晏迎春

(廣東省珠海市斗門區(qū)第一中學(xué) 廣東珠海 519000)

2022年的廣東省生物學(xué)高考卷充分體現(xiàn)了生物學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)和價(jià)值引領(lǐng),潛移默化地發(fā)揮了學(xué)科的育人功能,很好地實(shí)現(xiàn)了立德樹人和服務(wù)選材。下面具體分析第19 題如何以情境為載體,落實(shí)四層四翼,實(shí)現(xiàn)高考核心功能,并提出有關(guān)遺傳學(xué)模塊的教學(xué)建議。

1 原題呈現(xiàn)

《詩(shī)經(jīng)》以“蠶月條?！泵枥L了古人種桑養(yǎng)蠶的勞動(dòng)畫面,《天工開物》中“今寒家有將早雄配晚雌者,幻出嘉種”,表明我國(guó)勞動(dòng)人民早已擁有利用雜交手段培育蠶種的智慧?，F(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用于蠶桑的遺傳育種,更為這歷史悠久的產(chǎn)業(yè)增添了新的活力?；卮鹣铝袉?wèn)題:

(1)自然條件下蠶采食桑葉時(shí),桑葉會(huì)合成蛋白酶抑制劑以抵御蠶的采食,蠶則分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制劑的作用。桑與蠶相互作用并不斷演化的過(guò)程稱為________________。

(2)家蠶的虎斑對(duì)非虎斑、黃繭對(duì)白繭、敏感對(duì)抗軟化病為顯性,三對(duì)性狀均受常染色體上的單基因控制且獨(dú)立遺傳。現(xiàn)有上述三對(duì)基因均雜合的親本雜交,F1中虎斑、白繭、抗軟化病的家蠶比例是________;若上述雜交親本有8 對(duì),每只雌蠶平均產(chǎn)卵400 枚,理論上可獲得________只虎斑、白繭、抗軟化病的純合家蠶,用于留種。

(3)研究小組了解到:①雄蠶產(chǎn)絲量高于雌蠶;②家蠶的性別決定為ZW 型;③卵殼的黑色(B)和白色(b)由常染色體上的一對(duì)基因控制;④黑殼卵經(jīng)射線照射后攜帶B 基因的染色體片段可轉(zhuǎn)移到其他染色體上且能正常表達(dá)。為達(dá)到基于卵殼顏色實(shí)現(xiàn)持續(xù)分離雌雄,滿足大規(guī)模生產(chǎn)對(duì)雄蠶需求的目的,該小組設(shè)計(jì)了一個(gè)誘變育種的方案。圖1 為方案實(shí)施流程及得到的部分結(jié)果。

圖1 誘變育種方案流程及結(jié)果

統(tǒng)計(jì)多組實(shí)驗(yàn)結(jié)果后,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)組別家蠶的性別比例與Ⅰ組相近,有兩組(Ⅱ、Ⅲ)的性別比例非常特殊。綜合以上信息進(jìn)行分析:

①Ⅰ組所得雌蠶的B 基因位于_______________染色體上。

②將Ⅱ組所得雌蠶與白殼卵雄蠶(bb)雜交,子代中雌蠶的基因型是________________(如存在基因缺失,亦用b 表示)。這種雜交模式可持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中,其優(yōu)勢(shì)是可在卵期通過(guò)卵殼顏色篩選即可達(dá)到分離雌雄的目的。

③盡管Ⅲ組所得黑殼卵全部發(fā)育成雄蠶,但其后代仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)持續(xù)分離雌雄,不能滿足生產(chǎn)需求,請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。

參考答案:(1)協(xié)同進(jìn)化(2)①3/64 ②50

(3)①常 ②ZbWB③Ⅲ組所得黑殼卵雄蠶為雜合子(基因型為ZBZb),與白殼卵雌蠶雜交,后代的黑殼卵和白殼卵中均既有雌性又有雄性,無(wú)法通過(guò)卵殼顏色區(qū)分性別。

2 試題分析

2.1 核心價(jià)值及情境創(chuàng)設(shè)

中國(guó)古代詩(shī)歌經(jīng)典中有許多對(duì)種桑養(yǎng)蠶的描畫。在歷史長(zhǎng)河中,栽桑養(yǎng)蠶制絲織綢這一產(chǎn)業(yè)已深深地滲透到歷代社會(huì)的諸多方面,對(duì)政治經(jīng)濟(jì)、社會(huì)宗教、文化藝術(shù)、生產(chǎn)生活等產(chǎn)生重大影響。本題以詩(shī)歌經(jīng)典的形式再現(xiàn)傳統(tǒng)桑蠶文化,同時(shí)展現(xiàn)生物技術(shù)在傳承和發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)文化中的巧妙應(yīng)用,引導(dǎo)學(xué)生思考傳承傳統(tǒng)文化的意義和路徑,弘揚(yáng)中華民族博大精深的農(nóng)耕文化、詩(shī)詞經(jīng)典文化,滲透文化自信,厚植家國(guó)情懷。

