遞和表達時，學生通過理解DNA和RNA的結構以及它們與蛋白質合成的關系，能夠深入理解遺傳信息是如何從DNA傳遞到RNA，再通過翻譯合成蛋白質，從而實現(xiàn)遺傳信息的表達。這種從結構與功能角度的理解，使學生能夠將零散的知識整合起來，形成系統(tǒng)的知識框架，加深對生物學知識的理解和記憶?！敖Y構與功能觀”能夠培養(yǎng)學生的科學思維能力?？茖W思維是生物學學科核心素養(yǎng)的重要組成部分，包括歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維等。在運用“結構與功能觀”分析生物學問題時，學生需要運用這些科學思維方法，從而提高自身的思維能力。當學生學習生物進化的相關知識時，運用“結構與功能觀”可以思考生物結構的變化如何適應環(huán)境的改變，進而理解進化的機制。通過歸納不同生物在形態(tài)結構上的特點以及它們在生存環(huán)境中的適應性表現(xiàn)，學生可以概括出生物進化的一般規(guī)律。在分析具體的生物進化案例時，學生可以運用演繹與推理的方法，根據(jù)已知的生物結構與功能關系以及環(huán)境變化因素，推測生物可能發(fā)生的進化方向。學生還可以通過構建生物進化的模型，如種群基因頻率變化的數(shù)學模型，來直觀地展示生物進化的過程，加深對進化理論的理解。這種思維訓練有助于培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和創(chuàng)新思維能力，使學生能夠以科學的思維方式去認識和解決生物學問題?！敖Y構與功能觀”有利于學生解決實際問題。生物學與生活實際密切相關，“結構與功能觀”能夠幫助學生將所學的生物學知識應用到實際生活中，解決實際問題。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，了解植物細胞的結構和功能，有助于農(nóng)民采取合理的種植措施，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質量。通過合理施肥，為植物提供充足的營養(yǎng)物質，滿足植物細胞生長和代謝的需要；通過合理灌溉，維持植物細胞的水分平衡，保證細胞正常的生理功能。在醫(yī)學領域，“結構與功能觀”也具有重要的應用價值。醫(yī)生通過了解人體器官的結構和功能，能夠準確地診斷疾病，并制定合理的治療方案。當患者出現(xiàn)心臟疾病時，醫(yī)生可以通過檢查心臟的結構，如心臟的大小、形態(tài)、瓣膜的功能等，判斷心臟的病變情況，進而采取相應的治療措施，如藥物治療、手術治療等。在環(huán)境保護方面，運用“結構與功能觀”可以幫助學生理解生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能，認識到保護生態(tài)系統(tǒng)的重要性，從而積極參與環(huán)保行動。了解森林生態(tài)系統(tǒng)中各種生物之間的相互關系以及生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動功能，學生可以意識到破壞森林會對生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重的影響，進而倡導保護森林資源，維護生態(tài)平衡。三、高中生物學“結構與功能觀”命題現(xiàn)狀分析3.1對歷年高考試題的分析3.1.1試題分布與考查形式為深入了解高中生物學“結構與功能觀”在高考試題中的呈現(xiàn)情況，本研究對近五年全國各地區(qū)高考生物試題進行了全面梳理與統(tǒng)計分析。結果顯示，涉及“結構與功能觀”的試題在各年高考中均有出現(xiàn)，分布較為廣泛，涵蓋了全國卷、地方卷等不同類型的試卷。從試題在不同模塊的分布來看，“結構與功能觀”相關試題在《分子與細胞》《遺傳與進化》《穩(wěn)態(tài)與調節(jié)》《生物與環(huán)境》四個必修模塊中均有涉及，但各模塊的考查頻率存在一定差異。《分子與細胞》模塊作為生物學的基礎，涉及大量關于細胞結構與功能、生物大分子結構與功能的內容，因此成為考查“結構與功能觀”的重點模塊，約占總試題數(shù)量的40%。在該模塊中，常考查的知識點包括細胞膜的結構與物質運輸功能、細胞器的結構與功能、細胞核的結構與功能等。2022年全國甲卷選擇題第4題，以線粒體為切入點，考查了線粒體在有氧呼吸中的結構與功能關系，包括線粒體中ATP的產(chǎn)生部位、內膜上酶參與的反應以及丙酮酸的分解過程等?！哆z傳與進化》模塊約占總試題數(shù)量的25%，主要從遺傳物質的結構與功能、遺傳信息的傳遞與表達等角度考查“結構與功能觀”。DNA分子的雙螺旋結構決定了其遺傳信息的儲存和傳遞方式，基因的結構決定了其對性狀的控制功能。2021年全國乙卷非選擇題第32題，通過果蠅的遺傳實驗，考查了基因的結構與功能以及基因在染色體上的位置與遺傳規(guī)律的關系。《穩(wěn)態(tài)與調節(jié)》模塊約占總試題數(shù)量的20%，重點考查生物體的結構與維持穩(wěn)態(tài)、調節(jié)生理功能之間的關系。神經(jīng)系統(tǒng)中神經(jīng)元的結構與興奮傳導、內分泌系統(tǒng)中內分泌腺的結構與激素分泌調節(jié)、免疫系統(tǒng)中免疫細胞的結構與免疫功能等都是常見的考點。2020年山東卷選擇題第15題，考查了人體免疫系統(tǒng)中B細胞和T細胞的結構與功能差異，以及它們在免疫應答過程中的作用?！渡锱c環(huán)境》模塊約占總試題數(shù)量的15%，主要從生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能角度考查“結構與功能觀”，包括生態(tài)系統(tǒng)的組成成分、營養(yǎng)結構與物質循環(huán)、能量流動、信息傳遞的關系等。2019年江蘇卷非選擇題第27題，以某草原生態(tài)系統(tǒng)為例，考查了生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者、消費者、分解者的結構與功能，以及它們在生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)和能量流動中的作用。在考查形式上，“結構與功能觀”相關試題既有選擇題，也有非選擇題。選擇題通常以簡潔的題干和選項，考查學生對基本概念、原理的理解和應用，如對細胞結構與功能的簡單判斷、生物大分子結構特點與功能的對應關系等。非選擇題則更加注重考查學生的綜合能力，通過創(chuàng)設復雜的情境，要求學生運用“結構與功能觀”分析和解決實際問題。非選擇題可能會結合實驗探究、圖表分析等形式，考查學生對知識的理解深度和運用能力。2023年廣東卷非選擇題第20題，通過提供關于植物激素調節(jié)的實驗數(shù)據(jù)和圖表，要求學生分析植物激素作用的結構基礎以及激素調節(jié)與植物生長發(fā)育的關系，考查學生運用“結構與功能觀”進行實驗分析和推理的能力。