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试题归纳整理要注重“五化”

2019-11-20四川刘中国蒋桂兰

教学考试(高考生物) 2019年6期
关键词:五化果蝇变式

四川 刘中国 蒋桂兰

在复习备考过程中,学生会练习各种试题,教师若不指导学生如何归纳、整理、消化所做试题,学生就难以达到掌握知识、培养能力、提升素养的目的。教师指导学生对试题归纳整理时要注重“五化”,即类化、细化、变化、深化和优化,下面笔者结合实例对“五化”分别阐述,以期对广大教师有所帮助。

一、类化

所谓类化,就是对试题进行分类整理。在浩如烟海的试题中,一些试题考查的内容是一致的,或具有共同的解题规律,教师在整理试题时,要善于将其进行归类,从而了解命题人的考查规律。

【例1】(2013年,山东卷,第27题节选)某二倍体植物宽叶(M)对窄叶(m)为显性,高茎(H)对矮茎(h)为显性,红花(R)对白花(r)为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上,基因H、h在4号染色体上。

图1

(1)基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列如图1,起始密码子均为AUG。若基因M的b链中箭头所指碱基C突变为A,其对应的密码子将由___________变为_______________。正常情况下,基因R在细胞中最多有______________个,其转录时的模板位于_______________(填“a”或“b”)链中。

【答案】(1)GUC UUC 4 a

【例2】(1)下面是某基因的部分碱基序列,序列Ⅰ为内含子的一部分,序列Ⅱ为外显子的一部分(如图2)。

图2

上列片段所编码蛋白质的氨基酸序列为“…甲硫氨酸-精氨酸-谷氨酸-丙氨酸-天冬氨酸-缬氨酸…”(甲硫氨酸的密码子是AUG)。

①该基因表达过程中,RNA的合成在____________中完成,此过程称为____________。

②请写出编码上述氨基酸序列的mRNA序列:____________________________________。

【答案】(1)①细胞核 转录 ②AUG CGG GAG GCG GAU GUC ③…甲硫氨酸-精氨酸-谷氨酸-丙氨酸-天冬氨酸-缬氨酸… ④…甲硫氨酸-精氨酸-谷氨酸-精氨酸-甲硫氨酸…

【例3】(2013年,四川卷,第11题节选)回答下列果蝇眼色的遗传问题。

(3)果蝇出现白眼是基因突变导致的,该基因突变前的部分序列(含起始密码信息)如图3所示。(注:起始密码子为AUG,终止密码子为UAA、UAG或UGA)

图3

图3所示的基因片段在转录时,以_____________链为模板合成mRNA;若“↑”所指碱基对缺失,该基因控制合成的肽链含__________个氨基酸。

【答案】乙 5

【例4】(2016年,四川卷,第10题节选)……图4是脲酶基因转录的mRNA部分序列。

图4

(3)现有一菌株的脲酶由于基因突变而失活,突变后基因转录的mRNA在图4箭头所示位置增加了70个核苷酸,使图4序列中出现终止密码(终止密码有UAG、UGA和UAA)。突变基因转录的mRNA中,终止密码为______,突变基因表达的蛋白含_________个氨基酸。

【答案】UGA 115

【分析】上述四题均是从不同角度考查中心法则的相关知识,教师通过对其进行分类整理,可以使学生理解真核生物基因的编码区分为内含子和外显子,外显子可以转录编码蛋白质,内含子可以转录但不编码蛋白质;转录时可以是DNA分子的a链,也可以是b链;可以从所给DNA序列的第一个碱基开始,也可从所给序列中间的某个碱基开始;转录方向可以是向右,也可以是向左。判断的关键是要找出决定起始密码的DNA碱基序列。转录终止的关键在于找出决定终止密码的DNA碱基序列,终止密码不决定氨基酸。这样,通过类化整理,学生可以了解知识考查的角度,丰富对教材所学知识的理解,有利于灵活运用所学知识。

二、细化

所谓细化,就是在试题整理时,针对一些经典的试题,教师要指导学生总结解题思路、细化解题过程、规范语言的表述或整理试题中的关键信息、隐含条件,或注明解题出错的原因、解答此类试题的技巧、解题时应注意的事项等,从而提升学生的解题技能。

【例5】②研究还发现,氨基酸等营养物质可以向细胞分裂素浓度高的部位移动。为验证这一结论,有人设计了下列实验方案。请根据提供的实验材料和用具,写出第二步及以后的实验步骤,并预测实验结果。

材料用具:生长状况相同的萝卜成熟叶片若干,适宜浓度的细胞分裂素溶液,含14C标记氨基酸的溶液(氨基酸可被叶片吸收并在叶片内移动),蒸馏水,棉签,检测放射性强度的设备等。

实验步骤:

