基于新課標(biāo)和《考試大綱》要求的“細(xì)胞的生命歷程”試題研究

安徽 龔佐山

細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)的基本單位，是生物體代謝和遺傳的基本單位。細(xì)胞的生命經(jīng)歷著細(xì)胞的增殖、分化、衰老和凋亡等正常的生理過程。“細(xì)胞的生命歷程”專題是高中生物教學(xué)的重要內(nèi)容，也是高考的常考考點(diǎn)。本文基于新課標(biāo)和《考試大綱》的要求，對(duì)2017年全國卷和2018年浙江選考真題進(jìn)行研究，探究命題的趨勢(shì)和動(dòng)態(tài)，促進(jìn)高三復(fù)習(xí)的靶向性和有效性。

1. 新課標(biāo)和《考試大綱》對(duì)“細(xì)胞的生命歷程”的課程要求層次和核心素養(yǎng)的考查

表1 細(xì)胞的生命歷程的課程要求層次和核心素養(yǎng)的考查

高考命題是以《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，參照《考試大綱》的要求，指向生物學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展水平。試題素材貼近學(xué)生生活實(shí)際，以真實(shí)問題情境組織命題，注重考查學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能解決問題的能力。

新課標(biāo)中對(duì)“細(xì)胞的生命歷程”課程內(nèi)容要求的層次依次為簡(jiǎn)述、描述、闡述、說明、舉例說明等，并要求學(xué)生對(duì)每個(gè)考查要點(diǎn)達(dá)到一定的核心素養(yǎng)維度。首先，要求學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度由淺到深，其次，是簡(jiǎn)述、描述、舉例說明、說明、闡明。如對(duì)于細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖的周期性，新課標(biāo)的要求層次為闡明，要求學(xué)生不僅要理解細(xì)胞不能無限長(zhǎng)大的原因和細(xì)胞增殖具有周期性，還要能通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究細(xì)胞周期的各時(shí)期的時(shí)間以及細(xì)胞增殖的調(diào)控；細(xì)胞的無絲分裂，新課標(biāo)的要求層次是簡(jiǎn)述，要求學(xué)生了解蛙的紅細(xì)胞分裂，細(xì)胞無絲分裂是真核細(xì)胞的分裂方式之一，在細(xì)胞的分裂過程中不出現(xiàn)紡錘絲和染色體的變化；新課標(biāo)中對(duì)細(xì)胞有絲分裂的要求層次是描述，要求學(xué)生掌握有絲分裂的過程，以及細(xì)胞分裂過程中DNA分子數(shù)量變化和染色體行為的變化，觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂，根據(jù)觀察結(jié)果，運(yùn)用自己的語言描述植物細(xì)胞有絲分裂各個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)；細(xì)胞的分化和細(xì)胞的全能性要求的層次是說明，要求學(xué)生理解細(xì)胞的分化、細(xì)胞的全能性的概念和實(shí)質(zhì)，并能運(yùn)用細(xì)胞的分化和細(xì)胞的全能性的理論解釋生活中生命現(xiàn)象，以理論支撐實(shí)踐，并將理論用于社會(huì)生產(chǎn)實(shí)際；舉例說明層次，要求學(xué)生通過具體事實(shí)或情境材料獲得信息，支撐對(duì)細(xì)胞的衰老和凋亡、癌細(xì)胞的主要特征的認(rèn)識(shí)，形成生命觀念。

教師在復(fù)習(xí)細(xì)胞的生命歷程專題時(shí)，充分研究新課標(biāo)課程內(nèi)容要求和《考試大綱》，明確知識(shí)點(diǎn)達(dá)到的要求層次和核心素養(yǎng)的維度，需要對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖的周期性進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹R(shí)拓展，突破重點(diǎn)，有益于復(fù)習(xí)的靶向性和有效性。

2. 對(duì)高考真題命題趨勢(shì)和動(dòng)態(tài)的研究

【例1】（2018年，4月浙江選考，第21題）題表為實(shí)驗(yàn)測(cè)得離體培養(yǎng)的胡蘿卜根尖細(xì)胞的細(xì)胞周期各階段時(shí)間。

