夏幫青
信息遷移題一般“起點高,落點低”,因為它的命題多取材于重大的生物學成果或經典的生物學實驗——即起點高。而所問問題往往又是利用現(xiàn)有基礎知識便能解答的,看似超越大綱,實則緊扣書本——即落點低。但是,最近幾年生物高考試題中出現(xiàn)了一些新信息遷移題,它們“起點高,落點也高”。一些題目要求學生在準確、完整地獲取信息和解讀試題信息的基礎上,調動解決問題的知識,不僅僅是來自課堂習得的、已知的、固定的“確定性知識”,還包括考生根據題干中的材料信息與教材中的相關知識,推理、生成具有試題特定要求的“書本之外的某一知識要點”。甚至有的題型往往以實驗事實推翻了某一結論性的論題,再引領性地設問作答。
新信息試題已經成為高考考查學生學習生物學潛力的重要題型,是學生普遍感覺困難的題型之一。命題與解題既對立、又統(tǒng)一,從命題和解題兩個不同的角度來剖析新信息題,可以幫助學生準確把握命題者的命題意圖,提高審題的目標意識,快速形成解題思路。
1 新信息試題的特點
1.1 內容新穎
這些試題內容廣泛,背景新穎,多是學生不了解,甚至是學生從沒有遇到的。試題常常引入一些新概念、新術語、新原理、新公式等教材之外的新知識,要求學生現(xiàn)場自學,在正確理解的基礎上,調用知識儲備和題干信息,進行答題。
1.2 語言抽象簡潔
題目通常用抽象簡潔的語言給出新的信息,沒有更多的解釋,要求學生自己仔細揣摩、體會和理解信息含義。
1.3 知識隱蔽
題中信息一定與所學知識是相關的,但與什么知識相關,用什么規(guī)律解題并不一目了然,解題所需的知識隱含在試題之中,需要學生對信息進行提煉、分析、推理,并生成新知識。
1.4 邊學邊考,及時運用
學習新信息的時間很短,沒有例題,無法模仿。學生要在熟悉和理解新信息的基礎上,對全新的試題信息進行比較,找出與已學知識發(fā)生聯(lián)系的內容,理解命題意圖,將陌生信息轉化為熟悉信息,靈活機動地進行知識的演繹歸納、綜合分析、遷移變化、拓展延伸,推理生成滿足試題特定要求的“書本之外的某些新知識”,并用剛學的新知識解決當前問題。
2 新信息試題的突破技巧
2.1 同化法
這類題給出“已有”知識,如教材已知生物體的結構、功能,要求用“已知”知識解決新問題。解決這類問題分三步:第一步,分析“已有”知識特點、挖掘其隱性知識、找規(guī)律;第二步,尋找新問題與已有知識內在聯(lián)系;第三步,已有知識同化新知識,解決新問題。
【例1】 研究發(fā)現(xiàn),在玉米的某種細胞中所有的葉綠體都不含有基粒。下列相關敘述正確的是( )
A. 該葉綠體的生理活動過程中不需要消耗水
B. 該種細胞可以獨立地完成光合作用
C. 該種細胞吸收的Mg不參與葉綠素的合成
D. 該種葉綠體的形成是在種子萌發(fā)過程中葉綠體中的遺傳物質發(fā)生改變的結果
解析:本題的新信息是“在玉米的某種細胞中所有的葉綠體都不含有基?!保@是課本中沒有的知識。那么,玉米的葉綠體結構究竟怎樣?考生不需要知道這一新知識,可以完全用“已有”知識解題。基粒是光合作用光反應的場所,葉綠體中的色素存在于基粒片層的薄膜上。由此推知,由于該葉綠體內無基粒,因此不含有葉綠素,也不能進行光反應過程,在其生理活動過程中,許多過程都會消耗水,如ATP的水解等。含有無基粒的葉綠體是玉米某種細胞的共性,而不是某個個體特有的表現(xiàn),因此不是在種子萌發(fā)過程中葉綠體中的遺傳物質發(fā)生改變的結果。
答案:C。
2.2 比較法
這類題給出幾組數據,要求根據數據統(tǒng)攝規(guī)律,分析數據采用比較法,即比較數據表中同列或同行數據,從中找出規(guī)律。
【例2】 圖1是科學家對水稻根進行單側光照射后的生長狀況,表1是處理后的實驗結果。對該實驗結果的分析,正確的是( )
① 莖具有向光性不能由上面的結果得知;② 向光側生長素對根的生長一般起促進作用;③ 生長素分布不均勻既可能與生長素向背光側運輸有關,也可能與光照加快了生長素的分解有關;④ 一定范圍內,水稻根彎曲的角度隨光照強度的增加而增大。
A. ①②③ B. ②③④
C. ①③④ D. ①②④
