例析核酸和蛋白质考点 导向中学生物学教学

熊连翔（四川省绵阳市教育科学研究所 四川绵阳 621000）

随着中国学生发展核心素养研究成果的发布，高考改革率先推进核心素养在基础教育阶段的落实，通过高考评价体系确立“立德树人、服务选拔、导向教学”的积极作用。高考试题又怎样导向教学？以近3年高考新课标全国卷中核酸和蛋白质考点的试题为例，阐述如何分析高考试题，引导中学生物学教学。

1 核酸和蛋白质考点在考试大纲中的具体要求（表1）

表1 与核酸和蛋白质知识相关的考点内容及考纲要求

［高考解读］分子生物学的发展促使细胞生物学的研究进入了分子水平，其中核酸和蛋白质是2 类最重要的生物大分子，分别承担生命活动的重要功能又密切联系。从《考试大纲》要求来看，均属最高Ⅱ级（理解所列知识和其他相关知识之间的联系和区别，并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］要求，直接或间接涉及了教材至少10 个考点内容。

［教学导向］核酸和蛋白质是中学细胞生物学最基本的知识，不仅是学习其他模块的基础，还反映了细胞生物学研究的新进展及相关的实际应用。教学中引导学生在微观层面上，更深入地理解生命的本质，了解生命的物质性和生物界的统一性，有助于生命观念的形成。通过核酸和蛋白质的有关实验与探究，掌握科学探究的基本思路和方法，提高实践能力和团队合作、勇于创新的能力［2］。

2 核酸和蛋白质考点在近3年新课标全国卷中总体概述

表2 近3年新课标全国卷中核酸和蛋白质考点统计

［高考解读］核酸和蛋白质知识考点，每年考，每卷考，每卷平均涉及3 道题，可谓高频考点；分值平均每套不低于10 分，而且有逐年增加的趋势。考查形式常见于选择题、大题的个别设问中，甚至整个大题集中考查，例如2017年全国卷Ⅰ的第29 题（10 分）考查核酸，2018年全国卷Ⅲ的第30 题（10 分）考查蛋白质。

［教学导向］作为高考热点核酸和蛋白质，都是以碳链为骨架形成的复杂的生物大分子，涉及的基本概念、术语等比较多，甚至有的较为抽象，例如DNA 复制、转录、翻译等过程。因此，在教学中教师应创设新颖有效的问题情境，鼓励学生积极思考，主动表达，探寻生命活动规律的本质。

3 核酸和蛋白质考点在新课标全国卷中的考查形式

3.1 选择题直接考查有关核酸知识

［高考真题］（2017年全国卷Ⅲ）下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是（ ）。

A.tRNA、rRNA 和mRNA 都从DNA 转录而来

B.同一细胞中两种RNA 的合成有可能同时发生

C.细胞中的RNA 合成过程不会在细胞核外发生

D.转录出的RNA 链与模板链的相应区域碱基互补

［高考解读］A.转录概念是以DNA 一条链为模板，以核糖核苷酸为原料，合成RNA（tRNA、rRNA 和mRNA）的过程，A 正确；B.细胞中不同的RNA 由不同的基因独立转录而来，所以2 种RNA的合成有可能同时发生，B 正确；C.细胞中的RNA合成场所，有少数在细胞质的线粒体和叶绿体中进行，C 错误；D.转录是以DNA 一条链为模板，严格遵循碱基互补配对原则，所以D 正确；故本题答案选C。

［教学导向］以RNA 为核心构建基础知识网络。涵盖RNA 的组成（元素，单位的组成及种类）；RNA 的分类（tRNA、rRNA 和mRNA 的相同点和区别）；RNA 的来源、分布及功能；RNA 与DNA 的相同点、区别及联系。区别遗传信息的复制、转录和翻译的过程、场所、条件等基础知识。在教学中夯实基础，注重知识的重构，注重学科内基础知识的综合。

3.2 选择题直接考查有关蛋白质知识

［高考真题］（2018年全国卷Ⅱ）下列关于人体中蛋白质功能的叙述，错误的是（ ）。

A.浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原

B.肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程

C.蛋白质结合Mg2+形成的血红蛋白参与O2运输

D.细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分

［高考解读］A.病毒等病原体表面的抗原能引起体液免疫产生抗体并特异性结合，A 正确；B.肌肉细胞中的肌动蛋白参与肌肉收缩的过程，B 正确；C.蛋白质结合Fe2+形成的血红蛋白参与O2运输，C 错误；D.细胞核中染色体（质）主要由DNA和蛋白质组成，D 正确；故本题答案选C。

［教学导向］树立结构与功能观，蛋白质的结构多样性导致功能的多样性。对人体蛋白质的功能多样性进行比较归纳，例如结构蛋白（染色体的成分、肌动蛋白），运输作用的血红蛋白，免疫作用的抗体，调节作用的胰岛素、生长激素等实例。思考蛋白质功能多样性的深层次原因。注重运用科学思维方法培养解决实际问题的能力。

3.3 选择题融合考查核酸和蛋白质知识

［高考真题］（2018年全国卷Ⅰ）生物体内的DNA 常与蛋白质结合，以DNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是（ ）。

