以哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞為情境的命題研究

浙江

情境化命題是指將學(xué)科問題融入到學(xué)生熟悉的情境中，讓學(xué)生通過提取、理解和分析情境中的相關(guān)信息，綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能解決問題的命題方式。哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能比較特殊，與其相關(guān)的知識(shí)涉及面很廣，因此以哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞為情境的命題特別受命題者的關(guān)注。

筆者通過對(duì)哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞為情境的相關(guān)命題進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其對(duì)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)中科學(xué)思維、科學(xué)探究等素養(yǎng)的養(yǎng)成具有重要的反饋價(jià)值?，F(xiàn)從教材、真題和典例三個(gè)方面進(jìn)行分析，旨在對(duì)教師和學(xué)生的一輪復(fù)習(xí)提供參考。

一、尋蹤教材，追本溯源

筆者以浙科版教材為例，尋找教材中以紅細(xì)胞為情境的學(xué)科知識(shí)。

1.必修1第6頁，無機(jī)鹽是某些復(fù)雜化合物的重要組成成分，如Fe2+是血紅蛋白的必要成分。

2.必修1第25頁，觀察多種多樣的細(xì)胞。

3.必修1第41頁，細(xì)胞中細(xì)胞核數(shù)量舉例，在生物進(jìn)化過程中，極少數(shù)真核細(xì)胞的核消失了，如哺乳動(dòng)物血液中的紅細(xì)胞。

4.必修1第54頁，紅細(xì)胞的吸水和失水。

5.必修1第116頁，細(xì)胞分化：造血干細(xì)胞能分化成各種血細(xì)胞（紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板等）；第117頁，細(xì)胞衰老：人血紅細(xì)胞的壽命為 100～120d。

6.必修2第11頁，人的ABO血型。

7.必修2第78頁，基因突變：人類的鐮刀形細(xì)胞貧血癥。

8.必修3第15頁，內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)：紅細(xì)胞生活的環(huán)境。

二、再現(xiàn)真題，規(guī)律分析

表1 2015—2019年浙江高考選考卷中以紅細(xì)胞為情境的試題分析

綜上，可以看出幾乎每一次浙江選考卷都涉及以紅細(xì)胞為情境的試題。從題型上看，近幾年主要以選擇題形式呈現(xiàn)，分值上一般是2分?？疾榈膬?nèi)容主要集中在紅細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、紅細(xì)胞的吸水和失水等，主要考查學(xué)生的識(shí)記和理解能力、知識(shí)遷移能力，試題難度一般不大，難度的大小主要和考查的內(nèi)容有關(guān)。

三、精編典例，高效突破

1.以紅細(xì)胞來源、結(jié)構(gòu)、功能、代謝、分化、衰老等相關(guān)內(nèi)容為情境的命題

【例1】下列關(guān)于人體紅細(xì)胞的敘述正確的是（ ）

A.Fe3+是人體紅細(xì)胞中血紅蛋白的必要成分

B.人體紅細(xì)胞的細(xì)胞壁主要成分是纖維素

C.人的成熟紅細(xì)胞無線粒體，因此不能進(jìn)行細(xì)胞呼吸

D.葡萄糖進(jìn)入人成熟的紅細(xì)胞后，不能利用血紅蛋白攜帶的氧氣分解成CO2和水

【答案】D

【試題分析】Fe2+是血紅蛋白的必要成分，A項(xiàng)錯(cuò)誤；人體紅細(xì)胞無細(xì)胞壁，B項(xiàng)錯(cuò)誤；人的成熟紅細(xì)胞無線粒體，不能進(jìn)行需氧呼吸，但可以進(jìn)行厭氧呼吸，C項(xiàng)錯(cuò)誤；葡萄糖進(jìn)入人的成熟紅細(xì)胞后進(jìn)行厭氧呼吸，產(chǎn)物是乳酸，D項(xiàng)正確。本題為容易題，考查細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能以及細(xì)胞呼吸的相關(guān)內(nèi)容，屬于?？碱}型。