3.1.2考查內容與能力要求歷年高考試題對“結構與功能觀”相關知識的考查重點突出，涵蓋了從分子、細胞到個體、生態(tài)系統(tǒng)等多個層次的結構與功能關系。在分子層次，主要考查生物大分子的結構與功能。蛋白質的結構多樣性決定其功能多樣性，如酶的催化功能、載體蛋白的運輸功能、抗體的免疫功能等都與其特定的氨基酸序列和空間結構密切相關。核酸作為遺傳信息的攜帶者，DNA的雙螺旋結構保證了遺傳信息的穩(wěn)定傳遞，RNA的多種結構形式（如mRNA、tRNA、rRNA）決定了其在遺傳信息表達過程中的不同功能。2022年海南卷考查了細胞膜上通道蛋白、載體蛋白的結構與物質跨膜運輸功能的關系，以及H＋—ATP酶的結構與轉運H＋功能的關系。細胞層次的考查內容豐富多樣，涉及細胞的各種結構與功能。細胞膜的流動鑲嵌模型結構決定了其具有物質運輸、信息交流等功能，如細胞膜上的載體蛋白協(xié)助物質跨膜運輸，糖蛋白參與細胞間的識別和信息交流。細胞器的結構與功能也是考查的重點，線粒體的雙層膜結構和內膜上的嵴為有氧呼吸提供了場所，葉綠體的類囊體薄膜和基質分別進行光反應和暗反應。細胞核作為細胞代謝和遺傳的控制中心，其結構包括核膜、核仁、染色質等，這些結構與基因的表達調控密切相關。2021年河北高考考查了人體成熟紅細胞的結構與運輸O2和CO2功能的關系，以及紅細胞膜上載體蛋白和水通道蛋白的結構與物質運輸功能。在個體層次，試題?？疾樯矬w器官、系統(tǒng)的結構與生理功能的適應關系。人體消化系統(tǒng)中，胃的囊狀結構和胃腺的分布使其能夠儲存和初步消化食物，小腸的絨毛和微絨毛結構增加了吸收面積，有利于營養(yǎng)物質的吸收。呼吸系統(tǒng)中，肺泡的結構特點使其能夠高效地進行氣體交換。動物的運動系統(tǒng)中，骨骼和肌肉的結構配合實現(xiàn)了動物的運動功能。2020年全國卷考查了動物肌肉細胞中肌纖維的結構與收縮功能的關系，以及肌肉細胞中線粒體的分布與能量供應的關系。生態(tài)系統(tǒng)層次主要考查生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能的相互關系。生態(tài)系統(tǒng)的組成成分（生產(chǎn)者、消費者、分解者和非生物的物質和能量）和營養(yǎng)結構（食物鏈和食物網(wǎng)）決定了生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)、能量流動和信息傳遞功能。生產(chǎn)者通過光合作用將太陽能轉化為化學能，儲存在有機物中，為整個生態(tài)系統(tǒng)提供物質和能量基礎。消費者通過捕食關系實現(xiàn)物質和能量的傳遞。分解者將有機物分解為無機物，歸還到無機環(huán)境中，促進物質循環(huán)。生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞依賴于特定的結構，如物理信息通過光、聲等物理因素傳遞，化學信息通過化學物質傳遞，行為信息通過動物的行為傳遞。2019年全國卷考查了某濕地生態(tài)系統(tǒng)中生物群落的結構與生態(tài)系統(tǒng)功能的關系，以及人類活動對生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的影響。除了知識考查，高考試題對學生基于“結構與功能觀”的能力要求也逐漸提高。要求學生具備獲取信息的能力，能夠從試題所提供的文字、圖表、實驗數(shù)據(jù)等信息中提取與“結構與功能觀”相關的關鍵信息。在分析細胞亞顯微結構模式圖時，學生需要準確識別各種細胞器的結構，并根據(jù)其結構特點推斷其功能。學生需要具備邏輯推理能力，運用“結構與功能觀”對生物學現(xiàn)象進行分析、解釋和推理。在面對遺傳現(xiàn)象時，學生要能夠根據(jù)基因的結構和遺傳規(guī)律，推斷性狀的表現(xiàn)和遺傳方式。實驗探究能力也是考查的重點，學生要能夠設計實驗驗證結構與功能的關系，或者分析實驗結果得出關于結構與功能的結論。在探究某種酶的活性與溫度關系的實驗中，學生需要根據(jù)酶的結構特點，設計合理的實驗方案，控制溫度變量，觀察酶活性的變化，并對實驗結果進行分析和討論。學生還需要具備綜合運用知識的能力，將“結構與功能觀”與其他生命觀念、科學思維、科學探究等核心素養(yǎng)要素相結合，解決復雜的生物學問題。在分析生態(tài)系統(tǒng)問題時，學生不僅要考慮生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能關系，還要運用進化與適應觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀等生命觀念，綜合分析生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、生物多樣性等問題。3.2對高中生物模擬試題的調研3.2.1模擬試題來源與樣本選取為全面了解高中生物學模擬試題中“結構與功能觀”的命題情況，本研究廣泛收集了多個地區(qū)、多種類型的模擬試題。模擬試題的來源涵蓋了全國多個教育發(fā)達省份，如江蘇、浙江、廣東、山東等地，同時包括各地市級的統(tǒng)考模擬題以及知名教育機構編寫的模擬試卷。這些地區(qū)的教育理念和教學水平具有一定的代表性，其模擬試題在命題思路、考查內容和難度設置上也體現(xiàn)了不同的特點。在樣本選取上，遵循隨機性和多樣性原則。從收集到的模擬試題中隨機抽取了300套試卷，其中包含150套高三年級的綜合模擬試卷和150套階段性測試試卷，如單元測試、模塊測試試卷等。綜合模擬試卷能夠全面考查學生在高中階段對生物學知識的整體掌握情況以及運用“結構與功能觀”解決綜合性問題的能力；階段性測試試卷則更側重于對特定知識模塊的考查，有助于分析“結構與功能觀”在不同知識模塊中的命題特點。在抽取的試卷中，選擇題、填空題、簡答題、實驗設計題等各種題型均有涉及，以確保樣本能夠涵蓋模擬試題的各種考查形式。通過這樣的樣本選取方式，保證了模擬試題來源的廣泛性和樣本的代表性，能夠較為真實地反映高中生物學模擬試題中“結構與功能觀”的命題現(xiàn)狀，為后續(xù)的深入分析提供可靠的數(shù)據(jù)支持。3.2.2模擬試題中“結構與功能觀”命題特點分析在對抽取的300套模擬試題進行詳細分析后，發(fā)現(xiàn)模擬試題在“結構與功能觀”的命題上呈現(xiàn)出以下特點。在情境設置方面，模擬試題的情境豐富多樣。部分試題以教材中的經(jīng)典實驗或生物科學史為情境，如以細胞學說的建立過程、光合作用的探究歷程等為背景，考查學生對相關知識中“結構與功能觀”的理解。這類情境能夠引導學生回顧科學研究的過程，體會科學家如何通過對結構與功能關系的探究揭示生命現(xiàn)象的本質。有些模擬試題創(chuàng)設了貼近生活實際的情境，如以人體健康、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護等為背景，考查學生運用“結構與功能觀”解決實際問題的能力。