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冯永康:试谈近年高考生物学试题的选材特点  

2013-04-10 10:23:33|  分类: 命题研究 |  标签: |举报 |字号 订阅

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试谈近年高考生物学试题的选材特点
冯永康(四川特级教师)

生命科学发展的历史明确昭示出:成功的实验研究是与合适的生物材料的选择密不可分的。仅就遗传学来说,从豌豆──果蝇──玉米──小鼠──酵母菌──拟南芥──秀丽线虫……,都给我们提供了很多富有创意的启迪与思考。

纵观近年各种类型的高考生物学试题,在命题材料的选择上,十分明朗地体现出紧跟生物科学研究发展的时代步伐,具有一定的选材倾向性。现将近年高考生物学命题中涉及较多的实验生物,试作简要的介绍与试题汇集,期望对高考生物学的复习教学能够提供一些有益的启示。

1.以果蝇为材料的试题:

果蝇是遗传学研究中的经典实验材料。作为“培养”诺贝尔奖得主的“明星昆虫”,已经先后有5次获得诺贝尔生理学或医学奖。

1次:1933年,美国遗传学家T.H.Morgan获得遗传学研究领域的第一个诺贝尔生理学或医学奖。

2次:1946年,美国遗传学家H.J.Muller证明了X射线能使果蝇的突变率提高150倍,同时,辐射也会引起染色体畸变。

3次:1995年,美国生物学家E.B.Lewis和发育遗传学家E.Wieschaus以及德国发育遗传学家C.N.Volhard发现果蝇中的特定基因,并且表明果蝇基因在染色体上与人类的相似之处。

4次:2004年,美国科学家R.Axel和L.B.Buck,发现果蝇在嗅觉功能上有个特定的大脑区域。

5次:2011年,诺贝尔生理学或医学奖授予在免疫学研究领域“先天免疫激活方面的发现”的三位科学家。其中卢森堡出生的法国科学家J.A.Hoffmann发现了一种称为Toll的基因参与了果蝇胚胎发育,同时也在构建果蝇的防御病毒和真菌的先天性免疫中扮演了关键角色。

因此,在历年高考生物学命题中,果蝇作为几乎年年选用的命题材料,着重考查考生对“遗传与进化”主干知识的理解和综合运用。在近三年各种模式的生物学试题中,先后就有8次出现果蝇遗传学的问题,且考查的能力与要求都达到了最高层次。其主要的题例有:

2012年:天津卷-第6题、福建卷-第27题、山东卷-第27题、四川卷-第31-Ⅱ题、大纲版全国卷-第34题;

2011年:北京卷-第30题;

2010年:山东卷-第27题、四川卷-第31(2)题等。

2.以小鼠(或大鼠)为材料的试题

小鼠作为遗传学研究的又一重要实验材料,在近百年的遗传学研究中作出了不少贡献,在诺贝尔生理学或医学奖中,也有多项与以小鼠为实验材料的研究有关。

1900年,美国遗传学家W.E.Castle对老鼠的毛色进行遗传学实验观察,以检测孟德尔法则的正确性。1905年,法国遗传学家L.C.Cuéno发现,两个携带黄色皮毛基因的小鼠之间交配,其子代小鼠中黄色鼠和白色鼠的数量比总是呈现2:1。后来,Castle 等研究确认携带两个黄色基因的小鼠出现致死。1909年:来自Castle 实验室的C.C.Little,培育出了第一个近亲繁殖的小鼠株系――DBA。1916年:C.C.Little和E.Tyzzer 发现同一株系小鼠间进行肿瘤移植不会产生排斥现象,但不同株系间的移植则会发生排斥反应。1921年:C.C.Little培育出遗传学研究中使用最广的C57BL的小鼠株系。随之建立了小鼠遗传学研究中心──Jackson 实验室。1940年代:G.Snell发现了小鼠体内组织相容性基因,开辟了免疫学研究的新时代。G.Snell于1980年荣获诺贝尔奖医学或医学奖。1982年:Richard Palmiter 和 Ralph Brinster 等培育出转基因小鼠。1987~1989年:Martin Evans,Oliver Smithies和Mario Capecch 等对胚胎干细胞中特定目标基因进行失活,培育出第一只基因敲除小鼠。2001年:美国Celera公司测得包括DBA株系在内的4小鼠株系。2002年:Richard Mural 等人通过对小鼠16号染色体序列分析,表明约有80%的人类基因在小鼠基因组中能找到相应的基因。

