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        2018年全國(guó)卷Ⅰ第38題閱卷反饋及選修3的備考建議

        2018-12-08 01:24:44福建
        教學(xué)考試(高考生物) 2018年5期
        關(guān)鍵詞:基因工程蛋白酶質(zhì)粒

        福建

        截至2018年,福建省高考理科綜合卷使用全國(guó)卷已經(jīng)第三年了,對(duì)全國(guó)卷的命題風(fēng)格已有所適應(yīng),但從2018年高考理科綜合第38題的閱卷反饋分析,暴露出選修3《現(xiàn)代生物科技專題》的教與學(xué)仍存在一些問題。福建卷選修3的考查多以科技文獻(xiàn)為背景,各種圖示為載體,側(cè)重考查基礎(chǔ)知識(shí),答案相對(duì)比較簡(jiǎn)單固定,而全國(guó)卷多以技術(shù)細(xì)節(jié)、生產(chǎn)生活或科學(xué)史為情境,不強(qiáng)調(diào)圖示為載體,側(cè)重考查生物學(xué)實(shí)驗(yàn)方法與科學(xué)思維,增加了開放性答案,尤其是教材非正文內(nèi)容會(huì)聯(lián)系必修模塊與相關(guān)技術(shù)的考查。這樣的變化,意味著福建卷死記硬背專業(yè)術(shù)語(yǔ)和技術(shù)過程的教學(xué)已經(jīng)不能應(yīng)對(duì)全國(guó)卷的第38題。因此,在高三復(fù)習(xí)選修3的知識(shí)內(nèi)容時(shí),不僅對(duì)學(xué)生的“學(xué)”要改變,而且對(duì)教師的“教”也要調(diào)整?;趯?duì)2018年全國(guó)卷Ⅰ生物學(xué)試題第38題閱卷反饋的分析,筆者有針對(duì)性地提出高三復(fù)習(xí)選修3專題的教學(xué)建議。

        1. 2018年全國(guó)卷Ⅰ第38題閱卷反饋

        1.1 第38題參考答案及評(píng)分細(xì)則

        【原題展示】38.(15分)回答下列問題:

        (1)博耶(H. Boyer)和科恩(S. Cohen)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中進(jìn)行了表達(dá)。該研究除證明了質(zhì)??梢宰鳛檩d體外,還證明了_______________________________(答出兩點(diǎn)即可)。

        (2)體外重組的質(zhì)??赏ㄟ^Ca2+參與的______ 方法導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞;而體外重組的噬箘體DNA通常需與_____ 組裝成完整噬箘體后,才能通過侵染的方法將重組的噬箘體DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞。在細(xì)菌、心肌細(xì)胞、葉肉細(xì)胞中,可作為重組噬箘體宿主細(xì)胞的是_________ 。

        (3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)時(shí),表達(dá)出的蛋白質(zhì)可能會(huì)被降解。為防止蛋白質(zhì)被降解,在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用__________的大腸桿菌作為受體細(xì)胞,在蛋白質(zhì)純化的過程中應(yīng)添加___________ 的抑制劑。

