2015年天津市高考生物學試題賞析與啟示

戴德凌

(廣西柳州高級中學 545006)

1 例題

(2015天津高考)纖維素分子不能進入酵母細胞，為了使酵母菌能夠利用環境中的纖維素為原料生產酒精，構建了含3種不同基因片段的重組質粒，下面是酵母菌轉化及纖維素酶在工程菌內合成與運輸的示意圖。據圖回答：

(1)本研究構建重組質粒時看選用四種限制酶，其識別序列如下圖，為防止酶切片段的自身環接，可選用的限制酶組合是________或________。

A．①② B．①③ C．②④ D．③④

(2)設置菌株Ⅰ為對照，是為了驗證________不攜帶纖維素酶基因。

(3)纖維素酶基因的表達包括________和________過程，與菌株Ⅱ相比，在菌株Ⅲ、Ⅳ中參與纖維素酶合成和分泌的細胞器還有________。

(4)在以纖維素為唯一C源的培養基上分別培養菌株Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，菌株________不能存活，原因是________。

(5)酵母菌生產酒精的細胞部位是________，產生酒精時細胞的呼吸方式是________，在利用纖維素生產酒精時，菌株Ⅳ更具有優勢，因為導入中的重組質粒含有________。使分泌的纖維素酶固定于細胞壁，減少因培養液更新而造成的酶的流失，提高酶的利用率。

參考答案 (1)B (或C) C(或B) (2)質粒DNA和酵母菌基因組 (3)轉錄 翻譯 內質網、高爾基體 (4)II 缺少信號肽編碼序列，合成的纖維素酶不能分泌到胞外，細胞無可利用的碳源 (5)細胞質基質 無氧呼吸 A基因片段。

2 試題特點及啟示

本題從以下兩個方面體現了創設新穎題境，突出考查學生獲取信息、知識遷移的能力。

2.1 借助當代生物科學的新進展 試題將植物的纖維素酶基因導入酵母菌以求解決酵母菌利用環境中纖維素的實際問題作為題境，學生需要將“新進展”與基因工程等現代生物技術的基礎知識聯系起來回答此題。教師在教學中應注重將現代生物技術的基礎知識與解決實際問題相聯系，加強學生從“高起點”的“新進展”中獲取信息，“低落點”的回歸到基因工程、細胞工程、胚胎工程等現代生物技術相關原理和操作步驟的理解和掌握，并對相關技術原理和過程進行適當拓展和總結。

2.2 在教材基礎上的拓展 試題在教材基礎上的拓展不是就某個知識點的拓展和延伸，而是在主干知識網絡的交匯點上設計問題，強調核心知識之間的綜合與遷移。試題以“轉纖維素酶工程菌”的操作和應用為主線，在細胞的結構、細胞呼吸、基因的表達等主干知識網絡的交匯點上設計問題。例如，第(1)小題考查基因工程工具酶的使用原理，第(3)小題考查基因表達和生物膜系統的分工與合作，第(5)小題考查細胞呼吸的場所和產物。此外，試題提供的兩張示意圖分別源自人教版高中生物學教材必修一《分子與細胞》“合成的分泌蛋白運輸到細胞外的過程示意圖”和高中生物學教材選修三《現代生物科技專題》“思考與探究”欄目，并做了適當修改，對考生的識圖、析圖能力，以及考生從文字和示意圖中獲取和運用信息及知識遷移應用的能力提出更高要求。另外，試題還借助示意圖，重點考查了考生對實驗原理、設計思想、方法和操作步驟的理解，以及對實驗結果的正確解釋分析和合理的推論。例如，第(2)小題考查實驗設計中設置空白對照的用途。第(4)小題，要求考生通過試題提供的示意圖，運用“對照”原則對菌株I、II、III、IV進行分析，得出纖維素酶基因、信號肽編碼序列和A基因片段的作用分別是指導“工程菌”合成纖維素酶、分泌纖維素酶、將纖維素酶轉移至細胞膜表面，從而判斷只有導入了纖維素酶基因并能成功分泌的菌株III、IV才能在以纖維素為唯一C源培養基上存活。教師在教學中應突出生物學科屬于科學課程的性質的學科特點，重視教材的使用，挖掘教材素材對學生進行獲取信息等能力的培養。