以人體心臟的結構與血液循環(huán)功能為情境，考查學生對心血管系統(tǒng)結構與功能關系的認識；以農(nóng)作物種植中合理施肥與植物細胞結構和功能的關系為情境，考查學生對植物營養(yǎng)吸收機制的理解。還有一些試題創(chuàng)設了具有一定新穎性的科研情境，通過介紹最新的生物學研究成果或實驗數(shù)據(jù)，要求學生分析其中涉及的結構與功能關系。如提供關于新型抗癌藥物作用機制的研究資料，考查學生對細胞結構與藥物作用靶點之間關系的理解。從問題設計來看，模擬試題注重考查學生對“結構與功能觀”的理解和應用能力。問題類型豐富，包括對基礎知識的直接考查，如要求學生描述細胞器的結構和功能、生物大分子的結構特點等。也有對知識遷移應用能力的考查，如給出特定的生物結構，讓學生分析其可能具有的功能；或者給出某種生物功能，要求學生推測與之相關的結構基礎。在考查細胞結構時，會問“內質網(wǎng)的結構特點如何有利于其進行蛋白質和脂質的合成與運輸？”在考查生態(tài)系統(tǒng)時，會問“草原生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈的結構對能量流動有什么影響？”部分試題還設置了開放性問題，鼓勵學生運用“結構與功能觀”進行創(chuàng)新思維和批判性思維。如“請舉例說明在生物進化過程中，結構與功能的變化是如何相互影響的？”這類問題能夠激發(fā)學生的思考，培養(yǎng)學生的綜合能力。在考查難度上，模擬試題呈現(xiàn)出一定的梯度?；A題主要考查學生對“結構與功能觀”基本概念和常見實例的掌握，如“線粒體的主要功能是什么？”“細胞膜的結構特點是什么？”等問題，這類題目難度較低，旨在檢測學生對基礎知識的記憶和簡單理解。中等難度的題目則需要學生在掌握基礎知識的基礎上，進行一定的分析和推理。給出細胞的亞顯微結構模式圖，要求學生分析不同細胞器之間在結構和功能上的聯(lián)系，或者結合生理過程，分析相關結構的功能變化。難題通常以復雜的情境為背景，考查學生對“結構與功能觀”的深入理解和綜合運用能力。提供一個涉及多個知識模塊的復雜生物學問題，要求學生從分子、細胞、個體等多個層面，運用“結構與功能觀”進行全面的分析和解答。如在考查遺傳與進化模塊時，結合基因編輯技術和生物進化理論，讓學生探討基因結構的改變對生物功能和進化的影響。與高考試題相比，模擬試題在情境設置的真實性和復雜性上還有一定的提升空間。高考試題往往更加注重創(chuàng)設真實、復雜的情境，緊密聯(lián)系科學研究前沿和社會熱點問題，考查學生在實際情境中運用“結構與功能觀”解決問題的能力。在問題設計的深度和廣度上，高考試題對學生的綜合能力要求更高，不僅考查學生對知識的理解和應用，還注重考查學生的科學思維和創(chuàng)新能力。模擬試題在難度分布上，部分試卷可能存在基礎題占比較大，難題數(shù)量相對較少的情況，而高考試題的難度分布更為均衡，能夠更好地實現(xiàn)對不同層次學生的區(qū)分。3.3現(xiàn)狀總結與問題發(fā)現(xiàn)通過對歷年高考試題和高中生物模擬試題的分析，可以看出當前高中生物學“結構與功能觀”命題在考查內容和形式上呈現(xiàn)出一定的特點和規(guī)律，但也存在一些有待改進的問題。當前命題對“結構與功能觀”的考查內容較為全面，覆蓋了高中生物學的各個模塊和不同層次的知識。從分子水平的生物大分子結構與功能，到細胞水平的細胞器、細胞膜等結構與功能，再到個體水平的器官、系統(tǒng)結構與功能，以及生態(tài)系統(tǒng)水平的組成成分、營養(yǎng)結構與功能的關系，都有涉及。這體現(xiàn)了“結構與功能觀”在高中生物學知識體系中的重要地位，也反映了命題者對學生全面掌握生物學知識，形成系統(tǒng)的生命觀念的重視。在考查形式上，既有對基礎知識的直接考查，以檢測學生對“結構與功能觀”基本概念和原理的記憶和理解；也有通過創(chuàng)設各種情境，如教材經(jīng)典實驗、生活實際、科研前沿等情境，考查學生運用“結構與功能觀”分析和解決問題的能力，體現(xiàn)了對學生綜合素養(yǎng)的考查。當前命題仍存在一些問題。部分試題的情境設置較為單一，缺乏真實性和復雜性。一些模擬試題過于依賴教材內容，情境創(chuàng)設局限于教材中的實驗或案例，與實際生活和科學研究的聯(lián)系不夠緊密。這使得學生在面對真實情境中的生物學問題時，難以運用所學的“結構與功能觀”進行有效的分析和解決。在考查深度上，有些試題對“結構與功能觀”的考查停留在表面，僅要求學生簡單地闡述結構與功能的對應關系，缺乏對學生深入理解和綜合運用這一觀念能力的考查。學生可能只是機械地記憶了相關知識點，而沒有真正理解結構與功能之間的內在聯(lián)系和相互作用機制。在命題的創(chuàng)新性方面還有所欠缺，部分試題的問題設計缺乏新意，不能很好地激發(fā)學生的思維和創(chuàng)新能力。在知識的綜合考查方面，雖然部分試題嘗試將“結構與功能觀”與其他生命觀念、科學思維、科學探究等核心素養(yǎng)要素相結合，但融合的程度還不夠深入，存在簡單拼湊的現(xiàn)象，未能充分體現(xiàn)學科核心素養(yǎng)的整體性和綜合性。這些問題的存在可能導致學生對“結構與功能觀”的學習停留在淺層次，無法真正培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)和解決實際問題的能力。因此，需要在今后的命題中加以改進和完善，以更好地促進學生的學習和發(fā)展。四、基于學科核心素養(yǎng)的“結構與功能觀”命題策略4.1命題原則與導向4.1.1以學科核心素養(yǎng)為核心在基于學科核心素養(yǎng)的“結構與功能觀”命題中，要始終將學科核心素養(yǎng)作為核心要素，全面促進學生在生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任等方面的發(fā)展。生命觀念是生物學學科核心素養(yǎng)的基礎，“結構與功能觀”作為生命觀念的重要組成部分，命題時應圍繞其展開，引導學生深入理解生物體結構與功能的相互關系。在考查細胞結構時，可以設計這樣的題目：“線粒體的內膜向內折疊形成嵴，這一結構特點對線粒體的功能有何重要意義？請從能量轉換的角度進行分析?！蓖ㄟ^這樣的題目，考查學生對線粒體結構與功能關系的理解，以及運用“結構與功能觀”分析問題的能力，從而強化學生的生命觀念。科學思維的培養(yǎng)在命題中也至關重要。可以通過設置具有一定思維難度的問題，考查學生的歸納與概括、演繹與推理、模型與建模等科學思維能力。在遺傳與進化模塊的命題中，可以給出一些遺傳現(xiàn)象，要求學生運用演繹與推理的方法，分析基因的傳遞規(guī)律和性狀表現(xiàn)之間的關系。“已知某種生物的一對相對性狀由一對等位基因控制，現(xiàn)有兩組雜交實驗，一組為顯性個體與隱性個體雜交，子代顯性個體與隱性個體比例為1:1；另一組為顯性個體自交，子代顯性個體與隱性個體比例為3:1。