周期 G1 SG2 M 合計(jì)時(shí)間（h） 1.32.72.90.67.5

下列敘述正確的是 （ ）

A. G1期的細(xì)胞中主要進(jìn)行有關(guān)蛋白質(zhì)的合成及核糖體的增生

B. 用含DNA合成抑制劑的培養(yǎng)液培養(yǎng)1.3 h后，細(xì)胞都被阻斷在S期

C. G2期的細(xì)胞中每個(gè)染色體含2條并列的染色單體，導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍

D. 胡蘿卜各組織細(xì)胞周期時(shí)間長(zhǎng)短相同，但G1、S、G2和M期的時(shí)間長(zhǎng)短不同

【答案】A

【試題研究】浙江省是高校考試招生制度綜合改革的試點(diǎn)省份之一，經(jīng)過兩年的探索和發(fā)展，選考生物試題命制日臻成熟。隨著全國高考改革的縱深推進(jìn)，浙江省自主命題模式勢(shì)必影響其他省份高考改革的命題方向。本題以離體培養(yǎng)的胡蘿卜根尖的細(xì)胞周期為情境材料，以表格的形式顯示細(xì)胞周期中各時(shí)期的時(shí)間，以細(xì)胞周期各時(shí)期的先后順序設(shè)置問題選項(xiàng)，綜合考查細(xì)胞分裂間期的物質(zhì)準(zhǔn)備階段、細(xì)胞分裂期的染色體行為和數(shù)量的變化，體現(xiàn)培養(yǎng)核心素養(yǎng)生命觀念中的物質(zhì)觀；根據(jù)抑制DNA復(fù)制，分析細(xì)胞周期的調(diào)控，影響細(xì)胞的增殖，注重考查學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能解決問題的能力，體現(xiàn)核心素養(yǎng)的科學(xué)思維。試題的考查知識(shí)點(diǎn)、命題思路和考查目標(biāo)的邏輯關(guān)系如下表。

表2 試題的考查知識(shí)點(diǎn)、命題思路和考查目標(biāo)

【例2】（2017年，全國卷Ⅲ，第 29題）利用一定方法使細(xì)胞群體處于細(xì)胞周期的同一階段，稱為細(xì)胞周期同步化。以下是能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞周期同步化的三種方法。回答下列問題：

（1）DNA合成阻斷法：在細(xì)胞處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的培養(yǎng)液中添加適量的DNA合成可逆抑制劑，處于_________期的細(xì)胞不受影響而繼續(xù)細(xì)胞周期的運(yùn)轉(zhuǎn)，最終細(xì)胞會(huì)停滯在細(xì)胞周期的____________ 期，以達(dá)到細(xì)胞周期同步化的目的。

（2）秋水仙素阻斷法：在細(xì)胞處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的培養(yǎng)液中添加適量的秋水仙素，秋水仙素能夠抑制______________，使細(xì)胞周期被阻斷，即可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞周期同步化。經(jīng)秋水仙素處理的細(xì)胞__________________ （填“會(huì)”或“不會(huì)”）被阻斷在間期。

（3）血清饑餓法：培養(yǎng)液中缺少血清可以使細(xì)胞周期停滯在間期，以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞周期同步化。分裂間期的特點(diǎn)是__________________ （答出1點(diǎn)即可）。

【答案】（1）分裂 間（或S） （2）紡錘體形成 不會(huì) （3）完成 DNA 復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，為分裂期準(zhǔn)備物質(zhì)

【試題研究】該題以細(xì)胞周期同步化為背景材料，描述DNA合成阻斷法、秋水仙素阻斷法和血清饑餓法這三種方法實(shí)現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞周期同步化，各方法的原理通過文字?jǐn)⑹龅男问匠尸F(xiàn)，學(xué)生通過閱讀獲得知識(shí)，并結(jié)合DNA復(fù)制、秋水仙素的作用，回答設(shè)置的問題，問題的答案在教材中都能找到原因，試題難度較小。

