劉曉菊

（河北省秦皇島市第一中學(xué) 河北秦皇島 066000）

《普通高中生物生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》明確提出要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。科學(xué)思維是指尊重事實(shí)和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度，運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識事物、解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣和能力。高考題常以科技、生產(chǎn)、生活、科研等內(nèi)容為背景材料，設(shè)置因果推斷、依據(jù)或理由闡述類題目，不僅考查考生必備知識和關(guān)鍵能力，還著重考查了考生的科學(xué)思維。這類題目創(chuàng)新性和選拔性強(qiáng)，部分考生由于表達(dá)句式缺失，或是答不到關(guān)鍵點(diǎn)，容易失分。在專題復(fù)習(xí)的課堂教學(xué)中，教師應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的推理邏輯思維能力和語言表達(dá)能力，幫助學(xué)生尋找及解題規(guī)律、歸納解題方法。筆者嘗試對這類原因分析類題目做了歸類和典例分析，在課堂教學(xué)中滲透解答策略，以期提高學(xué)生答題技巧。

1 分析某種結(jié)果出現(xiàn)原因

此類題目的解答要在題目給出的條件信息（A事件）與出現(xiàn)的生物學(xué)現(xiàn)象、屬性或過程（B事件）之間建立因果聯(lián)系，借助生物學(xué)理論、規(guī)律或?qū)嵺`給出關(guān)鍵中間“橋梁”是解決該類問題的關(guān)鍵。一般而言，中間“橋梁”要能夠在A事件與B事件之間構(gòu)成層層遞進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣的邏輯因果推理鏈條。教師在題目講解中，可訓(xùn)練學(xué)生用以下句式來分析解答題目：“因?yàn)椤谑牵ǘ?并且）……，所以……。”“因?yàn)椤ㄊ录嗀）”“所以……（事件B）”都可以在題干圖文信息中找到或提煉出來，關(guān)鍵是“于是（而/并且）……”作為橋梁信息，需要用到生物學(xué)理論、規(guī)律或知識。例如，對于試題“病毒不屬于生命系統(tǒng)的原因是____________”，甲學(xué)生答“病毒不具細(xì)胞結(jié)構(gòu)”；乙學(xué)生答“病毒沒有生命系統(tǒng)的具有的結(jié)構(gòu)”；丙學(xué)生答“因?yàn)椴《静荒塥?dú)立完成生命活動(dòng)，而生命系統(tǒng)能獨(dú)立完成生命活動(dòng)，所以病毒不屬于生命系統(tǒng)”。其中，丙的答案更加準(zhǔn)確，而甲和乙的答案沒有在病毒的特征與生命系統(tǒng)的特征之間建立合理的聯(lián)系，未形成完整的因果邏輯思維。

【例1】（2021年·河北卷·21題節(jié)選）（2）呼吸道黏膜受損者更易被VZV（水痘-帶狀皰疹病毒）感染，原因是_________。VZV感染引發(fā)機(jī)體的_________（填“特異性”或“非特異性”）

參考答案：免疫系統(tǒng)的第一道防線被破壞，防衛(wèi)功能減弱 特異性

試題分析：“呼吸道黏膜受損”是事件A，“更易被VZV感染”是事件B，試題要求學(xué)生在A與B之間建立“橋梁”信息，使因果推理成立。這里應(yīng)用的生物學(xué)理論為：呼吸道黏膜屬于人體第一道防線，如果受損，病毒VZV很容易進(jìn)入人體內(nèi)部引起感染。所以該題答案為：“呼吸道黏膜屬于人體免疫系統(tǒng)第一道防線因?yàn)楹粑鲤つな軗p，而受損后防衛(wèi)功能減弱，所以更易被VZV（水痘-帶狀皰疹病毒）感染。對表意經(jīng)過提煉精簡后，學(xué)生則可得出恰當(dāng)?shù)拇鸢??！?/p>

【例2】（2020年·新課標(biāo)Ⅲ·32題節(jié)選）普通小麥?zhǔn)悄壳笆澜绺鞯卦耘嗟闹匾Z食作物。普通小麥的形成包括不同物種雜交和染色體加倍過程，如圖1所示（其中A、B、D分別代表不同物種的一個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組均含7條染色體）。在此基礎(chǔ)上，人們又通過雜交育種培育出許多優(yōu)良品種?；卮鹣铝袉栴}：

圖1 普通小麥的形成過程圖解

（1）在普通小麥的形成過程中，雜種一是高度不育的，原因是_________________________________。

參考答案：（1）因體內(nèi)無同源染色體，所以不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂（不能產(chǎn)生正常的配子）。

試題分析：由題干可知，A、B、D分別代表不同物種的一個(gè)染色體組，相互之間不存在同源染色體，由圖1可知一粒小麥與斯氏麥草屬于不同物種，雜交后獲得的雜種一（含AB）細(xì)胞內(nèi)無同源染色體，不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂，所以高度不育，必須經(jīng)過人工處理，染色體數(shù)目加倍后才能獲得可育的擬二粒小麥。由此可知，事件A為“一粒小麥（含染色體組AA）與斯氏麥草（含染色體組BB）屬于不同物種，雜交后獲得雜種一（含染色體組AB）”；事件B為“雜種一高度不育”。學(xué)生需要建立的橋梁信息為“雜種一（AB）不含同源染色體，不能進(jìn)行正常減數(shù)分裂產(chǎn)生正常配子?！?/p>