A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA-蛋白质复合物

B.真核细胞的核中有DNA-蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有

C.若复合物中的某蛋白参与DNA 复制，则该蛋白可能是DNA 聚合酶

D.若复合物中正在进行RNA 的合成，则该复合物中含有RNA 聚合酶

［高考解读］A.真核细胞的染色体（质）是同样的物质（主要由DNA 和蛋白质组成）在不同时期的2 种存在状态，A 正确；B.原核细胞的拟核DNA进行复制或者转录的过程中，需要解旋酶和聚合酶，这些酶都是蛋白质，因此有DNA-蛋白质复合物，故B 错误；C.DNA 复制需要解旋酶、DNA 聚合酶等，因此复合物的某些蛋白质可能是DNA 聚合酶，C 正确；D.若复合物中正在进行RNA 的合成，属于转录过程，转录需要RNA 聚合酶等，D 正确；故本题答案选B。

［教学导向］高考命题增强综合性，试题突出知识体系的完整性和知识间的联系，考查学生综合素质和学科素养，要求学生能基于试题的情境深入思考，整合所学知识得出结论。因此，教学中要理清核酸（DNA 和RNA）与蛋白质知识之间的关系（表3），培养学生综合运用学科知识、思维方法多角度地发现、分析和解决问题的能力。

表3 核酸（DNA 和RNA）与蛋白质知识之间的关系

3.4 核酸与蛋白质大题考查

［高考真题］（2017年全国卷Ⅰ）根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA 病毒和DNA病毒2 种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出1）实验思路，2）预期实验结果及结论即可（要求：实验包含可相互印证的甲、乙2 个组）。

［高考解读］本题考查实验思路设计的开放性试题，背景知识源于教材的噬菌体侵染细菌的经典实验，主要考查学生独立思考和科学阐释实验结论的能力。1）利用DNA 和RNA 分别特有碱基T 和U，在被放射性同位素标记碱基U 的培养基中培养宿主细胞（甲组）；在被放射性同位素标记碱基T 的培养基中培养宿主细胞（乙组），使宿主细胞含有放射性，再用病毒去侵染2 组宿主细胞，看子代病毒是否含有放射性。2）若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA 病毒；反之为DNA 病毒。

［教学导向］高考实验命题增强探究性和开放性，考查学生的创新意识和创新能力。科学探究方案的设计，深刻考量学生理性思维、严谨设计、科学阐释实验结论能力。学生的理性思维、科学探究是一种能力，是在分析和解决具体问题的过程中逐渐培养出来的。目前很多教学对教材中的科学探究性实验大多停留在死记硬背的层面，从而在考试中会出现大量的生搬硬套的现象。因此，课堂教学中应将实验教学落到实处，不仅让学生知道生物科学史上的重要实验结论，更要通过这些史实研究过程培养学生的理性思维能力和科学探究方法在课堂教学中的达成；不仅要训练学生对实验探究试题的逻辑思维、表达能力，更要在日常教学中创设条件，组织以探究为特点的主动学习，将教材中的重要概念和核心知识融入到学生的探究学习过程中，帮助学生形成理性思维的习惯，提高学生实验设计能力和科学探究能力。

［高考真题2］（2018年全国卷Ⅲ）回答下列与蛋白质相关的问题：

1）生物体中组成蛋白质的基本单位是____，在细胞中合成蛋白质时，肽键是在____这一细胞器上形成的。合成的蛋白质中有些是分泌蛋白，如____（填“胃蛋白酶”“逆转录酶”或“酪氨酸酶”）。分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体，此过程中高尔基体的功能是_______。

2）通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和____结构，某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性。通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，原因是_____。

3）如果DNA 分子发生突变，导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA 序列中一个碱基被另一个碱基替换，但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变，其原因可能是________。

［高考解读］1）生物体中组成蛋白质的基本单位是氨基酸；细胞中合成蛋白质时，在核糖体上氨基酸之间脱水缩合形成肽键；胃蛋白酶是胞外酶属于分泌蛋白，逆转录酶和酪氨酸酶属于胞内酶；分泌蛋白从合成至分泌到细胞外还需要内质网加工，再经过高尔基体的进一步加工、分类和包装，最后形成分泌小泡转运至细胞膜，以胞吐的方式分泌出去。2）细胞内的蛋白质的肽链具有一定空间结构，某些物理或化学因素可以使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，肽键暴露，易与蛋白酶接触，使蛋白质易被水解。3）编码正常血红蛋白多肽链的mRNA 序列中一个碱基被另一个碱基替换，密码子发生改变，但密码子具有简并性，多种密码子可能决定同种氨基酸，可能导致氨基酸序列仍然未改变。

［教学导向］高考命题增强基础性和应用性，考查学生必备知识和关键能力。基础性包括全面合理的知识结构、扎实灵活的能力要求；应用性注重理论密切联系实际。因此教学中一方面注重加强对基本概念、基本原理、基本思想方法的理解掌握，引导学生重视基础，将所学知识和方法内化为自身的能力；另一方面注重知识的应用性，主要体现学生运用所学知识解决实际问题的能力，例如本题中胃液中胃蛋白酶，鸡蛋煮熟后蛋白质的变性，红细胞中的血红蛋白，通过设置新颖的问题情境，引导学生关注生产生活实际问题。