命题情境背景
油菜花是我国重要的油料作物,也是春季极具观赏价值的经济花卉,其开花时间呈现出明显的地域差异:每年1-2月,云南罗平、广东清远的油菜花率先绽放;3-4月,长江流域的江西婺源、江苏兴化、湖北荆门等地油菜花进入盛花期;4-5月,山东、陕西等北方地区油菜花次第开放;而青海门源、西藏拉萨等高海拔地区,油菜花要到7-8月才迎来花期,同一品种的油菜花,在不同地区的开花时间相差可达半年之久。
生物兴趣小组针对这一现象开展实地调研与实验探究,结合地理气候数据与植物生长特性,分析影响油菜花开花的核心因素,以下为相关探究问题,请结合生物学及跨学科知识作答。
命题立意:依托真实生活情境,考查生物与环境的关系、植物开花的影响因素、非生物因素对生物的作用等核心考点,融合地理气候(纬度、海拔、温度)跨学科知识,重点考查科学探究的基本方法和思路,落实生命观念、科学探究、社会责任核心素养,贴合中考跨学科命题趋势。
跨学科命题试题(满分30分)
一、单项选择题(每题2分,共10分,侧重基础,为探究题铺垫)
导致我国南方低纬度地区油菜花开花早,北方高纬度地区开花晚的主要非生物因素是( ) A. 水分 B. 温度 C. 土壤肥力 D. 空气湿度
青海门源地处青藏高原,海拔高、气温低,油菜花开花时间远晚于长江流域,这一现象体现了生物与环境的关系是( ) A. 生物影响环境 B. 环境影响生物 C. 生物适应环境 D. 环境依赖生物
从植物生理角度分析,油菜花开花需要积累一定的营养物质,这些营养物质主要通过下列哪种生理过程获得( ) A. 光合作用 B. 呼吸作用 C. 蒸腾作用 D. 吸收作用
下列关于油菜花开花时间差异的说法,错误的是( ) A. 纬度越高,气温越低,开花越晚 B. 海拔越高,气温越低,开花越晚 C. 同一地区,水分充足的地块开花一定更早 D. 温度是影响油菜花开花的关键因素
生物兴趣小组开展探究实验时,为了探究“温度对油菜花开花时间的影响”,应遵循的实验原则是( ) A. 单一变量 B. 随意分组 C. 无需重复 D. 无关变量不控制
二、科学探究类主观题(共20分,侧重探究思路、数据分析、跨学科融合,贴合中考考法)
16. 基础探究分析题(8分)
生物兴趣小组为探究“温度对油菜花开花时间的影响”,设计了如下实验方案:选取同一品种、长势一致的油菜花幼苗100株,平均分为5组,分别置于5℃、10℃、15℃、20℃、25℃的恒温培养箱中,保证各组光照时长、水分、土壤肥力等条件一致,观察并记录各组油菜花的首次开花时间,实验重复3次,取平均值。
(1)该实验的自变量是______,因变量是______,无关变量有______(至少答2种)(3分)
(2)实验中“选取同一品种、长势一致的油菜花幼苗”和“实验重复3次,取平均值”的目的分别是什么?(3分)
(3)若实验结果显示,20℃组油菜花首次开花时间最早,5℃组开花最晚,请得出实验结论:______(2分)
17. 跨学科综合探究题(12分)
结合各地油菜花开花时间差异的情境,以及下列地理气候资料(表1:我国部分地区纬度、海拔及油菜花盛花期),完成探究分析:

(1)结合表中数据,对比江西婺源和青海门源,分析两地油菜花盛花期差异显著的原因(从地理、生物两个角度作答)(4分)
(2)生物兴趣小组推测“光照时长也会影响油菜花开花时间”,请你帮助设计一个简单的探究方案,明确探究目的、实验变量和简要实验步骤(4分)
(3)结合生物学和地理知识,分析我国油菜花花期地域差异的整体规律,并说明这种差异对油菜花自身繁殖和农业生产的意义(4分)
参考答案及评分标准
一、单项选择题
1.B 2.B 3.A 4.C 5.A(每题2分,共10分)
二、科学探究类主观题
16. 基础探究分析题(8分)
(1)温度(1分);油菜花首次开花时间(1分);光照时长、水分、土壤肥力、幼苗长势(答出2种及以上,合理即可,1分)
选取同一品种、长势一致的幼苗:控制无关变量,保证实验的单一变量(1.5分);实验重复3次,取平均值:减少实验误差,使实验结果更具科学性和说服力(1.5分)
在一定范围内,温度影响油菜花开花时间,20℃左右是该品种油菜花开花的适宜温度,温度越低,开花时间越晚(合理即可,2分)
17. 跨学科综合探究题(12分)
(1)地理角度:青海门源纬度与江西婺源相近,但海拔远高于婺源,海拔越高,气温越低,春季气温回升越慢(2分);生物角度:油菜花开花需要适宜的温度,门源气温达标时间晚,因此盛花期更晚,婺源气温先达到开花适宜条件,盛花期更早(2分)
探究目的:探究光照时长对油菜花开花时间的影响(1分);实验变量:光照时长(1分);实验步骤:选取同一品种、长势一致的油菜花幼苗若干,平均分为2组,置于相同温度、水分、土壤肥力的环境中,一组给予充足长光照(如每天14小时光照),另一组给予短光照(如每天8小时光照),观察并记录两组首次开花时间,重复实验3次,对比分析结果(2分,合理即可)
规律:我国油菜花花期自南向北、自低海拔向高海拔依次推迟(1分);对自身繁殖的意义:适应不同地区的气候条件,保证开花时温度、光照适宜,利于传粉、受精,提高繁殖成功率,延续物种(1.5分);对农业生产的意义:延长油菜花的观赏和采收周期,各地可根据当地花期合理安排种植、采收和旅游开发,提高经济效益(1.5分,合理即可)