基于生物学核心素养培养的高考试题讲评策略

郭 洁 （北京工业大学附属中学 北京 100022）

试题讲评是高三教学的重要环节， 尤其是对高考题的讲评。在讲评课中经常会出现就题论题，内容缺乏延伸性；教师独霸课堂，形式缺乏互动性等问题。 如何在讲评课中让学生在学科知识上有获得、学科能力上有提高，适应新高考改革对学科素养的要求？ 本文以2017 年北京高考理综第30题为例，尝试探索新的试题讲评模式，提升学生的生物学核心素养。

1 原题再现

玉米（2n=20）是我国栽培面积最大的作物，近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。

1）单倍体玉米体细胞的染色体数为______，因此在______ 分裂过程中染色体无法联会，导致配子中无完整的______。

2）研究者发现一种玉米突变体（S），用S 的花粉给普通玉米授粉， 会结出一定比例的单倍体籽粒（胚是单倍体；胚乳与二倍体籽粒胚乳相同，是含有一整套精子染色体的三倍体。 见图1）。

①根据亲本中某基因的差异，通过PCR 扩增以确定单倍体胚的来源，结果见图2。

图1

图2

从图2 结果可以推测单倍体的胚是由______发育而来。

②玉米籽粒颜色由A、a 与R、r 2 对独立遗传的基因控制，A、R 同时存在时籽粒为紫色， 缺少A 或R 时籽粒为白色。 紫粒玉米与白粒玉米杂交，结出的籽粒中紫∶白=3∶5，出现性状分离的原因是______，推测白粒亲本的基因型是_______。

③将玉米籽粒颜色作为标记性状， 用于筛选S 与普通玉米杂交后代中的单倍体，过程如下：

请根据F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表型相应的基因型________。

3）现有高产抗病白粒玉米纯合子（G）、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子（H），欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种。 结合2）③中的育种材料与方法，育种流程应为：______；将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子； 选出具有优良性状的个体。

2 教学策略

对于本试题， 学生的难点是理解突变体S 诱导单倍体的原理， 以及应用突变体S 进行育种实践。 为解决上述难点问题，笔者进行了如下尝试。

2.1 从学生原有的知识背景出发提出问题，培养学生的社会责任

问题1：“玉米（Zea mays L.）是我国种植面积最大的粮食作物， 直接关系到我国的粮食安全问题， 具有十分重要的战略地位。 现有高产不抗病（DDEE）玉米纯合子、低产抗病（ddee）玉米纯合子（控制上述性状的2 对基因独立遗传）， 欲培育出高产抗病的新品种，请结合所学知识，设计合理的育种方案。 ”

设计意图：学生应用已有的杂交育种与单倍体育种知识解决问题（设计方案见2.4 板书设计）。

问题2：杂交育种所需年限较长。 单倍体育种中花药离体培养是获得单倍体的有效途径之一，但玉米的花药离体培养比较困难， 主要原因是花药愈伤组织的诱导率和分化率比较低。 如何解决上述问题？

设计意图：在学生设计育种方案的基础上进一步提出新问题，由“旧知”引出“新知”。 强调育种工作的重要性和挑战性，培养学生的社会责任感。

2.2 从真实的实验情境中获取“新知”，培养学生的实验探究能力 美国Northrup King 种子公司于1950 年发现一个玉米单倍体诱导系。 1956 年，Coe 发现了这份材料的利用价值， 并将其命名为Stock6［1］。 用Stock6 的花粉给普通玉米授粉，会结出一定比例的单倍体籽粒（胚是单倍体；胚乳与二倍体籽粒胚乳相同， 是含有一整套精子染色体的三倍体）。

2.2.1 依据资料推测单倍体形成的原因 我国学者研究指出，Stock6 单倍体诱导系诱导形成单倍体的过程中，精卵融合形成受精卵的过程是正常的。通过对受精卵发育成幼胚过程中， 细胞有丝分裂行为的研究发现， 幼胚发育过程中有丝分裂时染色体行为出现了异常（图3）；通过对细胞中染色体数目进行计数， 发现某些细胞中的染色体数目也出现了异常（表1）。

图3 幼胚发育过程中有丝分裂异常行为［2］

表1 “不同染色体数目”的细胞的种类和频率（注：玉米2n=20）［2］

设计意图： 应用已有的有丝分裂及染色体变异的知识解决新情境中的问题， 培养学生的实验结果分析能力。 学生通过推测可得出Stock6 单倍体诱导系诱导形成单倍体的过程中， 可能发生了染 色 体 缺 失［2］。

2.2.2 依据资料分析单倍体胚的来源 根据亲本中某基因的差异，通过PCR 扩增以确定单倍体胚的来源，结果见上述原题图1、图2。

资料分析： 请结合资料分析推测单倍体胚的来源。

设计意图：运用PCR、电泳等现代生物技术解决新情境中的问题， 进一步提高学生的实验结果分析能力。 学生通过推测可得出单倍体的胚是由卵细胞发育而来。

2.2.3 依据资料分析育种应用中，子代单倍体的筛选 为了解决Stock6 在单倍体育种应用中区分子代单倍体的问题，Coe 将控制籽粒颜色的A 和R基因导入Stock6，并经过培育获得了紫粒显性纯合Stock6（AARR）［2］，普通玉米为白粒（aarr）。

设计意图：应用已有的基因工程及遗传规律的知识解决新情境中的问题， 培养学生实验方案设计的能力。 学生通过分析可得出以紫粒显性纯合Stock6 为父本与普通白粒玉米杂交， 子代中单倍体籽粒的表型为白色，基因型为ar；二倍体籽粒胚的表型为紫色，基因型为AaRr；二者胚乳的表型均为紫色，基因型为AaaRrr。

2.3 用“新知”再次解决问题，培养学生的理性思维

问题3：应用本节课中学习的知识，再次解决课程开始时提出的问题“现有高产不抗病（DDEE）玉米纯合子、低产抗病（ddee）玉米纯合子（控制上述性状的2 对基因独立遗传且均为白粒），欲培育出高产抗病的新品种，请设计合理的育种方案（设计方案见2.4 板书设计）。

设计意图：即学即用，培养学生的知识迁移能力。

2.4 板书设计

图4 板书设计

3 教学反思

本节课抛弃了试题讲评中就题讲题的旧模式，从“问题解决”开始，让学生从回顾旧知中发现问题，之后提供资料，从“资料分析”中获取信息、获得新知，并应用新知再次“解决问题”。 通过“发现问题，寻找方法，解决问题”的新教学模式，对学生科学思维、科学探究、社会责任等生物学学科核心素养的形成起到了一定的促进作用。 学生在教师的指导下，通过以“自主、探究、合作”为特征的学习方式， 对当前教学内容中的主要知识点进行自主学习、深入探究，并进行小组合作交流，充分体现了学生在学习中的主体地位。 对总结性测评环节的反馈进行分析发现，90%的学生对本试题的解释比较全面和深刻，与原有教学相比，有了质的突破。