研究經典高考題，引領教學新改革

摘 要：文章以一道2016年高考江蘇卷的理綜生物題為例，進行了一般解析、深度思考，同時通過呈現該題的變式題，進一步分析了高考生物的命題意圖，并基于此提出了高中生物教學改革的方向，指出教師在教學中應注重教授必備知識，幫助學生搭建知識網絡，重視講解異常情況，提高學生的探究能力，關注概念拓展，做到精準備考。

關鍵詞：高中生物；高考題；教學改革

基金項目：江蘇省教育科學“十四五”規劃課題“深度學習理念下高中生物‘案例式教學的實踐研究”（課題批準號：C-c/2021/02/87）。

作者簡介：金琦（1980—），男，江蘇省蘇州市江蘇省外國語學校。

一、經典高考題

（一）原題、參考答案及考情分析

【原題】研究人員對珍珠貝（2n）有絲分裂和減數分裂細胞中染色體形態、數目和分布進行了觀察分析。其中圖1（a）為其細胞分裂一個時期的示意圖（僅示部分染色體），圖1（b）中細胞類型是依據不同時期細胞中染色體數和核DNA分子數的數量關系而劃分的。請回答下列問題：

（1）—（5）略。

（6）珍珠貝卵母細胞分裂一般停留在減數第一次分裂中期，等精子入卵后完成后續分裂過程。細胞松弛素B能阻滯細胞分裂而導致染色體數加倍，可用于誘導三倍體。現有3組實驗：用細胞松弛素B分別阻滯卵母細胞的減數第一次分裂、減數第二次分裂和受精卵的第一次卵裂。請預測三倍體出現率最低的是_________，理由是________。

【答案】（1）—（5）略。（6）阻滯第一次卵裂；受精卵含2個染色體組，阻滯其卵裂染色體數加倍后形成的是四倍體。

【考情分析】命題者將細胞分裂和變異進行了融合，要求學生用實驗探究的方法探究在細胞分裂過程中，若染色體在不同時期發生了異常分配，則可能導致的不同變異。實驗探究屬于科學探究的一種。《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》指出：科學探究是指能夠發現現實世界中的生物學問題，針對特定的生物學現象，進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及交流和討論的能力［1］。提升學生的探究能力，發展學生的學科核心素養，是近年高考的一個命題方向。該小題在當年的得分率較低，區分度不高，主要原因可能是學生不能夠準確地從題干中獲取有效的信息，對題干中提及的概念比較陌生，不知道從何處下手對問題進行分析等等。之所以出現這樣的情況，是因為學生不理解一些核心概念，沒有掌握一些由核心概念衍生出來的知識，不清楚細胞分裂的過程以及對細胞分裂過程中出現的一些聯系和變化缺乏深度思考，難以運用自己已有的知識解決情境中的問題。

（二）解析和深度思考

1.對原題的解析

（1）—（5）略。

（6）題干中有“細胞松弛素B能阻滯細胞分裂而導致染色體數加倍，可用于誘導三倍體”的信息，結合這一信息可進行如下分析：受精卵含2個染色體組，若以細胞松弛素B處理受精卵，抑制其分裂，使染色體數加倍，則細胞內有4個染色體組，非三倍體，而是四倍體。

2.對原題的深度思考

思考1：什么是細胞松弛素B，它是如何誘導細胞染色體數加倍的？和低溫或秋水仙素誘導多倍體的原理相比，有什么異同？

細胞松弛素B是一種從真菌的代謝產物中分離出來的化學物質，其分子式為C29H37NO5，是肌動蛋白聚合抑制劑，能結合在F-肌動蛋白的正（+）端，抑制F-肌動蛋白的功能。肌動蛋白在細胞質中是構成細胞骨架的微絲，在細胞核中與細胞核的定位和定向移動及細胞分裂時分裂溝的形成有關。用注射抗肌動蛋白抗體或肌動蛋白結合蛋白的方法得到的結果表明，肌動蛋白可影響染色體的集縮、染色體結構狀態的調整。由此可見，細胞松弛素B抑制細胞分裂導致染色體數加倍的原理是通過影響肌動蛋白構成的細胞骨架的微絲、影響細胞分裂時分裂溝的形成、影響染色體的集縮和染色體結構狀態的調整來抑制細胞分裂，誘導染色體數加倍。而誘導染色體數加倍在人教版普通高中教科書遺傳與進化第88頁的表述如下：“人工誘導多倍體的方法很多，如低溫處理、用秋水仙素誘發等。其中，用秋水仙素來處理萌發的種子或幼苗，是目前最常用且最有效的方法。當秋水仙素作用于正在分裂的細胞時，能夠抑制紡錘體的形成，導致染色體不能移向細胞的兩極，從而引起細胞內染色體數目加倍。”由此可見，細胞松弛素B和秋水仙素、低溫雖都能誘導染色體數加倍，但其原理是不相同的。