請根據(jù)這兩組實驗結果，推斷該生物的遺傳方式，并說明推理過程。”這樣的題目能夠考查學生運用科學思維解決遺傳問題的能力。科學探究能力的考查可以通過設計實驗探究類題目來實現(xiàn)。命題時可以創(chuàng)設真實的實驗情境，讓學生根據(jù)給定的實驗目的和材料，設計實驗方案、預測實驗結果并分析原因。在考查酶的特性時，可以設置如下題目：“已知淀粉酶能夠催化淀粉水解，某同學想探究溫度對淀粉酶活性的影響，請你幫他設計一個實驗方案，包括實驗材料、實驗步驟、預期實驗結果及結論?！蓖ㄟ^這樣的題目，考查學生的實驗設計、操作和分析能力，培養(yǎng)學生的科學探究精神。社會責任的考查可以結合社會熱點問題，引導學生運用所學的生物學知識，對社會現(xiàn)象進行分析和思考，培養(yǎng)學生的社會責任感和擔當意識。在生態(tài)環(huán)境保護方面，可以設計題目：“隨著城市化進程的加快，城市生態(tài)系統(tǒng)面臨著諸多問題，如生物多樣性減少、環(huán)境污染等。請從生態(tài)系統(tǒng)結構與功能的角度，分析這些問題產(chǎn)生的原因，并提出相應的解決措施。”通過這樣的題目，讓學生關注社會熱點，將生物學知識與實際生活相結合，培養(yǎng)學生的社會責任。4.1.2體現(xiàn)“結構與功能觀”的獨特價值“結構與功能觀”在生物學中具有獨特的地位和價值，它貫穿于整個生物學知識體系，是理解生命現(xiàn)象和規(guī)律的重要基礎。在命題中，應突出這一觀念的獨特價值，引導學生深入理解結構與功能之間的緊密聯(lián)系。從微觀層面來看，生物大分子如蛋白質、核酸等的結構決定了它們的功能。在命題時，可以考查學生對這些生物大分子結構與功能關系的理解。“蛋白質的結構多樣性決定了其功能多樣性，請舉例說明蛋白質的不同結構是如何決定其相應功能的?！蓖ㄟ^這樣的題目，讓學生認識到蛋白質的一級結構（氨基酸序列）決定了其空間結構，而空間結構又決定了其功能，如酶的催化功能、抗體的免疫功能等都與其特定的結構密切相關。在細胞層面，各種細胞器的結構與功能是高考和模擬試題的重點考查內容。命題時，可以進一步深入考查細胞器結構與功能的細節(jié)以及它們之間的相互關系?！皟荣|網(wǎng)與高爾基體在結構和功能上有哪些聯(lián)系？請結合分泌蛋白的合成與運輸過程進行闡述?！蓖ㄟ^這樣的題目，讓學生理解內質網(wǎng)和高爾基體在分泌蛋白合成與運輸過程中的協(xié)同作用，以及它們的結構特點如何適應這一功能。在個體層面，生物體的器官、系統(tǒng)的結構與功能也是命題的重要方向。以人體的呼吸系統(tǒng)為例，可以考查學生對肺泡結構與氣體交換功能關系的理解。“肺泡的哪些結構特點有利于其進行高效的氣體交換？”通過這樣的題目，讓學生認識到肺泡壁很薄，僅由一層上皮細胞構成，且外面纏繞著豐富的毛細血管和彈性纖維，這些結構特點使得肺泡能夠與血液之間進行快速的氣體交換。在生態(tài)系統(tǒng)層面，命題可以考查學生對生態(tài)系統(tǒng)結構與功能相互關系的理解?！吧鷳B(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構（食物鏈和食物網(wǎng)）是如何影響生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動的？”通過這樣的題目，讓學生認識到生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構決定了物質和能量在生態(tài)系統(tǒng)中的傳遞路徑和效率，從而理解生態(tài)系統(tǒng)結構與功能的整體性。通過這些不同層面的命題，突出“結構與功能觀”的獨特價值，引導學生從不同角度深入理解生物體結構與功能的關系，培養(yǎng)學生運用這一觀念分析和解決生物學問題的能力。4.1.3結合課程標準與教材內容命題要嚴格依據(jù)課程標準和教材內容，確保命題的科學性和準確性。課程標準是教學和評價的依據(jù)，明確了學生在高中階段應掌握的生物學知識和技能，以及應形成的學科核心素養(yǎng)。教材則是課程標準的具體體現(xiàn)，是學生學習的主要資源。在基于“結構與功能觀”的命題中，要緊密圍繞課程標準和教材內容，全面考查學生對相關知識的掌握情況。課程標準對“結構與功能觀”相關知識的要求進行了明確規(guī)定。在分子與細胞模塊，要求學生理解細胞的結構和功能，如細胞膜的結構與物質運輸功能、細胞器的結構與功能等。在遺傳與進化模塊，要求學生掌握遺傳物質的結構與功能，以及遺傳信息的傳遞與表達。在穩(wěn)態(tài)與調節(jié)模塊，要求學生了解生物體的結構與維持穩(wěn)態(tài)、調節(jié)生理功能之間的關系。在生物與環(huán)境模塊，要求學生理解生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能的相互關系。命題時，要根據(jù)這些要求，確定考查的知識點和能力層次，確保命題不超出課程標準的范圍。教材中包含了豐富的“結構與功能觀”相關內容，是命題的重要素材來源。教材中的概念、原理、實例等都可以作為命題的依據(jù)。在考查細胞結構時，可以參考教材中對線粒體、葉綠體等細胞器結構和功能的描述，設計相關題目?！敖滩闹忻枋鼍€粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所，其內膜上分布著大量與有氧呼吸相關的酶。請結合線粒體的結構特點，解釋為什么內膜上的酶對有氧呼吸如此重要。”這樣的題目既考查了學生對教材知識的掌握，又引導學生運用“結構與功能觀”進行分析。教材中的實驗、探究活動等也是命題的重要資源。通過考查學生對教材實驗的理解和應用能力，可以檢驗學生對“結構與功能觀”的掌握程度。在“探究植物細胞的吸水和失水”實驗中，教材通過設置不同濃度的外界溶液，觀察植物細胞的形態(tài)變化，從而探究細胞的吸水和失水原理。命題時，可以以此為基礎，設計題目：“在‘探究植物細胞的吸水和失水’實驗中，當外界溶液濃度高于細胞液濃度時，植物細胞會發(fā)生質壁分離現(xiàn)象。請從細胞結構和功能的角度，解釋質壁分離現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。”這樣的題目能夠考查學生對實驗原理的理解，以及運用“結構與功能觀”解釋實驗現(xiàn)象的能力。在結合課程標準和教材內容命題時，要注重對知識的整合和拓展，避免簡單地重復教材內容。可以通過創(chuàng)設新的情境，將教材知識與實際生活、科學研究等相結合，考查學生運用知識解決實際問題的能力。以教材中關于生態(tài)系統(tǒng)的知識為基礎，創(chuàng)設一個關于某地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)受到人類活動破壞的情境，要求學生運用生態(tài)系統(tǒng)結構與功能的知識，分析問題并提出解決方案。