研究经典高考题，引领教学新改革

摘 要：文章以一道2016年高考江苏卷的理综生物题为例，进行了一般解析、深度思考，同時通过呈现该题的变式题，进一步分析了高考生物的命题意图，并基于此提出了高中生物教学改革的方向，指出教师在教学中应注重教授必备知识，帮助学生搭建知识网络，重视讲解异常情况，提高学生的探究能力，关注概念拓展，做到精准备考。

关键词：高中生物；高考题；教学改革

基金项目：江苏省教育科学“十四五”规划课题“深度学习理念下高中生物‘案例式教学的实践研究”（课题批准号：C-c/2021/02/87）。

作者简介：金琦（1980—），男，江苏省苏州市江苏省外国语学校。

一、经典高考题

（一）原题、参考答案及考情分析

【原题】研究人员对珍珠贝（2n）有丝分裂和减数分裂细胞中染色体形态、数目和分布进行了观察分析。其中图1（a）为其细胞分裂一个时期的示意图（仅示部分染色体），图1（b）中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA分子数的数量关系而划分的。请回答下列问题：

（1）—（5）略。

（6）珍珠贝卵母细胞分裂一般停留在减数第一次分裂中期，等精子入卵后完成后续分裂过程。细胞松弛素B能阻滞细胞分裂而导致染色体数加倍，可用于诱导三倍体。现有3组实验：用细胞松弛素B分别阻滞卵母细胞的减数第一次分裂、减数第二次分裂和受精卵的第一次卵裂。请预测三倍体出现率最低的是_________，理由是________。

【答案】（1）—（5）略。（6）阻滞第一次卵裂；受精卵含2个染色体组，阻滞其卵裂染色体数加倍后形成的是四倍体。

【考情分析】命题者将细胞分裂和变异进行了融合，要求学生用实验探究的方法探究在细胞分裂过程中，若染色体在不同时期发生了异常分配，则可能导致的不同变异。实验探究属于科学探究的一种。《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》指出：科学探究是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及交流和讨论的能力［1］。提升学生的探究能力，发展学生的学科核心素养，是近年高考的一个命题方向。该小题在当年的得分率较低，区分度不高，主要原因可能是学生不能够准确地从题干中获取有效的信息，对题干中提及的概念比较陌生，不知道从何处下手对问题进行分析等等。之所以出现这样的情况，是因为学生不理解一些核心概念，没有掌握一些由核心概念衍生出来的知识，不清楚细胞分裂的过程以及对细胞分裂过程中出现的一些联系和变化缺乏深度思考，难以运用自己已有的知识解决情境中的问题。

（二）解析和深度思考

1.对原题的解析

（1）—（5）略。

（6）题干中有“细胞松弛素B能阻滞细胞分裂而导致染色体数加倍，可用于诱导三倍体”的信息，结合这一信息可进行如下分析：受精卵含2个染色体组，若以细胞松弛素B处理受精卵，抑制其分裂，使染色体数加倍，则细胞内有4个染色体组，非三倍体，而是四倍体。

2.对原题的深度思考

思考1：什么是细胞松弛素B，它是如何诱导细胞染色体数加倍的？和低温或秋水仙素诱导多倍体的原理相比，有什么异同？

细胞松弛素B是一种从真菌的代谢产物中分离出来的化学物质，其分子式为C29H37NO5，是肌动蛋白聚合抑制剂，能结合在F-肌动蛋白的正（+）端，抑制F-肌动蛋白的功能。肌动蛋白在细胞质中是构成细胞骨架的微丝，在细胞核中与细胞核的定位和定向移动及细胞分裂时分裂沟的形成有关。用注射抗肌动蛋白抗体或肌动蛋白结合蛋白的方法得到的结果表明，肌动蛋白可影响染色体的集缩、染色体结构状态的调整。由此可见，细胞松弛素B抑制细胞分裂导致染色体数加倍的原理是通过影响肌动蛋白构成的细胞骨架的微丝、影响细胞分裂时分裂沟的形成、影响染色体的集缩和染色体结构状态的调整来抑制细胞分裂，诱导染色体数加倍。而诱导染色体数加倍在人教版普通高中教科书遗传与进化第88页的表述如下：“人工诱导多倍体的方法很多，如低温处理、用秋水仙素诱发等。其中，用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗，是目前最常用且最有效的方法。当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。”由此可见，细胞松弛素B和秋水仙素、低温虽都能诱导染色体数加倍，但其原理是不相同的。

