N法破解生物新信息題解題瓶頸

夏幫青

信息遷移題一般“起點(diǎn)高，落點(diǎn)低”，因?yàn)樗拿}多取材于重大的生物學(xué)成果或經(jīng)典的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)——即起點(diǎn)高。而所問問題往往又是利用現(xiàn)有基礎(chǔ)知識(shí)便能解答的，看似超越大綱，實(shí)則緊扣書本——即落點(diǎn)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(diǎn)高，落點(diǎn)也高”。一些題目要求學(xué)生在準(zhǔn)確、完整地獲取信息和解讀試題信息的基礎(chǔ)上，調(diào)動(dòng)解決問題的知識(shí)，不僅僅是來自課堂習(xí)得的、已知的、固定的“確定性知識(shí)”，還包括考生根據(jù)題干中的材料信息與教材中的相關(guān)知識(shí)，推理、生成具有試題特定要求的“書本之外的某一知識(shí)要點(diǎn)”。甚至有的題型往往以實(shí)驗(yàn)事實(shí)推翻了某一結(jié)論性的論題，再引領(lǐng)性地設(shè)問作答。

新信息試題已經(jīng)成為高考考查學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)潛力的重要題型，是學(xué)生普遍感覺困難的題型之一。命題與解題既對(duì)立、又統(tǒng)一，從命題和解題兩個(gè)不同的角度來剖析新信息題，可以幫助學(xué)生準(zhǔn)確把握命題者的命題意圖，提高審題的目標(biāo)意識(shí)，快速形成解題思路。

1 新信息試題的特點(diǎn)

1.1 內(nèi)容新穎

這些試題內(nèi)容廣泛，背景新穎，多是學(xué)生不了解，甚至是學(xué)生從沒有遇到的。試題常常引入一些新概念、新術(shù)語、新原理、新公式等教材之外的新知識(shí)，要求學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)自學(xué)，在正確理解的基礎(chǔ)上，調(diào)用知識(shí)儲(chǔ)備和題干信息，進(jìn)行答題。

1.2 語言抽象簡(jiǎn)潔

題目通常用抽象簡(jiǎn)潔的語言給出新的信息，沒有更多的解釋，要求學(xué)生自己仔細(xì)揣摩、體會(huì)和理解信息含義。

1.3 知識(shí)隱蔽

題中信息一定與所學(xué)知識(shí)是相關(guān)的，但與什么知識(shí)相關(guān)，用什么規(guī)律解題并不一目了然，解題所需的知識(shí)隱含在試題之中，需要學(xué)生對(duì)信息進(jìn)行提煉、分析、推理，并生成新知識(shí)。

1.4 邊學(xué)邊考，及時(shí)運(yùn)用

學(xué)習(xí)新信息的時(shí)間很短，沒有例題，無法模仿。學(xué)生要在熟悉和理解新信息的基礎(chǔ)上，對(duì)全新的試題信息進(jìn)行比較，找出與已學(xué)知識(shí)發(fā)生聯(lián)系的內(nèi)容，理解命題意圖，將陌生信息轉(zhuǎn)化為熟悉信息，靈活機(jī)動(dòng)地進(jìn)行知識(shí)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(shí)”，并用剛學(xué)的新知識(shí)解決當(dāng)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(shí)，如教材已知生物體的結(jié)構(gòu)、功能，要求用“已知”知識(shí)解決新問題。解決這類問題分三步：第一步，分析“已有”知識(shí)特點(diǎn)、挖掘其隱性知識(shí)、找規(guī)律；第二步，尋找新問題與已有知識(shí)內(nèi)在聯(lián)系；第三步，已有知識(shí)同化新知識(shí)，解決新問題。

【例1】 研究發(fā)現(xiàn)，在玉米的某種細(xì)胞中所有的葉綠體都不含有基粒。下列相關(guān)敘述正確的是（ ）

A. 該葉綠體的生理活動(dòng)過程中不需要消耗水

B. 該種細(xì)胞可以獨(dú)立地完成光合作用

C. 該種細(xì)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(zhì)發(fā)生改變的結(jié)果

解析：本題的新信息是“在玉米的某種細(xì)胞中所有的葉綠體都不含有基?！?，這是課本中沒有的知識(shí)。那么，玉米的葉綠體結(jié)構(gòu)究竟怎樣？考生不需要知道這一新知識(shí)，可以完全用“已有”知識(shí)解題?；Ｊ枪夂献饔霉夥磻?yīng)的場(chǎng)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(nèi)無基粒，因此不含有葉綠素，也不能進(jìn)行光反應(yīng)過程，在其生理活動(dòng)過程中，許多過程都會(huì)消耗水，如ATP的水解等。含有無基粒的葉綠體是玉米某種細(xì)胞的共性，而不是某個(gè)個(gè)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(zhì)發(fā)生改變的結(jié)果。