        【參考答案及評(píng)分細(xì)則】

        (1)體外重組的質(zhì)??梢赃M(jìn)入受體細(xì)胞;真核生物基因可在原核細(xì)胞中表達(dá)(6分,每點(diǎn)3分)。多寫正確答案不扣分也不加分,科學(xué)性錯(cuò)誤答案倒扣3分。第一點(diǎn)“體外重組的質(zhì)??梢赃M(jìn)入受體細(xì)胞”的采分點(diǎn):答案要求體現(xiàn)質(zhì)粒和受體細(xì)胞之間的關(guān)聯(lián),如“質(zhì)粒對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害”給3分,但只答“質(zhì)粒作為運(yùn)載體的特點(diǎn):有一至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)等”不給分;答案若體現(xiàn)質(zhì)?;蛘呤荏w細(xì)胞兩者之一,但有進(jìn)入的意思給2分,如“真核生物的基因與質(zhì)粒重組可以導(dǎo)入原核生物”。第二點(diǎn)“真核生物基因可在原核生物中表達(dá)”的采分點(diǎn):基因表達(dá),如“所有生物共用一套密碼子;DNA可在不同物種間轉(zhuǎn)移;DNA可從一個(gè)物種轉(zhuǎn)移到另一物種;基因工程可以打破物種間生殖隔離的界限;可以實(shí)現(xiàn)物種間的基因交流;克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙”等給3分。(2)轉(zhuǎn)化(2分);外殼蛋白(或噬菌體蛋白)(2分);細(xì)菌(1分)。第一空答為“感受態(tài)或者轉(zhuǎn)化”給2分;“能吸收周圍環(huán)境中的DNA分子的狀態(tài)”給1分。第二空答為“外殼、衣殼或者噬菌體蛋白”給2分;“蛋白質(zhì)”給1分。第三空,“細(xì)菌”是唯一答案,其他答案均為0分。(3)蛋白酶缺陷型(2分);蛋白酶(2分)。第一空的采分點(diǎn):“不含蛋白酶”,如“蛋白酶缺陷型、不含蛋白酶、不含蛋白酶(蛋白水解酶、蛋白降解酶)基因”。答為“不能降解蛋白質(zhì)(未出現(xiàn)酶)”等類似意思給1分。第二空的答案“蛋白酶、抑制蛋白酶、蛋白水解酶、蛋白降解酶”等給2分;答為“降解蛋白質(zhì)、分解蛋白質(zhì)、抑制蛋白質(zhì)分解”等類似意思給1分 ;答為“該蛋白質(zhì)酶”為0分。

        1.2 第38題試題分析及錯(cuò)答分析

        本題考查考生能理解基因工程的原理及技術(shù)的要點(diǎn),把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系,形成知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。以基因工程經(jīng)典研究工作為背景,考查基因工程操作過程中用到的核心技術(shù)及研究設(shè)計(jì)方案,還考查了根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析問題和得出結(jié)論的概括總結(jié)能力,在科學(xué)探究情境中考查科學(xué)思維的素養(yǎng)水平。從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析,含0分卷的平均分為4.98,難度為0.33,屬于難題。從表1可以看出:選修3的選做題趨向于側(cè)重考查科學(xué)思維和科學(xué)探究的學(xué)科核心素養(yǎng),同時(shí)增加了答案的開放性,試題難度也會(huì)相應(yīng)增加。

        表1 2016 ~ 2018 年選做題(選修3)得分情況

        對(duì)幾個(gè)典型錯(cuò)誤的分析:第(1)小題主要錯(cuò)答原因是①審題不清,答非所問。如“質(zhì)粒有一至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)等”;②能力欠缺,照抄題干。如“將非洲爪蟾核糖體蛋白基因?qū)氪竽c桿菌中并表達(dá)”;③思維錯(cuò)位,表達(dá)混亂。如“核糖體是原核生物和真核生物的共同細(xì)胞器”。第(2)小題第一空主要錯(cuò)答原因是①記憶混亂,張冠李戴。如“顯微注射法”;②理解知識(shí),表達(dá)出錯(cuò)。如“感受、導(dǎo)入、鈣離子吸收、吸收”;第二空主要錯(cuò)答原因是理解缺失,應(yīng)用混亂。如“噬菌體、大腸桿菌外殼、大腸桿菌蛋白質(zhì)、除去DNA的噬菌體”。第(3)小題第一空主要錯(cuò)答原因是①理解題意,表達(dá)缺失。如“不能降解物質(zhì)、降解酶、水解酶、不含蛋白質(zhì)”;②曲解題意,顛倒作答。如“能合成蛋白質(zhì)、非洲爪蟾不含核糖體蛋白酶”;第二空主要錯(cuò)答原因是理解錯(cuò)位,錯(cuò)誤作答。如“蛋白質(zhì)合成酶、蛋白質(zhì)合成、基因表達(dá)、非洲爪蟾核糖體蛋白酶”。