這樣的命題既符合課程標準和教材內容的要求，又能夠考查學生的綜合素養(yǎng)。4.2命題情境創(chuàng)設4.2.1真實生活情境的運用真實生活情境的運用是考查學生“結構與功能觀”的重要手段，它能讓學生將所學知識與實際生活緊密聯(lián)系，提高學生運用知識解決實際問題的能力。在高中生物學中，疾病、生態(tài)問題等都是常見的真實生活情境素材。以疾病為例，許多疾病的發(fā)生都與生物體的結構和功能異常密切相關。在命題時，可以創(chuàng)設與疾病相關的情境，考查學生對相關結構與功能關系的理解。以囊性纖維病為例，這是一種常染色體隱性遺傳病，其發(fā)病機制是編碼CFTR蛋白的基因發(fā)生突變，導致CFTR蛋白結構異常，進而影響了氯離子的跨膜運輸功能，使患者的呼吸道等器官功能受損。可以設計這樣的題目：“囊性纖維病患者的CFTR蛋白結構異常，導致氯離子無法正常跨膜運輸。請從蛋白質結構與功能的關系角度，分析CFTR蛋白結構異常為何會影響氯離子的運輸功能。”這樣的題目要求學生運用“結構與功能觀”，從分子層面分析蛋白質結構變化對其功能的影響，考查學生對知識的理解和應用能力。在考查細胞呼吸相關知識時，可以創(chuàng)設糖尿病患者的生活情境。糖尿病患者由于胰島素分泌不足或胰島素作用缺陷，導致細胞對葡萄糖的攝取和利用出現(xiàn)障礙。可以設計題目：“糖尿病患者的血糖水平較高，但細胞卻無法充分利用葡萄糖。從細胞呼吸的角度分析，這可能與細胞的哪些結構和功能異常有關？”學生需要結合細胞呼吸的過程，分析細胞膜上葡萄糖轉運載體的功能、線粒體的結構和功能等對細胞攝取和利用葡萄糖的影響，從而運用“結構與功能觀”解決問題。生態(tài)問題也是創(chuàng)設真實生活情境的重要素材。隨著人類活動對生態(tài)環(huán)境的影響日益加劇，生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能受到了嚴重的破壞。在命題時，可以以生態(tài)問題為背景，考查學生對生態(tài)系統(tǒng)結構與功能關系的理解。以森林生態(tài)系統(tǒng)為例，由于過度砍伐、森林火災等原因，森林生態(tài)系統(tǒng)的結構發(fā)生了改變，如植被減少、生物多樣性降低等，進而影響了生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)、能量流動和信息傳遞功能。可以設計題目：“某地區(qū)由于過度砍伐森林，導致森林生態(tài)系統(tǒng)的結構發(fā)生變化。請分析這種變化對生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)和能量流動功能的影響，并提出相應的保護措施?！睂W生需要運用生態(tài)系統(tǒng)結構與功能的知識，分析生態(tài)系統(tǒng)結構變化對功能的影響，并從生態(tài)系統(tǒng)的組成成分、營養(yǎng)結構等方面提出保護措施，考查學生對生態(tài)系統(tǒng)知識的綜合運用能力和對“結構與功能觀”的理解。在考查生物多樣性保護時，可以創(chuàng)設某濕地生態(tài)系統(tǒng)面臨退化的情境。濕地生態(tài)系統(tǒng)具有涵養(yǎng)水源、調節(jié)氣候、保護生物多樣性等重要功能，但由于人類活動的干擾，如圍墾、污染等，濕地生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能受到了威脅。可以設計題目：“某濕地生態(tài)系統(tǒng)由于圍墾和污染，其生物多樣性減少，生態(tài)系統(tǒng)功能下降。請從生態(tài)系統(tǒng)結構與功能的角度，分析生物多樣性減少對濕地生態(tài)系統(tǒng)功能的影響，并提出保護濕地生態(tài)系統(tǒng)的建議?！睂W生需要分析濕地生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)結構的關系，以及這種關系對生態(tài)系統(tǒng)功能的影響，從而提出保護建議，考查學生運用“結構與功能觀”分析生態(tài)問題和解決實際問題的能力。通過創(chuàng)設這些真實生活情境，學生能夠更加深入地理解“結構與功能觀”在生物學中的重要性，提高運用知識解決實際問題的能力，同時也能增強學生對生活和社會的關注，培養(yǎng)學生的社會責任意識。4.2.2科學研究情境的引入科學研究情境的引入在高中生物學“結構與功能觀”命題中具有重要意義，它能夠培養(yǎng)學生的科學思維和探究能力，使學生更好地理解科學研究的過程和方法。生物學實驗和前沿研究成果是創(chuàng)設科學研究情境的重要素材。生物學實驗是生物學研究的重要手段，通過實驗可以揭示生物體的結構與功能關系。在命題時，可以以經(jīng)典生物學實驗為背景，考查學生對實驗原理、實驗過程和實驗結果的理解，以及運用“結構與功能觀”分析實驗現(xiàn)象的能力。以“探究細胞大小與物質運輸?shù)年P系”實驗為例，該實驗通過模擬細胞大小與物質擴散的關系，探究細胞大小對物質運輸效率的影響?？梢栽O計題目：“在‘探究細胞大小與物質運輸?shù)年P系’實驗中，用含酚酞的瓊脂塊模擬細胞，將瓊脂塊浸泡在NaOH溶液中，觀察NaOH在瓊脂塊中的擴散情況。請分析為什么細胞體積越大，物質運輸?shù)男试降?？從細胞結構與功能的角度進行解釋?！睂W生需要理解細胞體積與表面積的關系，以及物質運輸與細胞結構的聯(lián)系，運用“結構與功能觀”分析實驗現(xiàn)象，考查學生的科學思維和實驗分析能力。在考查光合作用相關知識時，可以以恩格爾曼的實驗為情境。恩格爾曼通過水綿和好氧細菌的實驗，證明了葉綠體是光合作用的場所，氧氣是由葉綠體釋放出來的?？梢栽O計題目：“恩格爾曼的實驗中，將水綿和好氧細菌放在沒有空氣的黑暗環(huán)境中，然后用極細的光束照射水綿。請分析為什么好氧細菌會聚集在葉綠體受光部位的周圍？從葉綠體的結構與功能角度進行解釋。”學生需要了解葉綠體的結構和光合作用的過程，運用“結構與功能觀”解釋實驗現(xiàn)象，考查學生對光合作用知識的掌握和科學思維能力。前沿研究成果能夠反映生物學領域的最新進展，將其引入命題中，可以拓寬學生的視野，激發(fā)學生的學習興趣。隨著生物技術的不斷發(fā)展，基因編輯技術、CRISPR/Cas9系統(tǒng)等成為生物學研究的熱點。在命題時，可以以這些前沿研究成果為情境，考查學生對相關知識的理解和運用能力。以基因編輯技術為例，該技術可以對生物體的基因進行精確編輯，從而改變生物體的性狀?？梢栽O計題目：“CRISPR/Cas9系統(tǒng)是一種新型的基因編輯技術，它能夠識別并切割特定的DNA序列。請從基因的結構與功能角度，分析CRISPR/Cas9系統(tǒng)是如何實現(xiàn)對基因的編輯的？這種技術可能會對生物體的結構和功能產(chǎn)生哪些影響？”