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2015年高考生物试题评析

2015-02-18赵姬,吴大棣

新课程教学(电子版) 2015年8期
关键词:果蝇品系试题



2015年高考生物试题评析

本刊特约生物试题评析组1

2015年高考已落下帷幕,全国及各省、市一共命制了十五套生物试卷.虽然各地高考试卷结构有所差异,题型也不尽相同,但是也具有一些共性特征.如符合课改精神,合乎新课程理念,紧扣《考试说明》,具有较高的信度与效度、有必要的区分度及适当的难度,守正出新,稳步求进.具体表现在:第一,体现生物学科特点.考查考生对生命的基本特征、生命活动的基本规律、生物与环境的关系的理解和掌握,侧重考查考生的生物学基本素养和实验能力;第二,以能力立意为主导.考查考生对所学相关课程基础知识、基本技能、基本思想、基本活动经验的掌握程度,注重对科学探究能力、科学过程与方法和创新精神的考查;第三,重视理论联系实际.关注科学技术、社会经济和生态环境的协调发展,注重解决生产与生活中的实际问题.[1]

当然,命题者难免有挂一漏万、考虑不周之处.笔者从2015年全国生物高考试卷中挑选部分试题,从正、反两方面予以评析,与各位同行交流商榷.

一、值得肯定的试题

(一)源于教科书立足基础

例1(广东卷第4题)图1表示在一个10 mL的密闭培养体系中酵母细胞数量的动态变化,关于酵母细胞数量的叙述,正确的是().

图1

A.种内竞争导致初始阶段增长缓慢

B.可用数学模型Nt=N0λt表示

C.可用取样器取样法计数

D.K值约为120 000个

【答案】D

【点评】此题所涉及知识内容是种群数量的变化、探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化;主要考查考生的理解能力,即能否运用所学的知识作出正确的分析和判断.

试题情景为“培养液中酵母菌数量的变化曲线图”,实际上是种群的S型增长曲线图;选项ABD是在对“S型增长曲线变化”知识的理解基础上作出判断和选择;选项C再次呼应试题中的“实验情景”,其考查的知识内容仍然源于教科书.

此题的亮点是,恰当地避开种群中争议知识(如增长率和增长速率的变化)的考查,试题的情景布置均来源于教科书,体现了源于教材,且高于教材的命题原则.

(二)面向全体体现层次

例2(江苏卷第33题)荧光原位杂交可用荧光标记的特异 DNA 片段为探针,与染色体上对应的 DNA 片段结合,从而将特定的基因在染色体上定位. 请回答下列问题:

图1

(1)DNA荧光探针的制备过程如图 1 所示,DNA 酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的键,从而产生切口,随后在 DNA 聚合酶Ⅰ作用下,以荧光标记的为原料,合成荧光标记的 DNA 探针.

(2)图2 表示探针与待测基因结合的原理. 先将探针与染色体共同煮沸,使 DNA 双链中键断裂,形成单链. 随后在降温复性过程中,探针的碱基按照原则,与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子. 图中两条姐妹染色单体中最多可有条荧光标记的 DNA 片段.

图2

(3)A、B、C 分别代表不同来源的一个染色体组,已知 AA 和 BB 中各有一对同源染色体可被荧光探针标记. 若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交,则其 F1有丝分裂中期的细胞中可观察到____________个荧光点;在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到____________个荧光点.

【答案】(1)磷酸二酯键;脱氧核苷酸

(2)氢;碱基互补配对;4

(3)6;2和4

【点评】本题考查基因探针和减数分裂的相关知识,意在考查考生的理解和分析能力.

本题为背景材料题,题干中介绍的“荧光原位杂交”教材并未提及,表面上看起点比较高,仔细分析后发现,问题的落脚点大多还是在教材中.特别是第(1)小题和第(2)小题的前两空,即便抛开背景材料,学生也可以轻松作答.但是后面三空对能力的要求就比较高,既要求学生对题干提供的背景材料进行分析,还要求结合减数分裂、DNA复制,以及基因探针中的有关知识综合考虑.该题既考查了考生的基础知识与基本技能,又逐步提升要求,设置较难的情境与问题,对学生的综合分析能力提出了较高要求.所以该题体现出了面向全体,体现层次,难易相当,区分明确的特点.