        2.選修3的備考建議

        2.1 認(rèn)真研究《考試大綱》,明確備考方向

        每年十二月份教育部考試中心都會(huì)頒布次年各學(xué)科的高考《考試大綱》?!犊荚嚧缶V》是高考命題的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn),也是高考最具權(quán)威的規(guī)范性文本之一。同時(shí),《考試大綱》中的考核目標(biāo)與要求、考試范圍與要求也是考試評(píng)價(jià)與復(fù)習(xí)備考的主要依據(jù)。有時(shí)《考試大綱》較往年會(huì)有一些微調(diào),這也是備考過程中值得關(guān)注的地方。以選修3模塊為例,2018年《考試大綱》同2017年一致,較2016年有兩處變化:一是“基因工程的原理及技術(shù)”改為“基因工程的原理及技術(shù)(含PCR技術(shù))”;二是“動(dòng)物的細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆”的要求由Ι改為Ⅱ。上述微調(diào)體現(xiàn)高考更貼近生產(chǎn)生活的實(shí)踐,更加關(guān)注生物學(xué)科發(fā)展的新動(dòng)向。總之,在高三復(fù)習(xí)備考中,組織師生一起認(rèn)真研讀并細(xì)化《考試大綱》,可以幫助教師精準(zhǔn)地制訂復(fù)習(xí)備考計(jì)劃,還可以幫助學(xué)生準(zhǔn)確把握復(fù)習(xí)內(nèi)容,科學(xué)自主地規(guī)劃。

        2.2 研究近年全國(guó)卷選修3試題,探尋命題規(guī)律

        歷年高考試題是高三復(fù)習(xí)必備的備考資源之一,也是值得高三教師認(rèn)真研究的重要資料。因此,研究近年全國(guó)卷選修3的試題也是選修3專題備考的策略之一。通過對(duì)選修3在歷年高考試題的考查內(nèi)容、能力要求等方面進(jìn)行分析,從中尋找命題規(guī)律,提高課堂復(fù)習(xí)教學(xué)的有效性和編制試題的針對(duì)性。

        表2 2014 ~ 2018年全國(guó)卷Ⅰ選修3模塊的比較

        從表2可以得出:近五年選修3頻繁考查基因工程,個(gè)別年份還考查了細(xì)胞工程和胚胎工程等知識(shí)內(nèi)容?;蚬こ痰目疾榻嵌榷鄻踊?,有考查基因工程工具(限制酶、DNA連接酶、質(zhì)粒),操作步驟(獲取、構(gòu)建、導(dǎo)入、檢測(cè)與鑒定),還有聯(lián)系相關(guān)必修知識(shí)的考查,特別是2017年38題第(5)小題聯(lián)系必修2艾弗里體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)對(duì)基因工程啟示的考查也是一個(gè)亮點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn),2018年第(1)小題仍然延續(xù)了這種聯(lián)系必修相關(guān)知識(shí)的考查角度。設(shè)問方式多數(shù)以直接式和理解式設(shè)問出現(xiàn),直接式設(shè)問是指對(duì)教材中陳述性知識(shí)的提問方法,常見形式為“是什么?怎么樣?怎么辦?”。如2018年第38題“(2)可作為重組噬菌體宿主細(xì)胞的是什么?”;理解式設(shè)問是指對(duì)程序性知識(shí)的提問方法,常見形式為“為什么?原因是什么?啟示是什么?”如2017年第38題“(1) (2)原因是什么?(5)啟示是什么?”;列舉式設(shè)問是對(duì)同一事物的不同特點(diǎn)或不同事物的共性以舉例說明的方式進(jìn)行提問的方法。如2018年38題第(1)小題“該研究還證明了什么?(答出兩點(diǎn)即可)”??傊?,近幾年選修3試題中等難度,區(qū)分度好。以知識(shí)為載體、能力立意為主,側(cè)重考查理解能力及生物學(xué)科核心素養(yǎng)中的科學(xué)思維及科學(xué)探究。

