2018年高考理綜生物學(xué)試題中對(duì)批判性思維的考查

張新紅

(廣東省佛山市超盈實(shí)驗(yàn)中學(xué) 佛山 528200)

批判性思維是科學(xué)思維的重要組成成分，批判性思維能力的培養(yǎng)也成為高中生物學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容。高考作為高中生物學(xué)學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)能力的考查不斷有新的跨越，更加注重學(xué)生批判性思維的考查。主要包括澄清能力、推理論證能力、評(píng)價(jià)能力、確認(rèn)假說(shuō)的能力和自我調(diào)節(jié)運(yùn)用決策能力的考查。以下筆者結(jié)合2018年新課標(biāo)I卷的部分試題來(lái)闡述如何考查學(xué)生的批判性思維中的這幾種能力。

1 澄清能力

澄清能力是指能運(yùn)用所學(xué)過(guò)的生物學(xué)知識(shí)，對(duì)某些生物學(xué)現(xiàn)象或問(wèn)題的解釋、觀點(diǎn)等進(jìn)行比較分析，然后作出合理的判斷或得出正確的結(jié)論。

例題1 (2018年新課標(biāo)I卷第4題)已知藥物X對(duì)細(xì)胞增殖有促進(jìn)作用，藥物D可抑制X的作用。某同學(xué)將同一瓶小鼠皮膚細(xì)胞平均分成甲、乙、丙三組，分別置于培養(yǎng)液中培養(yǎng)，培養(yǎng)過(guò)程中進(jìn)行不同處理(其中甲組未加藥物)，每隔一段時(shí)間測(cè)定各組細(xì)胞數(shù)，結(jié)果如圖所示，據(jù)圖分析，下列相關(guān)敘述不合理的是(C)

A. 乙組加入了藥物X后再進(jìn)行培養(yǎng)

B. 丙組先加入藥物X，培養(yǎng)一段時(shí)間后加入藥物D，繼續(xù)培養(yǎng)

C. 乙組先加入藥物D，培養(yǎng)一段時(shí)間后加入藥物X，繼續(xù)培養(yǎng)

D. 若藥物X為蛋白質(zhì)，則藥物D可能改變了藥物X的空間結(jié)構(gòu)

解析： 本題題干中提供了某同學(xué)為證明藥物X對(duì)細(xì)胞增殖有促進(jìn)作用的部分實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果以曲線圖的形式呈現(xiàn)出來(lái)，結(jié)合以上信息，要求學(xué)生對(duì)4個(gè)選項(xiàng)進(jìn)行分析、比較得出本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的自變量的處理方法?？疾閷W(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中實(shí)驗(yàn)變量的處理的理解和澄清能力。

根據(jù)圖示中的曲線可看出，乙、丙兩組的細(xì)胞增殖速度都大于甲組，所以?xún)山M均應(yīng)該先加入藥物X，而丙組后半段的細(xì)胞增殖速度低于乙組，說(shuō)明丙組培養(yǎng)一段時(shí)間后又加入了藥物D。

2 推理論證能力

推理論證能力是指能根據(jù)已知的生物學(xué)知識(shí)、事實(shí)、條件等，通過(guò)邏輯和論證，得出正確結(jié)論或作出正確判斷的能力。

例題2 (2018年新課標(biāo)I卷第3題)下列有關(guān)植物根系吸收利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)元素的敘述，錯(cuò)誤的是(A)

B. 農(nóng)田適時(shí)松土有利于農(nóng)作物根細(xì)胞對(duì)礦質(zhì)元素的吸收

C. 土壤微生物降解植物秸稈產(chǎn)生的無(wú)機(jī)離子可被根系吸收

D. 給玉米施肥過(guò)多，會(huì)因根系水分外流引起“燒苗”現(xiàn)象

解析： 本題考查學(xué)生根據(jù)已知的生物學(xué)知識(shí)，通過(guò)一步一步邏輯推理論證，得出正確結(jié)論的能力。生物學(xué)中的理論和概念的運(yùn)用，常把概念或理論和實(shí)際的事例結(jié)合起來(lái)通過(guò)復(fù)合三段論推理加以印證(復(fù)合三段論是指由兩個(gè)或兩個(gè)以上的三段論構(gòu)成的特殊的三段論，其中前一個(gè)三段論的結(jié)論構(gòu)成后一個(gè)三段論的前提)。