解析:高中教材解釋植物莖的向光性是因為生長素從向光側移向背光側,背光側生長素多,促進生長,背光側長得快,所以植物彎向光源生長。本題的實驗數據卻對這一結論提出了異議。學生必須學會通過圖表分析、處理數據,并生成新知識。① 由上面結果可知,根在強光和弱光條件下,都背光彎曲生長,說明根具有背光生長的特性,但不知道莖具有向光性。② 由于背光一側生長素多,但生長卻慢,所以向光側生長素對根的生長一般起促進作用。③ 向光側的生長素濃度比背光側低,所以生長素分布不均勻既可能與生長素向背光側運輸有關,也可能與光照加快了生長素的分解有關。比較強光、弱光和黑暗條件下生長素的總量可以看出,生長素分布不均勻既可能與生長素向背光側運輸有關,也可能與光照加快了生長素的分解有關。④ 由于生長素具有兩重性,在最適濃度兩側有兩個濃度不同但促進作用相同,故背光彎曲的角度不一定隨光照強度的增加而增大,且只有三組對比也無法得出結論。所以正確的有①②③。
答案:A。
2.3 參照法
第一步,確定新問題類別,如生物體結構、生理過程等;第二步,尋找參照物,即回歸教材中相似的知識;第三步,展示參照物的生命活動原理實質;第四步,類比解決新問題。
【例3】 在減數分裂中每對同源染色體配對形成四分體,四分體中的非姐妹染色單體之間經常發(fā)生交換。實驗表明,交換也可以發(fā)生在某些生物體的有絲分裂中,這種現(xiàn)象稱為有絲分裂交換。圖2是某高等動物一個表皮細胞發(fā)生有絲分裂交換的示意圖,其中D和d、E和e、F和f表示某對同源染色體上的三對等位基因。
A. 該細胞在發(fā)生有絲分裂交換后,產生2種基因型的子代表皮細胞,基因型是DdEeFF和DdEeff
B. 如果不考慮該生物在產生配子時發(fā)生的交換,則該生物產生的配子有1種基因型,基因型是DEF
C. 如果此圖是該生物的精原細胞在產生精細胞時發(fā)生減數分裂交換后的結果,則由它產生的配子類型有2種
D. 如果細胞在減數分裂和有絲分裂中都發(fā)生交換,則減數分裂方式對于遺傳多樣性的貢獻更大,原因是減數分裂所產生的重組配子能遺傳到下一代,而有絲分裂產生的細胞只是對個體的局部有影響
解析:本題以教材中沒有講到的有絲分裂姐妹染色單體的交換和三個基因在一條染色體上的遺傳為背景,設置問題。對于有絲分裂交換可參照減數分裂的交換。因為基因在染色體上,染色體的行為決定基因的行為,解題時可將基因問題參照染色體問題,以此回歸遺傳規(guī)律的實質。同時充分利用題意繪制出相應細胞分裂的簡圖。假設該題圖中兩條染色體上的四個染色單體交換后分別命名為1(含DEF基因)、2(含DEf基因)、3(含deF基因)、4(含def基因)。
根據題可知:一個細胞有絲分裂過程中這樣交換后產生的子細胞染色體組合有兩種可能性。① 一個細胞中含1、4所形成的子代染色體,基因型為DdEeFf,另一個細胞中含2、3所形成的子代染色體,基因型也為DdEeFf,二者的基因型相同。② 一個細胞中含1、3所形成的子代染色體,基因型為DdEeFF,另一個細胞中含2、4所形成的子代染色體,基因型為DdEeff,此時二者的基因型不同,故A選項錯。若不考慮互換,減數分裂過程中同源染色體分離,必將產生兩種基因組成的配子,即DEF和def,B選項錯誤。若精原細胞產生精子時發(fā)生同樣交換,則按照上述同樣假設繪成減數分裂過程簡圖,可得出:四個精子中分別單獨含1、2、3、4所形成的配子染色體,基因型分別為DEF、DEf、deF、def,故C選項錯。由于減數分裂產生的配子能夠影響到后代,而有絲分裂只能影響部分細胞,因此減數分裂對于遺傳多樣性的貢獻大。
答案:D。
2.4 轉化法
對于一些不容易找出規(guī)律的信息或知識可以轉化成一種形式,如圖像、圖表信息轉化成數據信息等,使隱含規(guī)律顯性化,達到降低難度,化解瓶頸目的。
【例4】 西瓜果形有圓形、扁盤形、長形,果肉有紅色和黃色。為研究西瓜的果形和果肉顏色的遺傳規(guī)律,某小組做了如表2所示的實驗。請回答:
解析:本題的已知條件涉及的要素或環(huán)節(jié)較多,且這些要素或環(huán)節(jié)之間的關系繁雜,學生難以全面準確地把握。解題時必須圖解將其轉化成文字,善于發(fā)掘出藏于題干之中未顯露出來的必要條件。
(1) 實驗1中,P黃色和紅色雜交,F(xiàn)1只有黃色,而F2中發(fā)生了性狀分離,黃∶紅=3∶1,所以黃色為顯性。
