河北 侯金海

關(guān)注理性思維，挖掘命題素材，研究考題變革

河北 侯金海

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》已經(jīng)出爐，2017版高考考綱也隨之發(fā)布，新一輪高考命題將更加注重生物學(xué)核心素養(yǎng)的考查。理性思維是核心素養(yǎng)的內(nèi)容和生物命題的重要抓手，值得我們深入分析。

理性思維是指根據(jù)生物學(xué)事實和證據(jù)，以嚴(yán)謹(jǐn)求知的態(tài)度，運用科學(xué)思維方法，展開思辨、論證、解決實際問題的思維過程和能力。高考命題也會更加側(cè)重對生物學(xué)事實的概括、探討、模型建構(gòu)和闡述，對生物學(xué)問題的論證推理，注重批判性思維的運用。2016年的生物課標(biāo)Ⅰ卷已經(jīng)能看出考查的以下特點。

一、基礎(chǔ)知識辨析類理性思維考查

【典題分析1】（2016課標(biāo)Ⅰ29.10分 節(jié)選）在有關(guān)DNA分子的研究中，常用32P來標(biāo)記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脫氧）上三個磷酸基團(tuán)所處的位置（A-Pα～Pβ～Pγ或dA-Pα～Pβ～Pγ）?；卮鹣铝袉栴}：

（1）某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到DNA末端上，同時產(chǎn)生ADP。若要用該酶把32P標(biāo)記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在ATP的_______（α/β/γ）位上。

（2）若用帶有32P標(biāo)記的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標(biāo)記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在dATP的_________（α/β/γ）位上。

【答案】（1）γ （2）α

【命題分析】考查點為ATP與核苷酸的相互關(guān)系。本題挖掘教材中的核苷酸與ATP或dATP的結(jié)構(gòu)特點及其相互關(guān)系，通過開展思辨過程，考查考生對生物分子之間的共通性的理解，體現(xiàn)對基礎(chǔ)知識的深入理解而非簡單識記的能力。

【復(fù)習(xí)提示】注重將固化的知識轉(zhuǎn)化為過程分析，以及各種物質(zhì)之間轉(zhuǎn)變的分子機(jī)制。如：dA-Pα～Pβ～Pγ（d表示脫氧）脫去Pβ和Pγ這兩個磷酸基團(tuán)后，余下的結(jié)構(gòu)為腺嘌呤脫氧核苷酸，是DNA的基本組成單位之一。生物合成DNA的原料并非脫氧核苷酸，而是dATP等四種脫氧核糖核苷三磷酸，將32P標(biāo)記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在dATP的α位上，另外位置上的磷酸水解供能并脫離下來。

【相關(guān)命題素材挖掘】ATP與核苷酸的相互關(guān)系、分泌蛋白的合成加工與分泌過程分析、胞吞胞吐與細(xì)胞器功能的聯(lián)系、細(xì)胞學(xué)說內(nèi)容分析、細(xì)胞信息交流的類型、光合作用過程圖解、薩頓假說的類比推理、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點、轉(zhuǎn)錄與翻譯過程、無子西瓜的培育過程、自然選擇學(xué)說的演繹過程、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的維持與調(diào)節(jié)、神經(jīng)纖維膜電位的變化過程、分級與反饋調(diào)節(jié)模型、種間關(guān)系實例分析、食物鏈與食物網(wǎng)分析、生態(tài)系統(tǒng)能流分析。

二、實驗設(shè)計分析類理性思維考查

【典題分析2】（2016課標(biāo)Ⅰ39.15分）空氣中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小組欲用平板收集教室空氣中的微生物，以了解教室內(nèi)不同高度空氣中微生物的分布情況。實驗步驟如下：

①配置培養(yǎng)基（成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O）;②制作無菌平板；

③設(shè)置空白對照組和若干實驗組，進(jìn)行相關(guān)操作；

④各組平板置于37℃恒溫箱中培養(yǎng)一段時間，統(tǒng)計各平板上菌落平均數(shù)。

回答下列問題：

（1）該培養(yǎng)基中微生物所需的氮來源于_____________________。若要完成步驟②，該培養(yǎng)基中的成分X通常是_________________。