思考2：用细胞松弛素B阻滞卵母细胞的MⅠ、卵母细胞的MⅡ和受精卵的第一次卵裂时，阻滞受精卵的第一次卵裂获得三倍体的概率最低的原因是什么？阻滞卵母细胞的减数第一次分裂、减数第二次分裂是怎么出现三倍体的？

对此我们可以结合下图来解释（如图2）。

图2是利用细胞松弛素B人工诱导珍珠贝类实验的示意图。A组未利用细胞松弛素B处理，珍珠贝卵母细胞中有2个染色体组，珍珠贝的精子中有1个染色体组，精子入卵后促使卵母细胞完成减数分裂Ⅰ，释放第一极体，且卵母细胞经减数分裂Ⅱ染色体组暂时加倍，随后释放第二极体，形成了含有1个染色体组的卵细胞，并和含有1个染色体组的精子结合，受精卵中有2个染色体组，形成的个体就是二倍体。B组利用细胞松弛素B阻滞卵母细胞的减数第一次分裂，抑制第一极体的释放，形成的卵母细胞中有2+1个染色体组，“2”由卵母细胞提供，“1”由精子提供，卵母细胞经减数第二次分裂染色体组暂时加倍，由2变为4，随后释放第二极体，形成了含有2个染色体组的卵细胞，并和含有1个染色体组的精子结合，受精卵中有3个染色体组，形成的个体就是三倍体。C组用细胞松弛素B抑制卵母细胞第二极体的释放，形成的卵细胞中有2个染色体组，且这2个染色组完全相同，形成的受精卵中有2+1个染色体组，“2”由卵母细胞提供，“1”由精子提供，形成的个体是三倍体。D组利用细胞松弛素B阻滞受精卵的第一次卵裂，由于受精卵中有2个染色体组，细胞松弛素B抑制细胞分裂导致染色体数加倍，变为4个染色体组，这样形成的个体是四倍体。

思考3：自然条件下容易获得动物三倍体吗？为什么要培育三倍体？培育三倍体的方法只有用细胞松弛素B来处理卵母细胞这条途径吗？

动物大多数是雌雄异体，若染色体不平衡，易引起不育，所以很难自然获得三倍体，但可以通过一定的技术手段获得。与二倍体相比，三倍體具有个体大、产量高及不育等特点，个体大、产量高的特点能为人类带来更好的经济效益，不育的特点可避免生殖造成的肉质退化、产后染病等不良反应，所以培育出更优质的三倍体能满足人类不断提高的需求。用细胞松弛素B来处理卵母细胞培育三倍体不是唯一的方法，除了这一途径，我们还可以用细胞松弛素B处理受精卵得到四倍体，再用四倍体和二倍体杂交获得三倍体。

（三）高考题的变式呈现

【变式试题】耳鲍是中国传统海产品。科研人员利用细胞松弛素B（简称“CB”）处理二倍体耳鲍（2N=32）的受精卵形成过程，通过CB抑制第二极体的释放，培育出生长快、个体大、肉质好的三倍体耳鲍，深受市场欢迎。据此回答下列问题。

（1）培育出三倍体耳鲍所依据的遗传学原理是 ，三倍体耳鲍的受精卵中有 个染色体组，其中精子提供 个染色体组，卵子提供 个染色体组。

（2）若科研人员想探究以不同浓度的细胞松弛素B处理二倍体耳鲍的受精过程与诱导三倍体耳鲍成功率的关系，其实验思路是 。若上述实验结果为：CB浓度为1.0mg/L，耳鲍三倍体率为90%，胚胎平均畸形率为90%；CB浓度为0.5mg/L，耳鲍三倍体率为55%，胚胎平均畸形率为30%。你认为科研人员应该以 浓度的CB处理二倍体耳鲍的受精过程，以便获得优质的三倍体耳鲍。理由是 。

【答案】（1）染色体变异；3；1；2。（2）用不同浓度的细胞松弛素B处理二倍体耳鲍的受精过程，观察耳鲍形成三倍体的情况，并计算三倍体获得率；0.5mg/L；三倍体率高且平均畸形率低。

【命题意图】本题围绕利用细胞松弛素B处理二倍体耳鲍的受精过程获取优质的三倍体耳鲍，以满足市场需求创设情境，要求学生在情境中理解CB诱导形成三倍体耳鲍的原理，厘清实验思路，根据实验结果选择最优的处理方法以满足人们的需求，考查学生的科学思维和科学探究能力。在深度分析经典高考题后，再设置高考题的变式，让学生从不同的角度去认识高考试题，做到举一反三，可以让学习深度发生，让学生的核心素养得到发展。