第一步:取生长状况相同的萝卜成熟叶片若干,在叶片左半叶某一部位涂抹含14C 标记氨基酸的溶液(如图5)。

图5

【答案】②实验步骤

第二步:将叶片均分为两组,编号为a、b。

第三步:在a组叶片右半叶某一部位涂抹适宜浓度的细胞分裂素溶液,在b组叶片的相应部位涂抹等量的蒸馏水(如图6)。

第四步:在相同条件下放置一段时间后,检测a组叶片涂抹细胞分裂素部位和b组叶片涂抹蒸馏水部位的放射性强度。

图6

实验结果:a组叶片涂抹细胞分裂素部位的放射性强度高于b组叶片涂抹蒸馏水部位的放射性强度。

【分析】该题是一道典型的实验设计题,不仅考查学生的语言表达能力,还考查了学生的科学探究素养,这种考查模式是高考命题的重要方向。因此,教师在指导学生对这类试题进行归纳时,要加以细化,整理出解题思路。

“一找”,即找出实验目的。实验目的往往在题干中给出,一般表述为“验证……或探究……”,分别表示验证实验或探究实验,这两种实验设计除实验结果和结论有差异外,其所依据的实验原理、实验步骤、实验操作等都完全相同。例如,题干所给信息“氨基酸等营养物质可以向细胞分裂素浓度高的部位移动。为验证这一结论……”是该实验的实验目的,即“验证氨基酸等营养物质可以向细胞分裂素浓度高的部位移动”,说明该实验为验证实验。

“二定”,即确定实验变量。实验变量包括自变量、因变量、无关变量(又叫干扰变量)等,实验变量的确定要依据一定的实验目的,实验目的通常表述为“验证(或探究)自变量对实验对象因变量的影响”。由此,该题的自变量为细胞分裂素的浓度,因变量为放射性氨基酸的含量,无关变量为叶片的生长发育状况等,为排除无关变量的影响,常采用“生长发育状况相同的”“随机分组”“在相同且适宜的条件下培养”等表述。

“三设”,即设置对照实验。为保证实验的可行性和实验结论的严谨性,在实验设计过程中要设置对照实验。一般情况下对照实验的设置是实验组加自变量,对照组不加自变量,为保证等量原则,在加入试剂时,对照组需加入等量的溶剂或蒸馏水。故该题的实验组是在一定部位涂抹细胞分裂素溶液,对照组是在相同位置涂抹等量的蒸馏水。

“四述”,即叙述实验步骤。在实验设计中应遵循单一变量原则,排除一些无关变量的影响。要求所用实验材料基本相同,即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面要尽量相同,常用“选取生长发育状况相同的某植物(或某动物)若干,随机均分成甲、乙两组”的形式表述。所用实验试剂要相同,即试剂的成分、浓度、体积等要相同,尤其需注意等量原则,尽可能用“定性”的语言表述,如“等浓度”“等体积”“一定量的”等;实验时间和实验条件用“一段时间”“适宜的温度、pH”等语言表述。处理方法要相同且适宜,以排除无关变量对实验结果的干扰。实验步骤通常分三步表述:

1.取材、分组、编号。在设计实验时为了便于表述,应对所选材料进行分组编号,将材料分为实验组和对照组,用甲、乙或A、B表示。为了形象直观,还可以画一个简图,表述为“取如图所示的A、B两套实验装置”或“取如图所示的实验装置若干,随机均分成A、B两组”。

2.设置对照。A组加入自变量(一般为实验组),B组不加自变量(或加入等量的溶剂,一般为对照组)。

3.在相同且适宜的条件下培养/反应(若实验中选取的是生物,则用“培养”;若选取的不是生物,而是待鉴定的生物物质,则用“反应”)一段时间,观察并记录实验现象,分析得出实验结论。

“五得”,即得出实验结果和结论。验证实验的结果和结论是唯一的,结论即是题目中的实验目的,对结果的分析则是说明产生这种结果的原因;探究实验的结果和结论有多种可能,一般有三种,即正相关、负相关和无影响。对结果的预测和分析常用“若产生……结果,则得出……结论”的形式。

由此得出本题的实验结论是氨基酸等营养物质可以向细胞分裂素浓度高的部位移动。

三、变化

所谓变化,就是对试题进行变式整理,通过不同角度、不同层次、不同情形、不同背景的各种变式处理,由浅入深、由表及里、由简到繁地呈现知识的发生、发展过程,从而揭示知识的本质及不同知识点之间的内在联系。进行变式整理时,可以变换题设条件,也可以变换知识的考查方向、设问方式等。变换考查知识点时,一定要遵循《普通高等学校招生全国统一考试大纲》(以下简称《考试大纲》),突出对核心价值、学科核心素养、关键能力、必备知识等的考查,注重基础性、综合性、应用性、创新性,杜绝繁难偏怪的试题出现。

【例6】现有果蝇新品系,圆眼(D)对棒眼(d)为显性。杂交实验如图7,依据图7实验结果,有同学认为该等位基因位于常染色体上,也有同学认为该等位基因位于X染色体上。请从上述F1中选取果蝇进行一次杂交实验,以确定该等位基因是位于常染色体上还是X染色体上。写出实验步骤,预期实验结果和结论。

图7

该试题开放性较强,不仅考查了学生的理解能力、语言表达能力,还能有效考查学生的科学探究素养,是目前高考遗传试题考查的重要方向。因此,教师在对该题进行整理时,可作如下变式。

