學(xué)科核心素養(yǎng)導(dǎo)向下高中生物學(xué)“結(jié)構(gòu)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(xué)教學(xué)的目標(biāo)逐漸從單純的知識傳授轉(zhuǎn)向?qū)W生學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》明確提出，生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任，旨在讓學(xué)生通過生物學(xué)課程的學(xué)習(xí)，逐步形成適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。在這一背景下，如何在教學(xué)中有效落實學(xué)科核心素養(yǎng)成為教育工作者關(guān)注的焦點。“結(jié)構(gòu)與功能觀”作為生命觀念的重要組成部分，強(qiáng)調(diào)生物體的結(jié)構(gòu)與其功能是相互適應(yīng)、相互影響的。從細(xì)胞到個體，從微觀到宏觀，生物體的各種結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。例如，紅細(xì)胞呈兩面凹的圓餅狀，這種結(jié)構(gòu)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埽恍∧c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(zhì)。這種觀念貫穿于整個高中生物學(xué)知識體系，無論是分子與細(xì)胞、遺傳與進(jìn)化，還是穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)、生物與環(huán)境等模塊，都能體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能的緊密聯(lián)系。在高中生物學(xué)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的“結(jié)構(gòu)與功能觀”具有重要意義。它有助于學(xué)生理解生物學(xué)知識的本質(zhì)。學(xué)生只有認(rèn)識到生物體結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，才能真正理解生命現(xiàn)象背后的原理，而不是機(jī)械地記憶知識點。例如，在學(xué)習(xí)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能時，學(xué)生通過分析細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型，理解其結(jié)構(gòu)特點如何決定物質(zhì)運輸?shù)裙δ埽瑥亩钊胝莆占?xì)胞的生命活動規(guī)律。“結(jié)構(gòu)與功能觀”的培養(yǎng)能促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展。學(xué)生在運用這一觀念分析問題時，需要進(jìn)行歸納、演繹、推理等思維活動，從而提高邏輯思維能力。當(dāng)學(xué)生面對生物進(jìn)化的問題時，運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”可以思考生物結(jié)構(gòu)的變化如何適應(yīng)環(huán)境的改變，進(jìn)而理解進(jìn)化的機(jī)制。這種思維方式的培養(yǎng)對于學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和生活都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國外，學(xué)科核心素養(yǎng)的研究起步較早，發(fā)展較為成熟。經(jīng)濟(jì)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(chǔ)”項目，對核心素養(yǎng)進(jìn)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(biāo)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(xué)教育領(lǐng)域，國外學(xué)者注重從跨學(xué)科和實踐應(yīng)用的角度培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。美國《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)將科學(xué)與工程實踐、跨學(xué)科概念和學(xué)科核心概念相結(jié)合，以培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力和科學(xué)思維。在生物學(xué)命題方面，國外的研究注重試題的情境性和真實性，強(qiáng)調(diào)通過創(chuàng)設(shè)真實的科研情境或生活情境，考查學(xué)生運用生物學(xué)知識解決實際問題的能力。關(guān)于“結(jié)構(gòu)與功能觀”，國外學(xué)者從分子、細(xì)胞、個體等多個層面進(jìn)行了深入研究，揭示了生物體結(jié)構(gòu)與功能的內(nèi)在聯(lián)系，并將其應(yīng)用于生物學(xué)教學(xué)和課程設(shè)計中。在國內(nèi)，隨著新課程改革的推進(jìn)，學(xué)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(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》頒布以來，國內(nèi)眾多學(xué)者圍繞生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)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(xué)命題研究中，國內(nèi)學(xué)者致力于構(gòu)建基于學(xué)科核心素養(yǎng)的命題框架，強(qiáng)調(diào)以學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，注重考查學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新思維。在“結(jié)構(gòu)與功能觀”的研究方面，國內(nèi)學(xué)者主要聚焦于在高中生物學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生“結(jié)構(gòu)與功能觀”的教學(xué)策略和方法，如通過創(chuàng)設(shè)情境、構(gòu)建模型、實驗探究等方式，幫助學(xué)生理解和運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”。然而，當(dāng)前國內(nèi)外研究仍存在一些不足之處。在生物學(xué)命題中對“結(jié)構(gòu)與功能觀”的考查形式和深度有待進(jìn)一步拓展。部分試題僅停留在對結(jié)構(gòu)與功能簡單對應(yīng)關(guān)系的考查，缺乏對學(xué)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(jié)構(gòu)與功能觀”與其他生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任等學(xué)科核心素養(yǎng)要素有機(jī)融合，在命題中體現(xiàn)對學(xué)生全面發(fā)展的考查，相關(guān)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(xué)科核心素養(yǎng)視角下高中生物學(xué)“結(jié)構(gòu)與功能觀”的命題策略，旨在為高中生物學(xué)教學(xué)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(xué)科核心素養(yǎng)視角下高中生物學(xué)“結(jié)構(gòu)與功能觀”的命題研究。文獻(xiàn)研究法是本研究的基礎(chǔ)方法之一。通過廣泛查閱國內(nèi)外關(guān)于學(xué)科核心素養(yǎng)、高中生物學(xué)教學(xué)以及“結(jié)構(gòu)與功能觀”的相關(guān)文獻(xiàn)，包括學(xué)術(shù)期刊論文、學(xué)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(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的分析，了解到國外在生物學(xué)教育中對“結(jié)構(gòu)與功能觀”的研究側(cè)重于從分子和細(xì)胞層面揭示其內(nèi)在機(jī)制，并將其融入課程設(shè)計；國內(nèi)研究則主要聚焦于教學(xué)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(xué)生的“結(jié)構(gòu)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(xué)考試真題以及模擬試題中涉及“結(jié)構(gòu)與功能觀”的題目，從試題的情境設(shè)置、考查內(nèi)容、能力要求等方面進(jìn)行深入剖析，總結(jié)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(shè)細(xì)胞呼吸的情境，考查學(xué)生對線粒體結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的理解，要求學(xué)生運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”進(jìn)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(dāng)前命題的特點和水平，為后續(xù)提出改進(jìn)策略提供依據(jù)。對比研究法也是本研究的關(guān)鍵方法之一。對比不同地區(qū)、不同類型考試中關(guān)于“結(jié)構(gòu)與功能觀”的命題方式和考查重點，以及國內(nèi)外生物學(xué)命題的差異，借鑒有益經(jīng)驗，為優(yōu)化我國高中生物學(xué)“結(jié)構(gòu)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(xué)考試試題進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)美國AP生物學(xué)考試更注重考查學(xué)生在真實科研情境中運用“結(jié)構(gòu)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(shè)的真實性和復(fù)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(jìn)行改進(jìn)。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(gòu)建基于學(xué)科核心素養(yǎng)的“結(jié)構(gòu)與功能觀”命題框架，將“結(jié)構(gòu)與功能觀”與科學(xué)思維、科學(xué)探究等核心素養(yǎng)要素有機(jī)融合，提出了注重創(chuàng)設(shè)真實情境、強(qiáng)化邏輯推理考查、體現(xiàn)學(xué)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(jìn)行分析，還結(jié)合命題策略，創(chuàng)新性地設(shè)計了一系列具有代表性的試題案例，為教師在教學(xué)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(xué)“結(jié)構(gòu)與功能觀”命題研究提供新的思路和方法，推動學(xué)科核心素養(yǎng)在生物學(xué)教學(xué)評價中的有效落實。二、相關(guān)理論基礎(chǔ)2.1學(xué)科核心素養(yǎng)概述2.1.1高中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)內(nèi)涵高中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生通過生物學(xué)課程學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)科育人價值的集中體現(xiàn)。它主要包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任四個方面，各方面相互關(guān)聯(lián)、相輔相成，共同促進(jìn)學(xué)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(guān)系或特性進(jìn)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(guān)事件和現(xiàn)象的品格和能力。它具體包括結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質(zhì)與能量觀等。以結(jié)構(gòu)與功能觀為例，它強(qiáng)調(diào)生物體的結(jié)構(gòu)與功能是相互適應(yīng)、相互影響的。在細(xì)胞層面，線粒體具有雙層膜結(jié)構(gòu)，內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，這種結(jié)構(gòu)大大增加了內(nèi)膜的表面積，為有氧呼吸相關(guān)酶提供了大量的附著位點，從而使其能夠高效地進(jìn)行有氧呼吸，為細(xì)胞提供能量。在個體層面，鳥類的骨骼中空，這種結(jié)構(gòu)減輕了體重，有利于鳥類的飛行，體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)對功能的適應(yīng)。科學(xué)思維是指尊重事實和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實的求知態(tài)度，運用科學(xué)的思維方法認(rèn)識事物、解決實際問題的思維習(xí)慣和能力。學(xué)生應(yīng)能基于生物學(xué)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(xué)社會議題。