思考2：用細胞松弛素B阻滯卵母細胞的MⅠ、卵母細胞的MⅡ和受精卵的第一次卵裂時，阻滯受精卵的第一次卵裂獲得三倍體的概率最低的原因是什么？阻滯卵母細胞的減數第一次分裂、減數第二次分裂是怎么出現三倍體的？

對此我們可以結合下圖來解釋（如圖2）。

圖2是利用細胞松弛素B人工誘導珍珠貝類實驗的示意圖。A組未利用細胞松弛素B處理，珍珠貝卵母細胞中有2個染色體組，珍珠貝的精子中有1個染色體組，精子入卵后促使卵母細胞完成減數分裂Ⅰ，釋放第一極體，且卵母細胞經減數分裂Ⅱ染色體組暫時加倍，隨后釋放第二極體，形成了含有1個染色體組的卵細胞，并和含有1個染色體組的精子結合，受精卵中有2個染色體組，形成的個體就是二倍體。B組利用細胞松弛素B阻滯卵母細胞的減數第一次分裂，抑制第一極體的釋放，形成的卵母細胞中有2+1個染色體組，“2”由卵母細胞提供，“1”由精子提供，卵母細胞經減數第二次分裂染色體組暫時加倍，由2變為4，隨后釋放第二極體，形成了含有2個染色體組的卵細胞，并和含有1個染色體組的精子結合，受精卵中有3個染色體組，形成的個體就是三倍體。C組用細胞松弛素B抑制卵母細胞第二極體的釋放，形成的卵細胞中有2個染色體組，且這2個染色組完全相同，形成的受精卵中有2+1個染色體組，“2”由卵母細胞提供，“1”由精子提供，形成的個體是三倍體。D組利用細胞松弛素B阻滯受精卵的第一次卵裂，由于受精卵中有2個染色體組，細胞松弛素B抑制細胞分裂導致染色體數加倍，變為4個染色體組，這樣形成的個體是四倍體。

思考3：自然條件下容易獲得動物三倍體嗎？為什么要培育三倍體？培育三倍體的方法只有用細胞松弛素B來處理卵母細胞這條途徑嗎？

動物大多數是雌雄異體，若染色體不平衡，易引起不育，所以很難自然獲得三倍體，但可以通過一定的技術手段獲得。與二倍體相比，三倍體具有個體大、產量高及不育等特點，個體大、產量高的特點能為人類帶來更好的經濟效益，不育的特點可避免生殖造成的肉質退化、產后染病等不良反應，所以培育出更優質的三倍體能滿足人類不斷提高的需求。用細胞松弛素B來處理卵母細胞培育三倍體不是唯一的方法，除了這一途徑，我們還可以用細胞松弛素B處理受精卵得到四倍體，再用四倍體和二倍體雜交獲得三倍體。

（三）高考題的變式呈現

【變式試題】耳鮑是中國傳統海產品。科研人員利用細胞松弛素B（簡稱“CB”）處理二倍體耳鮑（2N=32）的受精卵形成過程，通過CB抑制第二極體的釋放，培育出生長快、個體大、肉質好的三倍體耳鮑，深受市場歡迎。據此回答下列問題。

（1）培育出三倍體耳鮑所依據的遺傳學原理是 ，三倍體耳鮑的受精卵中有 個染色體組，其中精子提供 個染色體組，卵子提供 個染色體組。

（2）若科研人員想探究以不同濃度的細胞松弛素B處理二倍體耳鮑的受精過程與誘導三倍體耳鮑成功率的關系，其實驗思路是 。若上述實驗結果為：CB濃度為1.0mg/L，耳鮑三倍體率為90%，胚胎平均畸形率為90%；CB濃度為0.5mg/L，耳鮑三倍體率為55%，胚胎平均畸形率為30%。你認為科研人員應該以 濃度的CB處理二倍體耳鮑的受精過程，以便獲得優質的三倍體耳鮑。理由是 。

【答案】（1）染色體變異；3；1；2。（2）用不同濃度的細胞松弛素B處理二倍體耳鮑的受精過程，觀察耳鮑形成三倍體的情況，并計算三倍體獲得率；0.5mg/L；三倍體率高且平均畸形率低。