本題滲透勞動(dòng)精神,通過(guò)描繪“蠶月條?！薄敖窈矣袑⒃缧叟渫泶普?幻出嘉種”的勞動(dòng)成果經(jīng)驗(yàn),展現(xiàn)古人勞動(dòng)智慧,培育勞動(dòng)情懷。題目將現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用于家蠶優(yōu)良品種培育,體現(xiàn)科學(xué)勞動(dòng)可以顯著提高勞動(dòng)效率的理念,使學(xué)生體會(huì)到生物學(xué)知識(shí)在指導(dǎo)勞動(dòng)生產(chǎn)中的魅力,倡導(dǎo)科學(xué)勞動(dòng)、創(chuàng)造性勞動(dòng),促使學(xué)生將科學(xué)勞動(dòng)的觀念內(nèi)化于心。

此外,本題以遺傳與進(jìn)化為考察點(diǎn),以時(shí)間為主線,創(chuàng)設(shè)蠶桑遺傳育種的學(xué)習(xí)探索情境,再現(xiàn)人類認(rèn)識(shí)、利用自然的過(guò)程。在復(fù)雜的大情境下每小題又呈現(xiàn)具體的小情境,小情境相對(duì)獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián),具有整體性和連續(xù)性。其中,題(1)以桑與蠶相互作用為簡(jiǎn)單問(wèn)題情境,學(xué)生只需運(yùn)用單一的認(rèn)知活動(dòng),便可解決問(wèn)題;題(2)則呼應(yīng)題干遺傳育種大主題,創(chuàng)設(shè)綜合層面的問(wèn)題情境,利用雜交育種技術(shù)選育優(yōu)良蠶種;題(3)延續(xù)選育優(yōu)良蠶種的主題,以家蠶優(yōu)良品種培育中現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用為情境,情境復(fù)雜程度更高,信息呈現(xiàn)方式更多樣。試題情境與設(shè)問(wèn)的融合程度高,能很好地考察學(xué)生應(yīng)用、創(chuàng)新能力。

2.2 關(guān)鍵能力及考查要求

關(guān)鍵能力是支撐學(xué)習(xí)者在面對(duì)生物學(xué)學(xué)科相關(guān)實(shí)踐時(shí),高質(zhì)量認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題所必備的能力,是培育核心價(jià)值發(fā)展學(xué)科素養(yǎng)的必備基礎(chǔ)。生物學(xué)學(xué)科新高考考查的關(guān)鍵能力包括理解能力、實(shí)驗(yàn)探究能力、解決問(wèn)題能力和創(chuàng)新能力。四個(gè)關(guān)鍵能力之間不是獨(dú)立存在的,而是相互依存、互相發(fā)展的。除了關(guān)鍵能力外,根據(jù)國(guó)家需要的人才特征和素質(zhì)教育的培養(yǎng)目標(biāo),生物學(xué)新高考還明確了應(yīng)從基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性四個(gè)維度對(duì)考生進(jìn)行考查。

本題所考查的關(guān)鍵能力及考查要求見表1,其中題(1)結(jié)合具體情境,考查學(xué)生對(duì)生物學(xué)概念的理解能力,體現(xiàn)基礎(chǔ)性;題(2)主要考察理解能力和解決問(wèn)題能力。學(xué)生需要理解并運(yùn)用自由組合定律解決實(shí)際問(wèn)題,理解統(tǒng)計(jì)學(xué)方法在生物學(xué)中的應(yīng)用原理,前后兩問(wèn)考察知識(shí)點(diǎn)之間聯(lián)系緊密,屬于同一知識(shí)網(wǎng)絡(luò),體現(xiàn)綜合性;題(3)設(shè)計(jì)了一個(gè)誘變育種的方案,要求學(xué)生有效獲取信息,深度思考誘變育種過(guò)程中的原理,作出合理假設(shè),解釋分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程,考查了學(xué)生的理解能力、實(shí)驗(yàn)探究能力和解決問(wèn)題能力,讓學(xué)生充分感受到生物學(xué)知識(shí)中蘊(yùn)含的應(yīng)用價(jià)值,體現(xiàn)應(yīng)用性。試題設(shè)計(jì)思路新穎,以流程圖與圖片相結(jié)合的方式呈現(xiàn)育種方案,能較好測(cè)評(píng)高階思維水平,體現(xiàn)創(chuàng)新性。