答案：C。

2.2 比較法

這類題給出幾組數(shù)據(jù)，要求根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)攝規(guī)律，分析數(shù)據(jù)采用比較法，即比較數(shù)據(jù)表中同列或同行數(shù)據(jù)，從中找出規(guī)律。

【例2】 圖1是科學(xué)家對(duì)水稻根進(jìn)行單側(cè)光照射后的生長(zhǎng)狀況，表1是處理后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對(duì)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，正確的是（ ）

① 莖具有向光性不能由上面的結(jié)果得知；② 向光側(cè)生長(zhǎng)素對(duì)根的生長(zhǎng)一般起促進(jìn)作用；③ 生長(zhǎng)素分布不均勻既可能與生長(zhǎng)素向背光側(cè)運(yùn)輸有關(guān)，也可能與光照加快了生長(zhǎng)素的分解有關(guān)；④ 一定范圍內(nèi)，水稻根彎曲的角度隨光照強(qiáng)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?yàn)樯L(zhǎng)素從向光側(cè)移向背光側(cè)，背光側(cè)生長(zhǎng)素多，促進(jìn)生長(zhǎng)，背光側(cè)長(zhǎng)得快，所以植物彎向光源生長(zhǎng)。本題的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)卻對(duì)這一結(jié)論提出了異議。學(xué)生必須學(xué)會(huì)通過圖表分析、處理數(shù)據(jù)，并生成新知識(shí)。① 由上面結(jié)果可知，根在強(qiáng)光和弱光條件下，都背光彎曲生長(zhǎng)，說明根具有背光生長(zhǎng)的特性，但不知道莖具有向光性。② 由于背光一側(cè)生長(zhǎng)素多，但生長(zhǎng)卻慢，所以向光側(cè)生長(zhǎng)素對(duì)根的生長(zhǎng)一般起促進(jìn)作用。③ 向光側(cè)的生長(zhǎng)素濃度比背光側(cè)低，所以生長(zhǎng)素分布不均勻既可能與生長(zhǎng)素向背光側(cè)運(yùn)輸有關(guān)，也可能與光照加快了生長(zhǎng)素的分解有關(guān)。比較強(qiáng)光、弱光和黑暗條件下生長(zhǎng)素的總量可以看出，生長(zhǎng)素分布不均勻既可能與生長(zhǎng)素向背光側(cè)運(yùn)輸有關(guān)，也可能與光照加快了生長(zhǎng)素的分解有關(guān)。④ 由于生長(zhǎng)素具有兩重性，在最適濃度兩側(cè)有兩個(gè)濃度不同但促進(jìn)作用相同，故背光彎曲的角度不一定隨光照強(qiáng)度的增加而增大，且只有三組對(duì)比也無法得出結(jié)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(jié)構(gòu)、生理過程等；第二步，尋找參照物，即回歸教材中相似的知識(shí)；第三步，展示參照物的生命活動(dòng)原理實(shí)質(zhì)；第四步，類比解決新問題。

【例3】 在減數(shù)分裂中每對(duì)同源染色體配對(duì)形成四分體，四分體中的非姐妹染色單體之間經(jīng)常發(fā)生交換。實(shí)驗(yàn)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(dòng)物一個(gè)表皮細(xì)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(duì)同源染色體上的三對(duì)等位基因。

A. 該細(xì)胞在發(fā)生有絲分裂交換后，產(chǎn)生2種基因型的子代表皮細(xì)胞，基因型是DdEeFF和DdEeff

B. 如果不考慮該生物在產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生的交換，則該生物產(chǎn)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(xì)胞在產(chǎn)生精細(xì)胞時(shí)發(fā)生減數(shù)分裂交換后的結(jié)果，則由它產(chǎn)生的配子類型有2種