(2) 實驗2中,P圓形和圓形雜交,F(xiàn)1出現(xiàn)了扁盤形,F(xiàn)2中,有三種性狀出現(xiàn),扁盤形∶圓形∶長形=(18+6)∶(15+5)∶(3+1)=6∶5∶1,不符合1對基因的性狀分離比,可推知西瓜的果形由兩對等位基因決定,遵循基因的分離和自由組合定律。
(3) 由于實驗2的F2中,黃色∶紅色=(18+15+3)∶(6+5+1)=3∶1,可知F1為雜合子,結合第(3)問可知F1的3對基因均為雜合,可用AaBbCc表示,則黃色圓形西瓜可用A_B_cc或A_bbC_表示。根據F1的基因型,F(xiàn)2中黃色純合的概率為1/3,正常情況下F2中表現(xiàn)型及比例為扁盤形∶圓形∶長形=9∶6∶1,但事實上是扁盤形∶圓形∶長形=(18+6)∶(15+5)∶(3+1)=6∶5∶1,推測可能是其中一對基因在顯性純合時有致死效應,則圓形純合的概率為1/5,故F2的黃色圓形西瓜中純合子占1/3×1/5=1/15。
(4) 根據題意,實驗1F1的基因型為Aabbcc,與實驗2的F1基因型為AaBbCc雜交,可知,黃色∶紅色=3∶1,扁盤形∶圓形∶長形=1∶2∶1,所以后代表現(xiàn)型比例是6∶3∶3∶2∶1∶1。
答案:(1) 隱性
(2) 2 基因的分離和自由組合
(3) 1/15
(4) 6∶3∶3∶2∶1∶1
2.5 定義法
這類題往往以文字形式給出某些概念,要求運用這些新概念解決新問題。突破方法是先閱讀文字,然后,將概念抽象出來,以此為支點,構建新知與未知的橋梁,從而解決新問題。
【例5】 (2014年江蘇省高考題改編)ClB測定法可用于測定果蠅染色體上的隱性突變,有一果蠅品系,其一種突變體的X染色體上存在ClB區(qū)段(用 XClB表示)。B基因表現(xiàn)顯性棒眼性狀;l基因的純合子在胚胎期死亡(XClBXClB與XClBY不能存活);ClB存在時,X染色體間非姐妹染色單體不發(fā)生交換;正常果蠅X染色體無ClB區(qū)段(用X+表示)。
圖3是研究X射線對正常眼果蠅X染色體誘變示意圖,請回答下列問題:
(1) 圖中F1雌性果蠅基因型最多有 種,
(填“能”或“不能”)判斷雌性果蠅不同基因型的比例。
(2) 為了鑒定X染色體上正常眼基因是否發(fā)生隱性突變,需用正常眼雄果蠅與F1中 果蠅雜交,X染色體的誘變類型能在其雜交后代 果蠅中直接顯現(xiàn)出來,且能計算出隱性突變頻率,合理的解釋是 ;如果用正常眼雄果蠅與F1中 果蠅雜交,不能準確計算出隱性突變頻率,合理的解釋是 。
(3) 控制果蠅灰身(D)和黑身(d)的一對等位基因位于常染色體上,基因型為DdXClBX+和DdX+Y的一對親本雜交,其子代中灰身正常眼的個體所占比例為 。
解析:本題要從ClB測定法這個新概念出發(fā),聯(lián)系已學知識推導解答。(1)因誘變后,部分X+可能突變?yōu)殡[性基因X-,故圖中F1的雌果蠅基因型可能為X+X+、XClBX+、XClBX-、X+X-共四種,因突變率不知,故不能確定不同基因型的比例。
(2) P:XCIBX+×X?Y→F1:雌性XCIBX?、X?X+,雄性X+Y、XClBY(死亡)。F1中雌果蠅為正常眼X?X+和棒眼XClBX?,正常眼雄果蠅的基因型為X+Y,由于ClB存在時,X染色體間非姐妹染色單體不發(fā)生交換,故XClBX?不會交叉互換,X?X+可能會發(fā)生交叉互換。又由于雜交后代中雄果蠅X染色體來源于親代雌果蠅,Y染色體無對應的等位基因,故隱性突變可以在子代雄性中顯性出來,所以選擇F1棒眼雌性XClBX?與正常眼雄性X+Y交配,后代雄性將會出現(xiàn):死亡(XClBY),正常眼和隱性突變體三種情況??梢愿鶕哟[性突變個體在正常眼和突變體中所占的比例計算出該隱性突變的突變率;如果選擇F1雌性正常眼X?X+與正常眼雄性X+Y交配,則雌性X染色體有可能存在交叉互換,故不能準確計算出隱性突變頻率。
(3) DdXClBX+和DdX+Y雜交,后代灰身的比例為3/4,因為子代中基因型為XClBY的個體死亡,故子代中正常眼的概率為2/3,可知子代灰身正常眼的概率為3/4×2/3=1/2。
答案:(1) 4 不能
(2) 棒眼雌性 雄性 雜交后代中雄果蠅 X 染色體來源于親代雌果蠅,且X染色體間未發(fā)生交換,Y染色體無對應的等位基因 正常眼雌性 X 染色體間可能發(fā)生了交換
(3) 1/2