以B、 D項(xiàng)為例，分別根據(jù)細(xì)胞代謝、滲透作用的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行邏輯推理，推理論證過(guò)程如下： B項(xiàng)： 植物根細(xì)胞有氧呼吸耗氧并產(chǎn)生ATP；農(nóng)田適時(shí)松土可根部細(xì)胞的含氧量；所以，農(nóng)田適時(shí)松土可促進(jìn)根部ATP的產(chǎn)生。根細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素屬于主動(dòng)運(yùn)輸，需要ATP；所以，農(nóng)田適時(shí)松土有利于農(nóng)作物根細(xì)胞對(duì)礦質(zhì)元素的吸收。D項(xiàng)： 玉米施肥過(guò)多；外界環(huán)境溶液濃度過(guò)高，細(xì)胞發(fā)生滲透失水；所以，玉米施肥過(guò)多，根細(xì)胞發(fā)生滲透失水。植物細(xì)胞失水過(guò)多而收縮，會(huì)發(fā)生萎蔫(即“燒苗”現(xiàn)象)；所以，玉米施肥過(guò)多，會(huì)因根系水分外流引起“燒苗”現(xiàn)象。

3 評(píng)價(jià)能力

評(píng)價(jià)能力是指根據(jù)生物學(xué)中確定的原則或標(biāo)準(zhǔn)對(duì)方法或方案的可行性、可信性進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其缺陷并作出判斷的能力。

例題3 (2018年新課標(biāo)I卷第32題第1小問(wèn))果蠅體細(xì)胞有4對(duì)染色體，其中2、 3、 4號(hào)為常染色體，已知控制長(zhǎng)翅/殘翅性狀的基因位于2號(hào)染色體上，控制灰體/黑檀體性狀的基因位于3號(hào)染色體上，某小組用一只無(wú)眼灰體長(zhǎng)翅雌果蠅與一只有眼灰體長(zhǎng)翅雄果蠅雜交，雜交子代的表現(xiàn)型及其比例如下：

眼性別灰體長(zhǎng)翅∶灰體殘翅∶黑檀體長(zhǎng)翅∶黑檀體殘翅1/2有眼1/2雌9∶3∶3∶11/2雄9∶3∶3∶11/2無(wú)眼1/2雌9∶3∶3∶11/2雄9∶3∶3∶1

回答下列問(wèn)題：

(1) 根據(jù)雜交結(jié)果，(填“能”或“不能”)判斷控制果蠅有眼/無(wú)眼性狀的基因是位于X染色體上還是常染色體上。若控制有眼/無(wú)眼性狀位于X染色體上，根據(jù)上述親本雜交組合和雜交結(jié)果判斷，顯性性狀是，判斷依據(jù)是。

解析： 本題第(1)小題考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)分析實(shí)驗(yàn)方案可行性的能力。用1只無(wú)眼灰體長(zhǎng)翅雌果蠅與1只有眼灰體長(zhǎng)翅雄果蠅雜交，雜交子代的表現(xiàn)型及其比例如表格所示。由此實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，子代有眼中雌∶雄=1∶1，子代無(wú)眼中雌∶雄=1∶1。從表現(xiàn)型上看無(wú)性別上的差異，所以是不能判斷控制果蠅有眼/無(wú)眼性狀的基因是位于X染色體上還是常染色體上，同時(shí)子代中有眼∶無(wú)眼=1∶1，也無(wú)法判斷這一對(duì)相對(duì)性狀的顯隱性。

