关注理性思维，挖掘命题素材，研究考题变革

河北 侯金海

关注理性思维，挖掘命题素材，研究考题变革

河北 侯金海

《普通高中生物课程标准（征求意见稿）》已经出炉，2017版高考考纲也随之发布，新一轮高考命题将更加注重生物学核心素养的考查。理性思维是核心素养的内容和生物命题的重要抓手，值得我们深入分析。

理性思维是指根据生物学事实和证据，以严谨求知的态度，运用科学思维方法，展开思辨、论证、解决实际问题的思维过程和能力。高考命题也会更加侧重对生物学事实的概括、探讨、模型建构和阐述，对生物学问题的论证推理，注重批判性思维的运用。2016年的生物课标Ⅰ卷已经能看出考查的以下特点。

一、基础知识辨析类理性思维考查

【典题分析1】（2016课标Ⅰ29.10分 节选）在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A-Pα～Pβ～Pγ或dA-Pα～Pβ～Pγ）。回答下列问题：

（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的_______（α/β/γ）位上。

（2）若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的_________（α/β/γ）位上。

【答案】（1）γ （2）α

【命题分析】考查点为ATP与核苷酸的相互关系。本题挖掘教材中的核苷酸与ATP或dATP的结构特点及其相互关系，通过开展思辨过程，考查考生对生物分子之间的共通性的理解，体现对基础知识的深入理解而非简单识记的能力。

【复习提示】注重将固化的知识转化为过程分析，以及各种物质之间转变的分子机制。如：dA-Pα～Pβ～Pγ（d表示脱氧）脱去Pβ和Pγ这两个磷酸基团后，余下的结构为腺嘌呤脱氧核苷酸，是DNA的基本组成单位之一。生物合成DNA的原料并非脱氧核苷酸，而是dATP等四种脱氧核糖核苷三磷酸，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的α位上，另外位置上的磷酸水解供能并脱离下来。

【相关命题素材挖掘】ATP与核苷酸的相互关系、分泌蛋白的合成加工与分泌过程分析、胞吞胞吐与细胞器功能的联系、细胞学说内容分析、细胞信息交流的类型、光合作用过程图解、萨顿假说的类比推理、DNA双螺旋结构的特点、转录与翻译过程、无子西瓜的培育过程、自然选择学说的演绎过程、内环境稳态的维持与调节、神经纤维膜电位的变化过程、分级与反馈调节模型、种间关系实例分析、食物链与食物网分析、生态系统能流分析。

二、实验设计分析类理性思维考查

【典题分析2】（2016课标Ⅰ39.15分）空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下：

①配置培养基（成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O）;②制作无菌平板；

③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；

④各组平板置于37℃恒温箱中培养一段时间，统计各平板上菌落平均数。

回答下列问题：

（1）该培养基中微生物所需的氮来源于_____________________。若要完成步骤②，该培养基中的成分X通常是_________________。

（2）步骤③中，实验组的操作是__________________。

（3）若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了________现象。若将30（即36－6）个/平板作为本组菌落数的平均值，该做法______________________（正确/不正确）。

【答案】（1）牛肉膏、蛋白胨 琼脂 （2）将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间（3）污染 不正确

【命题分析】考查点为实验操作过程细节以及实验组与对照组的对比分析。本题挖掘实验操作过程和方法的细节，注重思辨性结果分析。本题的实验操作体验是：平板分别放置在教室不同高度的位置，并开盖暴露一段时间。如果考生只是机械地背过实验的变量处理，就容易忽略开盖放置一段时间的处理过程。

【复习提示】注重学生实验操作过程的体验，通过学生动手操作、过程分析、模拟操作等形式，使实验操作的体验最大化。实验的本质是体验而非单纯记忆，背离操作的实验是不真实的，也是高考要加以区分的。

【相关命题素材挖掘】制备细胞膜的实验分析、渗透作用模拟实验、各种离心技术及应用、酶化学本质的探索、探究细胞呼吸方式实验、光合作用的有关探索实验、细胞大小与物质运输的关系实验、植物杂交实验、性状分离比的模拟、基因在染色体上的实验证明、噬菌体侵染细菌实验、DNA双螺旋结构实验分析、DNA半保留复制实验分析、遗传密码破译的实验、动植物杂交育种过程比较、数学方法讨论基因频率的变化、膝跳反射与缩手反射实验、促胰液素发现实验、生长素的发现实验、设计制作生态缸等。

