基于新课标和《考试大纲》要求的“细胞的生命历程”试题研究
2018-07-19安徽龚佐山
安徽 龚佐山
细胞是生物体结构的基本单位，是生物体代谢和遗传的基本单位。细胞的生命经历着细胞的增殖、分化、衰老和凋亡等正常的生理过程。“细胞的生命历程”专题是高中生物教学的重要内容，也是高考的常考考点。本文基于新课标和《考试大纲》的要求，对2017年全国卷和2018年浙江选考真题进行研究，探究命题的趋势和动态，促进高三复习的靶向性和有效性。
1. 新课标和《考试大纲》对“细胞的生命历程”的课程要求层次和核心素养的考查
表1 细胞的生命历程的课程要求层次和核心素养的考查
高考命题是以《普通高中生物学课程标准》的内容标准、学业质量标准为依据，参照《考试大纲》的要求，指向生物学核心素养的发展水平。试题素材贴近学生生活实际，以真实问题情境组织命题，注重考查学生综合运用所学的知识和技能解决问题的能力。
新课标中对“细胞的生命历程”课程内容要求的层次依次为简述、描述、阐述、说明、举例说明等，并要求学生对每个考查要点达到一定的核心素养维度。首先，要求学生对知识点的掌握程度由浅到深，其次，是简述、描述、举例说明、说明、阐明。如对于细胞的生长和增殖的周期性，新课标的要求层次为阐明，要求学生不仅要理解细胞不能无限长大的原因和细胞增殖具有周期性，还要能通过设计实验探究细胞周期的各时期的时间以及细胞增殖的调控；细胞的无丝分裂，新课标的要求层次是简述，要求学生了解蛙的红细胞分裂，细胞无丝分裂是真核细胞的分裂方式之一，在细胞的分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变化；新课标中对细胞有丝分裂的要求层次是描述，要求学生掌握有丝分裂的过程，以及细胞分裂过程中DNA分子数量变化和染色体行为的变化，观察根尖分生组织细胞的有丝分裂，根据观察结果，运用自己的语言描述植物细胞有丝分裂各个时期的特点；细胞的分化和细胞的全能性要求的层次是说明，要求学生理解细胞的分化、细胞的全能性的概念和实质，并能运用细胞的分化和细胞的全能性的理论解释生活中生命现象，以理论支撑实践，并将理论用于社会生产实际；举例说明层次，要求学生通过具体事实或情境材料获得信息，支撑对细胞的衰老和凋亡、癌细胞的主要特征的认识，形成生命观念。
教师在复习细胞的生命历程专题时，充分研究新课标课程内容要求和《考试大纲》，明确知识点达到的要求层次和核心素养的维度，需要对细胞的生长和增殖的周期性进行适当的知识拓展，突破重点，有益于复习的靶向性和有效性。
2. 对高考真题命题趋势和动态的研究
【例1】（2018年，4月浙江选考，第21题）题表为实验测得离体培养的胡萝卜根尖细胞的细胞周期各阶段时间。
周期 G1 SG2 M 合计时间（h） 1.32.72.90.67.5
下列叙述正确的是 （ ）
A. G1期的细胞中主要进行有关蛋白质的合成及核糖体的增生
B. 用含DNA合成抑制剂的培养液培养1.3 h后，细胞都被阻断在S期
C. G2期的细胞中每个染色体含2条并列的染色单体，导致染色体数目加倍
D. 胡萝卜各组织细胞周期时间长短相同，但G1、S、G2和M期的时间长短不同
【答案】A
【试题研究】浙江省是高校考试招生制度综合改革的试点省份之一，经过两年的探索和发展，选考生物试题命制日臻成熟。随着全国高考改革的纵深推进，浙江省自主命题模式势必影响其他省份高考改革的命题方向。本题以离体培养的胡萝卜根尖的细胞周期为情境材料，以表格的形式显示细胞周期中各时期的时间，以细胞周期各时期的先后顺序设置问题选项，综合考查细胞分裂间期的物质准备阶段、细胞分裂期的染色体行为和数量的变化，体现培养核心素养生命观念中的物质观；根据抑制DNA复制，分析细胞周期的调控，影响细胞的增殖，注重考查学生综合运用所学的知识和技能解决问题的能力，体现核心素养的科学思维。试题的考查知识点、命题思路和考查目标的逻辑关系如下表。
表2 试题的考查知识点、命题思路和考查目标
【例2】（2017年，全国卷Ⅲ，第 29题）利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。回答下列问题：
（1）DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，处于_________期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的____________ 期，以达到细胞周期同步化的目的。
（2）秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制______________，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同步化。经秋水仙素处理的细胞__________________ （填“会”或“不会”）被阻断在间期。
（3）血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是__________________ （答出1点即可）。