2.以紅細(xì)胞的吸水和失水為情境的命題

【例2】不同濃度的NaCl溶液對(duì)家兔紅細(xì)胞體積和數(shù)量的影響如圖1所示，下列敘述錯(cuò)誤的是 （ ）

圖1

A.當(dāng)NaCl溶液濃度小于A時(shí)，家兔紅細(xì)胞將全部吸水脹破

B.正常紅細(xì)胞的滲透壓大于NaCl溶液濃度為B時(shí)的滲透壓

C.當(dāng)NaCl溶液濃度為C時(shí)，因顯微鏡下觀察不到水分子進(jìn)出細(xì)胞，細(xì)胞不能發(fā)生滲透作用

D.NaCl溶液濃度在A到C范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)的紅細(xì)胞數(shù)量不同，說明不同的紅細(xì)胞間存在差異

【答案】C

【試題分析】當(dāng)NaCl溶液濃度為A時(shí)，紅細(xì)胞體積達(dá)到最大，濃度再降低則家兔紅細(xì)胞將全部吸水脹破，A項(xiàng)正確；NaCl溶液濃度為C時(shí)才是紅細(xì)胞等滲溶液時(shí)的濃度，B項(xiàng)正確；滲透作用的發(fā)生需要膜和濃度差，該選項(xiàng)中因果關(guān)系有誤，C項(xiàng)錯(cuò)誤；NaCl溶液濃度在A到C范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)的紅細(xì)胞數(shù)量不同，說明部分紅細(xì)胞脹破，因此說明不同的紅細(xì)胞間存在差異，D項(xiàng)正確。本題難度中等，考查家兔紅細(xì)胞吸水和失水的相關(guān)內(nèi)容，學(xué)生需要具有一定的識(shí)圖能力，對(duì)滲透的內(nèi)容有準(zhǔn)確的理解才能答對(duì)本題。

3.以鐮刀形細(xì)胞貧血癥為情境的命題

【例3】下列關(guān)于鐮刀形細(xì)胞貧血癥的敘述正確的是（ ）

A.患者可以通過補(bǔ)鐵來緩解癥狀

B.患病的根本原因是發(fā)生基因突變，該病可通過顯微鏡直接觀察來診斷

C.可通過檢測(cè)是否存在致病基因來判斷新生兒是否患此病

D.患者經(jīng)骨髓移植治療好該病后，其后代可能不攜帶該病的致病基因

【答案】B

【試題分析】鐮刀形細(xì)胞貧血癥不是由缺鐵引起的，因此不能通過補(bǔ)鐵來緩解癥狀，A項(xiàng)錯(cuò)誤；患病的根本原因是控制血紅蛋白合成的基因發(fā)生突變，可通過觀察紅細(xì)胞的形態(tài)（是否呈鐮刀形）來對(duì)該病進(jìn)行診斷，B項(xiàng)正確；該病是常染色體隱性遺傳病，攜帶者含有致病基因但不患病，C項(xiàng)錯(cuò)誤；患者為隱性純合子，治療好該病后生殖細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)不變，后代必定攜帶該病的致病基因，D項(xiàng)錯(cuò)誤。本題難度中等，以鐮刀形細(xì)胞貧血癥為情境考查學(xué)生對(duì)基因突變、遺傳病的檢測(cè)治療等相關(guān)內(nèi)容的掌握程度。

4.以紅細(xì)胞相關(guān)的研究成果為情境的命題

【例4】HIV通過細(xì)胞表面的CD4識(shí)別T細(xì)胞（如圖2），如果給AIDS患者注射大量用CD4修飾過的紅細(xì)胞（如圖3），也會(huì)被HIV所識(shí)別入侵。但HIV在紅細(xì)胞內(nèi)無法完成復(fù)制增殖，最后隨紅細(xì)胞的死亡而被清除，該方法目前已經(jīng)在小鼠體內(nèi)獲得階段性成果。下列敘述錯(cuò)誤的是 （ ）

圖2

圖3

A.T細(xì)胞與紅細(xì)胞共同來源于骨髓造血干細(xì)胞

B.人體免疫細(xì)胞包括巨噬細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞和紅細(xì)胞等

C.人類成熟的紅細(xì)胞之所以能成為“細(xì)胞陷阱”，從結(jié)構(gòu)角度來看是因?yàn)槠洳痪邆浜颂求w和細(xì)胞核等結(jié)構(gòu)，無法提供HIV增殖的條件

