例析國際生物學奧林匹克競賽試題對核心素養的培養

馬小明

(甘肅省臨夏中學 731100)

1 問題的提出

2014年3月印發的《教育部關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》指出新的課程改革要“研究提出各學段學生發展核心素養體系，明確學生應具備的適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力”[1]。如何在教學和考試中真正實現學生核心素養的培養，成為廣大教學工作者的研究熱點。

本文以第25屆國際生物學奧林匹克競賽(IBO)試題(理論B-5)第36題為例[2]，分析IBO試題對學生能力考查方式及深度，以期對我國基于“核心素養”考查的試卷的編制有些許啟示。

2 試題

圖示為某家族一種罕見遺傳病(常染色體顯性遺傳)的遺傳圖譜，決定該疾病的基因位置未知。一位遺傳學家想知道該致病基因是否與人的5號染色體上一個遺傳標記(微衛星標記)連鎖。這種微衛星標記有兩種突變型： 突變型1和突變型2，圖示的家系圖顯示了該病的遺傳(黑色表示該病患者)和每個人的微衛星標記(1或2)。

下列描述正確的是( )

A. 導致該疾病的基因很有可能位于5號染色體上

B. 如果一個人患有該疾病，他/她總是帶有微衛星標記突變體1

C. 在第4代中，只有一個孩子能從他/她的父親那里獲得重組染色體

D. 從第3代和第4代，可以確認該致病基因和微衛星標記之間的重組率為3/16

3 試題解析

試題考查的核心是基因的自由組合定律，雖然題干指出該遺傳病為單基因顯性遺傳病，但是為確定其位置，引進了5號染色體上的微衛星標記。這樣根據該致病基因與微衛星標記是否符合基因自由組合定律就可以確定該致病基因是否位于5號染色體上。從第2代開始分析，如果該致病基因不在5號染色體上，那么第3代中有一半個體患病，且患病個體與微衛星標記(1和2)無關。但是，從圖中可以發現，第3代中大多數患者從父親那里繼承了含有微衛星標記1的5號染色體。分析第4代也是如此，所以推測該致病基因就位于5號染色體上，且第2代男患者微衛星標記1和致病基因連鎖。A選項正確。但也有特例，第3代的含微衛星標記1 2的男患者，他的出現就是減數分裂過程中發生同源染色體交叉互換的結果，同樣第4代個體中也有這樣的重組個體出現(微衛星標記2 2的正常男性個體)。根據第3代、第4代可以計算出致病基因與微衛星標記之間的重組率為1/8(計算方法后文闡述)，D項錯。對于B、C選項，通過觀察遺傳圖可以判斷描述與圖示不符，B和C項錯。參考答案： A。

4 試題特點

4.2 模型轉化，靈活運用已學知識 該題中的微衛星標記1和2，完全可以看作5號染色體上的一對等位基因(用b表示1，用B表示2)，這樣的話該題遺傳系譜圖就轉化為圖1所示(致病基因用A表示，其等位基因用a表示)遺傳系譜圖，使其成為學習過程中的常見題型。然后根據自由組合定律分析A/a與B/b是否有連鎖現象。

圖1 對試題中遺傳系譜圖的轉化

4.3 注重演繹推理能力考查 該題最簡單的答題方法就是假設演繹，即直接假設致病基因在或不在5號染色體上，觀察分析遺傳系譜圖，確定假設是否正確。例如，假設該致病基因不在5號染色體上，則第3代患者中含有其父微衛星1或2的比例接近1 ∶1，但根據遺傳圖，比例4 ∶1假設不成立，那么就是該致病基因在5號染色體上。然而，若該致病基因在5號染色體上，則有第2代患者存在致病基因和微衛星1連鎖現象，為何會在第3代出現男性患者(微衛星12)？就可以運用同源染色體間的交叉互換去解釋。層層假設、推理，注重理性思維的考查。

5 啟示

高考試題的考查內容、考查形式，很大程度上指引著一線教師的教學內容和教學形式。新一輪課程改革將學生“核心素養”的提升確定為當代教育教學的目標，那么，如何以考試去帶動或促進核心素養的培養成為關鍵。要想以評促教，編制科學、合理、針對性強的試卷成為首要問題： ①試題不要拘泥于教材，不要害怕“超綱”，在試題中加入一定量的科學前沿，包括新發現、新理論、新技術等，目的是促進學生在日常的學習中關注科學前沿，拓寬學生視野，進而促進學生社會責任感的提升；②以教材為依托，增加試題考查的深度，目前高考生物學部分依舊以基礎概念、事實的考查為重點，導致在學生、教師中存在“生物學背得多就能得高分”“生物學是理科中的文科”等錯誤觀點。增加試題考查深度，促使學生在基本的識記基礎上深入思考，以促進學生科學思維發展；③實驗題型要更加開放，不能僅僅是教材實驗的翻版，不能僅僅讓學生去“填空”，要讓學生充分思考，讓學生根據實驗目的、提供的器具藥材自己設計科學合理的方案，這樣才能夠真正提升學生的科學探究能力。