(三)能力立意思维考查

例3(新课标Ⅱ卷第29题)某基因的反义基因可抑制该基因的表达.为研究番茄中的X基因和Y基因对其果实成熟的影响,某研究小组以番茄的非转基因植株(A组,即对照组)、反义X基因的转基因植株(B组)和反义Y基因的转基因植株(C组)为材料进行实验.在番茄植株长出果实后的不同天数(d),分别检测各组果实的乙烯释放量(果实中乙烯含量越高,乙烯的释放量就越大),结果如下表:

组别乙烯释放量(μL·kg-1·h-1)20d35d40d45dA0271715B0952C0000

回答下列问题:

(1)若在B组果实中没有检测到X基因表达的蛋白质,在C组果实中没有检测到Y基因表达的蛋白质.可推测,A组果实中与乙烯含量有关的基因有___________,B组果实中与乙烯含量有关的基因有______________.

(2)三组果实中,成熟最早的是______________组,其原因是_____________________________.如果在35天时采摘A组与B组果实,在常温下储存时间较长的应是______________组.

【答案】(1)X基因、Y基因X基因、Y基因和反义X基因

(2)A乙烯具有促进果实成熟的作用,该组乙烯的含量(或释放量)高于其他组___B

【点评】此题所涉及知识点内容是基因与性状的关系、植物激素在生产中的应用.通过资料提供实验情景,实验数据通过表格展示,具有一定梯度的层次性设问作答,在考查学生对基础知识理解和应用的同时,也考查了学生分析问题、语言文字表达、演绎推理等能力.

第(1)小题的解决过程中,首先是对题中的资料、实验处理、实验数据的解读和分析,在对基础知识理解的基础上,通过逻辑推理、比较分析等科学手段,才能正确地解决问题,体现了“在理解所列知识的基础上,能在较复杂的情境中综合运用其进行分析、判断、推理和评价[1]”.第(2)小题的任务设置再次由“判断、解释和运用”层次递进,但第二空完成难度明显高于第一、第三两空,它不但要求考生能够知其然及知其所以然,还要能够用语言较为完整地表达思考结果,这些都要求在平时的课堂教学中加以重视和训练.

(四)重视实验注重实践

例4(天津卷第7题)DHA对脑神经发育至关重要.以A、B两种单细胞真核藻为亲本,利用细胞融合技术选育高产DHA融合藻.两种藻特性如下表.

亲本藻优势代谢类型生长速率(g/L·天)固体培养基上藻落直径DHA含量(‰)A藻自养0.06小0.7B藻异养0.14大无

据表回答:

(1)选育的融合藻应具有A藻______________与B藻______________的优点.

(2)诱导融合前需用纤维素酶处理两种藻,其目的是获得______________.

(3)通过以下三步筛选融合藻,步骤______________可淘汰B藻,步骤______________可淘汰生长速率较慢的藻落,再通过步骤______________获取生产所需的融合藻.

步骤a:观察藻落的大小

步骤b:用不含有机碳源(碳源——生物生长的碳素来源)的培养基进行光照培养

步骤c:测定DHA含量

(4)以获得的融合藻为材料进行甲、乙、丙三组试验,结果如下图.

①甲组条件下,融合藻产生[H]的细胞器是______________;丙组条件下产生ATP的细胞器是______________.

②与甲、丙两组相比,乙组融合藻生长速率较快,原因是在该培养条件下______________.甲、乙两组DHA产量均较高,但实际生产中往往采用甲组的培养条件,其原因是.

【答案】(1)产生DHA,自养特性快速生长

(2)原生质体

(3)bac

(4)①线粒体、叶绿体线粒体

②融合藻类即能光能自养又能异养融合藻利用光能和简单的无机物即能生长,不需添加葡萄糖,可降低成本,也可防止杂菌生长

【点评】本题知识考点跨度大,对照《普通高中生物课程标准(实验)》,涉及“生物选修3·现代生物科技专题”的“克隆技术”考点和“生物必修1·分子与细胞”的“细胞代谢”考点,本题的设计灵活大气.

第(1)~(3)小题就“植物细胞融合(杂交)技术中原材料的筛选、技术操作原理和操作步骤”任务设置,相对于生物选修内容一些“选做题” ,它不是要求简单的回忆,而是要从试题所提供“原始材料”进行甄别、选择,要学生能够获取、处理信息的同时,考查学生对基础知识的掌握和运用.

第(4)小题是一个实验探究,题①的设置,首先要求学生“读图”,在此基础上考查学生对生物主干知识或生物核心概念“细胞代谢”的理解;题②、③考查等级更进一步,在“读图”“析图”基础上,考查学生获取信息、处理信息的能力,考查了科学探究的初步能力——学会“对探究过程的初步评价和反思[2]”.