在學(xué)習(xí)孟德爾遺傳定律時，孟德爾通過對豌豆雜交實驗結(jié)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(shè)計測交實驗并預(yù)期實驗結(jié)果。在學(xué)習(xí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)時，學(xué)生可以通過構(gòu)建細(xì)胞的物理模型，如制作細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型，來加深對細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的理解，這體現(xiàn)了模型與建模的思維方法。科學(xué)探究是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實世界中的生物學(xué)問題，針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問、實驗設(shè)計、方案實施以及對結(jié)果的交流與討論的能力。在科學(xué)探究過程中，學(xué)生要掌握科學(xué)探究的一般方法，如控制變量、設(shè)置對照等，培養(yǎng)勇于探究、敢于質(zhì)疑的科學(xué)精神。在“探究影響酶活性的因素”實驗中，學(xué)生需要提出問題，如“溫度如何影響酶的活性？”，然后作出假設(shè)，設(shè)計實驗方案，包括選擇合適的實驗材料、設(shè)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(jié)果進(jìn)行分析和討論，從而得出結(jié)論。在這個過程中，學(xué)生不僅提高了實驗操作能力，還培養(yǎng)了科學(xué)探究的思維和方法。社會責(zé)任是指基于生物學(xué)的認(rèn)識，參與個人與社會事務(wù)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(xué)問題的擔(dān)當(dāng)和能力。學(xué)生應(yīng)關(guān)注社會熱點問題，如環(huán)境保護(hù)、食品安全、生物多樣性保護(hù)等，能夠運用所學(xué)的生物學(xué)知識，對這些問題進(jìn)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(xué)生可以運用所學(xué)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(dǎo)致物種分布范圍改變、生物多樣性減少等，從而積極倡導(dǎo)低碳生活，參與環(huán)保行動，為保護(hù)地球家園貢獻(xiàn)自己的力量。2.1.2學(xué)科核心素養(yǎng)與高中生物學(xué)教學(xué)的關(guān)系學(xué)科核心素養(yǎng)與高中生物學(xué)教學(xué)緊密相連，相互影響。學(xué)科核心素養(yǎng)為高中生物學(xué)教學(xué)指明了方向，是教學(xué)目標(biāo)的重要依據(jù)。傳統(tǒng)的生物學(xué)教學(xué)往往側(cè)重于知識的傳授，而忽視了學(xué)生能力和素養(yǎng)的培養(yǎng)。隨著學(xué)科核心素養(yǎng)理念的提出，高中生物學(xué)教學(xué)目標(biāo)發(fā)生了轉(zhuǎn)變，更加注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，使學(xué)生不僅掌握生物學(xué)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(zé)任感。在教學(xué)中，教師需要根據(jù)學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，制定具體的教學(xué)目標(biāo)，將生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任融入到每一個教學(xué)環(huán)節(jié)中。在講解“細(xì)胞呼吸”這一知識點時，教學(xué)目標(biāo)可以設(shè)定為：通過對細(xì)胞呼吸過程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生理解細(xì)胞呼吸的原理和意義，形成物質(zhì)與能量觀；通過分析細(xì)胞呼吸的影響因素，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力；通過設(shè)計和實施探究細(xì)胞呼吸方式的實驗，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力；引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注細(xì)胞呼吸在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任意識。學(xué)科核心素養(yǎng)也影響著高中生物學(xué)教學(xué)內(nèi)容的選擇和組織。教師需要根據(jù)學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)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(dǎo)學(xué)生構(gòu)建完整的知識體系。在選擇教學(xué)內(nèi)容時，要注重聯(lián)系生活實際和社會熱點，使學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識應(yīng)用到實際情境中，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。在講解“基因工程”時，可以引入基因編輯技術(shù)在治療遺傳疾病、培育優(yōu)良農(nóng)作物品種等方面的應(yīng)用案例，讓學(xué)生了解基因工程的實際價值，同時引導(dǎo)學(xué)生思考基因工程可能帶來的倫理問題，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和社會責(zé)任意識。學(xué)科核心素養(yǎng)還對高中生物學(xué)教學(xué)方法提出了新的要求。為了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，教師需要采用多樣化的教學(xué)方法，如情境教學(xué)法、問題導(dǎo)向教學(xué)法、探究式教學(xué)法等。情境教學(xué)法可以通過創(chuàng)設(shè)真實的情境，讓學(xué)生在情境中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)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(shè)一個森林生態(tài)系統(tǒng)受到火災(zāi)破壞的情境，讓學(xué)生分析火災(zāi)對生態(tài)系統(tǒng)的影響以及生態(tài)系統(tǒng)如何恢復(fù)穩(wěn)定，從而加深學(xué)生對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的理解。問題導(dǎo)向教學(xué)法以問題為驅(qū)動，引導(dǎo)學(xué)生主動思考、積極探究，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。在教學(xué)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(xì)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(xué)生通過思考和討論來解決問題。探究式教學(xué)法強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主探究和實踐操作，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。在實驗教學(xué)中，教師可以讓學(xué)生自主設(shè)計實驗方案、實施實驗、分析實驗結(jié)果，從而提高學(xué)生的實驗技能和科學(xué)探究能力。2.2“結(jié)構(gòu)與功能觀”的內(nèi)涵與價值2.2.1“結(jié)構(gòu)與功能觀”的內(nèi)涵剖析“結(jié)構(gòu)與功能觀”是生命觀念的重要組成部分，強(qiáng)調(diào)生物體的結(jié)構(gòu)與功能之間存在著緊密的聯(lián)系，二者相互適應(yīng)、相互影響，呈現(xiàn)出動態(tài)統(tǒng)一的關(guān)系。這種觀念貫穿于生物學(xué)的各個層面，從微觀的分子、細(xì)胞，到宏觀的個體、生態(tài)系統(tǒng)，都能深刻體現(xiàn)其內(nèi)涵。在分子層面，以蛋白質(zhì)和核酸為例，蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者，其功能的多樣性源于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。組成蛋白質(zhì)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(zhì)具有催化、運輸、免疫、調(diào)節(jié)等多種功能。酶作為一種蛋白質(zhì)，其特定的空間結(jié)構(gòu)使其能夠與底物特異性結(jié)合，從而高效地催化化學(xué)反應(yīng)；血紅蛋白的結(jié)構(gòu)特點使其能夠攜帶氧氣，實現(xiàn)氧氣在體內(nèi)的運輸。核酸是遺傳信息的攜帶者，DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)為遺傳信息的儲存和傳遞提供了穩(wěn)定的基礎(chǔ)。兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈通過堿基互補(bǔ)配對原則形成雙螺旋，這種結(jié)構(gòu)保證了遺傳信息在復(fù)制、轉(zhuǎn)錄過程中的準(zhǔn)確性，使得遺傳信息能夠穩(wěn)定地傳遞給子代。從細(xì)胞層面來看，細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，各種細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)與其功能密切相關(guān)。線粒體是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場所，被稱為“動力車間”。其具有雙層膜結(jié)構(gòu)，內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，大大增加了內(nèi)膜的表面積，為有氧呼吸相關(guān)酶提供了大量的附著位點，有利于有氧呼吸的高效進(jìn)行，從而為細(xì)胞提供能量。葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器，其內(nèi)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(guān)的酶，這些結(jié)構(gòu)特點使得葉綠體能夠有效地捕獲光能，進(jìn)行光合作用，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，為植物的生長發(fā)育提供物質(zhì)和能量。在個體層面，生物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能也是相互適應(yīng)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(nèi)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(jìn)行初步消化。小腸是消化和吸收的主要場所，其細(xì)長的結(jié)構(gòu)增加了食物在體內(nèi)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(nèi)表面積，絨毛內(nèi)有豐富的毛細(xì)血管和毛細(xì)淋巴管，這些結(jié)構(gòu)特點有利于營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。在生態(tài)系統(tǒng)層面，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括組成成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，其功能主要有物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞，結(jié)構(gòu)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(zhì)和能量共同構(gòu)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(fù)雜的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)決定了生態(tài)系統(tǒng)能夠進(jìn)行物質(zhì)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(zhuǎn)化為化學(xué)能，儲存在有機(jī)物中，同時將二氧化碳和水等無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，為消費者和分解者提供物質(zhì)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(zhì)和能量的傳遞。分解者則將動植物遺體和排泄物中的有機(jī)物分解為無機(jī)物，歸還到無機(jī)環(huán)境中，供生產(chǎn)者重新利用，從而實現(xiàn)物質(zhì)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(jié)構(gòu)，如物理信息通過光、聲、溫度等物理因素傳遞，化學(xué)信息通過生物產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)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(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系、維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定具有重要作用。2.2.2“結(jié)構(gòu)與功能觀”在高中生物學(xué)中的價值體現(xiàn)“結(jié)構(gòu)與功能觀”在高中生物學(xué)中具有重要的價值，它貫穿于整個高中生物學(xué)知識體系，對學(xué)生理解生物學(xué)知識、培養(yǎng)科學(xué)思維和解決實際問題的能力都有著深遠(yuǎn)的影響。