由以上分析，可看出在題干給定的信息條件下，該方案是存在缺陷的，由該實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)是不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?判斷果蠅有眼/無(wú)眼性狀的顯隱性和該等位基因的位置)。參考答案： (1)不能 無(wú)眼 只有當(dāng)無(wú)眼為顯性時(shí)，子代雌雄個(gè)體中才都會(huì)出現(xiàn)有眼與無(wú)眼性狀的分離。

4 確認(rèn)假說(shuō)的能力

確認(rèn)假說(shuō)的能力是指能運(yùn)用所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)，通過(guò)分析和思考確認(rèn)假說(shuō)是否成立，或運(yùn)用所學(xué)的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)方面的知識(shí)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)假說(shuō)是否正確合理。

例題4 (2018年新課標(biāo)I卷第2題)生物體內(nèi)DNA常與蛋白質(zhì)結(jié)合，以DNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物的形式存在。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(B)

A. 真核細(xì)胞染色體和染色質(zhì)中都存在DNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物

B. 真核細(xì)胞的核中有DNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物，而原核細(xì)胞的擬核中沒(méi)有

C. 若復(fù)合物中的某蛋白參與DNA復(fù)制，則該蛋白可能是DNA聚合酶

D. 若復(fù)合物中正在進(jìn)行RNA的合成，則復(fù)合物中含有RNA聚合酶

解析： 本題的C項(xiàng)和D項(xiàng)考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，通過(guò)分析和思考確認(rèn)假說(shuō)是否成立的能力。通過(guò)分析可知，題干中提到的復(fù)合物由DNA和蛋白質(zhì)組成，蛋白質(zhì)可具有催化作用，若復(fù)合物中的該蛋白參與DNA復(fù)制，DNA復(fù)制需要DNA聚合酶，則該蛋白能是DNA聚合酶。若復(fù)合物中正在進(jìn)行RNA的合成，RNA的合成需要RNA聚合酶，則復(fù)合物中含有RNA聚合酶，故C項(xiàng)和D項(xiàng)正確。

例題3中第(1)小題的第2小空主要考查學(xué)生確認(rèn)假說(shuō)的能力。若控制有眼/無(wú)眼性狀位于X染色體上，用無(wú)眼雌果蠅與有眼雄果蠅雜交，則該親本基因型雜交組合有三種情況(設(shè)該對(duì)等位基因用字母D和d表示)： 若有眼為顯性(基因D)，①XdXd×XDY；若無(wú)眼為顯性(基因D)，②XDXD×XdY；若無(wú)眼為顯性(基因D)，③XDXd×XdY。情況①的子代雌果蠅全為有眼，雄果蠅全為無(wú)眼；情況②的子代雌雄果蠅全為無(wú)眼；情況③的子代雌果蠅有眼∶無(wú)眼=1∶1，子代雄果蠅有眼∶無(wú)眼=1∶1。

由以上對(duì)假說(shuō)及結(jié)果的分析，可判斷顯性性狀為無(wú)眼，判斷的依據(jù)是，只有無(wú)眼為顯性，子代雌雄個(gè)體中才會(huì)出現(xiàn)有眼和無(wú)眼的性狀。

5 自我調(diào)節(jié)運(yùn)用決策的能力

自我調(diào)節(jié)運(yùn)用決策的能力是指監(jiān)控自己的認(rèn)知活動(dòng)及獲取結(jié)論，特別是監(jiān)控用質(zhì)疑、證實(shí)、確認(rèn)或糾正自己的推理來(lái)分析和評(píng)價(jià)結(jié)論的能力。

例題5 (題干部分見(jiàn)例題3)

(2) 若控制有眼/無(wú)眼性狀的基因位于常染色體上，請(qǐng)用上表中雜交子代果蠅為材料，設(shè)計(jì)一個(gè)雜交實(shí)驗(yàn)來(lái)確定無(wú)眼性狀的顯隱性(要求： 寫(xiě)出雜交組合和預(yù)期結(jié)果)。