【命題意圖】本題圍繞利用細胞松弛素B處理二倍體耳鮑的受精過程獲取優質的三倍體耳鮑，以滿足市場需求創設情境，要求學生在情境中理解CB誘導形成三倍體耳鮑的原理，厘清實驗思路，根據實驗結果選擇最優的處理方法以滿足人們的需求，考查學生的科學思維和科學探究能力。在深度分析經典高考題后，再設置高考題的變式，讓學生從不同的角度去認識高考試題，做到舉一反三，可以讓學習深度發生，讓學生的核心素養得到發展。

二、教學改革的方向

（一）注重教授必備知識，幫助學生搭建知識網絡

歷屆高考試題均以必備知識為基礎。一般情況下，一道試題的前幾個小題均考查應知應會的知識點，且這類內容分值占比不低，這要求教師在平時的教學中注重必備知識的教學，使學生熟練掌握必備知識，理解知識與知識間的關聯和內涵，構建知識網絡，做到融會貫通。例如，有絲分裂和減數分裂知識點的教學目標一方面是使學生了解分裂過程中的重要概念，理解各時期的特點、各時期的染色體圖像、有絲分裂和減數分裂的異同等知識；另一方面是以染色體在分裂過程中的形態變化和數量變化為主線，以有絲分裂和減數分裂圖像區別為抓手，引導學生理解知識內涵，形成知識網絡。學生只有掌握了必備知識，才能利用知識解決情境中的問題。

（二）重視講解異常情況，提高學生的探究能力

在自然界中，異常情況一直在發生，細胞分裂也不例外。例如，在細胞分裂間期，DNA復制異常，就可能導致基因突變；在分裂期的后期，本該染色體平均分配（數量平均分配）成兩組，移向兩級，若染色體數量分配異常，形成染色體數異常的子細胞，就會導致染色體數目變異；在分裂期的后期，若著絲粒分裂，染色體數加倍后卻無紡錘絲的牽引，無法移向細胞兩極分配給兩個子細胞，抑或著絲粒分裂，染色體數加倍后細胞卻不分裂，就會導致染色體數目加倍的細胞產生。以上種種，皆為細胞分裂時可能產生的異常情況。2016年高考江蘇卷理綜生物第31題的第（6）小題就是考查了細胞分裂異常導致染色體數目加倍的異常情況，用科學實驗誘導三倍體，評判成功率，著重考查了學生的科學探究能力。因此，在教學中，教師既要重視講解異常情況，讓學生分組針對分裂時產生的異常情況展開討論、進行思考并提出新的問題，又要和學生一起設計實驗、進行實驗，用實驗來解決問題，通過科學探究來提高學生的學科核心素養。

（三）關注概念拓展，做到精準備考

2016年高考江蘇卷理綜生物卷第31題第（6）小題的題干中有一個關鍵名詞——細胞松弛素B，盡管題干敘述過其作用——能阻滯細胞分裂而導致染色體數加倍，但部分學生看后，對細胞松弛素B仍舊會感到陌生。因為學生基于教材所學的導致染色體數目加倍的并不是細胞松弛素B，而是秋水仙素或低溫。所以，教師應盡量全方位解讀關鍵概念，如講到秋水仙素或低溫導致染色體數加倍時，可以追問學生：“誘導染色體數加倍還有其他方法嗎？其他方法的原理是不是也如秋水仙素或低溫一樣，都是抑制紡錘體的形成導致染色體數加倍的？”這樣可以幫助學生獲取更多的知識，使他們知道低溫處理導致染色體數加倍只是物理法的一種，而物理法還有水靜壓法、高鹽高堿法和電融合法等，同時也能使學生明白秋水仙素、細胞松弛素B導致染色數加倍雖然原理不同，但都屬于化學法。全方位解讀關鍵概念，可以避免“一葉蔽目，不見泰山”的問題。

另外，第（6）小題的答案只闡述了用細胞松弛素B阻滯受精卵的第一次卵裂后出現三倍體的概率最低的原因，并沒有解釋細胞松弛素B在阻滯卵母細胞的減數第一次分裂、減數第二次分裂時是怎么出現三倍體的。因此，部分學生甚至教師看了一般解析后仍覺得一頭霧水。但學生只要理解了減數分裂過程，明白細胞松弛素B阻滯卵母細胞后抑制了極體的釋放，就能透徹理解。可見，教師不能只為了解決問題而解決問題，應圍繞關鍵概念來解析，讓學生不要僅停留在“知其然”的層次，而是讓學生達到“知其所以然”的境界，做到精準備考。

三、總結

培養什么的人、怎樣培養人、為誰培養人是教育的根本問題，而高考是一種人才選拔機制，高中教師必須將研究經典高考題作為一種教研的常態，明確其對學生的考查方向，明確國家對于人才培養的要求，從而更好地開展教學，引領教學改革。

［參考文獻］

[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）［M］.北京：人民教育出版社，2020.