2003-2020年全国中学生生物学联赛试题分析
——以遗传学部分为例
2021-11-09张鑫宇王弋博
李 萍 高 娟 张鑫宇 王弋博
(甘肃省天水师院学院 甘肃天水 741000)
近年来,随着高考改革的深入和高校自主招生比例的提高,学科奥林匹克竞赛越来越得到社会的认可,作为五大学科竞赛之一的生物,也备受关注。目前,全国中学生生物学联赛的试题涉及学科面广、题量大、知识点多。作为生物学基础核心课程之一,遗传学是提高学生生物学核心素养的重要载体,在促进学生生物学科各个方面素养形成中起着十分重要的作用,在联赛中占比较大,为更好地了解联赛遗传学部分试题的命题特点以及近些年来的发展趋势,本文从试题赋分占比、试题命题变化情况两个方面分析了2003年-2020年全国中学生生物学联赛遗传学部分试题,总结了全国中学生生物学联赛遗传学部分的常见考点。得到了四点启示,希望能为加强学科教学育人,提升青少年的生命科学素质和人才选拔措施提供参考。
一、试题赋分占比
年份 遗传学试题出题赋分情况 占比2003 共135题(单选115,多选20),总分155(单选1分,多选2分),26道遗传题,赋分33分。 21.30%2004 共120题(单选100,多选20),总分140(单选1分,多选2分),22道遗传题,赋分24分。 17.10%2005 共120题(单选90,多选30),总分150(单选1分,多选2分),19道遗传题,赋分24分。 16%2006 共125题,总分150分,遗传学试题集中于第62题-72题(单选);第114题(多选),共赋分13分。 8.70%共120题,总分150分,遗传学试题集中于第46题-2007第47题(单选);第50题-57题(单选);第102题(多选),共赋分12分。 8%共120题,总分150分,遗传学试题集中于第42题-2008第56题(单选);第107题-108题(多选),共赋分19分。 12.60%2009 共120题,总分150分,共16道遗传题,赋分19分。 12.70%2010 共120题,总分160,17道遗传题,赋分23分。 14.40%2011共120题,总分160分,遗传学试题集中于第93题-第95题,第97题,第99题-100题,第102题,第104题,第106题-第108题(单选);第96题,第101题,第105题(多选),共赋分19分。11.90%
共120题,总分150分,遗传学试题集中于第53题-第2012 55题,第57题-第64题(单选);第50题-第52题,第56题,第65题(多选),共赋分21分。 14%2013纸质试卷80题,90分,电子试卷40题,60分,共计120题,150分,遗传学试题集中于4,61,62,65,67,84,112,116(单选);117,118,120(多选),共赋分14分。9.33%纸质试卷81题,电子试卷39题,共计l20题,l52 2014分,遗传学试题集中于58-73(赋分18分);116,117(赋分3分),共赋分21分。 13.82%共120题,151分,遗传学试题集中于91-95,97-102 2015(共11道单选题,赋分11分);113-115,117(共4道多选题,赋分8分),共赋分19分。 12.58%2016共100题,114.5分(单选1分,多选1.5分),遗传学试题集中于83-87,89-94,97(共12道单选题,赋分12分);88,95,96(共3道多选题,赋分4.5分),共赋分16.5分。14.41%共120题,152分,遗传学试题集中于91-102(共12 2017道单选题,赋分12分);115,117-119(共4道多选题,赋分8分),共赋分20分。 13.16%共116题,134分,遗传学试题集中于90,100-107,2018 114,116(共11道单选题);96-99,108,109(共6道多选题),共赋分20分。 14.93%2019共116题,143分,遗传学试题集中于第88题-97题(单选);第99题(单选);第101题-102题(单选);第98题(多选);第100题(多选);第103题-104题(多选),共赋分21分。14.70%2020 总题数111,总分132分,共17道遗传题,共赋分23分17.40%
2003-2020年全国中学生生物学联赛遗传学部分赋分占比平均值为13.7%。综合分析2003-2020年17年遗传学部分各模块出题情况:遗传的基本规律及其应用占25%(其中基因的分离规律占29%,基因的自由组合规律占33%,基因的连锁与互换规律占38%),遗传的分子基础占24%(其中基因结构与基因表达的调控占39%,染色体的结构占29%,DNA的结构占15%,DNA的复制占13%,DNA是遗传物质的证据占4%),变异占28%(其中人类遗传病与优生占32%,基因突变占28%,染色体变异占25%,基因重组占15%),遗传学其他部分占比23%(其中性别决定与伴性遗传占45%,多等位基因占22%,基因之间的相互作用占11%,基因工程占10%,细胞质遗传在育种上的应用占10%,卡方检验占2%)。
二、试题命题变化情况分析