表1 題目考察的必備知識(shí)、關(guān)鍵能力、學(xué)科核心素養(yǎng)及等級(jí)

2.3 學(xué)科素養(yǎng)

學(xué)科素養(yǎng)是指合理地運(yùn)用科學(xué)的思維方法,是有效地組織整合相關(guān)知識(shí),調(diào)動(dòng)運(yùn)用相關(guān)能力,高質(zhì)量地認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的綜合品質(zhì)。學(xué)科素養(yǎng)是連接必備知識(shí)、關(guān)鍵能力和核心價(jià)值的重要層面,生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任四個(gè)相互聯(lián)系的方面。

本題將遺傳變異相關(guān)知識(shí)應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)際中,通過(guò)解決現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題來(lái)提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)(表1)。題(1)以協(xié)同進(jìn)化的概念為載體,引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)生命始終處于發(fā)展變化之中,生物的生存是適應(yīng)的結(jié)果,側(cè)重生命進(jìn)化觀念的素養(yǎng)測(cè)評(píng)。題(2)主要考察科學(xué)思維,要求學(xué)生能分析問(wèn)題情境,運(yùn)用推演與計(jì)算、模型與建模等思維方法來(lái)組織、調(diào)動(dòng)相關(guān)的知識(shí)與能力,解決情境中的問(wèn)題。題(3)將科學(xué)探究和科學(xué)思維相結(jié)合,在探究活動(dòng)中測(cè)評(píng)學(xué)生的批判性思維、逆向思維、創(chuàng)造性思維水平,考查了學(xué)生基于已知信息作出合理假設(shè),預(yù)測(cè)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)探究能力和演繹推理、回溯推理等思維方法。

2.4 必備知識(shí)

必備知識(shí)是指生物學(xué)學(xué)科高考要求考生掌握的知識(shí),主要以陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)的形式呈現(xiàn),是學(xué)科素養(yǎng)的基礎(chǔ)支撐。本題考察的必備知識(shí)主要涉及遺傳變異以及進(jìn)化,要求學(xué)生理解協(xié)同進(jìn)化的概念,理解伴性遺傳的概念以及性別決定機(jī)制,應(yīng)用遺傳規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題(表1)。

2.5 設(shè)問(wèn)方式

本題設(shè)問(wèn)角度多樣,問(wèn)題難度遞增,從基本問(wèn)題入手,層層遞進(jìn),逐步過(guò)渡到對(duì)高階思維的考察,體現(xiàn)新高考理念。例如,題(3)整體考察學(xué)生能否靈活運(yùn)不同思維方法解決問(wèn)題,但每空設(shè)問(wèn)角度各不相同,難度遞進(jìn)。其中,題①考察學(xué)生能否基于已知條件作出合理假設(shè),并判斷假設(shè)的合理性;題②要求學(xué)生作出假設(shè)并演繹推理出結(jié)果,難度逐步提高,出現(xiàn)設(shè)問(wèn)角度轉(zhuǎn)換;題③則要求學(xué)生在作出假設(shè)推理出結(jié)果的基礎(chǔ)上,深入思考后代無(wú)法持續(xù)分離雌雄的原因,難度再次加大,設(shè)問(wèn)角度再次轉(zhuǎn)換。

3 教學(xué)啟示

遺傳學(xué)內(nèi)容是高考必考內(nèi)容之一,也是高中生物學(xué)中邏輯思維水平最高的內(nèi)容。本題情境豐富,立足主干知識(shí),以能力素養(yǎng)為考察重點(diǎn),強(qiáng)調(diào)融會(huì)貫通和學(xué)以致用,在考察內(nèi)容和呈現(xiàn)方式上都較新穎,對(duì)一線教師開展遺傳學(xué)模塊教學(xué)有較好的指引作用。

3.1 注重思維教學(xué),培養(yǎng)科學(xué)探究能力

科學(xué)思維和科學(xué)探究密不可分,科學(xué)探究是培養(yǎng)科學(xué)思維的載體,其內(nèi)在本質(zhì)是培養(yǎng)科學(xué)思維。本題在探究活動(dòng)中考察學(xué)生的科學(xué)思維方法和思維品質(zhì),體現(xiàn)了高考“無(wú)思維,不命題”的考察要求,旨在引導(dǎo)教師注重思維教學(xué),理解教學(xué)?！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》)中指出,科學(xué)思維是具有挑戰(zhàn)性的教學(xué)要求,需要逐步培養(yǎng)形成。