变式1:圆眼和棒眼是果蝇的一对相对性状,现选取圆眼果蝇和棒眼果蝇进行杂交实验,结果如图7所示。请以上述实验中的果蝇作亲本,设计杂交实验,以确定控制该相对性状的等位基因是位于常染色体上还是X染色体上。

变式2:圆眼和棒眼是果蝇的一对相对性状,决定该性状的基因位于X染色体上。现提供从自然界获取的圆眼和棒眼雌、雄果蝇若干,请设计一次杂交实验,确定该相对性状中的隐性性状。

【分析】例6解法一:选取F1中的棒眼果蝇(♀)和圆眼果蝇()进行杂交,观察F2的性状表现。预期结果与结论:若F2雌、雄果蝇均有圆眼和棒眼,则该等位基因位于常染色体上;若F2雌果蝇全为圆眼,雄果蝇全为棒眼,则该等位基因位于X染色体上。

例6解法二:选取F1中的圆眼果蝇(♀)和圆眼果蝇()进行杂交,观察F2的性状表现。预期结果与结论:若F2雌、雄果蝇均有圆眼和棒眼,则该等位基因位于常染色体上;若F2雌果蝇全为圆眼,雄果蝇既有圆眼又有棒眼,则该等位基因位于X染色体上。

变式1的解法:取圆眼雌雄果蝇与棒眼雌雄果蝇,进行正交和反交[即圆眼(♀)×棒眼()、棒眼(♀)×圆眼()],观察后代的性状表现。若正、反交后代性状表现相同,则该等位基因位于常染色体上;若正、反交后代性状表现不同,且始终有一组杂交后代,雌性表现一种性状,雄性表现另一种性状,则该等位基因位于X染色体上。

变式2的解法一:任取两只具有相对性状的雌、雄果蝇杂交,观察并统计后代的表现型及其比例。若后代只出现一种性状,则该杂交组合中雄果蝇代表的性状为隐性。若后代果蝇雌、雄各为一种性状,则该杂交组合中雌果蝇代表的性状为隐性。若后代中雌、雄果蝇均含有两种不同的性状,且各占1/2,则该杂交组合中雄果蝇代表的性状为隐性。

变式2的解法二:任取两只不同性状的雌、雄果蝇杂交,观察后代的性状表现。若子代雌蝇不表现母本性状,则亲本雌果蝇代表的性状为隐性。若子代雌果蝇表现为母本性状,则亲本雄果蝇代表的性状为隐性。

变式1未告知圆眼和棒眼的显、隐性性状,要判断是否位于X染色体上,就无法用显性雄蝇和隐性雌蝇杂交的方法,故只好选取具有相对性状的雌、雄亲本进行正交和反交。变式2中已知基因位于X染色体上,反推相对性状中的显、隐性性状。围绕原题所设计的两种变式,难度逐渐增大,既考查了学生的科学探究素养,又考查了学生的科学思维素养。

通过对试题进行变式整理,让学生挖掘试题的内涵和外延,把题目中相近、相似、相关的知识不断进行联系、拓展、整合,从而激发思维、启迪智慧、拓宽视野,培养学生的研究能力,提升学科核心素养。

四、深化

所谓深化,就是在整理试题时,围绕试题进行深入的探究或对试题进行深刻的反思,通过反思感悟,进行深度学习。对试题反思的内容包括试题关键信息的提炼;隐含条件的挖掘;“陷阱”的创设;知识点的分布;解题的方法技巧、思路和收获等,反思越深刻,理解越到位,审题时就会把握得越准确,解题行为就会越精细,对知识的掌握也就越牢固。教师对试题进行深入探究时,可以把学科中涉及重难点知识的经典试题集合在一起进行研究,从而了解学科重难点知识考查的角度、趋势。例如,可以把一个章节的历年高考真题统计在一起,进行对比分析,就能发现本章节知识点在高考试题中的呈现形式,明白高考为什么这样考?考了哪“四层”知识?这“四层”知识在试题中是如何呈现的?或将近三年的高考试题进行对比分析,研究教材重难点知识在高考试题中的体现情况,弄清高考的必考点、常考点、轮考点,以及学科核心素养在试题中的体现,并了解高考试题的命题规律、变化趋势,从而明确复习方向,提高复习效率。

五、优化

所谓优化,就是在试题整理过程中,不断地进行去粗取精、去伪存真式的整理。前面的“四化”是阐述如何将整理的试题不断“增厚”的过程,而优化则是将所整理的试题不断变少、变精的过程。教师在优化整理试题时应保留取材新颖、设问明确、考查角度新颖、难易适度的试题,淘汰那些繁难偏旧、没有层次感、没有思维性、脱离高考的试题,从而使收集整理的试题不断优化。

总之,在高考备考过程中,教师要根据《考试大纲》《普通高等学校招生全国统一考试大纲的说明》和教育部提出的“一体四层四翼”的高考命题趋势去精选试题,进行强化训练。同时,还要指导学生善于对试题进行“五化”整理,从而达到掌握知识、应用知识、培养能力、提升素养的目的。

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