全国中学生生物学联赛试题明显地逐渐减少了传统学科比例(比如动物和植物),增加了对科学思维、科学探究能力的考查。生命科学已经进入到了一个“分子化”和“科研化”的新时代。遗传学是一门处于发展巅峰时期的学科。目前遗传学已从对性状传递规律研究深入到基因的表达及其调控的研究。分子遗传学的发展,对认识生命本质起着至关重要的作用,是生物学核心素养培养的重要载体。因此,遗传学部分正好符合这一命题方向,将会在以后的生物学联赛试题中成为越来越重要的部分。
全国中学生生物学联赛对学生综合素质的要求越来越高。更注重运用生物学知识解决实际问题,如2016年的86题和95题。该考试不单纯是生物学知识的竞赛,而是学生综合素质的较量。更注重学生从新材料中获取有效信息、大胆推理、严谨分析等理性思维和创造性思维的考查。
纯记忆性试题所占比例逐年下降,学科内部之间各部分知识相互渗透,如细胞与遗传,生物统计与遗传,发育生物学与遗传,微生物学与遗传学,医学与遗传学,分子生物学与遗传学;不同的学科之间相互渗透,如遗传学与数学学科之间联系非常紧密,与两点测交,三点测交相关的考点数学思维好的同学做题效率更高。
生物联赛自2016年改革以来,逐步与国际奥林匹克生物竞赛接轨,以科研论文为背景命制的题目逐步增加。比如,2019年全国中学生生物学联赛99-101题,试题材料来源于18年12月dbGaP。紧跟生物学科前沿知识。
三、常见考点汇总
(一)常见遗传疾病
1.常染色体隐性(AR):黑尿病(尿毒症),白化病,半乳糖血症,色素性干皮症,全色盲,储积症,溶酶体性疾病,囊性纤维瘤疾病。
2.常染色体显性(AD):Huntington舞蹈症,多指症,颅面骨发育不全病,秃顶。
3.人类X连锁隐性(XR):红绿色盲,血友病,G-6-PD缺陷症。
(二)遗传的基本规律及其应用
1.孟德尔第一定律:分离定律(主要针对在一般情况下,一对相对性状的遗传规律。)
2.孟德尔第二定律:自由组合定律(主要针对一般情况下两对(或多对)相对性状,且决定这两对相对性状的基因在不同的染色体上,这两对性状是指完全不同的两对性状。)表现型:(3∶1)N,基因型:(1∶2∶1)N。
3.连锁和交换定律:主要针对两对(或多对)的不同基因在同一染色体上的遗传方式。
(三)两点测交
1.重组率:重组型配子占观察总配子数的百分比。
2.图距:表示两个基因在染色体图上距离的数量单位,以摩尔根cM为单位。
3.交换值:一定要加上两倍的双交换值(同图距)。
4.重组值:两边重组值减去两倍双交换值。
5.重组率范围0-50%,大于50%时属于自由组合范围。
(四)三点测交
1.通过三杂合体和三隐性纯合体进行测交。
2.可测出双交换值。
3.若发生了双交换,双交换的重组型被算成了亲本型。
4.两基因间距离小,重组率小,连锁强。
(五)性别决定
1.XY型:哺乳类,两栖类,鱼类,昆虫,棕榈,菠菜,银杏。
2.ZW型:鸟类,爬行类,鳞翅目昆虫(家蚕常考),草莓。
3.XO型:直翅目昆虫,蝗虫(雌XX,雄X)。
4.雌雄同株植物:无性染色体。
(六)基因之间的相互作用
1.完全显性:一个基因完全显示出性状,另一个完全无性状显示。
2.不完全显性:呈两基因间的过渡状态。3.共显性:两个性状完全显示出。
4.复等位:一个基因组上有多个基因。
(七)非等位基因间的相互作用
1.基因互作:1个性状4种表型(自由组合是2个性状4种表型注意区别)(9∶3∶3∶1),如鸡冠。
2.互补基因:2个表型(9∶7),如三叶型牧草含氰。
3.基因上位(上位效应):一对基因起主导作用,影响了另一对基因的效应。隐性上位∶3种表型(9∶3∶4),如花色影响;显性上位:3种表型(12∶3∶1),如花色影响。
4.重复基因:2种表型(15∶1),如荠菜蒴果。
(八)变异:生物的变异包括不可遗传的变异(由环境条件引起)和可遗传变异(由遗传物质的改变引起)
1.染色体变异。结构变异:缺失,重复,倒位,异位;数目变异:非整倍体变异和整倍体变异。
2.基因突变:碱基对改变的突变和碱基对增添或缺失的突变。
3.基因重组:一般性重组,位点专一性重组和异常重组(转座子)。
(九)核酸的化学结构与DNA复制
四、启示
生物教学应该以提升学生核心素养为目标。生物学核心素养中“科学思维”是其他三个要点的基础,只有具备“科学思维”,才能更深刻理解“生命观念”,才能进行有效的“科学探究”,才能切实践行“社会责任”。
“考试”是检验核心素养培养成效的手段,“试题”是指导教师如何教、教什么的指挥棒。为切实提升学生科学思维,又防止学生课业负担过重,就需要教师研究一定比例的试题。通过分析试题,掌握重点难点,提高课堂效率。另外,教师多研究试题是提升教师个人专业素养的捷径,在一定程度上,还可以促进教学评价机制的改革,为破解我国教育内卷化提供应有的贡献。
在教学中,教师应引导学生将生物学理论知识与生活实际联系起来,以便帮助学生扎实地掌握基础知识,切实提高学生分析问题和解决问题的能力;在教学中应重视生物学科基本原理和方法的教学,它是学生思考并解决问题的根本源泉;在教学中教师应鼓励或组织学生对疑惑问题、热点问题进行辩论以便更好地培养学生逻辑推断、分析综合以及批判性思维的能力。
遗传这一模块能不能学好,有较大的个体差异,数学悟性好的同学学起来较快,数学知识欠缺的同学可以通过强化训练技巧、构建解题模型来解决,老师的解题经验对学生技巧的训练起到非常重要的作用,所以,教师应该经常做题,保持感觉,从而将雄厚的“内功”传递给学生。