D.衰老的紅細(xì)胞成為抗原，由人類的免疫系統(tǒng)清除

【答案】B

【試題分析】T細(xì)胞與紅細(xì)胞共同來源于骨髓造血干細(xì)胞，A項(xiàng)正確；紅細(xì)胞不屬于人體免疫細(xì)胞，B項(xiàng)錯(cuò)誤；人類成熟的紅細(xì)胞之所以能成為“細(xì)胞陷阱”，從結(jié)構(gòu)角度來看，原因是其不具備核糖體和細(xì)胞核等結(jié)構(gòu)，無法提供HIV增殖的條件，C項(xiàng)正確；衰老的紅細(xì)胞會(huì)被人類的免疫系統(tǒng)清除，D項(xiàng)正確。學(xué)生要解決這類信息題，需要快速?gòu)念}干中提取信息，將新的情境和素材轉(zhuǎn)化成已學(xué)的相關(guān)生物學(xué)原理和知識(shí)，本題考查學(xué)生知識(shí)遷移能力。

5.以血型為情境的命題

以血型為情境的命題經(jīng)常結(jié)合遺傳學(xué)和免疫學(xué)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行考查，因此難度一般較大。ABO血型的遺傳涉及復(fù)等位基因，學(xué)生可通過相關(guān)問題的解決進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)遺傳學(xué)概念、原理、遺傳平衡規(guī)律等內(nèi)容的理解和應(yīng)用。

【例5】輸血時(shí)，ABO血型和Rh血型都要檢驗(yàn)，兩種血型獨(dú)立遺傳。據(jù)調(diào)查，人群中A型血的概率為0.45，B型血的概率為0.13，O型血的概率為0.36。人類Rh血型有Rh+和Rh-兩種，分別由常染色體上的一對(duì)等位基因R和r控制。人群中血型為Rh+的人出現(xiàn)的比例為96%。血型為Rh+的人有Rh抗原，血型為Rh-的人無Rh抗原。血型為Rh+的胎兒的Rh抗原進(jìn)入血型為Rh-母親體內(nèi)，使母親產(chǎn)生Rh抗體，隨后抗體進(jìn)入胎兒體內(nèi)則會(huì)引起胎兒血液凝集和溶血現(xiàn)象。下列敘述錯(cuò)誤的是 （ ）

A.人群中IA的基因頻率是0.3

B.ABO血型的遺傳符合基因的自由組合定律

C.人群中兩個(gè)Rh+血型的個(gè)體結(jié)婚，生出一個(gè)Rh-血型孩子的概率為1/36

D.血型為Rh-的母親懷了兩胎血型都為Rh+，則第二胎的血液凝集和溶血程度比第一胎嚴(yán)重

【答案】B

【試題分析】設(shè)IA、IB、i的基因頻率分別為p、q、m，根據(jù)遺傳平衡規(guī)律，（p+q+m）2=1，A型血的概率=0.45=p2+2pm，B型血的概率=0.13=q2+2qm，O型血的概率=0.36=m2，可得出p=0.3，即IA的基因頻率為0.3，A項(xiàng)正確；由于該復(fù)等位基因位于一對(duì)同源染色體上，因此ABO血型遺傳符合基因分離定律，不符合基因的自由組合定律，B項(xiàng)錯(cuò)誤；RR和Rr的基因型頻率為0.96，則rr=0.04，根據(jù)遺傳平衡規(guī)律 r=0.2，R=0.8，RR=16/25，Rr=8/25，人群中Rr為1/3，rr=1/3×1/3×1/4=1/36，C項(xiàng)正確；血型為Rh-的母親在懷第二胎時(shí)相當(dāng)于二次免疫，D項(xiàng)正確。

四、小結(jié)與建議

情境化命題以核心知識(shí)和內(nèi)容為基礎(chǔ)，以方法要素結(jié)合邏輯關(guān)系為主線，通過與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)、社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)有機(jī)結(jié)合來控制試題難度，從而用合適的題型來考查、評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。在高中生物學(xué)科中紅細(xì)胞涉及的知識(shí)面很廣，因此可以作為重要的命題情境。對(duì)以哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞為情境的相關(guān)命題研究可以更好地指導(dǎo)教師和學(xué)生進(jìn)行有效的復(fù)習(xí)，并為其他重點(diǎn)或熱點(diǎn)情境的微專題復(fù)習(xí)方式提供參考。