“結(jié)構(gòu)與功能觀”有助于學(xué)生深入理解生物學(xué)知識的本質(zhì)。高中生物學(xué)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(nèi)在的聯(lián)系。通過“結(jié)構(gòu)與功能觀”，學(xué)生能夠從結(jié)構(gòu)和功能的角度去分析和理解生物學(xué)知識，把握知識之間的邏輯關(guān)系，從而構(gòu)建起完整的知識體系。在學(xué)習(xí)細(xì)胞呼吸時，學(xué)生通過了解線粒體的結(jié)構(gòu)特點，能夠更好地理解有氧呼吸的過程和原理。線粒體的內(nèi)膜上分布著大量與有氧呼吸相關(guān)的酶，這些酶催化了有氧呼吸的各個階段反應(yīng)，使得細(xì)胞能夠?qū)⒂袡C(jī)物中的化學(xué)能逐步釋放出來，為生命活動提供能量。如果學(xué)生只是機(jī)械地記憶細(xì)胞呼吸的過程和反應(yīng)式，而不理解線粒體結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，就很難真正掌握這一知識點。同樣，在學(xué)習(xí)遺傳信息的傳遞和表達(dá)時，學(xué)生通過理解DNA和RNA的結(jié)構(gòu)以及它們與蛋白質(zhì)合成的關(guān)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(zhì)，從而實現(xiàn)遺傳信息的表達(dá)。這種從結(jié)構(gòu)與功能角度的理解，使學(xué)生能夠?qū)⒘闵⒌闹R整合起來，形成系統(tǒng)的知識框架，加深對生物學(xué)知識的理解和記憶。“結(jié)構(gòu)與功能觀”能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。科學(xué)思維是生物學(xué)學(xué)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(jié)構(gòu)與功能觀”分析生物學(xué)問題時，學(xué)生需要運用這些科學(xué)思維方法，從而提高自身的思維能力。當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物進(jìn)化的相關(guān)知識時，運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”可以思考生物結(jié)構(gòu)的變化如何適應(yīng)環(huán)境的改變，進(jìn)而理解進(jìn)化的機(jī)制。通過歸納不同生物在形態(tài)結(jié)構(gòu)上的特點以及它們在生存環(huán)境中的適應(yīng)性表現(xiàn)，學(xué)生可以概括出生物進(jìn)化的一般規(guī)律。在分析具體的生物進(jìn)化案例時，學(xué)生可以運用演繹與推理的方法，根據(jù)已知的生物結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系以及環(huán)境變化因素，推測生物可能發(fā)生的進(jìn)化方向。學(xué)生還可以通過構(gòu)建生物進(jìn)化的模型，如種群基因頻率變化的數(shù)學(xué)模型，來直觀地展示生物進(jìn)化的過程，加深對進(jìn)化理論的理解。這種思維訓(xùn)練有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和創(chuàng)新思維能力，使學(xué)生能夠以科學(xué)的思維方式去認(rèn)識和解決生物學(xué)問題。“結(jié)構(gòu)與功能觀”有利于學(xué)生解決實際問題。生物學(xué)與生活實際密切相關(guān)，“結(jié)構(gòu)與功能觀”能夠幫助學(xué)生將所學(xué)的生物學(xué)知識應(yīng)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(xì)胞的結(jié)構(gòu)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(zhì)量。通過合理施肥，為植物提供充足的營養(yǎng)物質(zhì)，滿足植物細(xì)胞生長和代謝的需要；通過合理灌溉，維持植物細(xì)胞的水分平衡，保證細(xì)胞正常的生理功能。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，“結(jié)構(gòu)與功能觀”也具有重要的應(yīng)用價值。醫(yī)生通過了解人體器官的結(jié)構(gòu)和功能，能夠準(zhǔn)確地診斷疾病，并制定合理的治療方案。當(dāng)患者出現(xiàn)心臟疾病時，醫(yī)生可以通過檢查心臟的結(jié)構(gòu)，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(jìn)而采取相應(yīng)的治療措施，如藥物治療、手術(shù)治療等。在環(huán)境保護(hù)方面，運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”可以幫助學(xué)生理解生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，認(rèn)識到保護(hù)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(guān)系以及生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動功能，學(xué)生可以意識到破壞森林會對生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響，進(jìn)而倡導(dǎo)保護(hù)森林資源，維護(hù)生態(tài)平衡。三、高中生物學(xué)“結(jié)構(gòu)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(xué)“結(jié)構(gòu)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(jìn)行了全面梳理與統(tǒng)計分析。結(jié)果顯示，涉及“結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)與功能觀”相關(guān)試題在《分子與細(xì)胞》《遺傳與進(jìn)化》《穩(wěn)態(tài)與調(diào)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(xì)胞》模塊作為生物學(xué)的基礎(chǔ)，涉及大量關(guān)于細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能、生物大分子結(jié)構(gòu)與功能的內(nèi)容，因此成為考查“結(jié)構(gòu)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(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)運輸功能、細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)與功能、細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)與功能關(guān)系，包括線粒體中ATP的產(chǎn)生部位、內(nèi)膜上酶參與的反應(yīng)以及丙酮酸的分解過程等。《遺傳與進(jìn)化》模塊約占總試題數(shù)量的25%，主要從遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能、遺傳信息的傳遞與表達(dá)等角度考查“結(jié)構(gòu)與功能觀”。DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)決定了其遺傳信息的儲存和傳遞方式，基因的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)與功能以及基因在染色體上的位置與遺傳規(guī)律的關(guān)系。《穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》模塊約占總試題數(shù)量的20%，重點考查生物體的結(jié)構(gòu)與維持穩(wěn)態(tài)、調(diào)節(jié)生理功能之間的關(guān)系。神經(jīng)系統(tǒng)中神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)與興奮傳導(dǎo)、內(nèi)分泌系統(tǒng)中內(nèi)分泌腺的結(jié)構(gòu)與激素分泌調(diào)節(jié)、免疫系統(tǒng)中免疫細(xì)胞的結(jié)構(gòu)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(xì)胞和T細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能差異，以及它們在免疫應(yīng)答過程中的作用。《生物與環(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(jié)構(gòu)與功能角度考查“結(jié)構(gòu)與功能觀”，包括生態(tài)系統(tǒng)的組成成分、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)與物質(zhì)循環(huán)、能量流動、信息傳遞的關(guān)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(jié)構(gòu)與功能，以及它們在生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動中的作用。在考查形式上，“結(jié)構(gòu)與功能觀”相關(guān)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(xué)生對基本概念、原理的理解和應(yīng)用，如對細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的簡單判斷、生物大分子結(jié)構(gòu)特點與功能的對應(yīng)關(guān)系等。非選擇題則更加注重考查學(xué)生的綜合能力，通過創(chuàng)設(shè)復(fù)雜的情境，要求學(xué)生運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”分析和解決實際問題。非選擇題可能會結(jié)合實驗探究、圖表分析等形式，考查學(xué)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(guān)于植物激素調(diào)節(jié)的實驗數(shù)據(jù)和圖表，要求學(xué)生分析植物激素作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)以及激素調(diào)節(jié)與植物生長發(fā)育的關(guān)系，考查學(xué)生運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”進(jìn)行實驗分析和推理的能力。3.1.2考查內(nèi)容與能力要求歷年高考試題對“結(jié)構(gòu)與功能觀”相關(guān)知識的考查重點突出，涵蓋了從分子、細(xì)胞到個體、生態(tài)系統(tǒng)等多個層次的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系。在分子層次，主要考查生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)密切相關(guān)。核酸作為遺傳信息的攜帶者，DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)保證了遺傳信息的穩(wěn)定傳遞，RNA的多種結(jié)構(gòu)形式（如mRNA、tRNA、rRNA）決定了其在遺傳信息表達(dá)過程中的不同功能。2022年海南卷考查了細(xì)胞膜上通道蛋白、載體蛋白的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)跨膜運輸功能的關(guān)系，以及H＋—ATP酶的結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)運H＋功能的關(guān)系。細(xì)胞層次的考查內(nèi)容豐富多樣，涉及細(xì)胞的各種結(jié)構(gòu)與功能。細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型結(jié)構(gòu)決定了其具有物質(zhì)運輸、信息交流等功能，如細(xì)胞膜上的載體蛋白協(xié)助物質(zhì)跨膜運輸，糖蛋白參與細(xì)胞間的識別和信息交流。細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)與功能也是考查的重點，線粒體的雙層膜結(jié)構(gòu)和內(nèi)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(zhì)分別進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng)。細(xì)胞核作為細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心，其結(jié)構(gòu)包括核膜、核仁、染色質(zhì)等，這些結(jié)構(gòu)與基因的表達(dá)調(diào)控密切相關(guān)。2021年河北高考考查了人體成熟紅細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與運輸O2和CO2功能的關(guān)系，以及紅細(xì)胞膜上載體蛋白和水通道蛋白的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)運輸功能。在個體層次，試題常考查生物體器官、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與生理功能的適應(yīng)關(guān)系。人體消化系統(tǒng)中，胃的囊狀結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)增加了吸收面積，有利于營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。呼吸系統(tǒng)中，肺泡的結(jié)構(gòu)特點使其能夠高效地進(jìn)行氣體交換。