2 分析特定對象的某一項(xiàng)數(shù)量變化的原因

此類題目通常給出特定的情境，要求學(xué)生分析某項(xiàng)生物因素的數(shù)量變化（增/減）的原因，學(xué)生常會(huì)因?yàn)樽鞔鸩粔蛉娑Х?。分析某?xiàng)因素?cái)?shù)量變化的原因時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從“來源”和“去路”兩個(gè)方面入手。

【例3】（2021年·山東卷·21題節(jié)選）光照條件下，葉肉細(xì)胞中O2與CO2競爭性結(jié)合C5，O2與C5結(jié)合后經(jīng)一系列反應(yīng)釋放CO2的過程稱為光呼吸。向水稻葉面噴施不同濃度的光呼吸抑制劑SoBS溶液，相應(yīng)的光合作用強(qiáng)度和光呼吸強(qiáng)度見表1。光合作用強(qiáng)度用固定的CO2量表示，SoBS溶液處理對葉片呼吸作用的影響忽略不計(jì)。

表1 不同濃度的光呼吸抑制劑SoBS溶液下的光合作用強(qiáng)度和光呼吸強(qiáng)度

（1）光呼吸中C5與O2結(jié)合的反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的______中。正常進(jìn)行光合作用的水稻，突然停止光照，葉片CO2釋放量先增加后降低，CO2釋放量增加的原因是____________________________。

參考答案：（1）基質(zhì)；光照停止，產(chǎn)生的ATP、[H]（NADPH）減少，暗反應(yīng)消耗的C5減少，C5與O2結(jié)合增加，產(chǎn)生的CO2增多。

試題分析：分析題中文字和表格信息可知：暗反應(yīng)消耗CO2，屬于CO2的去路；光呼吸會(huì)抑制暗反應(yīng)，也會(huì)使C5消耗減少，光呼吸過程中O2與C5結(jié)合會(huì)產(chǎn)生CO2，是CO2的來源之一。因C5位于葉綠體基質(zhì)中，則O2與C5結(jié)合發(fā)生的場所在葉綠體基質(zhì)中。突然停止光照，則光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP、[H]（NADPH）減少，使暗反應(yīng)消耗的CO2和C5減少，C5與O2結(jié)合產(chǎn)生的CO2增多，所以CO2釋放量增加的原因是消耗減少，生成量增加。

【例4】（2021年·河北卷·22題節(jié)選）為探究全球氣候變暖對生態(tài)系統(tǒng)的影響，研究者將20個(gè)人工淡水池塘均分成兩組，對照組保持環(huán)境溫度，實(shí)驗(yàn)組始終比對照組高4℃（利用溫控裝置），并從附近淡水棲息地搜集水生生物投入池塘。連續(xù)多年觀測發(fā)現(xiàn)，池塘逐漸形成主要由浮游植物和浮游動(dòng)物組成的群落。第15年時(shí)，池塘中浮游植物和浮游動(dòng)物生物量（單位體積水體中生物體的質(zhì)量）的檢測結(jié)果如圖2所示?；卮鹣铝袉栴}：

（3）從能量流動(dòng)角度分析，升溫導(dǎo)致該生態(tài)系統(tǒng)總生物量降低的原因可能是___________________。

圖2 第15年池塘中浮游植物和浮游動(dòng)物生物量檢測結(jié)果

參考答案：溫度升高使浮游植物光合強(qiáng)度下降，固定的太陽能減少，且呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)，浮游植物積累的有機(jī)物下降。這樣流入浮游動(dòng)物的生物量減少，導(dǎo)致浮游動(dòng)物的生物量也下降。

試題分析：題目要求學(xué)生從能量流動(dòng)角度分析。該生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物為生產(chǎn)者，浮游動(dòng)物為初級消費(fèi)者，生態(tài)系統(tǒng)的總生物量變化可主要從這二者的生物量變化進(jìn)行分析。生產(chǎn)者光合作用是生物量增加的“來源”，二者的呼吸作用消耗有機(jī)物是使生物量減少的“去路”。溫度升高，浮游植物光合作用需要的酶的最適溫度低于呼吸作用需要的酶的最適溫度，導(dǎo)致浮游植物凈光合強(qiáng)度下降，固定的太陽能減少且呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)，所以浮游植物生物量下降。這樣流入浮游動(dòng)物的能量減少，導(dǎo)致浮游動(dòng)物的凈存生物量也下降。

3 在特定情境下選擇某材料或方案的理由

此類試題一般要求考生作答“選用……而不選用……”的原因分析，或闡述“是……而不是……”的理由。對于這類試題，考生往往因作答不全面而導(dǎo)致失分。這類題目的答題策略是既要說明肯定前者的原因，也要闡明否定后者的原因。