學生需要了解基因的結構和功能，以及CRISPR/Cas9系統(tǒng)的工作原理，運用“結構與功能觀”分析問題，考查學生對前沿知識的掌握和科學思維能力。在考查細胞凋亡相關知識時，可以以細胞凋亡機制的前沿研究成果為情境。細胞凋亡是細胞程序性死亡的過程，對于維持生物體的正常發(fā)育和內環(huán)境穩(wěn)定具有重要意義。近年來，科學家對細胞凋亡的分子機制進行了深入研究，發(fā)現(xiàn)了一系列與細胞凋亡相關的基因和信號通路。可以設計題目：“最新研究發(fā)現(xiàn)，細胞凋亡過程中，某些基因的表達發(fā)生變化，導致細胞內一系列的生化反應，最終引發(fā)細胞凋亡。請從基因的結構與功能角度，分析這些基因是如何調控細胞凋亡的？細胞凋亡對生物體的結構和功能有什么重要意義？”學生需要了解基因的表達調控和細胞凋亡的過程，運用“結構與功能觀”分析問題，考查學生對細胞凋亡知識的掌握和科學思維能力。通過引入這些科學研究情境，學生能夠感受到科學研究的魅力，了解科學研究的方法和過程，培養(yǎng)學生的科學探究精神和創(chuàng)新思維能力，同時也能加深學生對“結構與功能觀”的理解和應用。4.2.3情境的多樣性與復雜性設計情境的多樣性與復雜性設計在高中生物學“結構與功能觀”命題中起著關鍵作用，它能夠滿足不同層次學生的需求，提高試題的區(qū)分度，全面考查學生的學科核心素養(yǎng)。情境的多樣性體現(xiàn)在多個方面。在知識領域上，應涵蓋高中生物學的各個模塊，包括分子與細胞、遺傳與進化、穩(wěn)態(tài)與調節(jié)、生物與環(huán)境等。在分子與細胞模塊，可以創(chuàng)設關于細胞結構與功能的情境，如線粒體、葉綠體等細胞器的結構與功能；在遺傳與進化模塊，可以以遺傳物質的結構與功能、遺傳信息的傳遞與表達為情境；在穩(wěn)態(tài)與調節(jié)模塊，可圍繞生物體的結構與維持穩(wěn)態(tài)、調節(jié)生理功能的關系創(chuàng)設情境；在生物與環(huán)境模塊，則以生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能為情境。通過多樣化的知識領域情境，考查學生對不同模塊知識中“結構與功能觀”的理解和應用。在情境類型上，應豐富多樣。除了前文提到的真實生活情境和科學研究情境，還可以創(chuàng)設歷史文化情境。在考查生物進化相關知識時，可以引入達爾文的進化論提出的歷史背景，讓學生分析在當時的科學認知水平下，達爾文是如何通過觀察和思考，提出生物進化的觀點，以及這一觀點對生物學發(fā)展的重要意義。從生物結構與功能的演變角度，探討生物進化過程中結構與功能的相互影響。還可以創(chuàng)設虛擬情境，如構建一個虛擬的生態(tài)系統(tǒng)，設定其中的生物種類、數(shù)量以及環(huán)境條件，讓學生分析該生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能特點，以及在不同環(huán)境變化下生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的變化。情境的復雜性設計也是至關重要的。簡單的情境可能只涉及單一的知識點和簡單的邏輯關系，只能考查學生對基礎知識的掌握。而復雜的情境則包含多個知識點和復雜的邏輯關系，需要學生綜合運用所學知識，進行深入的分析和推理。在考查生態(tài)系統(tǒng)相關知識時，可以創(chuàng)設一個包含多種生物和復雜生態(tài)關系的情境。某森林生態(tài)系統(tǒng)中，存在著生產(chǎn)者、消費者和分解者，它們之間通過食物鏈和食物網(wǎng)相互聯(lián)系。近年來，由于人類活動的干擾，如砍伐森林、引入外來物種等，該生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能發(fā)生了變化。設計題目時，可以要求學生分析這些人類活動對生態(tài)系統(tǒng)結構的影響，如生物多樣性的變化、食物鏈和食物網(wǎng)的改變等；以及這些結構變化對生態(tài)系統(tǒng)功能的影響，如物質循環(huán)、能量流動和信息傳遞的變化。還可以進一步要求學生提出保護該生態(tài)系統(tǒng)的措施，從生態(tài)系統(tǒng)結構與功能的角度闡述措施的合理性。這樣的情境考查了學生對生態(tài)系統(tǒng)知識的綜合運用能力，以及運用“結構與功能觀”分析和解決復雜問題的能力。在考查遺傳與變異相關知識時，可以創(chuàng)設一個涉及多個基因和復雜遺傳現(xiàn)象的情境。已知某種植物的花色由多對等位基因控制，不同基因之間存在著相互作用，且環(huán)境因素也會影響花色的表現(xiàn)。給出一系列的雜交實驗結果和環(huán)境條件信息，要求學生分析基因的結構與功能、基因之間的相互作用以及環(huán)境因素如何共同影響花色的遺傳和表現(xiàn)。學生需要運用遺傳定律、基因的表達調控等知識，結合“結構與功能觀”進行綜合分析，從而解決問題。通過設計具有多樣性和復雜性的情境，能夠滿足不同層次學生的需求。對于基礎薄弱的學生，簡單的情境可以幫助他們鞏固基礎知識；對于學習能力較強的學生，復雜的情境能夠激發(fā)他們的思維，發(fā)揮他們的潛力。這樣的命題方式能夠提高試題的區(qū)分度，更準確地評價學生的學科核心素養(yǎng)水平，促進學生的全面發(fā)展。4.3問題設計與能力考查4.3.1基于“結構與功能觀”的問題層次設置基于“結構與功能觀”的問題層次設置，應遵循學生的認知規(guī)律，從基礎概念的考查逐步深入到綜合應用能力的檢驗，全面考查學生對這一觀念的理解和運用水平。在基礎層次，主要考查學生對“結構與功能觀”基本概念和原理的記憶與簡單理解。這類問題通常較為直接，旨在檢測學生是否掌握了相關的基礎知識?！熬€粒體的主要功能是什么？”“細胞膜的結構特點是什么？”這些問題要求學生準確回憶并表述線粒體作為有氧呼吸主要場所的功能，以及細胞膜具有一定流動性和選擇透過性的結構特點。通過對這類問題的回答，學生能夠鞏固對細胞結構與功能的基本認識，為后續(xù)深入學習和應用“結構與功能觀”奠定基礎。在理解層次，問題設計注重考查學生對結構與功能關系的深入理解。要求學生能夠闡述某種結構如何決定其特定功能，或者某種功能的實現(xiàn)依賴于哪些結構基礎?！罢堦U述內質網(wǎng)的結構特點如何有利于其進行蛋白質和脂質的合成與運輸？”學生需要理解內質網(wǎng)是由膜連接而成的網(wǎng)狀結構，其廣闊的膜面積為酶提供了大量的附著位點，有利于蛋白質和脂質的合成；內質網(wǎng)與核膜、細胞膜相連，以及通過囊泡與高爾基體等其他細胞器聯(lián)系，這種結構特點便于其進行物質運輸。這類問題考查了學生對知識的理解深度，要求學生能夠將結構與功能有機聯(lián)系起來，形成較為系統(tǒng)的認識。在應用層次，問題難度進一步提升，需要學生運用“結構與功能觀”解決實際問題。這類問題通常會創(chuàng)設具體的情境，要求學生根據(jù)給定的信息，分析結構與功能的關系，并提出相應的解決方案。