二、教学改革的方向

（一）注重教授必备知识，帮助学生搭建知识网络

历届高考试题均以必备知识为基础。一般情况下，一道试题的前几个小题均考查应知应会的知识点，且这类内容分值占比不低，这要求教师在平时的教学中注重必备知识的教学，使学生熟练掌握必备知识，理解知识与知识间的关联和内涵，构建知识网络，做到融会贯通。例如，有丝分裂和减数分裂知识点的教学目标一方面是使学生了解分裂过程中的重要概念，理解各时期的特点、各时期的染色体图像、有丝分裂和减数分裂的异同等知识；另一方面是以染色体在分裂过程中的形态变化和数量变化为主线，以有丝分裂和减数分裂图像区别为抓手，引导学生理解知识内涵，形成知识网络。学生只有掌握了必备知识，才能利用知识解决情境中的问题。

（二）重视讲解异常情况，提高学生的探究能力

在自然界中，异常情况一直在发生，细胞分裂也不例外。例如，在细胞分裂间期，DNA复制异常，就可能导致基因突变；在分裂期的后期，本该染色体平均分配（数量平均分配）成两组，移向两级，若染色体数量分配异常，形成染色体数异常的子细胞，就会导致染色体数目变异；在分裂期的后期，若着丝粒分裂，染色体数加倍后却无纺锤丝的牵引，无法移向细胞两极分配给两个子细胞，抑或着丝粒分裂，染色体数加倍后细胞却不分裂，就会导致染色体数目加倍的细胞产生。以上种种，皆为细胞分裂时可能产生的异常情况。2016年高考江苏卷理综生物第31题的第（6）小题就是考查了细胞分裂异常导致染色体数目加倍的异常情况，用科学实验诱导三倍体，评判成功率，着重考查了学生的科学探究能力。因此，在教学中，教师既要重视讲解异常情况，让学生分组针对分裂时产生的异常情况展开讨论、进行思考并提出新的问题，又要和学生一起设计实验、进行实验，用实验来解决问题，通过科学探究来提高学生的学科核心素养。

（三）关注概念拓展，做到精准备考

2016年高考江苏卷理综生物卷第31题第（6）小题的题干中有一个关键名词——细胞松弛素B，尽管题干叙述过其作用——能阻滞细胞分裂而导致染色体数加倍，但部分学生看后，对细胞松弛素B仍旧会感到陌生。因为学生基于教材所学的导致染色体数目加倍的并不是细胞松弛素B，而是秋水仙素或低温。所以，教师应尽量全方位解读关键概念，如讲到秋水仙素或低温导致染色体数加倍时，可以追问学生：“诱导染色体数加倍还有其他方法吗？其他方法的原理是不是也如秋水仙素或低温一样，都是抑制纺锤体的形成导致染色体数加倍的？”这样可以帮助学生获取更多的知识，使他们知道低温处理导致染色体数加倍只是物理法的一种，而物理法还有水静压法、高盐高碱法和电融合法等，同时也能使学生明白秋水仙素、细胞松弛素B导致染色数加倍虽然原理不同，但都属于化学法。全方位解读关键概念，可以避免“一叶蔽目，不见泰山”的问题。

另外，第（6）小题的答案只阐述了用细胞松弛素B阻滞受精卵的第一次卵裂后出现三倍体的概率最低的原因，并没有解释细胞松弛素B在阻滞卵母细胞的减数第一次分裂、减数第二次分裂时是怎么出现三倍体的。因此，部分学生甚至教师看了一般解析后仍觉得一头雾水。但学生只要理解了减数分裂过程，明白细胞松弛素B阻滞卵母细胞后抑制了极体的释放，就能透彻理解。可见，教师不能只为了解决问题而解决问题，应围绕关键概念来解析，让学生不要仅停留在“知其然”的层次，而是让学生达到“知其所以然”的境界，做到精准备考。

三、总结

培养什么的人、怎样培养人、为谁培养人是教育的根本问题，而高考是一种人才选拔机制，高中教师必须将研究经典高考题作为一种教研的常态，明确其对学生的考查方向，明确国家对于人才培养的要求，从而更好地开展教学，引领教学改革。

［参考文献］

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）［M］.北京：人民教育出版社，2020.