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基于核心素养的高考命题及对教学的指引作用
——以2018年全国Ⅰ卷理科综合第32题为例*

2020-11-09邹家位深圳市龙华高级中学广东深圳518110

生物学通报 2020年2期
关键词:隐性染色体杂交

邹家位 (深圳市龙华高级中学 广东深圳 518110)

1 试题回顾

果蝇体细胞有4 对染色体,其中2、3、4 号为常染色体。已知控制长翅/残翅的基因位于2 号染色体上,控制灰色/黑檀体性状的基因位于3 号染色体上。某小组用1 只无眼灰体长翅雌蝇与1 只有眼灰体长翅雄蝇杂交,杂交子代的表现型及其比例如下:

表1

回答下列问题:

1)根据杂交结果,______(填“能”或“不能”)判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因是位于X 染色体还是常染色体上。若控制有眼/无眼性状的基因位于X 染色体上,根据上述亲本杂交结果判断,显性性状是_____,判断依据是___________。

2)若控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上,请用上表中杂交子代果蝇为材料设计一个杂交实验来确定无眼性状的显、隐性(要求:写出杂交组合和预期结果)。

3)若控制有眼/无眼性状的基因位于4 号染色体上,用灰体长翅有眼纯合体果蝇和黑檀体残翅无眼纯合体果蝇杂交,F1相互交配后,F2中雌、雄均有___ 种表现型,其中黑檀体长翅无眼所占比例为3/64 时,则说明无眼性状为_____(填“显性”或“隐性”)。

2 试题分析

精选命题素材,以必备知识为基调,优化考查内容,延续了全国卷的一贯做法,将遗传题作为必做题的最后一题。试题紧扣高中生物学必修2《遗传与变异》 中常染色体遗传和伴性遗传等主干知识,深入考查学生对德尔遗传规律和摩尔根实验的理解运用能力,既考查了知识,又考查了学生的科学探究和科学思维等核心素养。

2.1 以能力为基础,精心设置问题 第(1)问就改变了以往的遗传题的一般做法:要判断基因显、隐性和遗传方式时,就放在第(1)小题,随后的题目设计都是按照所判断结果解决后续问题。2018年全国卷,改变了以往的问法,是先问能不能判断遗传方式,随后紧接着判断显、隐性的关系,后续的问题都是对第(1)问的不确定性进行探究,依此考查科学探究能力。

关于有眼/无眼这对性状,表格的设置也非常精心。将性状置于前面,性别置于后面,而且用分数表示相等的比例关系,有别于平常所练的遗传题目,有一定的迷惑性,对于图表转化能力强的学生一眼就可看出有眼/无眼性状与性别不相关联,很容易回答出“不能”判断这对性状是否是位于X染色体上。第(2)空在第(1)空不能判断遗传方式的基础上,主动告诉你若在X 染色体上,判断显、隐性关系,还要填写判断依据,这个依据是该题最难的点,将问题倒置了。这样设置问题,体现出本题既要考查遗传知识,又要考查学生的科学思维。对于显、隐性和遗传方式判断,平时习惯性做法是“三看法”分步实施,2018年问题设置就不能用常规的“三看法”步骤,这样对于一些死记套路的学生来说,就变得有难度,也体现高考不只是考知识,更是考查在已有知识上的科学探究能力,让学生明白生物学学习不能只记套路。

2.2 基础性和综合性相结合 精选设问素材,考查学生是否具备必需的遗传相关规律的知识储备,是否掌握遗传核心内容和概念。第(2)问为了降低试题难度,题目增加了限制条件,注重基础知识的考查。例如,“控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上”“用杂交子代果蝇为材料”“设计一个杂交实验”“确定无眼性状的显、隐性”,还提示“写出杂交组合和预期结果”。虽然历年高考中难度最大的是遗传实验设计,但是2018年遗传实验设计在一些限制条件下变得简单,变为“判断常染色体上的相对性状的显、隐性关系”,而且是一对相对性状。由题干可知无眼雌和有眼雄杂交得到F1,所以F1中的显性个体一定是杂合子,直接联系到孟德尔基因分离定律。因为题目要求验证无眼的显、隐性,所以选择F1中无眼雌、雄性个体相互交配;若在F2中有无眼∶有眼=3∶1 的性状分离比,F1则是显性杂合子自交,无眼则是显性,有眼则是隐性;若F2中全是无眼性状,则是隐性纯合子自交,不发生性状分离,所以无眼为隐性性状。本小题实际是考查遗传学的最基本定律——分离定律综合运用能力,指引高中生物学教学以夯实基础知识,在掌握基础知识的基础上学会综合运用,这也符合教学的基本规律——由简到难,终极目标是发展了学生学科核心素养。

2.3 主干知识与创新相结合 遗传规律的研究是一项具有丰富内含的学科知识体系,遗传规律分析是以严谨的主干知识框架为基础的,只有紧扣主干知识,才能枝繁叶茂,触类旁通。