在考查細胞呼吸相關知識時，可以設置這樣的問題：“某工廠利用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)酒精，在發(fā)酵過程中發(fā)現(xiàn)酒精產(chǎn)量較低。請從細胞呼吸的角度，分析可能是哪些細胞結構或生理過程出現(xiàn)了問題，并提出改進措施?！睂W生需要結合酵母菌細胞的結構和細胞呼吸的過程，分析可能是線粒體結構受損導致有氧呼吸受影響，或者是細胞膜上葡萄糖運輸載體出現(xiàn)問題影響了葡萄糖的攝取等，進而提出相應的改進措施，如優(yōu)化發(fā)酵條件、補充營養(yǎng)物質等。這類問題考查了學生運用知識解決實際問題的能力，體現(xiàn)了“結構與功能觀”的實際應用價值。在綜合層次，問題設計強調知識的綜合性和跨模塊性，要求學生將“結構與功能觀”與其他生命觀念、科學思維、科學探究等核心素養(yǎng)要素相結合，解決復雜的生物學問題。在考查生態(tài)系統(tǒng)相關知識時，可以設置問題：“隨著城市化進程的加快，城市生態(tài)系統(tǒng)面臨著諸多問題，如生物多樣性減少、環(huán)境污染等。請從生態(tài)系統(tǒng)結構與功能的角度，分析這些問題產(chǎn)生的原因，并提出相應的解決措施。同時，運用進化與適應觀，探討生物在這種環(huán)境變化下的進化趨勢?！睂W生需要綜合運用生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能知識，分析生物多樣性減少導致生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結構簡化，進而影響物質循環(huán)和能量流動功能；環(huán)境污染可能破壞生態(tài)系統(tǒng)中生物的結構，影響其功能。從進化與適應觀角度，探討生物可能會通過進化適應新的環(huán)境，如某些生物可能會進化出更強的抗污染能力等。這類問題考查了學生的綜合素養(yǎng)，要求學生具備較強的知識整合能力和創(chuàng)新思維能力。4.3.2對科學思維與探究能力的考查方式在高中生物學“結構與功能觀”命題中，對學生科學思維與探究能力的考查是培養(yǎng)學生學科核心素養(yǎng)的重要方面。通過巧妙設計問題，能夠有效檢驗學生的歸納與概括、演繹與推理、模型與建模等科學思維和探究能力。歸納與概括能力的考查，通常要求學生對一系列生物學事實或現(xiàn)象進行分析和總結，得出一般性的結論。在考查細胞結構與功能時，可以給出多種不同細胞的結構特點和功能描述，讓學生歸納出細胞結構與功能的一般性規(guī)律。“請分析大腸桿菌、洋蔥表皮細胞、人體肝細胞的結構特點，并歸納出真核細胞和原核細胞在結構與功能上的主要區(qū)別。”學生需要仔細分析這些細胞的結構，如大腸桿菌沒有以核膜為界限的細胞核，只有擬核，細胞器只有核糖體；而洋蔥表皮細胞和人體肝細胞有細胞核和多種細胞器。通過對這些具體細胞的分析，歸納出真核細胞具有核膜包被的細胞核、多種細胞器，原核細胞沒有細胞核，細胞器種類較少等結構與功能上的區(qū)別。這種考查方式能夠鍛煉學生從具體事例中提取關鍵信息，進行歸納總結的能力。演繹與推理能力的考查，要求學生根據(jù)已知的生物學原理和規(guī)律，對給定的情境進行分析和推理，得出合理的結論。在遺傳與進化模塊，可以設置這樣的問題：“已知某種生物的一對相對性狀由一對等位基因控制，且顯性基因對隱性基因完全顯性?，F(xiàn)有兩個親本雜交，子代出現(xiàn)了3:1的性狀分離比。請運用演繹推理的方法，推測親本的基因型，并說明推理過程。”學生需要根據(jù)孟德爾遺傳定律，知道雜合子自交后代會出現(xiàn)3:1的性狀分離比，從而推測出親本的基因型可能都是雜合子。在推理過程中，學生要運用遺傳定律，結合題目所給信息，進行合理的推導，這考查了學生運用邏輯思維解決問題的能力。模型與建模能力的考查，可以通過讓學生構建物理模型、概念模型或數(shù)學模型來實現(xiàn)。在學習細胞結構時，要求學生制作細胞的物理模型，如用不同材料制作線粒體、葉綠體等細胞器，通過模型構建，學生能夠更直觀地理解細胞結構與功能的關系。在考查生態(tài)系統(tǒng)能量流動時，可以讓學生構建能量流動的概念模型，用圖形和文字表示出生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉化和散失過程。在遺傳部分，還可以考查學生構建數(shù)學模型的能力，如讓學生根據(jù)給定的遺傳數(shù)據(jù)，繪制遺傳系譜圖，分析遺傳方式和概率。通過這些模型構建的考查，培養(yǎng)學生將抽象的生物學知識轉化為具體模型的能力，提高學生的空間想象和邏輯思維能力?？茖W探究能力的考查，可通過設計實驗探究類問題來實現(xiàn)。給出一個關于結構與功能關系的探究主題，如“探究某種酶的活性與溫度的關系”，要求學生設計實驗方案，包括實驗目的、實驗原理、實驗材料、實驗步驟、預期實驗結果及結論等。學生需要明確實驗目的是探究溫度對酶活性的影響，根據(jù)酶的催化特性和溫度對化學反應的影響原理，選擇合適的實驗材料，如淀粉酶和淀粉溶液，設計不同的溫度梯度，控制其他變量，通過觀察淀粉的分解情況來判斷酶的活性。在實驗設計過程中，學生要考慮實驗的科學性、可行性和可重復性，這考查了學生的實驗設計、操作和分析能力，培養(yǎng)學生的科學探究精神和實踐能力。4.3.3培養(yǎng)學生社會責任意識的問題設置在高中生物學“結構與功能觀”命題中，培養(yǎng)學生社會責任意識是學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要目標之一。通過設置具有針對性的問題，能夠引導學生關注生物學相關的社會問題，將所學知識與社會實際相聯(lián)系，增強學生的社會責任感。在生態(tài)環(huán)境保護方面，可以設置問題引導學生運用“結構與功能觀”分析生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀和問題?！敖陙恚澈瓷鷳B(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)了富營養(yǎng)化現(xiàn)象，導致水體中藻類大量繁殖，溶解氧含量下降，魚類等生物大量死亡。請從生態(tài)系統(tǒng)結構與功能的角度，分析富營養(yǎng)化產(chǎn)生的原因，并提出相應的治理措施?！睂W生需要運用生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能知識，分析富營養(yǎng)化是由于人類活動向湖泊中排放大量含氮、磷等營養(yǎng)物質的污水，導致水體中營養(yǎng)物質增多，藻類等生產(chǎn)者大量繁殖。藻類過度繁殖會覆蓋水面，影響水中植物的光合作用，導致溶解氧含量下降，從而影響其他生物的生存。