三、实际问题解决类理性思维考查

【典题分析3】（2016课标Ⅰ32.12分）已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制，但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代中♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体为1∶1∶1∶1。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性。请根据上述结果，回答下列问题：

（1）仅根据同学甲的实验，能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性？

（2）请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验，这两个实验都能独立证明同学乙的结论。（要求：每个实验只用一个杂交组合，并指出支持同学乙结论的预期实验结果）

【答案】（1）不能

（2）实验1：杂交组合：♀黄体×♂灰体 预期结果：子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性都表现为黄体。

实验2：杂交组合：♀灰体×♂灰体 预期结果：子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性中一半表现为灰体，另一半表现为黄体。

【命题分析】考查点为常染色体遗传与伴X遗传的区分判断。本题挖掘雌隐雄显法在常伴遗传方式判断，同时又注重显性个体之间杂交方法的运用。（2）要求每个实验只用一个杂交组合，即一对亲本进行杂交实验而不用多组杂交亲本，以及题干中的1∶1∶1∶1，都说明作为杂交的亲本中雌性已经确定为杂合子。做出这种判断，才能确信解题思路的合理性，即雌隐雄显杂交和雌显雄显杂交。

【复习提示】注重遗传分析过程中的常用方法，雌隐雄显法是常规方法中运用的最多的方法，在遗传分析过程中常用到的分析方法可以总结为顺口溜：常见交配有巧妙，自交测交正反交；多基因换单基因，雌隐雄显加常伴；常规育种想纯杂，单倍多倍细判断；快速判断系谱图，常用比例记得全；纯合配子能致死，分子不减分母减。

【相关命题素材挖掘】假说演绎法的运用、实际杂交育种分析、建立减数分裂染色体变化模型、DNA双螺旋模型的构建、数学方法讨论基因频率变化、排尿反射实验分析、建立血糖调节模型、水盐与体温调节、调查双子叶植物种群密度、构建种群增长的模型。

四、理性思维考查的原创示例

【典例4】（原创）赫尔希和蔡斯利用T2噬菌体作材料，利用同位素标记的方法，完成了更具有说服力的实验，证明遗传物质的本质。完成下列问题的回答：

（1）科学家选取T2噬菌体作为上述实验材料的原因是其结构简单，仅由________和________构成，便于开展研究。他们进行放射性标记时选取了35S和32P，而没有选取其他元素，是考虑到________________________。

（2）离心可将密度不同的噬菌体和细菌二者分开，实际上该实验是将________和________二者分开，从而证明了噬菌体的遗传物质。

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

（4）如果该实验的保温时间过长，发现上述两组实验的放射性都将集中在上清液，原因分别是什么？______________________。

【答案】（1）DNA和蛋白质35S和32P分别存在于蛋白质和DNA分子上，可以作为特征元素，而其他元素在两种分子上均有

（2）侵入细菌的DNA 噬菌体蛋白质外壳

（3）①少量噬菌体的蛋白质外壳吸附在细菌表面；②少数噬菌体没有侵入细菌，离心后连同其DNA分子留在上清液

（4）因为时间过长后，二者情况不同：A组：放射性集中于没有侵染进细菌的蛋白质外壳中，B组：由于细菌解体，放射性随子代噬菌体DNA释放出而集中在上清液。

【解析】（1）噬菌体结构简单，仅有DNA和蛋白质外壳组成，适于进行实验。35S和32P作为特征元素，分别存在于蛋白质和DNA分子上，而其他元素在两种分子上均有，不能作为标记物。

（2）离心实际上将能否侵染进细菌作为区分点，能侵染进细菌的离心后会在沉淀中，参与形成子代噬菌体，因此可以视为遗传物质；没有进入细菌的部分不参与子代形成，不能作为遗传物质。

（3）两组放射性低的原因不同：①中放射性物质没有进入细菌内部，少量噬菌体的蛋白质外壳吸附在细菌表面；②中多数噬菌体的DNA侵入细菌内部，导致少数没有侵入细菌的噬菌体连同其DNA处于游离状态，离心后留在上清液。

（4）时间过长后，A组：放射性集中于没有侵染进细菌的蛋白质外壳中，B组由于细菌解体，放射性随子代DNA释放出而集中在上清液。

（作者单位：河北省石家庄二中）