例谈高中生物信息题中的信息转换

韩明贺 李巧灵

（1.武汉市江夏实验高中 湖北武汉 430200）

（2.武汉市汉南第一中学 湖北武汉 430090）

科学思维是生物学科核心素养的重要组成内容，它要求学生“崇尚并形成科学思维的习惯；能够运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维等方法探讨生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题”。生物信息题以独特的呈现形式综合考查了学生的信息提取、加工和表征能力以及利用生物学科知识解决实际问题等多方面能力。因此，信息题成了高考试题中考查学生科学思维能力的热点题型。为了提高学生获取信息、加工信息、理解信息、表征信息的科学思维能力，笔者结合相关例题，将信息题中的信息种类及常见信息转换方式进行了分类剖析。

1 高中生物信息题的呈现形式

信息题是以全新的材料和新背景，如新概念、新理论、新发现、新成就、新方法为载体，结合相关的生物学专业知识设置一系列的问题，要求考生运用已经掌握的基础知识或者刚刚从新情境中获得的知识，临场阅读，进而进行一系列思维活动解决问题的一类题目。信息题一般具有的框架为：题干即信息部分；选项或若干简短问题，即问题部分。此类题型语言形式大都通俗易懂，具有信息迁移或开放性阅读的特点，常涉及到跨学科内容。其最大的变动在于材料形式上，如文字、图形、表格等（表1）。信息题是对学生综合能力的考查，需要学生掌握较扎实的专业知识，同时还需具备一定的信息分析能力。

表1 高中生物信息题的呈现形式及特点

2 例谈常见的信息转换方法

2.1 文图转换

文图转换指将文字信息转化为图形信息。当题目中的已知条件是通过文字形式给出的，这类题往往题干字数较多，阅读量较大，要求学生能从材料的文字叙述中找出关键信息，剔除干扰信息解题。而图表和文字相比，其明显的优点就是生动形象、简明具体、直观易懂，“图表的全部意义就在于一目了然和可以对比”。遇到此类题型时，教师可以将抽象复杂的文字信息转化成直观的图表来描述生物学中涉及到的相关形态、结构、生命活动的变化规律等。

2.1.1 文字信息转换为遗传系谱图

遗传系谱图中通常包含了性别、性状表现、亲子关系、世代数以及每一个体在世代中的位置等基本信息，是进行人类单基因遗传病分析的传统方法。若题干中涉及到多个家庭，人物关系复杂，并明确考查了某一种（或多种）遗传病的遗传方式或患病概率时，首先将冗长的文字信息转化为系谱图，有助于梳理题干信息，找到突破口。

【例1】W是一位52岁的男性，患有血中丙种球蛋白缺乏症（XLA）。据调查，W的前辈正常，从W这一代起出现患者，且均为男性，W这一代的配偶均不携带致病基因，W的兄弟在41岁时因该病去世。W的姐姐生育了4子1女，儿子中3个患有该病，其中2个儿子在幼年时因该病夭折。

则XLA（基因B-b）的遗传方式是_________。W女儿的基因是______________________。

参考答案：伴X的隐性遗传 XBXb

解析：此题涉及到人物众多且关系复杂，单独看文字很难找出解题的突破口。若先把冗长复杂的文字转换为熟悉的遗传系谱图（图1），再根据图中信息“父母（1号和2号）无病生出患病（4号和5号）的孩子”，即可判断该病为隐性遗传。又由题干信息“W这一代配偶均不携带致病基因”和图中“6号和不携带致病基因的7号生出了患病的孩子”，可推出该病遗传方式为伴X的隐性遗传，故W女儿基因型为XBXb。

图1 将文字信息转化为遗传系谱图

2.1.2 文字信息转换为生物化学过程图

当题干中涉及到“多因一效”（即多对等位基因影响同一性状的现象，如植物的花色、动物的毛色等）时，将文字信息转化成生物化学过程图，有助于快速定位基因型和表现型的对应关系。

【例2】临武鸭羽毛颜色有白色、麻灰、土黄和棕褐色，由两对相互独立的等位基因控制，基因A、a在常染色体上，基因B、b在性染色体的非同源区上，基因A控制合成酶A形成麻灰色羽毛，基因B控制合成酶B形成土黄色羽毛，无A、B基因时羽毛呈白色，A、B同时存在时羽毛呈棕褐色。图2为临武鸭一个家系的羽毛颜色遗传图谱。

图2 临武鸭羽毛颜色遗传图谱

则2号为一只棕褐色个体，其基因型为_____，3号与2号交配生出7号吋，产的卵细胞基因型为______。

参考答案：AaZBZbaZb

解析：先将题干中的文字信息转换为生化途径（图3），再用假说-演绎法即分别假设B、b位于Z染色体或W染色体进行推理，结合已知信息可知A_ ZBZ-、A_ ZBW为棕色鸭，A_ ZbZb、A_ ZbW为麻灰色，aaZBZ-、aaZBW为土黄色，aaZbZb、aaZbW为白色。这样解题速度和准确性会提高。

图3 文字信息转换为生化过程图

2.2 文表转换

文表转换指将文字信息转换成表格信息。当题干中出现了多对平行关系时，教师根据题干中涉及到的元素将其进行分类整理，以表格的形式将文字信息进行加工再次呈现，减少干扰信息，这样内容看起来更清爽，更容易关注到关键信息。