【答案】（1）分裂 间（或S） （2）纺锤体形成 不会 （3）完成 DNA 复制和有关蛋白质的合成，为分裂期准备物质
【试题研究】该题以细胞周期同步化为背景材料，描述DNA合成阻断法、秋水仙素阻断法和血清饥饿法这三种方法实现动物细胞周期同步化，各方法的原理通过文字叙述的形式呈现，学生通过阅读获得知识，并结合DNA复制、秋水仙素的作用，回答设置的问题，问题的答案在教材中都能找到原因，试题难度较小。
通过对近几年的高考真题的研究，细胞的生命历程在高考中经常考到，通常以教材再现、科技新成果、热点话题等为考查情境，用文字叙述、图表曲线等呈现信息，或结合必修2的“遗传和变异”部分进行综合考查与细胞的生命历程相关的基本概念和理论，以基本知识为载体，注重考查学生获取信息，特别是科学性思维的能力，渗透学科核心素养。
3. 基于高考命题趋势的试题命制
【例3】无毒具放射性的3H-TdR能够阻断细胞DNA复制，不影响其他时期细胞的周期运转。科研人员采用该抑制剂测定某种动物细胞周期时间，通过定期取样、放射自显影技术，测得细胞周期各时期时间与细胞中DNA含量关系如图所示。下列说法正确的是 （ ）
A.将足量的3H-TdR加入培养液，处于G1期的细胞立刻被抑制
B. 将足量的3H-TdR加入培养液并培养11.4 h，所有细胞处在S期
C. 将足量的3H-TdR加入培养液并培养10.1 h，所有细胞处在M期
D. 将足量的3H-TdR加入培养液并培养3.4 h，不会存在G1期细胞
【命题意图】本题考查细胞周期和细胞增殖相关的知识。
【解题思路】本题要从题干中获得关键信息，3H-TdR能够阻断细胞DNA复制，不影响其他时期的细胞的周期运转。分析图示细胞中DNA含量的变化，判断G1、S、G2、M分别表示细胞周期的时期，结合所学细胞周期知识进行理性思维，判断选项的正误。根据图中DNA含量分析，G1、S、G2为细胞分裂间期；S为DNA合成期；M为细胞分裂期。3H-TdR能够阻断细胞DNA复制，将足量的3H-TdR加入培养液，处于S期的细胞立刻被抑制，A项错误；处在G2期的细胞最晚进入S期，所以G2期细胞需要经过G2、M、G1期进入S期，所需要最长的时间是2.2+1.8+3.4=11.4 h，B项正确；3H-TdR能够阻断细胞DNA复制，不影响其他时期细胞的周期运转，C项错误；将足量的3H-TdR加入培养液并培养3.4 h，原处在G1期的细胞全部阻断在S期，但处在G2期的细胞不断进入G1期，D项错误。
【答案】B
【例证评析】本题通过以曲线图为载体，以DNA复制的原理为依托，用3H-TdR标记法测定细胞周期时间长短的经典方法为素材，考查细胞周期和细胞增殖基本知识，注重对学生科学思维能力的考查。
【例4】科研人员探究青蒿素对乳腺癌细胞增殖的抑制作用，将乳腺癌细胞平均分成四组，分别置于培养液、含全转铁蛋白（Fe2+与转铁蛋白的复合物，与细胞膜相应受体结合后引起胞内Fe2+升高）培养液、含青蒿素培养液、含全转铁蛋白+青蒿素营养液中培养16 h后，检测各组乳腺癌细胞与培养前的比例，研究结果如图所示。根据实验结果，下列推测不合理的是 （ ）
A. 乳腺癌细胞内Fe2+浓度升高，增强癌细胞增殖
B. 青蒿素能够改变乳腺癌细胞膜的通透性
C. 青蒿素与全转铁蛋白抑制乳腺癌细胞增殖具有协同作用
D. 乳腺癌细胞死亡是通过细胞凋亡实现的
【命题意图】本题综合考查细胞的生命历程相关知识。
【解题思路】全转铁蛋白能与细胞膜相应受体结合后引起胞内Fe2+升高，乳腺癌细胞在含全转铁蛋白培养液中，癌细胞相对百分比大于100 %，说明乳腺癌细胞内Fe2+浓度升高，癌细胞增殖加速，A项正确；青蒿素可能改变乳腺癌细胞膜的通透性，影响Fe2+进入细胞，使癌细胞内的Fe2+浓度降低，B项正确；通过对照组与全转铁蛋白组对照，全转铁蛋白有促进癌细胞增殖作用，青蒿素有抑制癌细胞增殖的作用，C项错误；推测乳腺癌细胞的死亡可能是通过细胞凋亡实现的，D项正确。
【答案】C
【例证评析】本题以实验探究、图表显示实验结果的形式，综合考查细胞的增殖、癌细胞的特征和细胞凋亡相关知识，要求学生具有一定对实验结果分析能力以及通过已有的知识解释相关的实验数据和实验现象的能力，体现新课标内容标准达到的举例说明层次，达到获取信息、核心概念、理性思维、实验探究等考查目标的要求。
4. 结果与讨论
基本知识、基本概念是命题的载体，文字叙述、图表信息是命题形式，经典的实验方法、研究成果是命题的素材，科学思维是命题的重点，学科核心素养是命题的渗透。关于细胞的生命历程专题的高考命题，基本的趋势是采用不同的信息呈现方式，基于对基本知识概念的考查，注重理性思维和实验探究，强调分析问题和解决问题能力，渗透学科核心素养。对于细胞的增殖和细胞周期性通常以探究方式出现，要求的层次较高；对于有丝分裂的过程通常结合减数分裂对细胞图像的识别和分析；对于细胞的衰老、凋亡和癌变通常以直白的形式进行简单判断。命题不追求标新，但力求创新，有可能通过实验结果，让学生构建模型、画曲线图等。
基于高考命题趋势的原创试题，停留在高考真题的仿真层次，创新度不够，还需要在教师教学实践中不断研究，命制符合高考命题趋势的试题，供广大师生参考与交流。
