淺談“一體四層四翼”在高考生物復習中的落實
——青蒿素專題為例

江蘇 張卓鵬

淺談“一體四層四翼”在高考生物復習中的落實
——青蒿素專題為例

江蘇 張卓鵬

在高考生物復習中，方向比努力更為重要。高三教師和考生必須結合具體學科，對學科的“四層”與“四翼”要有清晰的認識。

1 “一體四層四翼”到底是什么

從2017年起，高考考試內容改革將更加注重頂層設計、統籌謀劃，突出考試內容的整體設計和科學構建，形成“一體四層四翼”的高考評價體系。

“一體”即高考評價體系。通過確立“立德樹人、服務選拔、導向教學”這一高考核心立場，回答了“為什么考”的問題，通過明確“必備知識、關鍵能力、學科素養、核心價值”四層考查目標以及“基礎性、綜合性、應用性、創新性”四個方面的考查要求，回答了高考“考什么”和“怎么考”的問題?！耙惑w”是總體框架，“四層”與“四翼”是“一體”的有機組成部分，共同構成了實現高考評價功能的理論體系，如圖1所示。

圖1 “一體四層四翼”示意圖

1.1 “四層”解讀

“四層”，即通過明確“必備知識、關鍵能力、學科素養、核心價值”四層考查目標，回答了高考“考什么”的問題。

第一圈層“必備知識”。強調考查學生長期學習的知識儲備中的基礎性、通用性知識，是學生今后進入大學學習以及終身學習所必須掌握的。高考是選拔性考試，也有至少60%的基礎題。這些題目考查的就是基礎性、通用性知識。這些知識絕大部分都在教材上有明確體現，考生在一輪復習期間，首先就是要對照考綱，把考點涉及的這些基礎性、通用性知識記熟、掌握。檢驗的方法，就是解答教材上的例題、練習題。

第二圈層“關鍵能力”。重點考查學生所學知識的運用能力，強調獨立思考、分析問題和解決問題、交流與合作等學生適應未來不斷變化發展的社會所需至關重要的能力。

第三圈層“學科素養”。要求學生能夠在不同情境下綜合利用所學知識和技能處理復雜任務，具有扎實的學科觀念和寬闊的學科視野，并體現出自身的實踐能力、創新精神等內化的綜合學科素養。

“關鍵能力”和“學科素養”的考查，往往體現在那些“難題”上，比如生物實驗題、信息給予題、生命科技新情境試題等?？偨Y起來，要在這些難題上拿分，復習備考時就要把握“思”“廣”兩個字。思，就是對每一道試題，要多想：考查知識是什么？解答思路有幾個？同類試題見過沒有？答案組織順暢嗎？廣，就是廣泛涉獵學科相關內容，除了教材、各種優質試題，還有相關讀物、學科領域最新進展等。

第四圈層“核心價值”。要求學生能夠在知識積累、能力提升和素質養成的過程中，逐步形成正確的核心價值觀。這也體現了高考所承載的“堅持立德樹人，加強社會主義核心價值體系教育”和“增強學生社會責任感”的育人功能和政治使命。

1.2 “四翼”解讀

“四翼”即通過明確“基礎性、綜合性、應用性、創新性”四個方面的考查要求，回答了“怎么考”的問題。

“基礎性”要求主要體現在學生要具備適應大學學習或社會發展的基礎知識、基本能力和基本素養，包括全面合理的知識結構、扎實靈活的能力要求和健康健全的人格素養。例如血球計數板使用的考查，一塊血球計數板有幾個計數室，一個計數室的容積為多大，先滴培養液還是先蓋蓋玻片，滴加培養液后要不要吸水紙引流等等。

“綜合性”要求主要體現在學生能夠綜合運用不同學科知識、思想方法，多角度觀察、思考，發現、分析和解決問題。例如概括基因工程生產青蒿素有哪些優勢？（產量高，成本低，適合各地生產，生產的周期短等）

“應用性”要求主要體現在學生要能夠善于觀察現象、主動靈活地應用所學知識分析和解決實際問題，學以致用，具備較強的理論聯系實際能力和實踐能力。例如用血球計數板計數酵母菌種群數量時，結果往往偏大原因有哪些方面？（取樣時培養液未搖勻，從底部取樣；未染色，統計的菌體中包含了死亡的菌體）

“創新性”要求主要體現在學生要具有獨立思考能力，具備批判性和創新性思維方式。例如治療艾滋病目前沒有特效藥，但有新思路：有研究顯示，HIV可能通過細胞表面的CD4（一種受體蛋白）識別T細胞。如果給AIDS患者大量注射用CD4修飾過的紅細胞，則HIV大量入侵這些紅細胞，這樣的紅細胞就可能成為HIV的“陷阱細胞”，這為治療AIDS提供了新思路的原因？（人體成熟的紅細胞沒有細胞核，也沒有核糖體等細胞器，HIV在紅細胞中不能增殖）