動物的運動系統(tǒng)中，骨骼和肌肉的結(jié)構(gòu)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(xì)胞中肌纖維的結(jié)構(gòu)與收縮功能的關(guān)系，以及肌肉細(xì)胞中線粒體的分布與能量供應(yīng)的關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)層次主要考查生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的相互關(guān)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(zhì)和能量）和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)（食物鏈和食物網(wǎng)）決定了生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)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(zhuǎn)化為化學(xué)能，儲存在有機(jī)物中，為整個生態(tài)系統(tǒng)提供物質(zhì)和能量基礎(chǔ)。消費者通過捕食關(guān)系實現(xiàn)物質(zhì)和能量的傳遞。分解者將有機(jī)物分解為無機(jī)物，歸還到無機(jī)環(huán)境中，促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)。生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞依賴于特定的結(jié)構(gòu)，如物理信息通過光、聲等物理因素傳遞，化學(xué)信息通過化學(xué)物質(zhì)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(jié)構(gòu)與生態(tài)系統(tǒng)功能的關(guān)系，以及人類活動對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響。除了知識考查，高考試題對學(xué)生基于“結(jié)構(gòu)與功能觀”的能力要求也逐漸提高。要求學(xué)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(jié)構(gòu)與功能觀”相關(guān)的關(guān)鍵信息。在分析細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖時，學(xué)生需要準(zhǔn)確識別各種細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)，并根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點推斷其功能。學(xué)生需要具備邏輯推理能力，運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”對生物學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行分析、解釋和推理。在面對遺傳現(xiàn)象時，學(xué)生要能夠根據(jù)基因的結(jié)構(gòu)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(xué)生要能夠設(shè)計實驗驗證結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，或者分析實驗結(jié)果得出關(guān)于結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)論。在探究某種酶的活性與溫度關(guān)系的實驗中，學(xué)生需要根據(jù)酶的結(jié)構(gòu)特點，設(shè)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(jié)果進(jìn)行分析和討論。學(xué)生還需要具備綜合運用知識的能力，將“結(jié)構(gòu)與功能觀”與其他生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究等核心素養(yǎng)要素相結(jié)合，解決復(fù)雜的生物學(xué)問題。在分析生態(tài)系統(tǒng)問題時，學(xué)生不僅要考慮生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系，還要運用進(jìn)化與適應(yīng)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(diào)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(xué)模擬試題中“結(jié)構(gòu)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(dá)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(jī)構(gòu)編寫的模擬試卷。這些地區(qū)的教育理念和教學(xué)水平具有一定的代表性，其模擬試題在命題思路、考查內(nèi)容和難度設(shè)置上也體現(xiàn)了不同的特點。在樣本選取上，遵循隨機(jī)性和多樣性原則。從收集到的模擬試題中隨機(jī)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(xué)生在高中階段對生物學(xué)知識的整體掌握情況以及運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”解決綜合性問題的能力；階段性測試試卷則更側(cè)重于對特定知識模塊的考查，有助于分析“結(jié)構(gòu)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(shè)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(xué)模擬試題中“結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)與功能觀”命題特點分析在對抽取的300套模擬試題進(jìn)行詳細(xì)分析后，發(fā)現(xiàn)模擬試題在“結(jié)構(gòu)與功能觀”的命題上呈現(xiàn)出以下特點。在情境設(shè)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(xué)史為情境，如以細(xì)胞學(xué)說的建立過程、光合作用的探究歷程等為背景，考查學(xué)生對相關(guān)知識中“結(jié)構(gòu)與功能觀”的理解。這類情境能夠引導(dǎo)學(xué)生回顧科學(xué)研究的過程，體會科學(xué)家如何通過對結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的探究揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)。有些模擬試題創(chuàng)設(shè)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(hù)等為背景，考查學(xué)生運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”解決實際問題的能力。以人體心臟的結(jié)構(gòu)與血液循環(huán)功能為情境，考查學(xué)生對心血管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的認(rèn)識；以農(nóng)作物種植中合理施肥與植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系為情境，考查學(xué)生對植物營養(yǎng)吸收機(jī)制的理解。還有一些試題創(chuàng)設(shè)了具有一定新穎性的科研情境，通過介紹最新的生物學(xué)研究成果或?qū)嶒灁?shù)據(jù)，要求學(xué)生分析其中涉及的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系。如提供關(guān)于新型抗癌藥物作用機(jī)制的研究資料，考查學(xué)生對細(xì)胞結(jié)構(gòu)與藥物作用靶點之間關(guān)系的理解。從問題設(shè)計來看，模擬試題注重考查學(xué)生對“結(jié)構(gòu)與功能觀”的理解和應(yīng)用能力。問題類型豐富，包括對基礎(chǔ)知識的直接考查，如要求學(xué)生描述細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能、生物大分子的結(jié)構(gòu)特點等。也有對知識遷移應(yīng)用能力的考查，如給出特定的生物結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生分析其可能具有的功能；或者給出某種生物功能，要求學(xué)生推測與之相關(guān)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。在考查細(xì)胞結(jié)構(gòu)時，會問“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點如何有利于其進(jìn)行蛋白質(zhì)和脂質(zhì)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(jié)構(gòu)對能量流動有什么影響？”部分試題還設(shè)置了開放性問題，鼓勵學(xué)生運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”進(jìn)行創(chuàng)新思維和批判性思維。如“請舉例說明在生物進(jìn)化過程中，結(jié)構(gòu)與功能的變化是如何相互影響的？”這類問題能夠激發(fā)學(xué)生的思考，培養(yǎng)學(xué)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。基礎(chǔ)題主要考查學(xué)生對“結(jié)構(gòu)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(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點是什么？”等問題，這類題目難度較低，旨在檢測學(xué)生對基礎(chǔ)知識的記憶和簡單理解。中等難度的題目則需要學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，進(jìn)行一定的分析和推理。給出細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖，要求學(xué)生分析不同細(xì)胞器之間在結(jié)構(gòu)和功能上的聯(lián)系，或者結(jié)合生理過程，分析相關(guān)結(jié)構(gòu)的功能變化。難題通常以復(fù)雜的情境為背景，考查學(xué)生對“結(jié)構(gòu)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(fù)雜生物學(xué)問題，要求學(xué)生從分子、細(xì)胞、個體等多個層面，運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”進(jìn)行全面的分析和解答。如在考查遺傳與進(jìn)化模塊時，結(jié)合基因編輯技術(shù)和生物進(jìn)化理論，讓學(xué)生探討基因結(jié)構(gòu)的改變對生物功能和進(jìn)化的影響。與高考試題相比，模擬試題在情境設(shè)置的真實性和復(fù)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(shè)真實、復(fù)雜的情境，緊密聯(lián)系科學(xué)研究前沿和社會熱點問題，考查學(xué)生在實際情境中運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”解決問題的能力。在問題設(shè)計的深度和廣度上，高考試題對學(xué)生的綜合能力要求更高，不僅考查學(xué)生對知識的理解和應(yīng)用，還注重考查學(xué)生的科學(xué)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(chǔ)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(xué)生的區(qū)分。3.3現(xiàn)狀總結(jié)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(dāng)前高中生物學(xué)“結(jié)構(gòu)與功能觀”命題在考查內(nèi)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(jìn)的問題。當(dāng)前命題對“結(jié)構(gòu)與功能觀”的考查內(nèi)容較為全面，覆蓋了高中生物學(xué)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(jié)構(gòu)與功能，到細(xì)胞水平的細(xì)胞器、細(xì)胞膜等結(jié)構(gòu)與功能，再到個體水平的器官、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能，以及生態(tài)系統(tǒng)水平的組成成分、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，都有涉及。這體現(xiàn)了“結(jié)構(gòu)與功能觀”在高中生物學(xué)知識體系中的重要地位，也反映了命題者對學(xué)生全面掌握生物學(xué)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(chǔ)知識的直接考查，以檢測學(xué)生對“結(jié)構(gòu)與功能觀”基本概念和原理的記憶和理解；也有通過創(chuàng)設(shè)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(xué)生運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”分析和解決問題的能力，體現(xiàn)了對學(xué)生綜合素養(yǎng)的考查。當(dāng)前命題仍存在一些問題。部分試題的情境設(shè)置較為單一，缺乏真實性和復(fù)雜性。一些模擬試題過于依賴教材內(nèi)容，情境創(chuàng)設(shè)局限于教材中的實驗或案例，與實際生活和科學(xué)研究的聯(lián)系不夠緊密。這使得學(xué)生在面對真實情境中的生物學(xué)問題時，難以運用所學(xué)的“結(jié)構(gòu)與功能觀”進(jìn)行有效的分析和解決。