通過對(duì)近幾年的高考真題的研究，細(xì)胞的生命歷程在高考中經(jīng)常考到，通常以教材再現(xiàn)、科技新成果、熱點(diǎn)話題等為考查情境，用文字?jǐn)⑹觥D表曲線等呈現(xiàn)信息，或結(jié)合必修2的“遺傳和變異”部分進(jìn)行綜合考查與細(xì)胞的生命歷程相關(guān)的基本概念和理論，以基本知識(shí)為載體，注重考查學(xué)生獲取信息，特別是科學(xué)性思維的能力，滲透學(xué)科核心素養(yǎng)。

3. 基于高考命題趨勢(shì)的試題命制

【例3】無毒具放射性的3H-TdR能夠阻斷細(xì)胞DNA復(fù)制，不影響其他時(shí)期細(xì)胞的周期運(yùn)轉(zhuǎn)。科研人員采用該抑制劑測(cè)定某種動(dòng)物細(xì)胞周期時(shí)間，通過定期取樣、放射自顯影技術(shù)，測(cè)得細(xì)胞周期各時(shí)期時(shí)間與細(xì)胞中DNA含量關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是 （ ）

A.將足量的3H-TdR加入培養(yǎng)液，處于G1期的細(xì)胞立刻被抑制

B. 將足量的3H-TdR加入培養(yǎng)液并培養(yǎng)11.4 h，所有細(xì)胞處在S期

C. 將足量的3H-TdR加入培養(yǎng)液并培養(yǎng)10.1 h，所有細(xì)胞處在M期

D. 將足量的3H-TdR加入培養(yǎng)液并培養(yǎng)3.4 h，不會(huì)存在G1期細(xì)胞

【命題意圖】本題考查細(xì)胞周期和細(xì)胞增殖相關(guān)的知識(shí)。

【解題思路】本題要從題干中獲得關(guān)鍵信息，3H-TdR能夠阻斷細(xì)胞DNA復(fù)制，不影響其他時(shí)期的細(xì)胞的周期運(yùn)轉(zhuǎn)。分析圖示細(xì)胞中DNA含量的變化，判斷G1、S、G2、M分別表示細(xì)胞周期的時(shí)期，結(jié)合所學(xué)細(xì)胞周期知識(shí)進(jìn)行理性思維，判斷選項(xiàng)的正誤。根據(jù)圖中DNA含量分析，G1、S、G2為細(xì)胞分裂間期；S為DNA合成期；M為細(xì)胞分裂期。3H-TdR能夠阻斷細(xì)胞DNA復(fù)制，將足量的3H-TdR加入培養(yǎng)液，處于S期的細(xì)胞立刻被抑制，A項(xiàng)錯(cuò)誤；處在G2期的細(xì)胞最晚進(jìn)入S期，所以G2期細(xì)胞需要經(jīng)過G2、M、G1期進(jìn)入S期，所需要最長(zhǎng)的時(shí)間是2.2+1.8+3.4=11.4 h，B項(xiàng)正確；3H-TdR能夠阻斷細(xì)胞DNA復(fù)制，不影響其他時(shí)期細(xì)胞的周期運(yùn)轉(zhuǎn)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；將足量的3H-TdR加入培養(yǎng)液并培養(yǎng)3.4 h，原處在G1期的細(xì)胞全部阻斷在S期，但處在G2期的細(xì)胞不斷進(jìn)入G1期，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

【答案】B

【例證評(píng)析】本題通過以曲線圖為載體，以DNA復(fù)制的原理為依托，用3H-TdR標(biāo)記法測(cè)定細(xì)胞周期時(shí)間長(zhǎng)短的經(jīng)典方法為素材，考查細(xì)胞周期和細(xì)胞增殖基本知識(shí)，注重對(duì)學(xué)生科學(xué)思維能力的考查。

【例4】科研人員探究青蒿素對(duì)乳腺癌細(xì)胞增殖的抑制作用，將乳腺癌細(xì)胞平均分成四組，分別置于培養(yǎng)液、含全轉(zhuǎn)鐵蛋白（Fe2+與轉(zhuǎn)鐵蛋白的復(fù)合物，與細(xì)胞膜相應(yīng)受體結(jié)合后引起胞內(nèi)Fe2+升高）培養(yǎng)液、含青蒿素培養(yǎng)液、含全轉(zhuǎn)鐵蛋白+青蒿素營養(yǎng)液中培養(yǎng)16 h后，檢測(cè)各組乳腺癌細(xì)胞與培養(yǎng)前的比例，研究結(jié)果如圖所示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，下列推測(cè)不合理的是 （ ）

