英国A-level考试中有关“基因”内容的考查

俞如旺 林 灵

(福建师范大学生命科学学院 福州 350117)

1 英国A-level考试简介

英国大学招生主要是依据学生所获得的资格证书类型及成绩、课程作业和平时表现等三个方面。在英国，5～16岁学生接受义务教育后，经考核合格即可获得“普通教育中等证书(General Certificate of Secondary Education，简称GCSE)”。16～18岁学生可继续接受教育，参与“普通教育高级证书(General Certificate of Education Advanced Level，简称A-level)”考试，证书上的成绩可作为高中毕业和大学录取的依据。因此，英国的A-level考试类似于我国的新高考，同时具有评估高中学业成绩和大学选拔新生的功能。A-level考试依据英国的新课程大纲将考试分为两个阶段：第一阶段为AS-level，在学习结束后学生可自由选择是否参加AS的考试，但AS的成绩不记录进A-level的最终考试成绩中，只为学生阶段性的学习提供参考；第二阶段为A2-level，学习结束后参加全国统一的A-level考试。

本文以一道典型试题为例，分析A-level生物学试卷是如何考查有关“基因”内容知识的。

2 中英“基因”内容的教学要求比较分析

“基因”是生物进化的基础，同时支撑着生命的结构与功能，以“基因”作为专题具有一定的研究意义。我国的高中生物学课程标准有关“基因”的内容主要分布在“遗传与进化”和“现代生物技术”专题中。英国新课程大纲将生物学分为8个主题内容，包括：生物分子，细胞，生物与环境，遗传信息、变异和生物之间的关系，生物体内和生物体之间的能量传递，生物体应对内、外部环境的变化，遗传、种群、进化和生态系统，基因的表达等。英国新课程大纲在每一主题下设置相应的小标题，每个标题包括具体知识点和学生能力要求。中英两地均是通过内容标准、教学提示和学业要求三方面指导师生学习，英国鼓励教师采取多元化教学。因此，新课程大纲中“教学提示”内容较少。对比中英教学中有关“基因”内容的教学要求，结果如表1。

表1 中英“基因”内容的教学要求比较

通过比较两国有关“基因”的教学要求可知，有关“基因”的知识点基本相同。在课程体系方面，我国重视对课程体系的建构，从“基因”到生物性状再到生物群落，呈现微观到宏观的发展与变化。英国则是按照从基础到应用的方式呈现，注重基础知识在生活实际中的运用；教学方面，我国注重教师的引导，希望教师能创设一定的环境让学生学习和实践；而英国则相反，教师提倡让学生自己成立学习小组研究问题；学业要求上，两国都重视知识在实际中的作用，但我国更注重对原理的阐述，而英国注重解决实际问题。

3 “基因”内容的典型试题分析

英国A-level关于“基因”的考查是在理论的基础上，重点考查学生如何运用相关知识去解决实际生活中的问题。试题常以图文结合的形式呈现，要求学生理解并分析图中现象或解释某种生物学现象。设问从解释原理、分析结果到实际运用，层层深入，具有借鉴性。

例题(2015年6月第9题)：部分苍蝇种群开始对杀虫剂具有抗性，科学家设计实验为了确定苍蝇是否携带了抵抗杀虫剂的隐性基因r(R基因无抗性)。实验步骤如下：将基因型rr的苍蝇与基因型RR的苍蝇杂交，从亲代和子代中获得DNA样本，随后在每个样品上使用相同的限制性内切酶，以获得DNA片段。

(1) 为什么要使用相同的限制性内切核酸酶？(2分)

科学家在聚合酶链式反应(PCR)的每个DNA片段中，添加了两种不同的引物。引物A3仅与基因r的195个碱基对结合；引物A4仅与基因R的135个碱基对结合。随后，科学家将PCR产生的DNA片段在凝胶上分离，其中较短的片段在给定时间内移动距离较长。结果如图1所示。

图1 DNA片段在凝胶上的分布

(2) 为什么引物A3和A4只能与特定的DNA片段结合？(2分)

(3) 解释图1中的结果。(3分)

另一组科学家认为，苍蝇体内的P450单加氧酶(PM)能够分解杀虫剂，并与其活性有关。为了探究PM活性与苍蝇死亡率之间的关系，设置了以下实验：

图2 苍蝇放置于杀虫剂后时间和死亡率关系图

①将无抗性苍蝇置于杀虫剂中；②将有抗性苍蝇置于杀虫剂中；③用PM抑制剂处理过的抗性苍蝇置于杀虫剂中。随后统计了在杀虫剂环境中，不同时间死亡的苍蝇的百分比，如图2所示。

(4) 为什么要用无抗性苍蝇进行对照实验。(2分)

(5) 科学家得出结论：苍蝇有抗性的部分原因是PM活性的增加，此外还涉及其他因素。科学家是如何得出该结论的？(结合图2分析)(4分)

参考答案：(1)切割DNA时，使用相同的限制性内切核酸酶才能得到相同的基因片段；(2)引物是根据目的基因的序列所合成的一小段单链DNA或RNA，因为每个基因都有特定的碱基序列，所以引物会和特定目的基因的一条DNA模板链结合；(3)因为基因r中的碱基对比基因R多，结合PCR的原理可以得出：亲本L的基因型为rr，亲本N的基因型为RR，子代M为杂合子，上面一条为基因R，下面的为基因r；(4)为了和抗性苍蝇对比，查看无抗性苍蝇的死亡率；(5)由图可得，PM抑制剂能有效抑制PM的活性而增加抗性苍蝇的死亡率，但其只是部分原因而非全部原因。若PM活性的增加是苍蝇产生抗性的全部原因，则被PM抑制剂处理过的抗性苍蝇的死亡率应接近无抗性苍蝇的死亡率。

解析：本题利用实际生活中“苍蝇是否携带抵抗杀虫剂的基因”设置情境，考查学生能否理解相关知识点和使用基因工具。通过知识内容、能力目标、认知水平和考查水平四个维度分析例题的问题串，结果如表2所示。其中，知识内容和考查水平根据英国新课程大纲，AS水平难度类似于我国合格考的难度，要求所有学生必须掌握，A2水平难度类似于等级性考的难度，要求选考生物学科的学生掌握。

表2 试题考查“知识内容—能力目标—认知水平—考查水平”情况

分析A-level试卷后可知：①试题关注前沿技术和实际生活中的现象，使用大量文字和图表保证试题的创新性和高效性，拓宽学生的全球视野，引导学生关注生物学的发展；②试卷突出能力立意为主线，重视学生用简练、精确的语言来表达；③A-level考题的设问是在情境中产生，强调运用于实际，在考查知识和技术的同时，关注生物学的社会责任，值得借鉴。

(基金项目：教育部人文社会科学研究规划基金项目“核心素养导向的科学课程高中学业水平考试实施策略与命题研究”，No.17YJA880088)