在提出治理措施時，學生可以從調整生態(tài)系統(tǒng)結構入手，如控制污水排放、種植水生植物吸收營養(yǎng)物質、引入以藻類為食的生物等，以恢復生態(tài)系統(tǒng)的功能平衡。通過這類問題的思考和回答，學生能夠深刻認識到人類活動對生態(tài)環(huán)境的影響，增強保護生態(tài)環(huán)境的責任感。在人類健康問題上，也可以設置相關問題。“隨著生活水平的提高，肥胖問題日益嚴重。從細胞代謝和人體生理結構與功能的角度，分析肥胖產(chǎn)生的原因，并提出預防和治療肥胖的建議。”學生需要從細胞層面分析肥胖可能是由于細胞內脂肪合成增加、分解減少，以及人體生理結構與功能方面，如飲食習慣不良導致攝入過多高熱量食物，運動量不足導致能量消耗減少等原因造成的。在提出預防和治療建議時，學生可以從調整飲食結構、增加運動量、改善生活習慣等方面入手，如減少高熱量、高脂肪食物的攝入，增加膳食纖維的攝入，加強體育鍛煉，保證充足的睡眠等。這類問題能夠讓學生關注自身健康，將生物學知識應用到日常生活中，培養(yǎng)學生健康生活的意識和責任感。在生物科技應用領域，設置問題可以引導學生思考生物科技對社會的影響?！盎蚓庉嫾夹g是一種新興的生物技術，它可以對生物體的基因進行精確編輯。請從基因的結構與功能角度，分析基因編輯技術可能帶來的好處和潛在風險，并談談你對基因編輯技術應用的看法。”學生需要從基因的結構與功能知識出發(fā)，分析基因編輯技術可以用于治療某些遺傳疾病，通過修復或改變異?；騺砘謴驼５纳砉δ埽坏部赡軒頋撛陲L險，如基因編輯的脫靶效應可能導致其他基因的異常，引發(fā)未知的健康問題。通過對這類問題的討論，學生能夠對生物科技的發(fā)展有更全面的認識，培養(yǎng)學生理性看待生物科技應用的態(tài)度和社會責任感。五、“結構與功能觀”命題案例分析5.1分子與細胞模塊命題案例5.1.1案例展示與分析以下是一道典型的分子與細胞模塊中體現(xiàn)“結構與功能觀”的試題：題目：細胞膜是細胞的重要結構，其結構與功能密切相關。下列關于細胞膜結構與功能的敘述，錯誤的是（）A.細胞膜的基本支架是磷脂雙分子層，這一結構特點使其具有一定的流動性B.細胞膜上的載體蛋白具有特異性，能夠協(xié)助特定的物質跨膜運輸C.細胞膜上的糖蛋白與細胞間的識別、信息交流等功能有關D.細胞膜的功能越復雜，其含有的脂質種類和數(shù)量就越多答案：D分析：這道題全面考查了細胞膜的結構與功能關系，充分體現(xiàn)了“結構與功能觀”。細胞膜的基本支架是磷脂雙分子層，磷脂分子具有流動性，使得細胞膜具有一定的流動性，這一結構特點決定了細胞膜在物質運輸、細胞融合等生理過程中能夠發(fā)揮作用，體現(xiàn)了結構對功能的影響。細胞膜上的載體蛋白具有特異性，不同的載體蛋白只能運輸特定的物質，如葡萄糖進入紅細胞需要葡萄糖載體蛋白，這種特異性保證了細胞對物質的選擇性吸收，體現(xiàn)了結構與功能的對應關系。細胞膜上的糖蛋白由糖類和蛋白質結合而成，分布在細胞膜外側，與細胞間的識別、信息交流等功能密切相關，如免疫細胞識別外來病原體靠的就是細胞膜上糖蛋白的識別作用，這進一步說明了結構決定功能。而細胞膜的功能主要是由蛋白質承擔的，細胞膜的功能越復雜，其含有的蛋白質種類和數(shù)量就越多，而不是脂質，D選項錯誤，從反面考查了結構與功能的關系。再看一道關于DNA結構與功能的試題：題目：DNA是主要的遺傳物質，其結構決定了遺傳信息的儲存和傳遞。下列關于DNA結構與功能的描述，正確的是（）A.DNA分子由兩條反向平行的核糖核苷酸鏈組成，通過氫鍵連接B.DNA分子的雙螺旋結構使其具有較強的穩(wěn)定性，有利于遺傳信息的儲存C.DNA分子的復制過程中，先解旋后復制，保證了遺傳信息的準確傳遞D.基因是有遺傳效應的DNA片段，基因的功能只與堿基對的排列順序有關答案：B分析：DNA分子由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈組成，而不是核糖核苷酸鏈，A選項錯誤。DNA分子的雙螺旋結構使兩條鏈上的堿基通過氫鍵互補配對，形成穩(wěn)定的結構，這種結構有利于遺傳信息的長期儲存，體現(xiàn)了結構對功能的重要性。DNA分子的復制過程是邊解旋邊復制，而不是先解旋后復制，C選項錯誤。基因是有遺傳效應的DNA片段，基因的功能不僅與堿基對的排列順序有關，還與基因的空間結構、基因在染色體上的位置等因素有關，D選項錯誤。該題通過對DNA結構與功能相關知識點的考查，讓學生理解DNA結構如何決定其遺傳信息儲存和傳遞的功能，強化了“結構與功能觀”。5.1.2對學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的作用此類命題對學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)具有多方面的重要作用。有助于學生深入理解生命本質。通過對分子與細胞模塊中各種結構與功能關系的學習和考查，學生能夠認識到細胞作為生命的基本單位，其內部的各種分子和結構都具有特定的功能，這些功能相互協(xié)調，共同維持著細胞的生命活動。在學習線粒體和葉綠體的結構與功能時，學生了解到線粒體通過其獨特的內膜結構進行有氧呼吸，為細胞提供能量；葉綠體通過類囊體膜上的光合色素和酶進行光合作用，將光能轉化為化學能。這些知識讓學生明白細胞內的能量轉換和物質代謝是如何依賴于特定的結構實現(xiàn)的，從而深入理解生命的本質。能夠培養(yǎng)學生的科學思維。在解答這類命題時，學生需要運用歸納與概括、演繹與推理等科學思維方法。在分析細胞膜的結構與功能關系時，學生需要歸納不同物質跨膜運輸方式與細胞膜結構的聯(lián)系，如自由擴散與細胞膜的磷脂雙分子層的關系，主動運輸與細胞膜上載體蛋白的關系等。在學習DNA的結構與功能時，學生可以根據(jù)DNA的雙螺旋結構和堿基互補配對原則，演繹推理出DNA復制和轉錄的過程，培養(yǎng)邏輯思維能力。這類命題還能提升學生的科學探究能力。一些試題可能會以實驗探究的形式出現(xiàn)，要求學生設計實驗驗證分子與細胞結構與功能的關系。在探究細胞膜的選擇透過性時，學生需要設計實驗，觀察不同物質通過細胞膜的情況，分析細胞膜結構對物質運輸?shù)挠绊?。在探究DNA復制方式的實驗中，學生需要理解科學家的實驗思路，如梅塞爾森和斯塔爾的實驗，運用同位素標記法和密度梯度離心技術，驗證DNA的半保留復制方式。通過這些實驗探究，學生能夠掌握科學探究的方法和步驟，提高實驗設計、操作和分析能力。5.2遺傳與進化模塊命題案例5.2.1案例展示與分析在遺傳與進化模塊中，有許多經(jīng)典的體現(xiàn)“結構與功能觀”的命題。以下是一道關于基因結構與表達的試題：題目：下圖為真核細胞中基因表達過程示意圖，據(jù)圖回答下列問題：[此處可附上基因表達過程示意圖，包括轉錄和翻譯過程，顯示DNA、mRNA、核糖體、tRNA等結構]（1）圖中①過程為______，需要______酶的參與，該酶識別并結合的部位是基因的______。（2）圖中②過程為______，核糖體在mRNA上的移動方向是______（填“從左到右”或“從右到左”