A. 乳腺癌細(xì)胞內(nèi)Fe2+濃度升高，增強(qiáng)癌細(xì)胞增殖

B. 青蒿素能夠改變?nèi)橄侔┘?xì)胞膜的通透性

C. 青蒿素與全轉(zhuǎn)鐵蛋白抑制乳腺癌細(xì)胞增殖具有協(xié)同作用

D. 乳腺癌細(xì)胞死亡是通過細(xì)胞凋亡實(shí)現(xiàn)的

【命題意圖】本題綜合考查細(xì)胞的生命歷程相關(guān)知識(shí)。

【解題思路】全轉(zhuǎn)鐵蛋白能與細(xì)胞膜相應(yīng)受體結(jié)合后引起胞內(nèi)Fe2+升高，乳腺癌細(xì)胞在含全轉(zhuǎn)鐵蛋白培養(yǎng)液中，癌細(xì)胞相對(duì)百分比大于100 %，說明乳腺癌細(xì)胞內(nèi)Fe2+濃度升高，癌細(xì)胞增殖加速，A項(xiàng)正確；青蒿素可能改變?nèi)橄侔┘?xì)胞膜的通透性，影響Fe2+進(jìn)入細(xì)胞，使癌細(xì)胞內(nèi)的Fe2+濃度降低，B項(xiàng)正確；通過對(duì)照組與全轉(zhuǎn)鐵蛋白組對(duì)照，全轉(zhuǎn)鐵蛋白有促進(jìn)癌細(xì)胞增殖作用，青蒿素有抑制癌細(xì)胞增殖的作用，C項(xiàng)錯(cuò)誤；推測(cè)乳腺癌細(xì)胞的死亡可能是通過細(xì)胞凋亡實(shí)現(xiàn)的，D項(xiàng)正確。

【答案】C

【例證評(píng)析】本題以實(shí)驗(yàn)探究、圖表顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的形式，綜合考查細(xì)胞的增殖、癌細(xì)胞的特征和細(xì)胞凋亡相關(guān)知識(shí)，要求學(xué)生具有一定對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析能力以及通過已有的知識(shí)解釋相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力，體現(xiàn)新課標(biāo)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到的舉例說明層次，達(dá)到獲取信息、核心概念、理性思維、實(shí)驗(yàn)探究等考查目標(biāo)的要求。

4. 結(jié)果與討論

基本知識(shí)、基本概念是命題的載體，文字?jǐn)⑹觥D表信息是命題形式，經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)方法、研究成果是命題的素材，科學(xué)思維是命題的重點(diǎn)，學(xué)科核心素養(yǎng)是命題的滲透。關(guān)于細(xì)胞的生命歷程專題的高考命題，基本的趨勢(shì)是采用不同的信息呈現(xiàn)方式，基于對(duì)基本知識(shí)概念的考查，注重理性思維和實(shí)驗(yàn)探究，強(qiáng)調(diào)分析問題和解決問題能力，滲透學(xué)科核心素養(yǎng)。對(duì)于細(xì)胞的增殖和細(xì)胞周期性通常以探究方式出現(xiàn)，要求的層次較高；對(duì)于有絲分裂的過程通常結(jié)合減數(shù)分裂對(duì)細(xì)胞圖像的識(shí)別和分析；對(duì)于細(xì)胞的衰老、凋亡和癌變通常以直白的形式進(jìn)行簡(jiǎn)單判斷。命題不追求標(biāo)新，但力求創(chuàng)新，有可能通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果，讓學(xué)生構(gòu)建模型、畫曲線圖等。

基于高考命題趨勢(shì)的原創(chuàng)試題，停留在高考真題的仿真層次，創(chuàng)新度不夠，還需要在教師教學(xué)實(shí)踐中不斷研究，命制符合高考命題趨勢(shì)的試題，供廣大師生參考與交流。