在考查深度上，有些試題對“結(jié)構(gòu)與功能觀”的考查停留在表面，僅要求學(xué)生簡單地闡述結(jié)構(gòu)與功能的對應(yīng)關(guān)系，缺乏對學(xué)生深入理解和綜合運用這一觀念能力的考查。學(xué)生可能只是機(jī)械地記憶了相關(guān)知識點，而沒有真正理解結(jié)構(gòu)與功能之間的內(nèi)在聯(lián)系和相互作用機(jī)制。在命題的創(chuàng)新性方面還有所欠缺，部分試題的問題設(shè)計缺乏新意，不能很好地激發(fā)學(xué)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(jié)構(gòu)與功能觀”與其他生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究等核心素養(yǎng)要素相結(jié)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(xué)科核心素養(yǎng)的整體性和綜合性。這些問題的存在可能導(dǎo)致學(xué)生對“結(jié)構(gòu)與功能觀”的學(xué)習(xí)停留在淺層次，無法真正培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)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(jìn)和完善，以更好地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展。四、基于學(xué)科核心素養(yǎng)的“結(jié)構(gòu)與功能觀”命題策略4.1命題原則與導(dǎo)向4.1.1以學(xué)科核心素養(yǎng)為核心在基于學(xué)科核心素養(yǎng)的“結(jié)構(gòu)與功能觀”命題中，要始終將學(xué)科核心素養(yǎng)作為核心要素，全面促進(jìn)學(xué)生在生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任等方面的發(fā)展。生命觀念是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)，“結(jié)構(gòu)與功能觀”作為生命觀念的重要組成部分，命題時應(yīng)圍繞其展開，引導(dǎo)學(xué)生深入理解生物體結(jié)構(gòu)與功能的相互關(guān)系。在考查細(xì)胞結(jié)構(gòu)時，可以設(shè)計這樣的題目：“線粒體的內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，這一結(jié)構(gòu)特點對線粒體的功能有何重要意義？請從能量轉(zhuǎn)換的角度進(jìn)行分析。”通過這樣的題目，考查學(xué)生對線粒體結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的理解，以及運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”分析問題的能力，從而強(qiáng)化學(xué)生的生命觀念。科學(xué)思維的培養(yǎng)在命題中也至關(guān)重要。可以通過設(shè)置具有一定思維難度的問題，考查學(xué)生的歸納與概括、演繹與推理、模型與建模等科學(xué)思維能力。在遺傳與進(jìn)化模塊的命題中，可以給出一些遺傳現(xiàn)象，要求學(xué)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(guān)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(jié)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(xué)生運用科學(xué)思維解決遺傳問題的能力。科學(xué)探究能力的考查可以通過設(shè)計實驗探究類題目來實現(xiàn)。命題時可以創(chuàng)設(shè)真實的實驗情境，讓學(xué)生根據(jù)給定的實驗?zāi)康暮筒牧希O(shè)計實驗方案、預(yù)測實驗結(jié)果并分析原因。在考查酶的特性時，可以設(shè)置如下題目：“已知淀粉酶能夠催化淀粉水解，某同學(xué)想探究溫度對淀粉酶活性的影響，請你幫他設(shè)計一個實驗方案，包括實驗材料、實驗步驟、預(yù)期實驗結(jié)果及結(jié)論。”通過這樣的題目，考查學(xué)生的實驗設(shè)計、操作和分析能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神。社會責(zé)任的考查可以結(jié)合社會熱點問題，引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)的生物學(xué)知識，對社會現(xiàn)象進(jìn)行分析和思考，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感和擔(dān)當(dāng)意識。在生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面，可以設(shè)計題目：“隨著城市化進(jìn)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(jié)構(gòu)與功能的角度，分析這些問題產(chǎn)生的原因，并提出相應(yīng)的解決措施。”通過這樣的題目，讓學(xué)生關(guān)注社會熱點，將生物學(xué)知識與實際生活相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任。4.1.2體現(xiàn)“結(jié)構(gòu)與功能觀”的獨特價值“結(jié)構(gòu)與功能觀”在生物學(xué)中具有獨特的地位和價值，它貫穿于整個生物學(xué)知識體系，是理解生命現(xiàn)象和規(guī)律的重要基礎(chǔ)。在命題中，應(yīng)突出這一觀念的獨特價值，引導(dǎo)學(xué)生深入理解結(jié)構(gòu)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(zhì)、核酸等的結(jié)構(gòu)決定了它們的功能。在命題時，可以考查學(xué)生對這些生物大分子結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的理解。“蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性決定了其功能多樣性，請舉例說明蛋白質(zhì)的不同結(jié)構(gòu)是如何決定其相應(yīng)功能的。”通過這樣的題目，讓學(xué)生認(rèn)識到蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)（氨基酸序列）決定了其空間結(jié)構(gòu)，而空間結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)密切相關(guān)。在細(xì)胞層面，各種細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)與功能是高考和模擬試題的重點考查內(nèi)容。命題時，可以進(jìn)一步深入考查細(xì)胞器結(jié)構(gòu)與功能的細(xì)節(jié)以及它們之間的相互關(guān)系。“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體在結(jié)構(gòu)和功能上有哪些聯(lián)系？請結(jié)合分泌蛋白的合成與運輸過程進(jìn)行闡述。”通過這樣的題目，讓學(xué)生理解內(nèi)質(zhì)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(jié)構(gòu)特點如何適應(yīng)這一功能。在個體層面，生物體的器官、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(xué)生對肺泡結(jié)構(gòu)與氣體交換功能關(guān)系的理解。“肺泡的哪些結(jié)構(gòu)特點有利于其進(jìn)行高效的氣體交換？”通過這樣的題目，讓學(xué)生認(rèn)識到肺泡壁很薄，僅由一層上皮細(xì)胞構(gòu)成，且外面纏繞著豐富的毛細(xì)血管和彈性纖維，這些結(jié)構(gòu)特點使得肺泡能夠與血液之間進(jìn)行快速的氣體交換。在生態(tài)系統(tǒng)層面，命題可以考查學(xué)生對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能相互關(guān)系的理解。“生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)（食物鏈和食物網(wǎng)）是如何影響生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動的？”通過這樣的題目，讓學(xué)生認(rèn)識到生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)決定了物質(zhì)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(jié)構(gòu)與功能的整體性。通過這些不同層面的命題，突出“結(jié)構(gòu)與功能觀”的獨特價值，引導(dǎo)學(xué)生從不同角度深入理解生物體結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生運用這一觀念分析和解決生物學(xué)問題的能力。4.1.3結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)與教材內(nèi)容命題要嚴(yán)格依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和教材內(nèi)容，確保命題的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。課程標(biāo)準(zhǔn)是教學(xué)和評價的依據(jù)，明確了學(xué)生在高中階段應(yīng)掌握的生物學(xué)知識和技能，以及應(yīng)形成的學(xué)科核心素養(yǎng)。教材則是課程標(biāo)準(zhǔn)的具體體現(xiàn)，是學(xué)生學(xué)習(xí)的主要資源。在基于“結(jié)構(gòu)與功能觀”的命題中，要緊密圍繞課程標(biāo)準(zhǔn)和教材內(nèi)容，全面考查學(xué)生對相關(guān)知識的掌握情況。課程標(biāo)準(zhǔn)對“結(jié)構(gòu)與功能觀”相關(guān)知識的要求進(jìn)行了明確規(guī)定。在分子與細(xì)胞模塊，要求學(xué)生理解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，如細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)運輸功能、細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)與功能等。在遺傳與進(jìn)化模塊，要求學(xué)生掌握遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能，以及遺傳信息的傳遞與表達(dá)。在穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)模塊，要求學(xué)生了解生物體的結(jié)構(gòu)與維持穩(wěn)態(tài)、調(diào)節(jié)生理功能之間的關(guān)系。在生物與環(huán)境模塊，要求學(xué)生理解生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的相互關(guān)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(biāo)準(zhǔn)的范圍。教材中包含了豐富的“結(jié)構(gòu)與功能觀”相關(guān)內(nèi)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(xì)胞結(jié)構(gòu)時，可以參考教材中對線粒體、葉綠體等細(xì)胞器結(jié)構(gòu)和功能的描述，設(shè)計相關(guān)題目。“教材中描述線粒體是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場所，其內(nèi)膜上分布著大量與有氧呼吸相關(guān)的酶。請結(jié)合線粒體的結(jié)構(gòu)特點，解釋為什么內(nèi)膜上的酶對有氧呼吸如此重要。”這樣的題目既考查了學(xué)生對教材知識的掌握，又引導(dǎo)學(xué)生運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”進(jìn)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(xué)生對教材實驗的理解和應(yīng)用能力，可以檢驗學(xué)生對“結(jié)構(gòu)與功能觀”的掌握程度。在“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”實驗中，教材通過設(shè)置不同濃度的外界溶液，觀察植物細(xì)胞的形態(tài)變化，從而探究細(xì)胞的吸水和失水原理。命題時，可以以此為基礎(chǔ)，設(shè)計題目：“在‘探究植物細(xì)胞的吸水和失水’實驗中，當(dāng)外界溶液濃度高于細(xì)胞液濃度時，植物細(xì)胞會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。請從細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的角度，解釋質(zhì)壁分離現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。”這樣的題目能夠考查學(xué)生對實驗原理的理解，以及運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”解釋實驗現(xiàn)象的能力。在結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)和教材內(nèi)容命題時，要注重對知識的整合和拓展，避免簡單地重復(fù)教材內(nèi)容。可以通過創(chuàng)設(shè)新的情境，將教材知識與實際生活、科學(xué)研究等相結(jié)合，考查學(xué)生運用知識解決實際問題的能力。