第(3)问,题目将有眼/无眼定位在4 号染色体上,其他2 对性状位于2、3 号染色体上,这样题目明示灰体/黑檀体、长翅/残翅、有眼/无眼3对相对性状独立遗传。由题干可知亲本都是纯合子,则F13 对基因都是杂合子,F1雌、雄个体相互交配,即3 对杂合子自交,根据教材主干知识,1对杂合自交就是孟德尔的分离定律,F2有2 种表型;2 对杂合自交就是孟德尔的自由组合定律,F2就是4 种表型。在教材主干知识的基础上分析创新得出规律,杂合子自交F2中的性状分离总数是2n(n 代表杂合子的对数),因为F1中有3 对杂合子,所以F2中有8(23)种表型。

第(3)问第2 空,是根据孟德尔的分离定律,1对杂合自交,F2有4 个组合(2×2),性状分离比3∶1;2 对杂合自交就是孟德尔的自由组合定律,F2有16 个组合(4×4),性状分离比9∶3∶3∶1;题目给出黑檀体(隐性)长翅(显性)无眼(未知显、隐性)占比为3/64 可知,F1的3 对基因都是杂合子,F2有64 个组合(8×8),可对教材分离定律和自由自合定律等主干知识创新分析得出结论,3/64=1/4(黑檀体)(隐)×3/4(长翅)(显)×1/4(无眼)(隐),这个分析符合题目要求,即顺利得到答案,无眼为隐性性状。

2.4 一个中心问题与多知识点考查相结合 2018年全国Ⅰ卷第32 题,3 个小题都是围绕 “有眼/无眼性状的显、隐性关系和判断有眼/无眼性状是位于常染色体还是X 染色体上”这样一个中心问题进行设置,考查了“孟德尔的遗传规律”“摩尔根的基因位于染色体上”“伴性遗传的特点”“自交与自由交配的区别”等多个知识点,虽然只是一道12 分的考题,但是涵盖了高中遗传学知识的所有核心内容。

3 对教学的指引作用

通过对2018年高考题的分析可看到,高考不再是考查知识的掌握情况,更是考查学生的学科核心素养。2018年高考理综第32 题是紧扣大纲,真正落实以高考考题为导向,扶正教学的本质,全面落实党的“十九大”报告中提出的有关教育的要求“要全面贯彻党的教育方针,落实以德树人根本任务,发展素质教育,推进教育公平,培养德智体全面发展的社会主义建设者和接班人”。

3.1 教学过程既要注重知识更要培养能力 通过对2018年《考试大纲》的分析,针对遗传学试题,高考命题要从考查理解能力、探究能力、获取信息的能力和对已有遗传知识的综合运用能力4个大方面入手[1]。2018年高考第32 题以果蝇为命题素材挖掘学生4 个方面的能力;题目第 (1)问考查学生对表格数据的理解能力和获取题干信息的能力,看懂各数据,明白数据所代表的含义,是回答第1 个问题的关键。命题素材中包含大量的实验数据图表,为考查考生“能用文字、图表以及数学方式等多种表形式准确描述生物学方面的内容”的能力提供了有利的条件[2]。第(2)问中对设计实验方案进行深入挖掘,该小题既注重对实验方案设计、实验评价和实验结果分析的能力,又考查实验材料如何选择等生物学实验探究的综合能力。为此,在教学中就不能简单地传授知识:自交就是基因型相同的雌、雄个体交配,交配后代没有性状分离,就是纯合子,有性状分离就是杂合子等定性的描述,而是要培养学生深入探究知识并得出结论的过程、理解孟德尔用假说-演绎分析分离定律的方法,以达到培养学生综合能力的目的。

3.2 教学过程要培养对课本知识的迁移能力 第(3)小题充分考查了学生对知识的迁移能力。教材有对1 对、2 对相对性状的分析,在教学过程中,要注重对这个知识进行延伸和迁移分析。例如,用已有的2 对等位基因杂合子自交,延伸迁移分析3 对或者更多相对性状杂合个体自交,后代的表型和各性状的比例关系,从而找到一定的规律。通过对教材已有知识的分析,最终通过对知识的延伸和迁移可得出这样一个表格:

表2

要得出这个表格内容,除了培养学生对生物学教材中知识的延伸迁移能力外,还培养了学生学科间的综合运用能力,达到学科融会贯通,能用数学方法处理生物学问题。从近3年的全国理综卷来看,高考对这种知识延伸迁移能力的考查,将是高考重点考查的点。

3.3 教学过程要培养生物学科核心素养 2018年理综第32 题,重点是考查遗传知识的素养,这种素养不是靠题海战术、死记硬背培养的,本道题的顺利完成,需要靠平时所积累的生物学科素养,所以对高中生物学教学的指引是:教学中要从由教师主导转向学生独立应用、说明和解释,用发展、辩证的思维分析问题、解决问题。例如,该题3个小题反复地从不同思维角度辨析有眼/无眼这对相对性状是常染色体遗传、还是伴X 染色体遗传,以及这对相对性状的显、隐性关系。

通过长期的一线教学观察,一些生物学教师对于生物学的认识是有偏差的,认为生物学就是靠死记硬背,有些教师还将背诵知识点和结论作为高三复习的主要手段。从2018年理综第32 题可看出,如果停留在识记层面,是无法得分的。为此在高中生物学教学中,要倡导探究式、讨论式、小组合作学习,引导学生主动参与到教学中来,激发学习生物学的好奇心和热情,培养学习兴趣,课堂上创造独立思考、勇于尝试创新的课堂环境,以提高学生生物学核心素养。

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