（2）步驟③中，實驗組的操作是__________________。

（3）若在某次調(diào)查中，某一實驗組平板上菌落平均數(shù)為36個/平板，而空白對照組的一個平板上出現(xiàn)了6個菌落，這種結(jié)果說明在此次調(diào)查中出現(xiàn)了________現(xiàn)象。若將30（即36－6）個/平板作為本組菌落數(shù)的平均值，該做法______________________（正確/不正確）。

【答案】（1）牛肉膏、蛋白胨 瓊脂 （2）將各實驗組平板分別放置在教室不同高度的位置上，開蓋暴露一段時間（3）污染 不正確

【命題分析】考查點為實驗操作過程細(xì)節(jié)以及實驗組與對照組的對比分析。本題挖掘?qū)嶒灢僮鬟^程和方法的細(xì)節(jié)，注重思辨性結(jié)果分析。本題的實驗操作體驗是：平板分別放置在教室不同高度的位置，并開蓋暴露一段時間。如果考生只是機(jī)械地背過實驗的變量處理，就容易忽略開蓋放置一段時間的處理過程。

【復(fù)習(xí)提示】注重學(xué)生實驗操作過程的體驗，通過學(xué)生動手操作、過程分析、模擬操作等形式，使實驗操作的體驗最大化。實驗的本質(zhì)是體驗而非單純記憶，背離操作的實驗是不真實的，也是高考要加以區(qū)分的。

【相關(guān)命題素材挖掘】制備細(xì)胞膜的實驗分析、滲透作用模擬實驗、各種離心技術(shù)及應(yīng)用、酶化學(xué)本質(zhì)的探索、探究細(xì)胞呼吸方式實驗、光合作用的有關(guān)探索實驗、細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系實驗、植物雜交實驗、性狀分離比的模擬、基因在染色體上的實驗證明、噬菌體侵染細(xì)菌實驗、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)實驗分析、DNA半保留復(fù)制實驗分析、遺傳密碼破譯的實驗、動植物雜交育種過程比較、數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化、膝跳反射與縮手反射實驗、促胰液素發(fā)現(xiàn)實驗、生長素的發(fā)現(xiàn)實驗、設(shè)計制作生態(tài)缸等。

三、實際問題解決類理性思維考查

【典題分析3】（2016課標(biāo)Ⅰ32.12分）已知果蠅的灰體和黃體受一對等位基因控制，但這對相對性狀的顯隱性關(guān)系和該等位基因所在的染色體是未知的。同學(xué)甲用一只灰體雌蠅與一只黃體雄蠅雜交，子代中♀灰體∶♀黃體∶♂灰體∶♂黃體為1∶1∶1∶1。同學(xué)乙用兩種不同的雜交實驗都證實了控制黃體的基因位于X染色體上，并表現(xiàn)為隱性。請根據(jù)上述結(jié)果，回答下列問題：

（1）僅根據(jù)同學(xué)甲的實驗，能不能證明控制黃體的基因位于X染色體上，并表現(xiàn)為隱性？

（2）請用同學(xué)甲得到的子代果蠅為材料設(shè)計兩個不同的實驗，這兩個實驗都能獨立證明同學(xué)乙的結(jié)論。（要求：每個實驗只用一個雜交組合，并指出支持同學(xué)乙結(jié)論的預(yù)期實驗結(jié)果）

【答案】（1）不能

（2）實驗1：雜交組合：♀黃體×♂灰體 預(yù)期結(jié)果：子一代中所有的雌性都表現(xiàn)為灰體，雄性都表現(xiàn)為黃體。

實驗2：雜交組合：♀灰體×♂灰體 預(yù)期結(jié)果：子一代中所有的雌性都表現(xiàn)為灰體，雄性中一半表現(xiàn)為灰體，另一半表現(xiàn)為黃體。

【命題分析】考查點為常染色體遺傳與伴X遺傳的區(qū)分判斷。本題挖掘雌隱雄顯法在常伴遺傳方式判斷，同時又注重顯性個體之間雜交方法的運用。（2）要求每個實驗只用一個雜交組合，即一對親本進(jìn)行雜交實驗而不用多組雜交親本，以及題干中的1∶1∶1∶1，都說明作為雜交的親本中雌性已經(jīng)確定為雜合子。做出這種判斷，才能確信解題思路的合理性，即雌隱雄顯雜交和雌顯雄顯雜交。