遺傳規(guī)律及其形成過(guò)程是科學(xué)探究的結(jié)果,更是科學(xué)思維的產(chǎn)物。在遺傳學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)注重科學(xué)思維和科學(xué)方法的訓(xùn)練,讓學(xué)生從零碎知識(shí)的技能習(xí)得轉(zhuǎn)向高階思維的發(fā)展。教師要突出思維過(guò)程訓(xùn)練,設(shè)置不同層次和角度的問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生深度思考,鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)造性地運(yùn)用各種思維方法解決同一問(wèn)題,提升思維的能動(dòng)性。例如,本題模塊側(cè)重的假說(shuō)演繹法中蘊(yùn)含著嚴(yán)密的邏輯思維,是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究的合適素材,可以提升學(xué)生思維的嚴(yán)密性和連貫性。教師在教學(xué)中可多引導(dǎo)鼓勵(lì)學(xué)生靈活運(yùn)用假說(shuō)演繹法、逆推法、配子法、拆分組合法等解決問(wèn)題。

3.2 突出主干知識(shí),培養(yǎng)應(yīng)用遷移能力

從必備知識(shí)的角度看,本題考察的遺傳規(guī)律、伴性遺傳與誘變育種等核心知識(shí),與《課程標(biāo)準(zhǔn)》“內(nèi)容聚焦大概念”的基本理念吻合。本題通過(guò)巧妙設(shè)計(jì)探究情境,將傳統(tǒng)的遺傳學(xué)規(guī)律與誘變育種進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,多層次、多角度地考察學(xué)生在新情境下解決實(shí)際問(wèn)題的能力和知識(shí)遷移應(yīng)用能力,體現(xiàn)了“教學(xué)過(guò)程重實(shí)踐”的理念?？v觀近年高考遺傳題,如2021年廣東高考20 題、2021年北京高考20 題、2021 天津高考19 題等,遺傳學(xué)基本規(guī)律結(jié)合其它主干知識(shí),考察學(xué)生應(yīng)用基本理論解決實(shí)際問(wèn)題已成新趨勢(shì)。

運(yùn)用所學(xué)知識(shí)能力解決實(shí)際問(wèn)題,能促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)遷移和對(duì)新知識(shí)的同化。教師可對(duì)教材主干知識(shí)適當(dāng)延伸,根據(jù)實(shí)際合理創(chuàng)新教材,強(qiáng)化對(duì)基本原理、規(guī)律的遷移應(yīng)用。例如,教材在關(guān)于伴性遺傳在實(shí)踐中的應(yīng)用詳細(xì)解釋了蘆花母雞的選育原理。教師可組織學(xué)生查閱相關(guān)資料,了解伴性遺傳規(guī)律在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用,鼓勵(lì)學(xué)生應(yīng)用教材基本原理解決問(wèn)題,培養(yǎng)綜合運(yùn)用知識(shí)、能力、素養(yǎng)解決問(wèn)題的能力。

3.3 注重情境教學(xué),提升信息加工能力

信息的加工整理是解決問(wèn)題最重要的基礎(chǔ)能力?！吨袊?guó)高考評(píng)價(jià)體系》倡導(dǎo)加大對(duì)學(xué)生的閱讀能力、獲取信息能力的考查,為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),助力我國(guó)終身學(xué)習(xí)體系的建立。本題情境層次多,信息量大且呈現(xiàn)方式多樣,著重考察了學(xué)生提取、加工、分析有效信息的能力。

讓學(xué)生在具體的情境中開展學(xué)習(xí)是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的最佳途徑。教師要善于以各種類型的情景為載體,引導(dǎo)學(xué)生靈活運(yùn)用各種閱讀策略,培養(yǎng)文本內(nèi)容的理解能力和信息的闡釋能力。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)同一信息進(jìn)行多重編碼,深入理解現(xiàn)象與本質(zhì)、原因與結(jié)果、整體與部分、條件與過(guò)程等相關(guān)原理,將新信息納入已知的知識(shí)體系中,并用于進(jìn)一步的判斷推理。例如,教師在習(xí)題講評(píng)過(guò)程中可以有意識(shí)引導(dǎo)科學(xué)閱讀,培養(yǎng)學(xué)生讀取關(guān)鍵信息、排除干擾信息、整合加工信息的能力。