2006年,美国科学家Craig C. Mello和Andrew Z. Fire,因发现核糖核酸(RNA)干扰机制,获得诺贝尔生理学或医学奖。

2007年,美国科学家Mafio R.Capecchi、Oliver Smithies和英国科学家MatinJ.Evans,因“涉及使用胚胎干细胞进行小鼠特定基因修饰方面的一系列突破性发现”,获得诺贝尔生理学或医学奖。

2009年,美国科学家Elizabeth Blackburn、Carol Greider、Jack Szostak,因揭示了“染色体是如何被端粒端粒酶保护的”,获得诺贝尔生理学或医学奖。

2010年,英国科学家R.Edwards,因发展体外授精疗法,获得诺贝尔生理学或医学奖。

2011年,法国科学家Jules Hoffmann、美国科学家Bruce Beutler和加拿大科学家Ralph Steinman,因“发现了免疫应答的‘守门人’,从而彻底革新了我们对于免疫系统的认识”, 获得诺贝尔生理学与医学奖。

2012年,英国科学家John B.Gurdon和日本科学家Shiya Yamanka,因“发现成熟细胞可以重编程而获得全能性”,获得诺贝尔生理学或医学奖。

由此,在近年高考生物学命题中,小鼠(或大鼠)也常常作为新情境材料,重点考查考生对人体稳态的机理和对遗传问题的逻辑推理能力的认知。主要的题例有:

2012年:新课标全国卷-第31题;

2011年:新课标全国卷-第30(2)题、北京卷-第29题、福建卷-第29-Ⅰ题;

    2010年:新课标全国卷-第29题、广东卷-第29(2)题、天津卷- 第8题、四川卷-第30-Ⅰ题;

    2009年:山东卷-第27(3)题、广东卷-第31题、浙江卷-第31题、

重庆卷-第31题、四川卷-第30-Ⅰ题等。

3.以豌豆(或大豆)为材料的试题:

豌豆作为最经典的实验材料,通过遗传学之父孟德尔在长达8年的豌豆杂交试验中,一粒一粒、一株一株地计数,数出了21世纪的带头科学──遗传学。

古称“菽”的大豆在原产地的中国,已经有5000年的栽培和作食物的历史。大豆被誉为“豆中之王”、“田中之肉”、“绿色牛乳”,以其丰富的营养而又易于消化的特点,成为当今世界上众多国家和地区人们的食物来源和动物的饲料来源。随着“转基因大豆(洋大豆)”的大举入侵,中国大豆(土大豆)正面临着绝灭的危险;对中国生物多样性、生态环境和人类健康构成的潜在威胁和风险,也正在不断地增加。保护中国大豆珍贵的基因资源,已经成为亟待应对的研究课题。

高考生物学在近年的命题中,也有意识地选取大豆为材料,设计一些富有新意的问题,重在考查考生对信息的提取与处理能力。主要的问题设计常常出现在遗传学与生态学知识的考查中。例如:

2012:四川卷-第31-Ⅰ题、广东卷-第28题、福建卷-第1题;

    2009年:广东卷-第36题; 

    2008:海南卷-第21-Ⅰ题、重庆卷-第30题等。 

4.以酵母菌为材料的试题

酵母菌是在人类文明的进程中,认识和应用最早的微生物。酵母菌不仅在食品、医药和畜牧业等多个方面有着广泛的用途,近年也更多地被选作生物学多个分支学科研究中最合适的材料。

由于酵母菌的结构和代谢等功能特点,在中学生物学教科书的知识教学和实验探究中,都是作为实例引用最多的实验生物。由此,也必然反映在高考生物学试题的命制中,常常作为新情境材料加以选用。近年出现的高考题例主要有:

2012:安徽卷-第29题;

    2011年:江苏卷-第26题; 

    2010年:海南卷-第25题、江苏卷-第26题; 

    2009:福建卷-第26-Ⅰ题等。

2013-04-01  人教网
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