D. 如果細(xì)胞在減數(shù)分裂和有絲分裂中都發(fā)生交換，則減數(shù)分裂方式對(duì)于遺傳多樣性的貢獻(xiàn)更大，原因是減數(shù)分裂所產(chǎn)生的重組配子能遺傳到下一代，而有絲分裂產(chǎn)生的細(xì)胞只是對(duì)個(gè)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(gè)基因在一條染色體上的遺傳為背景，設(shè)置問題。對(duì)于有絲分裂交換可參照減數(shù)分裂的交換。因?yàn)榛蛟谌旧w上，染色體的行為決定基因的行為，解題時(shí)可將基因問題參照染色體問題，以此回歸遺傳規(guī)律的實(shí)質(zhì)。同時(shí)充分利用題意繪制出相應(yīng)細(xì)胞分裂的簡(jiǎn)圖。假設(shè)該題圖中兩條染色體上的四個(gè)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(jù)題可知：一個(gè)細(xì)胞有絲分裂過程中這樣交換后產(chǎn)生的子細(xì)胞染色體組合有兩種可能性。① 一個(gè)細(xì)胞中含1、4所形成的子代染色體，基因型為DdEeFf，另一個(gè)細(xì)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(gè)細(xì)胞中含1、3所形成的子代染色體，基因型為DdEeFF，另一個(gè)細(xì)胞中含2、4所形成的子代染色體，基因型為DdEeff，此時(shí)二者的基因型不同，故A選項(xiàng)錯(cuò)。若不考慮互換，減數(shù)分裂過程中同源染色體分離，必將產(chǎn)生兩種基因組成的配子，即DEF和def，B選項(xiàng)錯(cuò)誤。若精原細(xì)胞產(chǎn)生精子時(shí)發(fā)生同樣交換，則按照上述同樣假設(shè)繪成減數(shù)分裂過程簡(jiǎn)圖，可得出：四個(gè)精子中分別單獨(dú)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(xiàng)錯(cuò)。由于減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子能夠影響到后代，而有絲分裂只能影響部分細(xì)胞，因此減數(shù)分裂對(duì)于遺傳多樣性的貢獻(xiàn)大。

答案：D。

2.4 轉(zhuǎn)化法

對(duì)于一些不容易找出規(guī)律的信息或知識(shí)可以轉(zhuǎn)化成一種形式，如圖像、圖表信息轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)信息等，使隱含規(guī)律顯性化，達(dá)到降低難度，化解瓶頸目的。

【例4】 西瓜果形有圓形、扁盤形、長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)。請(qǐng)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(guān)系繁雜，學(xué)生難以全面準(zhǔn)確地把握。解題時(shí)必須圖解將其轉(zhuǎn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(zhǎng)形=（18+6）∶（15+5）∶（3+1）=6∶5∶1，不符合1對(duì)基因的性狀分離比，可推知西瓜的果形由兩對(duì)等位基因決定，遵循基因的分離和自由組合定律。

（3） 由于實(shí)驗(yàn)2的F2中，黃色∶紅色=（18+15+3）∶（6+5+1）=3∶1，可知F1為雜合子，結(jié)合第（3）問可知F1的3對(duì)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(jù)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(zhǎng)形=9∶6∶1，但事實(shí)上是扁盤形∶圓形∶長(zhǎng)形=（18+6）∶（15+5）∶（3+1）=6∶5∶1，推測(cè)可能是其中一對(duì)基因在顯性純合時(shí)有致死效應(yīng)，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(jù)題意，實(shí)驗(yàn)1F1的基因型為Aabbcc，與實(shí)驗(yàn)2的F1基因型為AaBbCc雜交，可知，黃色∶紅色=3∶1，扁盤形∶圓形∶長(zhǎng)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(yùn)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(diǎn)，構(gòu)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(cè)定法可用于測(cè)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(shí)，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(duì)正常眼果蠅X染色體誘變示意圖，請(qǐng)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(jì)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(zhǔn)確計(jì)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(duì)等位基因位于常染色體上，基因型為DdXClBX+和DdX+Y的一對(duì)親本雜交，其子代中灰身正常眼的個(gè)體所占比例為 。

解析：本題要從ClB測(cè)定法這個(gè)新概念出發(fā)，聯(lián)系已學(xué)知識(shí)推導(dǎo)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(shí)，X染色體間非姐妹染色單體不發(fā)生交換，故XClBX？不會(huì)交叉互換，X？X+可能會(huì)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(duì)應(yīng)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(huì)出現(xiàn)：死亡（XClBY），正常眼和隱性突變體三種情況?？梢愿鶕?jù)子代隱性突變個(gè)體在正常眼和突變體中所占的比例計(jì)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(zhǔn)確計(jì)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?yàn)樽哟谢蛐蜑閄ClBY的個(gè)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(duì)應(yīng)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