以教材中關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的知識為基礎(chǔ)，創(chuàng)設(shè)一個關(guān)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(xué)生運用生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)和教材內(nèi)容的要求，又能夠考查學(xué)生的綜合素養(yǎng)。4.2命題情境創(chuàng)設(shè)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(xué)生“結(jié)構(gòu)與功能觀”的重要手段，它能讓學(xué)生將所學(xué)知識與實際生活緊密聯(lián)系，提高學(xué)生運用知識解決實際問題的能力。在高中生物學(xué)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(jié)構(gòu)和功能異常密切相關(guān)。在命題時，可以創(chuàng)設(shè)與疾病相關(guān)的情境，考查學(xué)生對相關(guān)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)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(jī)制是編碼CFTR蛋白的基因發(fā)生突變，導(dǎo)致CFTR蛋白結(jié)構(gòu)異常，進(jìn)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(shè)計這樣的題目：“囊性纖維病患者的CFTR蛋白結(jié)構(gòu)異常，導(dǎo)致氯離子無法正常跨膜運輸。請從蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系角度，分析CFTR蛋白結(jié)構(gòu)異常為何會影響氯離子的運輸功能。”這樣的題目要求學(xué)生運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”，從分子層面分析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化對其功能的影響，考查學(xué)生對知識的理解和應(yīng)用能力。在考查細(xì)胞呼吸相關(guān)知識時，可以創(chuàng)設(shè)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(dǎo)致細(xì)胞對葡萄糖的攝取和利用出現(xiàn)障礙。可以設(shè)計題目：“糖尿病患者的血糖水平較高，但細(xì)胞卻無法充分利用葡萄糖。從細(xì)胞呼吸的角度分析，這可能與細(xì)胞的哪些結(jié)構(gòu)和功能異常有關(guān)？”學(xué)生需要結(jié)合細(xì)胞呼吸的過程，分析細(xì)胞膜上葡萄糖轉(zhuǎn)運載體的功能、線粒體的結(jié)構(gòu)和功能等對細(xì)胞攝取和利用葡萄糖的影響，從而運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”解決問題。生態(tài)問題也是創(chuàng)設(shè)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(jié)構(gòu)和功能受到了嚴(yán)重的破壞。在命題時，可以以生態(tài)問題為背景，考查學(xué)生對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)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(zāi)等原因，森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，如植被減少、生物多樣性降低等，進(jìn)而影響了生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞功能。可以設(shè)計題目：“某地區(qū)由于過度砍伐森林，導(dǎo)致森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。請分析這種變化對生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動功能的影響，并提出相應(yīng)的保護(hù)措施。”學(xué)生需要運用生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的知識，分析生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)等方面提出保護(hù)措施，考查學(xué)生對生態(tài)系統(tǒng)知識的綜合運用能力和對“結(jié)構(gòu)與功能觀”的理解。在考查生物多樣性保護(hù)時，可以創(chuàng)設(shè)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(diào)節(jié)氣候、保護(hù)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(jié)構(gòu)和功能受到了威脅。可以設(shè)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(jié)構(gòu)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(hù)濕地生態(tài)系統(tǒng)的建議。”學(xué)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(jié)構(gòu)的關(guān)系，以及這種關(guān)系對生態(tài)系統(tǒng)功能的影響，從而提出保護(hù)建議，考查學(xué)生運用“結(jié)構(gòu)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(shè)這些真實生活情境，學(xué)生能夠更加深入地理解“結(jié)構(gòu)與功能觀”在生物學(xué)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(qiáng)學(xué)生對生活和社會的關(guān)注，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任意識。4.2.2科學(xué)研究情境的引入科學(xué)研究情境的引入在高中生物學(xué)“結(jié)構(gòu)與功能觀”命題中具有重要意義，它能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和探究能力，使學(xué)生更好地理解科學(xué)研究的過程和方法。生物學(xué)實驗和前沿研究成果是創(chuàng)設(shè)科學(xué)研究情境的重要素材。生物學(xué)實驗是生物學(xué)研究的重要手段，通過實驗可以揭示生物體的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系。在命題時，可以以經(jīng)典生物學(xué)實驗為背景，考查學(xué)生對實驗原理、實驗過程和實驗結(jié)果的理解，以及運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”分析實驗現(xiàn)象的能力。以“探究細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系”實驗為例，該實驗通過模擬細(xì)胞大小與物質(zhì)擴(kuò)散的關(guān)系，探究細(xì)胞大小對物質(zhì)運輸效率的影響。可以設(shè)計題目：“在‘探究細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系’實驗中，用含酚酞的瓊脂塊模擬細(xì)胞，將瓊脂塊浸泡在NaOH溶液中，觀察NaOH在瓊脂塊中的擴(kuò)散情況。請分析為什么細(xì)胞體積越大，物質(zhì)運輸?shù)男试降停繌募?xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的角度進(jìn)行解釋。”學(xué)生需要理解細(xì)胞體積與表面積的關(guān)系，以及物質(zhì)運輸與細(xì)胞結(jié)構(gòu)的聯(lián)系，運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”分析實驗現(xiàn)象，考查學(xué)生的科學(xué)思維和實驗分析能力。在考查光合作用相關(guān)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(xì)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。可以設(shè)計題目：“恩格爾曼的實驗中，將水綿和好氧細(xì)菌放在沒有空氣的黑暗環(huán)境中，然后用極細(xì)的光束照射水綿。請分析為什么好氧細(xì)菌會聚集在葉綠體受光部位的周圍？從葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能角度進(jìn)行解釋。”學(xué)生需要了解葉綠體的結(jié)構(gòu)和光合作用的過程，運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”解釋實驗現(xiàn)象，考查學(xué)生對光合作用知識的掌握和科學(xué)思維能力。前沿研究成果能夠反映生物學(xué)領(lǐng)域的最新進(jìn)展，將其引入命題中，可以拓寬學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，基因編輯技術(shù)、CRISPR/Cas9系統(tǒng)等成為生物學(xué)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(xué)生對相關(guān)知識的理解和運用能力。以基因編輯技術(shù)為例，該技術(shù)可以對生物體的基因進(jìn)行精確編輯，從而改變生物體的性狀。可以設(shè)計題目：“CRISPR/Cas9系統(tǒng)是一種新型的基因編輯技術(shù)，它能夠識別并切割特定的DNA序列。請從基因的結(jié)構(gòu)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(shù)可能會對生物體的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生哪些影響？”學(xué)生需要了解基因的結(jié)構(gòu)和功能，以及CRISPR/Cas9系統(tǒng)的工作原理，運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”分析問題，考查學(xué)生對前沿知識的掌握和科學(xué)思維能力。在考查細(xì)胞凋亡相關(guān)知識時，可以以細(xì)胞凋亡機(jī)制的前沿研究成果為情境。細(xì)胞凋亡是細(xì)胞程序性死亡的過程，對于維持生物體的正常發(fā)育和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定具有重要意義。近年來，科學(xué)家對細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)了一系列與細(xì)胞凋亡相關(guān)的基因和信號通路。可以設(shè)計題目：“最新研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞凋亡過程中，某些基因的表達(dá)發(fā)生變化，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)一系列的生化反應(yīng)，最終引發(fā)細(xì)胞凋亡。請從基因的結(jié)構(gòu)與功能角度，分析這些基因是如何調(diào)控細(xì)胞凋亡的？細(xì)胞凋亡對生物體的結(jié)構(gòu)和功能有什么重要意義？”學(xué)生需要了解基因的表達(dá)調(diào)控和細(xì)胞凋亡的過程，運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”分析問題，考查學(xué)生對細(xì)胞凋亡知識的掌握和科學(xué)思維能力。通過引入這些科學(xué)研究情境，學(xué)生能夠感受到科學(xué)研究的魅力，了解科學(xué)研究的方法和過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和創(chuàng)新思維能力，同時也能加深學(xué)生對“結(jié)構(gòu)與功能觀”的理解和應(yīng)用。4.2.3情境的多樣性與復(fù)雜性設(shè)計情境的多樣性與復(fù)雜性設(shè)計在高中生物學(xué)“結(jié)構(gòu)與功能觀”命題中起著關(guān)鍵作用，它能夠滿足不同層次學(xué)生的需求，提高試題的區(qū)分度，全面考查學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。情境的多樣性體現(xiàn)在多個方面。在知識領(lǐng)域上，應(yīng)涵蓋高中生物學(xué)的各個模塊，包括分子與細(xì)胞、遺傳與進(jìn)化、穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)、生物與環(huán)境等。在分子與細(xì)胞模塊，可以創(chuàng)設(shè)關(guān)于細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的情境，如線粒體、葉綠體等細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)與功能；在遺傳與進(jìn)化模塊，可以以遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能、遺傳信息的傳遞與表達(dá)為情境；在穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)模塊，可圍繞生物體的結(jié)構(gòu)與維持穩(wěn)態(tài)、調(diào)節(jié)生理功能的關(guān)系創(chuàng)設(shè)情境；在生物與環(huán)境模塊，則以生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能為情境。通過多樣化的知識領(lǐng)域情境，考查學(xué)生對不同模塊知識中“結(jié)構(gòu)與功能觀”的理解和應(yīng)用。在情境類型上，應(yīng)豐富多樣。除了前文提到的真實生活情境和科學(xué)研究情境，還可以創(chuàng)設(shè)歷史文化情境。在考查生物進(jìn)化相關(guān)知識時，可以引入達(dá)爾文的進(jìn)化論提出的歷史背景，讓學(xué)生分析在當(dāng)時的科學(xué)認(rèn)知水平下，達(dá)爾文是如何通過觀察和思考，提出生物進(jìn)化的觀點，以及這一觀點對生物學(xué)發(fā)展的重要意義。