【例3】（2015·全国Ⅰ·29）为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下。

A组：先光照后黑暗，时间各为67.5 s；光合作用产物的相对含量为50%。

B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5 s；光合作用产物的相对含量为70%。

C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75 ms；光合作用产物的相对含量为94%。

D组（对照组）：光照时间为135 s；光合作用产物的相对含量为100%。

回答下列问题：（1）单位光照时间内，C组植物合成有机物的量____（填“高于”“等于”或“低于”）D组植物合成有机物的量，依据是_______________________________。

（2）A、B、C三组处理相比，_______的增加，使光下产生的___________能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。

参考答案：（1）高于 C组只用了D组一半的光照时间，但产物相对量为其的94%

（2）随着光与暗交替频率 ATP和还原氢

解析：此题文字表述量大，题干很长、信息纷杂，在短暂时间读懂信息较难，可以将A、B、C、D组的文字信息转换成表格信息（表2），再比较A、B、C组自变量。

表2 文字信息转换为表格

从表2中很容易看出A、B、C三组自变量为光与暗交替的频率，因变量为单位时间光照的合成产物量。这样问题明了化，直击关键考点。

2.3 图表转换

图表转换指将某一种形式的图形（流程图、坐标图等）转化为表格。这种转换难度较大，需要先将图表信息转换成文字信息，再将文字信息转换成表格信息。虽然，柱状图（曲线图）相比文字更直观形象，但当多种表现型及比例同时呈现在一个柱状图中时，由于信息间的相互干扰，学生往往难以在短时间内理清对应关系。这时将表现型及比例单独拆出来列成表格，化繁为易，可以有效屏除无关信息干扰。

【例4】小鼠的长尾与短尾（由基因A、a控制）、尾形的弯曲与正常（由基因B、b控制）各为一对相对性状。从鼠群中选择多只基因型相同的雌鼠作母本，多只基因型相同的雄鼠作父本，杂交所得子一代表现型及其比例如图4所示，请分析回答：

图4 子一代表现型及其比例

（1）小鼠的尾长和尾形这两对性状遗传是否符合基因的自由组合定律？

（2）父本的基因型为____；母本基因型为____。

参考答案：（1）符合基因的自由组合定律

（2）AaXBY AaXBXb

解析此题以柱状图形式给出子一代表现型及其比例，而每对性状表现型比例从柱状图不易看出，可转化成能清晰看出的表格形式（表3）。由表可知长尾与短尾表现型无性别差异，性状分离比都是3∶1，故控制该性状的基因A、a位于常染色体上，且双亲基因型均为Aa；同理，弯尾与正常尾表现型在后代中出现了性别差异，且雄鼠中出现了两种表现型，故B、b基因位于X染色体上且母本基因型为杂合子XBXb，父本为XBY。两对等位基因分别位于两对同源染色体上，故符合基因的自由组合定律。

表3 柱状图信息转换为表格

2.4 表图转换

表图转换指将表格转换为坐标图。当表格中出现多个自变量时，信息之间容易相互干扰，通过建立二维坐标图，确定变量和曲线表示的生物学意义，根据数据定各点，然后用直线和光滑曲线把各点连接起来，可以较直观的发现自变量与因变量之间的关系。

【例5】（2016·全国Ⅲ·29）为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响，某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组，1组在田间生长作为对照组，另4组在人工气候室中生长作为实验组，并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。于中午12：30测定各组叶片的光合速率，各组实验处理及结果见表4所示。

表4 各组实验处理及结果

（1）在实验组中，若适当提高第____组的环境温度能提高小麦的光合速率，其原因是_____________。

参考答案：第四组 该组温度未达到光合作用的最适温度

解析：这是一道表格信息题，表格中涉及到了两个变量、四组实验，多个数据放在一起不容易发现规律，但是将表格中实验组二、三、四的数据信息转化为学生熟知的温度——速率图象（图5）便一目了然。由此图可知，25℃在最适温度的左边为低温组，其光合作用所需酶的活性受抑制，适当升高温度酶活性升高。

图5 表格信息转换为曲线图

3 小结

综上，信息题解题模板可以归纳为一审、二联、三迁移。具体来说，“一审”获取信息：审读题干、图解等获得信息；“二联”提炼信息：联系题目设问，提炼有效信息并进行必要的信息转换；“三迁移”应用信息：即将提炼的信息与所学知识相联系，迁移应用解决题中提出问题。其中“二联”提炼信息是至关重要的一步。

一般，信息题中的每一问题中的信息往往是既相对独立又相互联系，信息与信息之间存在着相互转换，同一信息可以用不同形式来表达，不同信息也可以转换为同一形式。信息的转换不仅是单向进行，还会呈现多向性、互逆性、灵活性和综合性，在具体的转换过程中，转换速度的快慢，转换信息量的多少，受学生有效信息量（头脑中可支配信息）的影响。因此，在平时的教学中，教师不仅要传授学生生物学知识，更重要的是培养学生的生物学学科核心素养，在日常授课中、习题讲评中多运用信息转换实现问题解决，不仅能让学生熟练信息获取、加工、表征的方法，还能使所学知识变得更加丰富多彩、生动有趣，让学生领悟到生物学特有的学科之美，让生物学知识变得富有魅力、令人回味。