2 以青蒿素專題示例“一體四層四翼”的落實

近年來，高考特別關注中華優秀傳統文化、核心價值觀等的考查，體現“一體四層四翼”，以能力立意為主導，考查考生對所學相關課程基礎知識、基本技能、基本思想、基本活動經驗的整體掌握程度和綜合運用所學知識發現問題、提出問題、分析、解決實際問題的能力。

2.1 考查細胞的結構和功能

例1.中國女科學家屠呦呦獲2015年諾貝爾生理學或醫學獎，她研制的抗瘧藥青蒿素挽救了數百萬人的生命。青蒿素是從植物黃花蒿的組織細胞中所提取的一種代謝產物，其作用方式目前尚不明確，推測可能是作用于瘧原蟲的食物泡膜，從而阻斷了營養攝取的最早階段，使瘧原蟲較快出現氨基酸饑餓，迅速形成自噬泡，并不斷排出蟲體外，使瘧原蟲損失大量胞漿而死亡。從上述的論述中，不能得出的是 （ ）

A. 瘧原蟲對外界食物的獲取方式主要是胞吞，體現了細胞膜的流動性特點

B. 細胞質是細胞代謝的主要場所，如果大量流失，甚至會威脅到細胞生存

C. 瘧原蟲寄生在寄主體內，從生態系統的成分上來看，可以視為分解者

D. 利用植物組織培養的方式，可以實現青蒿素的大規模生產

必備知識 胞吞依賴于細胞膜的流動性；細胞代謝的主要場所與細胞代謝的控制中心的區別；消費者與分解者的比較；植物組織培養的應用，如進行細胞產物的工廠化生產等。

【答案】C

2.2 考查基因表達及基因工程

例2.青蒿中青蒿素的含量很低，且受地域性種植影響較大。研究人員已經弄清了青蒿細胞中青蒿素的合成途徑（如圖2實線框內所示），并且發現酵母細胞也能夠產生青蒿素合成的中間產物FPP（如圖2虛線框內所示）。請回答問題：

圖2

（1）在FPP合成酶基因表達過程中，完成過程①需要________酶催化，完成過程②需要的物質有________、________、____ ___等，結構有________。

（2）根據圖2所示代謝過程，科學家在設計培育能生產青蒿素的酵母細胞過程中，需要向酵母細胞中導入__________、____等基因。

（3）實驗發現，酵母細胞導入相關基因后，這些基因能正常表達，但酵母合成的青蒿素仍很少，根據圖解分析原因可能是________________，為提高酵母菌合成的青蒿素的產量，請提出一個合理的思路_______________________：________________。

（4）利用酵母細胞生產青蒿素與從植物體內直接提取相比較，明顯的優勢有____________、______________、_______________等。

必備知識 轉錄、翻譯的基本條件（模板、原料、能量、酶）。

關鍵能力 獲取信息的能力。

學科素養 為提高酵母菌合成青蒿素的產量，請提出一個合理的思路。有學生答“通過基因改造降低FRG9酶活性”，也有學生答“去除FRG9酶基因，使細胞失去FRG9酶”，還有學生答“通過基因突變，使細胞FRG9酶徹底失去活性”等，教師可請學生分析哪一種最好，為什么？（試想代謝產物固醇也許是酵母細胞正常生命活動進行所必需的，故第一種方案最好）

【答案】（1）RNA聚合 氨基酸 ATP tRNA 核糖體

（2）ADS酶基因 CYP71AV1酶基因

（3）FPP合成固醇 通過基因改造降低FRG9酶活性

（4）青蒿素產量高 成本低 適合各地生產

2.3 考查遺傳定律及育種

例3.利用雌雄同株的野生型青蒿（二倍體，體細胞染色體數為18），通過傳統育種和現代生物技術可培育高青蒿素含量的植株。請回答以下相關問題：

（1）假設野生型青蒿白青稈（A）對紫紅稈（a）為顯性，稀裂葉（B）對分裂葉（b）為顯性，兩對性狀獨立遺傳，則野生型青蒿最多有________種基因型；若F1代中白青稈、稀裂葉植株所占比例為3/8，則其雜交親本的基因型組合為________，該F1代中紫紅稈、分裂葉植株所占比例為________。

（2）四倍體青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿，低溫處理野生型青蒿正在有絲分裂的細胞會導致染色體不分離，從而獲得四倍體細胞并發育成植株。推測低溫處理導致細胞染色體不分離的原因是________。四倍體青蒿與野生型青蒿雜交后代體細胞的染色體數為_______。

必備知識 基因分離定律、自由組合定律、基因型、表現型、概率計算等。

關鍵能力 獨立思考、分析問題和解決問題的能力以及逆推能力。

【答案】（1）9 AaBb×aaBb或者AaBb×Aabb 1/8

（2）低溫抑制紡錘體形成 27

例4.青蒿的花色白色（只含白色色素）和黃色（含黃色色素）是一對相對性狀，由兩對等位基因（A和a、B和b）共同控制，顯性基因A控制以白色色素為前體物合成黃色色素的代謝過程，但當隱性基因bb存在時可抑制其表達（如圖3所示）。據此回答：