從生物結(jié)構(gòu)與功能的演變角度，探討生物進(jìn)化過程中結(jié)構(gòu)與功能的相互影響。還可以創(chuàng)設(shè)虛擬情境，如構(gòu)建一個虛擬的生態(tài)系統(tǒng)，設(shè)定其中的生物種類、數(shù)量以及環(huán)境條件，讓學(xué)生分析該生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能特點，以及在不同環(huán)境變化下生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的變化。情境的復(fù)雜性設(shè)計也是至關(guān)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(guān)系，只能考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握。而復(fù)雜的情境則包含多個知識點和復(fù)雜的邏輯關(guān)系，需要學(xué)生綜合運用所學(xué)知識，進(jìn)行深入的分析和推理。在考查生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)知識時，可以創(chuàng)設(shè)一個包含多種生物和復(fù)雜生態(tài)關(guān)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(jié)構(gòu)和功能發(fā)生了變化。設(shè)計題目時，可以要求學(xué)生分析這些人類活動對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)變化對生態(tài)系統(tǒng)功能的影響，如物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞的變化。還可以進(jìn)一步要求學(xué)生提出保護(hù)該生態(tài)系統(tǒng)的措施，從生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的角度闡述措施的合理性。這樣的情境考查了學(xué)生對生態(tài)系統(tǒng)知識的綜合運用能力，以及運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”分析和解決復(fù)雜問題的能力。在考查遺傳與變異相關(guān)知識時，可以創(chuàng)設(shè)一個涉及多個基因和復(fù)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(jié)果和環(huán)境條件信息，要求學(xué)生分析基因的結(jié)構(gòu)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(xué)生需要運用遺傳定律、基因的表達(dá)調(diào)控等知識，結(jié)合“結(jié)構(gòu)與功能觀”進(jìn)行綜合分析，從而解決問題。通過設(shè)計具有多樣性和復(fù)雜性的情境，能夠滿足不同層次學(xué)生的需求。對于基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，簡單的情境可以幫助他們鞏固基礎(chǔ)知識；對于學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生，復(fù)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(zhǔn)確地評價學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)水平，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。4.3問題設(shè)計與能力考查4.3.1基于“結(jié)構(gòu)與功能觀”的問題層次設(shè)置基于“結(jié)構(gòu)與功能觀”的問題層次設(shè)置，應(yīng)遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，從基礎(chǔ)概念的考查逐步深入到綜合應(yīng)用能力的檢驗，全面考查學(xué)生對這一觀念的理解和運用水平。在基礎(chǔ)層次，主要考查學(xué)生對“結(jié)構(gòu)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(xué)生是否掌握了相關(guān)的基礎(chǔ)知識。“線粒體的主要功能是什么？”“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點是什么？”這些問題要求學(xué)生準(zhǔn)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(xì)胞膜具有一定流動性和選擇透過性的結(jié)構(gòu)特點。通過對這類問題的回答，學(xué)生能夠鞏固對細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的基本認(rèn)識，為后續(xù)深入學(xué)習(xí)和應(yīng)用“結(jié)構(gòu)與功能觀”奠定基礎(chǔ)。在理解層次，問題設(shè)計注重考查學(xué)生對結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的深入理解。要求學(xué)生能夠闡述某種結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。“請闡述內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點如何有利于其進(jìn)行蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的合成與運輸？”學(xué)生需要理解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由膜連接而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，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(zhì)和脂質(zhì)的合成；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與核膜、細(xì)胞膜相連，以及通過囊泡與高爾基體等其他細(xì)胞器聯(lián)系，這種結(jié)構(gòu)特點便于其進(jìn)行物質(zhì)運輸。這類問題考查了學(xué)生對知識的理解深度，要求學(xué)生能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)與功能有機(jī)聯(lián)系起來，形成較為系統(tǒng)的認(rèn)識。在應(yīng)用層次，問題難度進(jìn)一步提升，需要學(xué)生運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”解決實際問題。這類問題通常會創(chuàng)設(shè)具體的情境，要求學(xué)生根據(jù)給定的信息，分析結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，并提出相應(yīng)的解決方案。在考查細(xì)胞呼吸相關(guān)知識時，可以設(shè)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(xì)胞呼吸的角度，分析可能是哪些細(xì)胞結(jié)構(gòu)或生理過程出現(xiàn)了問題，并提出改進(jìn)措施。”學(xué)生需要結(jié)合酵母菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和細(xì)胞呼吸的過程，分析可能是線粒體結(jié)構(gòu)受損導(dǎo)致有氧呼吸受影響，或者是細(xì)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(jìn)而提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，如優(yōu)化發(fā)酵條件、補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)等。這類問題考查了學(xué)生運用知識解決實際問題的能力，體現(xiàn)了“結(jié)構(gòu)與功能觀”的實際應(yīng)用價值。在綜合層次，問題設(shè)計強(qiáng)調(diào)知識的綜合性和跨模塊性，要求學(xué)生將“結(jié)構(gòu)與功能觀”與其他生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究等核心素養(yǎng)要素相結(jié)合，解決復(fù)雜的生物學(xué)問題。在考查生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)知識時，可以設(shè)置問題：“隨著城市化進(jìn)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(jié)構(gòu)與功能的角度，分析這些問題產(chǎn)生的原因，并提出相應(yīng)的解決措施。同時，運用進(jìn)化與適應(yīng)觀，探討生物在這種環(huán)境變化下的進(jìn)化趨勢。”學(xué)生需要綜合運用生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能知識，分析生物多樣性減少導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡化，進(jìn)而影響物質(zhì)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(jié)構(gòu)，影響其功能。從進(jìn)化與適應(yīng)觀角度，探討生物可能會通過進(jìn)化適應(yīng)新的環(huán)境，如某些生物可能會進(jìn)化出更強(qiáng)的抗污染能力等。這類問題考查了學(xué)生的綜合素養(yǎng)，要求學(xué)生具備較強(qiáng)的知識整合能力和創(chuàng)新思維能力。4.3.2對科學(xué)思維與探究能力的考查方式在高中生物學(xué)“結(jié)構(gòu)與功能觀”命題中，對學(xué)生科學(xué)思維與探究能力的考查是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的重要方面。通過巧妙設(shè)計問題，能夠有效檢驗學(xué)生的歸納與概括、演繹與推理、模型與建模等科學(xué)思維和探究能力。歸納與概括能力的考查，通常要求學(xué)生對一系列生物學(xué)事實或現(xiàn)象進(jìn)行分析和總結(jié)，得出一般性的結(jié)論。在考查細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能時，可以給出多種不同細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點和功能描述，讓學(xué)生歸納出細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的一般性規(guī)律。“請分析大腸桿菌、洋蔥表皮細(xì)胞、人體肝細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點，并歸納出真核細(xì)胞和原核細(xì)胞在結(jié)構(gòu)與功能上的主要區(qū)別。”學(xué)生需要仔細(xì)分析這些細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，如大腸桿菌沒有以核膜為界限的細(xì)胞核，只有擬核，細(xì)胞器只有核糖體；而洋蔥表皮細(xì)胞和人體肝細(xì)胞有細(xì)胞核和多種細(xì)胞器。通過對這些具體細(xì)胞的分析，歸納出真核細(xì)胞具有核膜包被的細(xì)胞核、多種細(xì)胞器，原核細(xì)胞沒有細(xì)胞核，細(xì)胞器種類較少等結(jié)構(gòu)與功能上的區(qū)別。這種考查方式能夠鍛煉學(xué)生從具體事例中提取關(guān)鍵信息，進(jìn)行歸納總結(jié)的能力。演繹與推理能力的考查，要求學(xué)生根據(jù)已知的生物學(xué)原理和規(guī)律，對給定的情境進(jìn)行分析和推理，得出合理的結(jié)論。在遺傳與進(jìn)化模塊，可以設(shè)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?qū)﹄[性基因完全顯性。現(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(xué)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(xué)生要運用遺傳定律，結(jié)合題目所給信息，進(jìn)行合理的推導(dǎo)，這考查了學(xué)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(xué)生構(gòu)建物理模型、概念模型或數(shù)學(xué)模型來實現(xiàn)。在學(xué)習(xí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)時，要求學(xué)生制作細(xì)胞的物理模型，如用不同材料制作線粒體、葉綠體等細(xì)胞器，通過模型構(gòu)建，學(xué)生能夠更直觀地理解細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。在考查生態(tài)系統(tǒng)能量流動時，可以讓學(xué)生構(gòu)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(zhuǎn)化和散失過程。在遺傳部分，還可以考查學(xué)生構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的能力，如讓學(xué)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(gòu)建的考查，培養(yǎng)學(xué)生將抽象的生物學(xué)知識轉(zhuǎn)化為具體模型的能力，提高學(xué)生的空間想象和邏輯思維能力。科學(xué)探究能力的考查，可通過設(shè)計實驗探究類問題來實現(xiàn)。給出一個關(guān)于結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的探究主題，如“探究某種酶的活性與溫度的關(guān)系”，要求學(xué)生設(shè)計實驗方案，包括實驗?zāi)康摹嶒炘怼嶒灢牧稀嶒灢襟E、預(yù)期實驗結(jié)果及結(jié)論等。