(3) 若控制有眼/無(wú)眼性狀的基因位于4號(hào)染色體上，用灰體長(zhǎng)翅有眼純合體和黑檀體殘翅無(wú)眼純合體果蠅雜交，F(xiàn)1相互交配后，F(xiàn)2中雌雄均有種表現(xiàn)型，其中黑檀體長(zhǎng)翅無(wú)眼所占比例為3/64時(shí)，則說(shuō)明無(wú)眼性狀為(填“顯性”或“隱性”)。

解析： 本題考查學(xué)生監(jiān)控自己的認(rèn)知活動(dòng)及獲取結(jié)論的能力。

本題第(2)小題根據(jù)題干提供的信息，若控制有眼/無(wú)眼性狀的基因位于常染色體上(設(shè)該對(duì)等位基因用字母D和d表示)，則親本的基因型組合為： Dd×dd，子代的基因型為Dd、 dd，表現(xiàn)型既有有眼也有無(wú)眼，但無(wú)法判斷哪一性狀為顯性，哪一性狀為隱性。

以此雜交子代果蠅為材料，如何設(shè)計(jì)一個(gè)雜交實(shí)驗(yàn)來(lái)確定無(wú)眼性狀的顯隱性，通過(guò)以上題干信息的分析，可設(shè)計(jì)雜交組合： ①基因型Dd雌雄交配；②基因型dd雌雄交配；③基因型Dd和基因型dd雜交，但此時(shí)發(fā)現(xiàn)，性狀的顯隱性未知，故只能從表現(xiàn)型入手，設(shè)計(jì)雜交組合： ①有眼雌雄交配；②無(wú)眼雌雄交配；③有眼與無(wú)眼交配；雜交組合③和親本組合相同可排除，雜交組合①子代若出現(xiàn)只有有眼性狀，則無(wú)眼為顯性性狀；若子代有眼∶無(wú)眼=3∶1，則有眼為顯性性狀。雜交組合②子代若出現(xiàn)只有無(wú)眼性狀，則有眼為顯性性狀；若子代無(wú)眼∶有眼=3∶1，則無(wú)眼為顯性性狀。

第(3)小題根據(jù)題干提供的信息，控制長(zhǎng)翅/殘翅性狀的基因位于2號(hào)染色體上(設(shè)該等位基因用字母A和a表示)，控制灰體/黑檀體性狀的基因位于3號(hào)染色體上(設(shè)該等位基因用字母B和b表示)，控制有眼/無(wú)眼性狀的基因位于4號(hào)染色體上，果蠅的2、3、4號(hào)染色體為常染色體，由表格中的信息推知，子代中灰體∶黑檀體=3∶1，長(zhǎng)翅∶殘翅=3∶1，所以控制灰體、黑檀體這一相對(duì)性狀中灰體為顯性，控制長(zhǎng)翅、殘翅這一相對(duì)性狀中長(zhǎng)翅為顯性。用灰體長(zhǎng)翅有眼純合體和黑檀體殘翅無(wú)眼純合體果蠅雜交，F(xiàn)1(基因型為AaBbDd)相互交配，F(xiàn)2中雌雄的表現(xiàn)型8種(2×2×2=8)，其中黑檀體長(zhǎng)翅無(wú)眼(Abb)所占比例為3/64，推知為3/64=3/4×1/4×1/4，故其中無(wú)眼占1/4，基因型為dd，所以無(wú)眼為隱性性狀。參考答案： (2)后代中的有眼雌雄果蠅雜交，若雜交后代只有有眼性狀，則有眼性狀為隱性，無(wú)眼性狀為顯性；若后代中出現(xiàn)有眼和無(wú)眼性狀，則有眼性狀為顯性，無(wú)眼性狀為隱性。(或后代中的無(wú)眼雌雄果蠅雜交，若雜交后代只有無(wú)眼性狀，則無(wú)眼性狀為隱性，有眼性狀為顯性；若后代中出現(xiàn)有眼和無(wú)眼性狀，則無(wú)眼性狀為顯性，有眼性狀為隱性) (3)8 隱性。