【例5】（2019年·全國卷I·38題節(jié)選）基因工程中可以通過PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因?；卮鹣铝袉栴}。

（3）目前在PCR反應(yīng)中使用Taq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原因是__________________。

參考答案：Taq酶熱穩(wěn)定性高，大腸桿菌的DNA聚合酶在高溫下會(huì)變性失活。

試題分析：PCR過程中需要不斷的改變溫度，宜選用耐高溫的DNA聚合酶，而Taq酶熱穩(wěn)定性高，大腸桿菌的DNA聚合酶在高溫下會(huì)變性失活，作答中需將選擇Taq酶的原因和不選擇大腸桿菌DNA聚合酶的原因都描述出來。

4 判斷不同對象某相同項(xiàng)指標(biāo)的變化出現(xiàn)差異的原因

此類試題將兩個(gè)或多個(gè)對象的變化作為結(jié)果，設(shè)置問題要求考生根據(jù)已知信息比較分析出現(xiàn)差異性結(jié)果的原因。該類題目的解題關(guān)鍵是對題目所給信息進(jìn)行提取加工，找到引起對象變化的原因。因?yàn)椤耙鸩煌瑢ο笞兓脑颉贝嬖诓町悾瑢?dǎo)致“不同對象變化的結(jié)果”也存在差異。

【例6】（2018年·全國卷Ⅰ·30題節(jié)選）甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強(qiáng)度的變化趨勢如圖3所示?；卮鹣铝袉栴}：

圖3 甲、乙植物凈光合速率隨光照強(qiáng)度變化示意圖

（2）甲、乙兩種植物單獨(dú)種植時(shí)，如果種植密度過大，那么凈光合速率下降幅度較大的植物是_____，判斷的依據(jù)是______________________。

參考答案為：（2）甲；光照強(qiáng)度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大，種植密度過大，植株接受的光照強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大。

試題分析：圖中曲線顯示，光照強(qiáng)度降低導(dǎo)致甲植物和乙植物凈光合速率都下降，且甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大。甲、乙兩種植物單獨(dú)種植時(shí)，如果種植密度過大，會(huì)導(dǎo)致光照強(qiáng)度相對較低。為什么二者下降幅度有差異呢？圖中信息顯示，隨光照強(qiáng)度的變化，植物的凈光合速率變化曲線的斜率不同，甲植物對應(yīng)曲線斜率較大，所以當(dāng)光照強(qiáng)度在特定范圍內(nèi)下降時(shí)，甲植物凈光合速率下降幅度也比乙植物凈光合速率下降幅度大。

5 由某現(xiàn)象、結(jié)果或事實(shí)推知結(jié)論并闡明依據(jù)

該類題目通過現(xiàn)象、結(jié)果或事實(shí)的描述，設(shè)置問題讓考生歸納并得出結(jié)論，并說明依據(jù)。例如，針對試題“正常基因編碼的血紅蛋白組成的紅細(xì)胞正常，異常基因編碼的血紅蛋白組成的紅細(xì)胞結(jié)構(gòu)異常，其功能也受到影響，這個(gè)實(shí)例說明基因與性狀的關(guān)系是怎樣的？”，可作答：由正常基因?qū)?yīng)正常血紅蛋白導(dǎo)致出現(xiàn)正常性狀，異常基因?qū)е卵t蛋白異常，從而使其組成的紅細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能都異常，可知基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來控制生物體的性狀。

【例7】（2019年·浙江卷·31題節(jié)選）某種昆蟲眼色的野生型和朱紅色、野生型和棕色分別由等位基因A、a和B、b控制，兩對基因分別位于兩對同源染色體上。為研究其遺傳機(jī)制，進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表2。

表2 雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

回答下列問題：

（1）野生型和朱紅眼的遺傳方式為_________，判斷的依據(jù)是_________________________________。

參考答案：伴X染色體隱性遺傳；雜交組合甲的親本均為野生型，F(xiàn)1中雌性個(gè)體均為野生型，而雄性個(gè)體中出現(xiàn)了朱紅眼。

試題分析：首先判斷性狀的顯隱，表中顯示雜交組合甲的子代出現(xiàn)野生型和朱紅眼兩種性狀，說明朱紅眼相對野生型是隱性性狀，且遺傳方式受到性別影響，應(yīng)為伴性遺傳，由此可排除Y染色體遺傳，應(yīng)為伴X遺傳。后進(jìn)行驗(yàn)證：兩個(gè)野生型親本雜交，得到雌性后代全是野生型，雄性后代既有野生型又有朱紅眼，說明雌性母本為雜合子，進(jìn)一步可推斷出野生型和朱紅眼的遺傳方式為伴X染色體隱性遺傳。

高考題會(huì)常出常新，因此訓(xùn)練學(xué)生推理判斷、因果分析的科學(xué)思維非常必要。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建這類試題的解題思路模型，學(xué)習(xí)讀題解題策略，養(yǎng)成用精簡、專業(yè)術(shù)語表達(dá)的習(xí)慣。