學(xué)生需要明確實驗?zāi)康氖翘骄繙囟葘γ富钚缘挠绊懀鶕?jù)酶的催化特性和溫度對化學(xué)反應(yīng)的影響原理，選擇合適的實驗材料，如淀粉酶和淀粉溶液，設(shè)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(shè)計過程中，學(xué)生要考慮實驗的科學(xué)性、可行性和可重復(fù)性，這考查了學(xué)生的實驗設(shè)計、操作和分析能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和實踐能力。4.3.3培養(yǎng)學(xué)生社會責(zé)任意識的問題設(shè)置在高中生物學(xué)“結(jié)構(gòu)與功能觀”命題中，培養(yǎng)學(xué)生社會責(zé)任意識是學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要目標(biāo)之一。通過設(shè)置具有針對性的問題，能夠引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生物學(xué)相關(guān)的社會問題，將所學(xué)知識與社會實際相聯(lián)系，增強(qiáng)學(xué)生的社會責(zé)任感。在生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面，可以設(shè)置問題引導(dǎo)學(xué)生運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”分析生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀和問題。“近年來，某湖泊生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)了富營養(yǎng)化現(xiàn)象，導(dǎo)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(jié)構(gòu)與功能的角度，分析富營養(yǎng)化產(chǎn)生的原因，并提出相應(yīng)的治理措施。”學(xué)生需要運用生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(zhì)的污水，導(dǎo)致水體中營養(yǎng)物質(zhì)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(dǎo)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(xué)生可以從調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)入手，如控制污水排放、種植水生植物吸收營養(yǎng)物質(zhì)、引入以藻類為食的生物等，以恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的功能平衡。通過這類問題的思考和回答，學(xué)生能夠深刻認(rèn)識到人類活動對生態(tài)環(huán)境的影響，增強(qiáng)保護(hù)生態(tài)環(huán)境的責(zé)任感。在人類健康問題上，也可以設(shè)置相關(guān)問題。“隨著生活水平的提高，肥胖問題日益嚴(yán)重。從細(xì)胞代謝和人體生理結(jié)構(gòu)與功能的角度，分析肥胖產(chǎn)生的原因，并提出預(yù)防和治療肥胖的建議。”學(xué)生需要從細(xì)胞層面分析肥胖可能是由于細(xì)胞內(nèi)脂肪合成增加、分解減少，以及人體生理結(jié)構(gòu)與功能方面，如飲食習(xí)慣不良導(dǎo)致攝入過多高熱量食物，運動量不足導(dǎo)致能量消耗減少等原因造成的。在提出預(yù)防和治療建議時，學(xué)生可以從調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)、增加運動量、改善生活習(xí)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(qiáng)體育鍛煉，保證充足的睡眠等。這類問題能夠讓學(xué)生關(guān)注自身健康，將生物學(xué)知識應(yīng)用到日常生活中，培養(yǎng)學(xué)生健康生活的意識和責(zé)任感。在生物科技應(yīng)用領(lǐng)域，設(shè)置問題可以引導(dǎo)學(xué)生思考生物科技對社會的影響。“基因編輯技術(shù)是一種新興的生物技術(shù)，它可以對生物體的基因進(jìn)行精確編輯。請從基因的結(jié)構(gòu)與功能角度，分析基因編輯技術(shù)可能帶來的好處和潛在風(fēng)險，并談?wù)勀銓蚓庉嫾夹g(shù)應(yīng)用的看法。”學(xué)生需要從基因的結(jié)構(gòu)與功能知識出發(fā)，分析基因編輯技術(shù)可以用于治療某些遺傳疾病，通過修復(fù)或改變異常基因來恢復(fù)正常的生理功能；但也可能帶來潛在風(fēng)險，如基因編輯的脫靶效應(yīng)可能導(dǎo)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(xué)生能夠?qū)ι锟萍嫉陌l(fā)展有更全面的認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生理性看待生物科技應(yīng)用的態(tài)度和社會責(zé)任感。五、“結(jié)構(gòu)與功能觀”命題案例分析5.1分子與細(xì)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(xì)胞模塊中體現(xiàn)“結(jié)構(gòu)與功能觀”的試題：題目：細(xì)胞膜是細(xì)胞的重要結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)與功能密切相關(guān)。下列關(guān)于細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能的敘述，錯誤的是（）A.細(xì)胞膜的基本支架是磷脂雙分子層，這一結(jié)構(gòu)特點使其具有一定的流動性B.細(xì)胞膜上的載體蛋白具有特異性，能夠協(xié)助特定的物質(zhì)跨膜運輸C.細(xì)胞膜上的糖蛋白與細(xì)胞間的識別、信息交流等功能有關(guān)D.細(xì)胞膜的功能越復(fù)雜，其含有的脂質(zhì)種類和數(shù)量就越多答案：D分析：這道題全面考查了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系，充分體現(xiàn)了“結(jié)構(gòu)與功能觀”。細(xì)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(xì)胞膜具有一定的流動性，這一結(jié)構(gòu)特點決定了細(xì)胞膜在物質(zhì)運輸、細(xì)胞融合等生理過程中能夠發(fā)揮作用，體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)對功能的影響。細(xì)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(zhì)，如葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞需要葡萄糖載體蛋白，這種特異性保證了細(xì)胞對物質(zhì)的選擇性吸收，體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)與功能的對應(yīng)關(guān)系。細(xì)胞膜上的糖蛋白由糖類和蛋白質(zhì)結(jié)合而成，分布在細(xì)胞膜外側(cè)，與細(xì)胞間的識別、信息交流等功能密切相關(guān)，如免疫細(xì)胞識別外來病原體靠的就是細(xì)胞膜上糖蛋白的識別作用，這進(jìn)一步說明了結(jié)構(gòu)決定功能。而細(xì)胞膜的功能主要是由蛋白質(zhì)承擔(dān)的，細(xì)胞膜的功能越復(fù)雜，其含有的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量就越多，而不是脂質(zhì)，D選項錯誤，從反面考查了結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。再看一道關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)與功能的試題：題目：DNA是主要的遺傳物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)決定了遺傳信息的儲存和傳遞。下列關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)使其具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，有利于遺傳信息的儲存C.DNA分子的復(fù)制過程中，先解旋后復(fù)制，保證了遺傳信息的準(zhǔn)確傳遞D.基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，基因的功能只與堿基對的排列順序有關(guān)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(jié)構(gòu)使兩條鏈上的堿基通過氫鍵互補(bǔ)配對，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有利于遺傳信息的長期儲存，體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)對功能的重要性。DNA分子的復(fù)制過程是邊解旋邊復(fù)制，而不是先解旋后復(fù)制，C選項錯誤。基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，基因的功能不僅與堿基對的排列順序有關(guān)，還與基因的空間結(jié)構(gòu)、基因在染色體上的位置等因素有關(guān)，D選項錯誤。該題通過對DNA結(jié)構(gòu)與功能相關(guān)知識點的考查，讓學(xué)生理解DNA結(jié)構(gòu)如何決定其遺傳信息儲存和傳遞的功能，強(qiáng)化了“結(jié)構(gòu)與功能觀”。5.1.2對學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的作用此類命題對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)具有多方面的重要作用。有助于學(xué)生深入理解生命本質(zhì)。通過對分子與細(xì)胞模塊中各種結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的學(xué)習(xí)和考查，學(xué)生能夠認(rèn)識到細(xì)胞作為生命的基本單位，其內(nèi)部的各種分子和結(jié)構(gòu)都具有特定的功能，這些功能相互協(xié)調(diào)，共同維持著細(xì)胞的生命活動。在學(xué)習(xí)線粒體和葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能時，學(xué)生了解到線粒體通過其獨特的內(nèi)膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行有氧呼吸，為細(xì)胞提供能量；葉綠體通過類囊體膜上的光合色素和酶進(jìn)行光合作用，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。這些知識讓學(xué)生明白細(xì)胞內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)代謝是如何依賴于特定的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的，從而深入理解生命的本質(zhì)。能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。在解答這類命題時，學(xué)生需要運用歸納與概括、演繹與推理等科學(xué)思維方法。在分析細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系時，學(xué)生需要歸納不同物質(zhì)跨膜運輸方式與細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的聯(lián)系，如自由擴(kuò)散與細(xì)胞膜的磷脂雙分子層的關(guān)系，主動運輸與細(xì)胞膜上載體蛋白的關(guān)系等。在學(xué)習(xí)DNA的結(jié)構(gòu)與功能時，學(xué)生可以根據(jù)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)和堿基互補(bǔ)配對原則，演繹推理出DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的過程，培養(yǎng)邏輯思維能力。這類命題還能提升學(xué)生的科學(xué)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(xué)生設(shè)計實驗驗證分子與細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。在探究細(xì)胞膜的選擇透過性時，學(xué)生需要設(shè)計實驗，觀察不同物質(zhì)通過細(xì)胞膜的情況，分析細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)對物質(zhì)運輸?shù)挠绊憽Ｔ谔骄緿NA復(fù)制方式的實驗中，學(xué)生需要理解科學(xué)家的實驗思路，如梅塞爾森和斯塔爾的實驗，運用同位素標(biāo)記法和密度梯度離心技術(shù)，驗證DNA的半保留復(fù)制方式。通過這些實驗探究，學(xué)生能夠掌握科學(xué)探究的方法和步驟，提高實驗設(shè)計、操作和分析能力。5.2遺傳與進(jìn)化模塊命題案例5.2.1案例展示與分析在遺傳與進(jìn)化模塊中，有許多經(jīng)典的體現(xiàn)“結(jié)構(gòu)與功能觀”的命題。以下是一道關(guān)于基因結(jié)構(gòu)與表達(dá)的試題：題目：下圖為真核細(xì)胞中基因表達(dá)過程示意圖，據(jù)圖回答下列問題：[此處可附上基因表達(dá)過程示意圖，包括轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，顯示DNA、mRNA、核糖體、tRNA等結(jié)構(gòu)]（1）圖中①過程為______，需要______酶的參與，該酶識別并結(jié)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”