【復(fù)習(xí)提示】注重遺傳分析過程中的常用方法，雌隱雄顯法是常規(guī)方法中運用的最多的方法，在遺傳分析過程中常用到的分析方法可以總結(jié)為順口溜：常見交配有巧妙，自交測交正反交；多基因換單基因，雌隱雄顯加常伴；常規(guī)育種想純雜，單倍多倍細(xì)判斷；快速判斷系譜圖，常用比例記得全；純合配子能致死，分子不減分母減。

【相關(guān)命題素材挖掘】假說演繹法的運用、實際雜交育種分析、建立減數(shù)分裂染色體變化模型、DNA雙螺旋模型的構(gòu)建、數(shù)學(xué)方法討論基因頻率變化、排尿反射實驗分析、建立血糖調(diào)節(jié)模型、水鹽與體溫調(diào)節(jié)、調(diào)查雙子葉植物種群密度、構(gòu)建種群增長的模型。

四、理性思維考查的原創(chuàng)示例

【典例4】（原創(chuàng)）赫爾希和蔡斯利用T2噬菌體作材料，利用同位素標(biāo)記的方法，完成了更具有說服力的實驗，證明遺傳物質(zhì)的本質(zhì)。完成下列問題的回答：

（1）科學(xué)家選取T2噬菌體作為上述實驗材料的原因是其結(jié)構(gòu)簡單，僅由________和________構(gòu)成，便于開展研究。他們進(jìn)行放射性標(biāo)記時選取了35S和32P，而沒有選取其他元素，是考慮到________________________。

（2）離心可將密度不同的噬菌體和細(xì)菌二者分開，實際上該實驗是將________和________二者分開，從而證明了噬菌體的遺傳物質(zhì)。

（3）圖中沉淀放射性很低①和②的原因各是什么？______________________。

（4）如果該實驗的保溫時間過長，發(fā)現(xiàn)上述兩組實驗的放射性都將集中在上清液，原因分別是什么？______________________。

【答案】（1）DNA和蛋白質(zhì)35S和32P分別存在于蛋白質(zhì)和DNA分子上，可以作為特征元素，而其他元素在兩種分子上均有

（2）侵入細(xì)菌的DNA 噬菌體蛋白質(zhì)外殼

（3）①少量噬菌體的蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面；②少數(shù)噬菌體沒有侵入細(xì)菌，離心后連同其DNA分子留在上清液

（4）因為時間過長后，二者情況不同：A組：放射性集中于沒有侵染進(jìn)細(xì)菌的蛋白質(zhì)外殼中，B組：由于細(xì)菌解體，放射性隨子代噬菌體DNA釋放出而集中在上清液。

【解析】（1）噬菌體結(jié)構(gòu)簡單，僅有DNA和蛋白質(zhì)外殼組成，適于進(jìn)行實驗。35S和32P作為特征元素，分別存在于蛋白質(zhì)和DNA分子上，而其他元素在兩種分子上均有，不能作為標(biāo)記物。

（2）離心實際上將能否侵染進(jìn)細(xì)菌作為區(qū)分點，能侵染進(jìn)細(xì)菌的離心后會在沉淀中，參與形成子代噬菌體，因此可以視為遺傳物質(zhì)；沒有進(jìn)入細(xì)菌的部分不參與子代形成，不能作為遺傳物質(zhì)。

（3）兩組放射性低的原因不同：①中放射性物質(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部，少量噬菌體的蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面；②中多數(shù)噬菌體的DNA侵入細(xì)菌內(nèi)部，導(dǎo)致少數(shù)沒有侵入細(xì)菌的噬菌體連同其DNA處于游離狀態(tài)，離心后留在上清液。

（4）時間過長后，A組：放射性集中于沒有侵染進(jìn)細(xì)菌的蛋白質(zhì)外殼中，B組由于細(xì)菌解體，放射性隨子代DNA釋放出而集中在上清液。

（作者單位：河北省石家莊二中）