如果将第(4)小题的题②、③合并为一开放性问答或讨论,那么此题更富有时代气息.

(五)素材新颖,情境真实

例5(重庆卷第7题)2014年埃博拉病毒在非洲蔓延,我国派出医疗队首次在境外组建医院,帮助非洲防控埃博拉疫情.(1)研究表明,埃博拉病毒侵入机体后,通过靶向感染、破坏吞噬细胞等,使其不能暴露该病毒的______________,以致感染信息不能呈递给_______,从而无法正常激活细胞免疫和体液免疫应答过程,导致机体对该病毒的_______免疫功能下降.因此,病毒在体内快速增殖、致病.

(2)对志愿者接种埃博拉试验疫苗后,机体免疫系统能产生相应抗体,还能产生的免疫细胞有_______.

(3)用埃博拉病毒的某种蛋白免疫小鼠,通过_______技术获得杂交瘤细胞,用于生产单克隆抗体治疗该病.

【答案】(1)特有抗原或抗原肽-MHCT细胞特异性

(2)记忆细胞、效应T细胞

(3)细胞融合或细胞杂交

【点评】本题考查免疫调节和动物细胞工程的相关知识,意在考查考生运用所学知识解决实际问题的能力.

本题以全世界关心的热点问题——在非洲肆虐的埃博拉病毒为背景材料设置相关问题.这样的素材既真实,也增加了试题的新颖性.生物《考试大纲》中的能力要求部分,关于获取信息的能力中提到要“关注对科学、技术和社会发展有重大影响和意义的生物学新进展”.科学、技术、社会(STS)等方面的热点问题,一直是近几年高考命题的热点.如诺贝尔奖涉及的科学,神舟飞船与生物科学,环境资源及人口、粮食问题,各大生物工程的具体应用,人类健康与疾病,如糖尿病、艾滋病、疯牛病、SARS病毒、禽流感、手足口病……该题在考查考生基础知识的同时,还要求考生用生物学知识解答热点问题,要求考生具有较强的生物学知识的迁移能力和对新情境的综合分析能力.

二、值得商榷的试题

(一)超出课本知识偏离教材要求

例6(江苏卷第6题) 下图所示为来自同一人体的4 种细胞,下列叙述正确的是().

A.因为来自同一人体,所以各细胞中的 DNA 含量相同

B.因为各细胞中携带的基因不同,所以形态、功能不同

C.虽然各细胞大小不同,但细胞中含量最多的化合物相同

D.虽然各细胞的生理功能不同,但吸收葡萄糖的方式相同

【答案】C

【点评】本题考查了细胞的多样性,细胞中DNA含量、化合物含量以及跨膜运输等知识.

卵细胞通过减数分裂形成,核DNA含量减半,神经细胞、白细胞、小肠上皮细胞是有丝分裂和细胞分化形成,核DNA不变,所以4种细胞的DNA含量不同,A选项错误;由于基因的选择性表达,各细胞的形态、功能不同,B选项错误;各细胞的大小不同,但细胞中含量最多的化合物相同,都是水,C选项正确.

广大师生争议最大的就是D选项.在中学教材中(无论是人民教育出版社版还是江苏教育出版社版),关于葡萄糖的运输方式,只提到进入红细胞是协助扩散,其他细胞均是主动运输.但是本题在没有提供任何背景材料的情况下,就断然让考生做出判断,超出了课本知识,偏离了教材要求,值得商榷.

(二)看似贴近生活实则脱离学情

例7(江苏卷第31题)人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃,可用来发酵处理秸秆,提高秸秆的营养价值.为了增强发酵效果,研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌株,并对其降解纤维素能力进行了研究.请回答下列问题:

(1)在样品稀释和涂布平板步骤中,下列选项不需要的是________(填序号).

①酒精灯②培养皿③显微镜④无菌水

(2)在涂布平板时,滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是________.

(3)向试管内分装含琼脂的培养基时,若试管口粘附有培养基,需要用酒精棉球擦净的原因是________.

(4)刚果红可以与纤维素形成红色复合物,但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应.研究人员在刚果红培养基平板上,筛到了几株有透明降解圈的菌落(见下图).图中降解圈大小与纤维素酶的________有关.图中降解纤维素能力最强的菌株是________(填图中序号).

(5)研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株 J1 和 J4,在不同温度和 pH 条件下进行发酵,测得发酵液中酶活性的结果见下图,推测菌株________更适合用于人工瘤胃发酵,理由是________.

【答案】(1)③

(2)培养基表面的菌悬液会出现积液,导致菌体堆积,影响分离效果

(3)避免培养基污染棉塞

(4)量与活性①

(5)J4发酵过程中会产热和产酸,J4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高.

