素养导向的生物学试题解析模型构建及教学启示
吴晓凌邱建卫
摘要以往的试题解析较少从学科素养视角展开。依据新近颁布的高考和课改纲领性文献等，尝试以学科素养导向，对典型试题作解答分析，获得若干解析例证。基于解析例证及分析，初步构建了试题解析模型，并从中获得一些教学启示。
关键词学科素养试题解析模型教学启示
中图分类号G633.91文献标志码B
新高考改革实施之前，试题解析的常见形式是说明得出答案的推理过程，较少考虑解析应包含的要素、要素涉及信息及处理、处理后信息间关系的存缺、针对缺失关系的推理等。这些新考虑源于生物学学科核心素养，由此尝试从学科核心素养视角展开试题解析探究。
1.1纯言语信息类试题解析
【例1】（2021·江苏适应性考试）6.端粒学说认为端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短导致细胞的衰老。端粒长度的维持与端粒酶活性有关，端粒酶以其携带的RNA为模板使端粒DNA延伸。下列叙述正确的是（）
A.每条染色体只有一个端粒
B.端粒酶中的RNA与核酶（有催化功能的RNA）作用相似
C.端粒的修复仅发生在细胞分裂中期
D.端粒酶在人体恶性肿瘤细胞中活性较高
参考答案：D。
解析：（1）情境信息初步提取。①端粒学说：端粒DNA在细胞分裂后缩短，致使细胞衰老；②端粒长度维持：活性端粒酶以其携带RNA为模板延伸（即修复缩短的）端粒DNA。
（2）已有知识提取处理。③端粒学说（教科书楷体部分）：细胞衰老机制的假说之一……④染色体复制：复制后的每条染色体包含两条姐妹染色单体。⑤有催化功能的RNA：酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA。⑥细胞分裂中期：染色体高度螺旋化，不能复制或转录。⑦恶性肿瘤细胞：具无限增殖特性，即细胞不衰老。
（3）情景命题真假推断：①③④→端粒数可达染色体数的2倍→A选项为假命题；②⑤→端粒酶携带RNA作用为提供模板，而非起催化功能→B选项为假命题；②⑥→修复缩短的端粒DNA时，染色体应解开螺旋呈染色质形态→C选项为假命题；①⑦→高活性端粒酶及时修复缩短的端粒，致使恶性肿瘤细胞不衰老→D选项为真命题。
1.2过程示意图类试题解析
【例2】（2021·南京学情调研）25.（改编）科学研究发现，在强光照、高氧和低CO2情况下，叶肉细胞在进行光合作用的同时会发生“光呼吸”作用，过程如图1所示。该过程中Rubisco酶催化C5与CO2结合生成C3的同时还可以使C5与O2结合，形成一个同样的C3和一个C2，C2可参与线粒体的有氧呼吸，其部分中间产物经ATP和[H]还原转变成C3参与暗反应。回答以下问题：
已知强光下ATP和[H]的积累会产生O2-（超氧阴离子自由基），而O2-会对叶绿体光合作用的反应中心造成伤害。依据图示信息，解释植物在干旱天气和过强光照下，光呼吸的积极意义是。
参考答案：干旱天气和过强光照下，叶片缺水，气孔部分关闭，二氧化碳吸收减少，低浓度二氧化碳使得光呼吸增强，光呼吸可以消耗多余的ATP和[H]，从而保护叶绿体。
解析：（1）情境信息提取处理。①强光、高氧和低CO2时，伴随光合作用发生“光呼吸”。②图中异形圈内包含CO2固定（R酶催化）、C3还原（消耗ATP和[H]）、再生C5等生理过程。③R酶还同时催化C5与O2反应生成C3（与CO2固定生成的C3相同，并参与C3还原）和C2；④C2参与有氧呼吸生成CO2的中间产物（消耗ATP和[H]）也可生成相同的C3，并参与C3还原。⑤强光下，ATP和[H]积累产生相应自由基，损伤叶绿体光合作用反应中心。⑥光呼吸对干旱、强光下植物的生存有积极意义。
（2）已有知识提取处理。⑦光合作用包括光反应（产生ATP和[H]，用于C3还原）、暗反应（含CO2固定、C3还原、再生C5等生理过程）；⑧干旱会导致气孔部分关闭，使叶肉细胞间隙出现低CO2情况；⑨强光会导致光反应产生较多O2、ATP和[H]。
（3）情境问题推理解决。⑦⑧⑨→②①→ATP和[H]积累→⑤→③④→ATP和[H]消耗→⑤损伤减小→⑥。
（4）推理过程逻辑表述。①干旱天气（“if→then”/产生式/C-A规则，以下简作“→”）叶片缺水（→）气孔部分关闭（→）二氧化碳吸收减少（→）叶肉细胞间隙低CO2情况；②过强光照+Ⅰ（→）ATP和[H]积累（→）光呼吸增强（→）消耗多余ATP和[H]（→）保護叶绿体。
1.3数学模型图类试题解析
【例3】（2021·南通、连云港等七市一模）22.（改编）利用滤食性贝类改善水体光照条件，促进沉水植物的扩张与恢复是富营养化水体生态修复的重要途径。研究人员以太湖常见底栖生物河蚬（滤食浮游生物、有机碎屑等）和沉水植物苦草为材料，根据太湖河蚬的自然丰度，设计了4组河蚬密度处理（对照组、低密度组、中密度组、高密度组）的实验，研究河蚬对水质和苦草生长的影响，部分结果如图2、3所示。