        2.3 夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí),多角度構(gòu)建知識(shí)體系

        學(xué)生各種能力提升必須建立在基礎(chǔ)知識(shí)熟練掌握的基礎(chǔ)上。選修3專題的知識(shí)多數(shù)屬于陳述性知識(shí),如基因工程的基本原理、基本概念和操作步驟等方面。所以在復(fù)習(xí)備考中首先要夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí),再?gòu)牟煌嵌?、多層次?gòu)建知識(shí)體系。從橫向上,以基因工程為例,先列出基本概念、基本原理和操作步驟相關(guān)的專業(yè)術(shù)語(yǔ)。教師精心設(shè)置問題串,利用操作流程圖與過程示意圖,將這些零散的知識(shí)系統(tǒng)化,最后師生共同歸納出如圖1所示“一、二、三、四、五”的基因工程要點(diǎn),這樣才能真正將知識(shí)內(nèi)化并在不同情境中熟練分析、綜合運(yùn)用。從縱向上,基因工程和其他生物技術(shù)專題相互聯(lián)系,相互滲透。如轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物的過程可聯(lián)系植物組織培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù);基因工程還可聯(lián)系轉(zhuǎn)基因生物安全性和生物技術(shù)的倫理問題。同時(shí),基因工程還可與必修知識(shí)聯(lián)系,如基因的結(jié)構(gòu)和表達(dá)、中心法則、育種以及免疫調(diào)節(jié)等。

        圖1 基因工程的要點(diǎn)

        2.4 處理好必修與選修的內(nèi)在聯(lián)系,適度拓展選修知識(shí)

        從近年全國(guó)卷Ⅰ選修3的試題研究可以發(fā)現(xiàn):經(jīng)常通過實(shí)驗(yàn)情景的創(chuàng)設(shè)來(lái)考查選修與必修知識(shí)的聯(lián)系。認(rèn)真研究《考試大綱》和教材不難發(fā)現(xiàn),必修模塊與選修模塊相聯(lián)系的主要有以下幾個(gè)知識(shí)點(diǎn):“必修1《分子與細(xì)胞》1-5細(xì)胞的分化、衰老和凋亡(1)細(xì)胞的分化、(2)細(xì)胞的全能性;必修2《遺傳與進(jìn)化》2-1遺傳的細(xì)胞基礎(chǔ)(2)動(dòng)物配子的形成過程、(3)動(dòng)物的受精過程,2-4生物的變異、(4)生物變異在育種上應(yīng)用、(5)轉(zhuǎn)基因食品的安全”。這些知識(shí)點(diǎn)的落實(shí)需在必修模塊理解掌握的基礎(chǔ)上,適當(dāng)延伸到選修模塊中與相關(guān)知識(shí)聯(lián)系、拓展。如細(xì)胞的全能性,無(wú)論是概念本身還是延伸理解其內(nèi)涵和外延,僅僅按必修1來(lái)講是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,必須聯(lián)系選修3克隆技術(shù)中“全能性”相關(guān)知識(shí)深入解讀、理解掌握。人教版必修1細(xì)胞的全能性就是已經(jīng)分化的細(xì)胞,仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。教材是在美國(guó)科學(xué)家斯圖爾德用胡蘿卜韌皮部細(xì)胞組織培養(yǎng)技術(shù)得到胡蘿卜植株的背景下定義的,教師片面理解并照本宣科去教學(xué)生當(dāng)然會(huì)有很多歧義。正確的處理是聯(lián)系選修3的相關(guān)內(nèi)容,與選修3的“全能性”概念及其理解進(jìn)行整合,得出相對(duì)全面的全能性的概念:細(xì)胞的全能性是指生物體中具有某種生物全部遺傳信息的單個(gè)細(xì)胞具備發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。只要是未分化的正常細(xì)胞,理論上就能發(fā)育成多細(xì)胞個(gè)體。這樣再引導(dǎo)學(xué)生回答細(xì)胞全能性的原因、全能性表達(dá)的條件等等,才有利于學(xué)生正確理解、把握并解答相關(guān)高考題。依此類推,動(dòng)物配子的形成過程和動(dòng)物的受精過程等考點(diǎn)也需要聯(lián)系胚胎工程才能講解得更清楚。生物變異在育種上應(yīng)用和轉(zhuǎn)基因食品的安全等,則要與選修3基因工程育種、細(xì)胞工程育種等知識(shí)相整合。

        綜上所述,2018年全國(guó)卷Ⅰ第38題選修3專題的考查,不再是簡(jiǎn)單的“送分題”,而是越來(lái)越注重能力要求的考查。這就要求高三復(fù)習(xí)備考中教師要重視歷年高考試題的研究,并優(yōu)化復(fù)習(xí)策略,同時(shí)還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生物技術(shù)的前沿信息,加強(qiáng)各項(xiàng)生物技術(shù)應(yīng)用前景的交叉聯(lián)系,精心設(shè)計(jì)教學(xué)過程,提升學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

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