【点评】本题是一道实验题,重点考查了微生物的培养及相关实验操作.

该实验题设置了一定的背景材料,即用人工瘤胃模仿牛羊等反刍动物的胃进行发酵处理.表面上看该题联系生产实际,贴近日常生活;但命题者或许忽略了解答该题需要的基础知识——“食物的消化”,该内容早已在高中教材中删除了.所以考生在解答此题时缺乏相应的基础知识,甚至不少考生连什么叫反刍动物都不是很清楚.特别是在解答第(5)小题时,表现得最为明显.不少考生误以为瘤胃和人胃一样,pH都是呈强酸性.而实际上,瘤胃是呈弱碱性.所以不少考生误答“人工瘤胃具有较高温度和强酸性使酶的活性较高”,而忽略了人工瘤胃的强酸性是由于发酵产生酸性物质造成的事实.

(三)思维力度过小试题区分度低

例8(新课标Ⅰ卷第32题)假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等,且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型.回答下列问题:

(1)若不考虑基因突变和染色体变异,则该果蝇种群中A基因频率:a基因频率为________.理论上该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为,A基因频率为________.

(2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型,且比例为2∶1,则对该结果最合理的解释是________.根据这一解释,第一代再随机交配,第二代中Aa和 aa基因型个体数量的比例应为________.

【答案】(1)1∶11∶2∶10.5

(2)A基因纯合致死1∶1

【点评】考查的知识点为“生物的进化”,考查学生用数学方法分析种群基因频率的变化.

此题分值9分,考的只是一个非主干的小知识点——种群基因频率的变化.

第(1)小题中先后两次考查“种群的基因频率”, 第(1)小题和第(2)小题中又两次出现“种群的基因型频率”.如果出现在课堂教学中,这种做法倒也无可厚非.关键是在高考试卷中,对“同一问题”重复进行考查,且思维考查力度较小,更缺少了一定的区分度,笔者感觉这样处理有所不妥,值得商榷.

(四)用词不够准确容易引起歧义

例9(安徽卷第31题)Ⅰ.已知一对等位基因控制鸡的羽毛颜色,BB为黑羽,bb为白羽,Bb为蓝羽.另一对等位基因CL和C控制鸡的小腿长度,CLC为短腿,CC为正常,但CLCL胚胎致死.两对基因位于常染色体上且独立遗传.一只黑羽短腿鸡与一只白羽短腿鸡交配,获得F1.

(1)F1的表现型及比例是________.若让F1中两只蓝羽短腿鸡交配,F2中出现________种不同的表现型,其中蓝羽短腿鸡所占比例是________.

(2)从交配结果可判断CL和C的显隐性关系,在决定小腿长度性状上,CL是________,在控制致死效应上,CL是________.

(3)B基因控制色素合成酶的合成,后者催化无色前体物质形成黑色素.研究人员对B和b基因进行测序并比较,发现b基因的编码序列缺失一个碱基对,据此推测,b基因翻译时,可能会出现________或________,导致无法形成功能正常的色素合成酶.

(4)在火鸡(ZW型性别决定)中,有人发现少数雌鸡的卵细胞不与精子结合,而与某一极体结合形成二倍体,并能发育成正常个体(注:WW胚胎致死).这种情况下,后代总是雄性,其原因是_____________________.

【答案】Ⅰ(1)蓝羽短腿∶蓝羽正常=2∶161/3

(2)显性隐性

(3)提前终止从缺失部位以后翻译的氨基酸序列发生变化

(4)卵细胞只与次级卵母细胞形成的极体结合,产生的ZZ为雄性,WW胚胎致死

【点评】本题考查了遗传的基本规律、遗传概率计算以及基因表达、基因突变的相关知识.

其中第(4)小题难度最大,题中涉及ZW型性别决定、胚胎致死等学生最为头疼的问题.除此之外,造成题目难度较大的另一个原因是,题干表述用词不够准确,容易引起歧义.题干要求考生解释“少数雌鸡的卵细胞不与精子结合,而与某一极体结合形成二倍体,并能发育成正常个体且后代总是雄性”的原因,不少考生会从是含Z染色体的极体,还是含W染色体的极体的角度进行分析,从而错误地理解了命题者的意思.题干可以修改为“有人发现少数雌鸡的卵细胞不与精子结合,而与某一种极体结合形成二倍体”,而不是“某一/某一个极体”,这样就可以消除歧义,帮助考生正确理解命题者的意图了.