圖3

（1）開黃花的青蒿植株的基因型可能是_______。

（2）現有AAbb、aaBB兩個純種白花青蒿品種，為了培育出能穩定遺傳的黃花品種，某同學設計了如下程序：

Ⅰ.用AAbb和aaBB兩個品種進行雜交，得到F1種子；

Ⅱ.F1種子種下得F1植株，F1隨機交配得F2種子；

Ⅲ.F2種子種下得F2植株，F2自交，然后選擇開黃花植株的種子混合留種；

Ⅳ.重復步驟Ⅲ若干代，直到后代不出現性狀分離為止。

①F1植株能產生比例相等的四種配子，原因是_______________________。

②F2的性狀分離比為________。

③若F1與基因型為aabb的白花品種雜交，后代的分離比為________。

④F2自交，在開黃花的植株上所結的種子中黃花純合子占________。

⑤有同學認為這不是一個最佳方案，你能在原方案的基礎上進行修改，以縮短培育年限嗎？請簡要概述你的方案。

必備知識 雜交、自交、測交、基因的自由組合定律、9∶3∶3∶1的變式、基因型、表現型、概率計算、雜交育種與單倍體育種的比較等。

關鍵能力 獲取信息的能力。獨立思考、分析問題和解決問題的能力。

【答案】 （1）AABB、AaBB、AABb、AaBb

（2）①A、a和B、b基因位于2對同源染色體上，在子一代形成配子時，遵循基因自由組合定律 ②黃花∶白花=9∶7

③黃花∶白花=1∶3 ④1/4 ⑤采用F1植株的花粉進行離體培養獲得單倍體幼苗，然后用秋水仙素處理單倍體幼苗，成熟后開黃花的植株即為純種。

2.4 考查生物多樣性價值

例5.在野生植物中提取青蒿素治療瘧疾，這體現了野生生物的 （ ）

A. 直接使用價值 B. 間接使用價值

C. 潛在使用價值 D. A與B的總和

必備知識 生物多樣性的價值。

核心價值 生物多樣性間接使用價值遠大于直接使用價值。

【答案】A

2.5 考查生物實驗的設計及對結果的評價和解釋

例6.我國山西的青蒿資源非常豐富，本研究為開發利用青蒿資源提供實驗依據。

【實驗一】

研究目的：比較同一植株不同生長期葉片中青蒿素含量的差異。

材料準備：5～9月期間，分別采集成苗期、生長盛期、花期和果期的青蒿葉，干燥后粉碎備用。

（1）根據研究目的，下列屬于實驗時需控制的因素是__________。（多選）

A. 采摘時葉片中含水量

B. 采集葉片時的氣溫

C. 葉片的著生位置

D. 葉片干燥的程度

（2）將實驗數據繪制如圖4所示。

圖4

該坐標圖的橫坐標名稱是________，縱坐標名稱是_______。

（3）根據實驗一的研究結果，選擇______________期的青蒿作為繼續研究的實驗材料。

【實驗二】

材料準備：采集青蒿不同組織如根、莖、老葉（葉齡21d）、新葉（葉齡7d），共采集3次，每次在同一地方隨機采樣。所有樣品均采用烘干和自然干燥2種方式干燥，粉碎后備用。

實驗結果：青蒿素含量（mg/g）

第1次采集：

根：1.02（曬干），0.74（烘干）；

莖：0.09（曬干），0.04（烘干）；

老葉：3.91（曬干），2.66（烘干）；

新葉：4.57（曬干），3.49（烘干）。

第2次采集：

根：1.05（曬干），0.72（烘干）；

莖：0.11（曬干），0.09（烘干）；

老葉：4.02（曬干），2.71（烘干）；

新葉：4.65（曬干），3.69（烘干）。

第3次采集：

根：1.14（曬干），0.79（烘干）；

莖：0.10（曬干），0.02（烘干）；

老葉：4.05（曬干），2.95（烘干）；

新葉：4.58（曬干），3.59（烘干）。

（4）本實驗的研究目的是______________________。

（5）根據研究目的，設計一個實驗數據記錄表，用于記錄上述數據。（不用抄錄數據）

必備知識 對照實驗，涉及的變量有自變量、無關變量和因變量，其中無關變量一般要求適宜且相同，同時也要考慮生產生活實際，要具有可操作性；實驗目的通常為“探究自變量對因變量的影響”。

關鍵能力 獲取信息的能力，圖文轉換能力，數據表格的轉化能力。

【答案】（1）CD

（2）生長期 青蒿素含量（mg/g）

（3）生長盛

（4）不同組織中青蒿素含量的比較以及不同干燥方法對青蒿素含量的影響

（5）青蒿素含量實驗數據記錄表（mg/g）

不同組織 干燥方法____不同采收時間（或采集次序）青蒿素含量（mg/g）____平均值（mg/g）_______________________________1________________________2_3根 _____________________________________________曬干__烘干莖 _____________________________________________曬干____________________________________________烘干老葉 ____________________________________________曬干____________________________________________烘干新葉 __曬干____________________________________________烘干

江蘇省南通市通州區金沙中學）