另外,提供的参考答案在表述上也不够严谨,严谨的表述应该是“卵细胞只与形成该卵细胞的次级卵母细胞产生的极体结合,产生的ZZ为雄性,WW胚胎致死”.否则无法解释题干中的现象.

(五)试题表述烦琐减弱思维考查

例10(山东卷第28题第(4)小题)果蝇的长翅(A)对残翅(a)为显性、刚毛(B)对截毛(b)为显性.为探究两对相对性状的遗传规律,进行如下实验.

亲本组合F1表现型F2表现型及比例实验一长翅刚毛(♀)×残翅截毛(♂)长翅刚毛长翅长翅长翅残翅残翅残翅刚毛刚毛截毛刚毛刚毛截毛♀ ♂ ♂ ♀ ♂ ♂6∶3∶3∶2∶1∶1实验二长翅刚毛(♂)×残翅截毛(♀)长翅刚毛长翅长翅长翅残翅残翅残翅刚毛刚毛截毛刚毛刚毛截毛♂ ♀ ♀ ♂ ♀ ♀6∶3∶3∶2∶1∶1

(1)若只根据实验一,可以推断出等位基因A、a位于_________染色体上;等位基因B、b可能位于_________染色体上,也可能位于_________染色体上.(填“常”“X”“Y”或“X和Y”)

(2)实验二中亲本的基因型为__________________;若只考虑果蝇的翅型性状,在F2的长翅果蝇中,纯合体所占比例为_________.

(3)用某基因型的雄果蝇与任何雌果蝇杂交,后代中雄果蝇的表现型都为刚毛.在实验一和实验二的F2中,符合上述条件的雄果蝇在各自F2中所占的比例分别为_________和_________.

(4)另用野生型灰体果蝇培育成两个果蝇突变品系.两个品系都是由于常染色体上基因隐性突变所致,产生相似的体色表现型——黑体.它们控制体色性状的基因组成可能是:①两品系分别是由于D基因突变为d和d1基因所致,它们的基因组成如图甲所示;②一个品系是由于D基因突变为d基因所致,另一个品系是由于E基因突变成e基因所致,只要有一对隐性基因纯合即为黑体,它们的基因组成如图乙或图丙所示.为探究这两个品系的基因组成,请完成实验设计及结果预测.(注:不考虑交叉互换)

Ⅰ.用__________为亲本进行杂交,如果F1表现型为__________,则两品系的基因组成如图甲所示;否则,再用F1个体相互交配,获得F2;

Ⅱ.如果F2表现型及比例为__________,则两品系的基因组成如图乙所示;

Ⅲ.如果F2表现型及比例为__________,则两品系的基因组成如图丙所示.

【答案】(1)常XX和Y

(2)AAXBYB、aaXbXb1/3

(3)01/2

(4)Ⅰ.品系1和品系2(或两个品系)黑体

Ⅱ.灰体∶黑体=9∶7

Ⅲ.灰体∶黑体=1∶1

【点评】本题重点考查了遗传的基本规律,涉及减数分裂、染色体变异、基因型判断的相关知识.

该题中的第(4)小题是一道典型的遗传实验设计题,通过设计果蝇的杂交实验,根据后代的表现型来判断两突变品系的基因组成.关于果蝇两突变品系的基因组成,题干在表述时过于烦琐,既使用了大量的文字,又提供了相应的图片.两者的作用有点重复,感觉多此一举,反而增加了考生的阅读量,减少了思考、答题的时间.可将题干中有关文字删去,仅用“两突变品系可能的基因组成如图甲、乙、丙所示,为探究这两个品系的基因组成,请完成实验设计及结果预测(注:不考虑交叉互换)”,直接让考生从图片中提取解题的有关信息.从而使试题表述简洁,给考生的答题思考留下充足的时间.

总体而言,2015年高考生物试题立足于能力立意,突出对生物学科思想和研究方法的考查.许多考题选取的是贴近学生生活、贴近教材的资料,对教学具有积极的导向作用.虽然,个别试题在命制时略显粗糙,如思维力度过小、试题区分度低,用词不够准确、容易引起歧义,等等.但是,瑕不掩瑜,并不影响整体试卷的精彩.

参考文献

[1]江苏省教育考试院.2015年江苏省普通高中学业水平测试(选修科目)说明[M].南京:江苏凤凰教育出版社,2014:59.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准(实验)[S]. 北京:人民教育出版社,2003:46.

1本刊特约生物试题评析组主要成员,江苏省昆山中学赵姬、吴大棣.

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