物種鑒定高考題引發(fā)的思考

汪劼　喻梅

摘要：2014年海南省高考生物試卷第20題是一道有關(guān)物種鑒定的選擇題。98名同學(xué)來做這道題，正確率不到25%。調(diào)查結(jié)果分析表明依靠死記硬背和題海戰(zhàn)術(shù)所形成的思維定式和物種鑒定知識的匱乏是導(dǎo)致該題選擇錯(cuò)誤選項(xiàng)的主要原因。怎樣鑒別物種令不少同學(xué)和老師都感到十分困惑。本文將從植物、動物、微生物三個(gè)方向介紹物種分類鑒別的方法和依據(jù)，并且介紹分子生物學(xué)方法在物種鑒定上的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高考題 鑒別物種 植物 動物 微生物

引言

每年的全國各地高考生物真題無疑對高中生物教學(xué)具有重要指向作用。2014年海南省高考生物試卷第20題是一道非常靈活的有關(guān)物種鑒定的選擇題，能夠很好地考察學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)和考場的臨場應(yīng)變能力。怎樣鑒別物種令不少同學(xué)和老師都感到十分困惑，但是不論是在日常生活還是教學(xué)實(shí)踐中都會遇到與物種鑒定有關(guān)的問題，甚至連高考題都有涉及，所以我們有必要清楚與中學(xué)教學(xué)相關(guān)的植物學(xué)、動物學(xué)、微生物學(xué)和分子生物學(xué)中有關(guān)物種分類方法和依據(jù)。

一、原題分析

2014年海南省高考生物試卷第20題如下：

在某只鳥的一窩灰殼蛋中發(fā)現(xiàn)一枚綠殼蛋，有人說這是另一種鳥的蛋。若要探究這種說法是否成立，下列做法中，不可能提供有效信息的是（ ）

A.觀察該鳥是否將該綠殼蛋啄毀或拋掉

B.該綠殼蛋孵出小鳥后觀察期形態(tài)特征

C.將該綠殼蛋與已有的鳥蛋標(biāo)本進(jìn)行比對

D.以綠殼蛋蛋清與該鳥血漿蛋白為材料做親子鑒定

正確答案選擇D。2014年6月底，針對這道題筆者隨機(jī)在安徽省全椒中學(xué)高二年級選擇了105名同學(xué)來做這道題，其中有效樣本98份，最后統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。

通過調(diào)查意外地發(fā)現(xiàn)選擇正確答案D的同學(xué)不到25%，選擇錯(cuò)誤答案B的同學(xué)最多。在回答為什么選擇B選項(xiàng)時(shí)，其中24名同學(xué)選擇表現(xiàn)型受基因型和生存環(huán)境共同決定，這表明選擇該選項(xiàng)的學(xué)生往往只記得書本上的知識，而沒有理解知識點(diǎn)和準(zhǔn)確領(lǐng)會出題意圖。在回答為什么不選擇D選項(xiàng)時(shí)，79名選擇錯(cuò)誤答案的同學(xué)中有高達(dá)38人選擇曾經(jīng)做過類似的題目蛋白質(zhì)可以鑒定物種。下面這道題是我們平時(shí)練習(xí)中常見的一題：

現(xiàn)在需要確定兩種不同的生物種群是否為同一物種，可以采用下列那些化學(xué)物質(zhì)來幫助你確定？

A.DNA

B.RNA

C.蛋白質(zhì)

D.核苷酸

答案選擇ABC，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的氨基酸排列順序可以提供鑒別物種的信息，DNA和RNA核苷酸的排列順序在不同物種中也不一樣，核苷酸在所有真核生物體內(nèi)都是8種，不能鑒別物種。但是學(xué)生沒能正確理解DNA、RNA和蛋白質(zhì)能鑒別物種是建立在必須比較同類DNA、RNA和蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)之上，極易對該高考題造成誤導(dǎo)而首先排除了D選項(xiàng)。

海南省2014年的這道高考題非常靈活，能夠很好地考察學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)和考場的臨場應(yīng)變能力。如果我們的學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)知識都是死記硬背，你會發(fā)現(xiàn)這道題很難和課本上具體的內(nèi)容相聯(lián)系起來，其中B選項(xiàng)錯(cuò)誤聯(lián)系基因與環(huán)境的相互作用甚至得出錯(cuò)誤答案;如果我們的學(xué)生平時(shí)做題都是題海戰(zhàn)術(shù)而沒有準(zhǔn)確理解相關(guān)內(nèi)容，你會發(fā)現(xiàn)做過的題目很可能給你帶來錯(cuò)誤的選項(xiàng)。這就要求我們的課堂教學(xué)告別題海戰(zhàn)術(shù)，知識要活學(xué)活用，避免機(jī)械記憶孤立的知識點(diǎn)。

二、怎樣鑒別物種

人教版高中生物必修二第七章第二節(jié)中提到物種的概念時(shí)，強(qiáng)調(diào)在自然狀態(tài)下形成新物種必須滿足的條件有兩個(gè)：第一，不能相互交配;第二，即使能夠相互交配也不能產(chǎn)生可育的后代。除此之外，教材就再也沒有具體描述怎么鑒別物種了。所以怎樣鑒別物種令不少同學(xué)和老師都感到十分困惑，但是不僅僅在平時(shí)練習(xí)題和高考題中，在日常生活中物種的分類和鑒別時(shí)常會出現(xiàn)，如校園植物的辨認(rèn)。那么怎樣鑒別物種呢？根據(jù)德國著名生物學(xué)家E.Haeckel的觀點(diǎn)，把自然界中的生物分為微生物界、動物界和植物界，這也是高中生物課本所采用的分類方法。下面將從植物、動物、微生物三個(gè)方向介紹物種分類鑒別的方法和依據(jù)，并且介紹分子生物學(xué)方法在物種鑒定上的應(yīng)用。

（一）植物分類

中學(xué)課本所涉及的植物大多都是種子植物，而種子植物在我們的地球上占據(jù)統(tǒng)治地位。自然界中的種子植物主要分為兩大類群：一類胚珠裸露、不能形成果實(shí)的裸子植物，如鐵樹、銀杏、松樹和柏樹等;另一類胚珠是由心皮包圍、能夠形成果實(shí)的被子植物，該類群進(jìn)化程度高，自然界中常見的植物物種大部分都是這種類型。其中最為常見的被子植物又可分為單子葉植物和雙子葉植物。植物分類的依據(jù)主要有花、根、葉、莖、果實(shí)和種子等。

（二）動物分類

中學(xué)教材所關(guān)注的動物有兩大類：無脊椎動物和脊椎動物。無脊椎動物種類繁多，在中學(xué)所遇到的類群主要有：草履蟲、變形蟲和瘧原蟲等屬于原生動物門;蛔蟲屬于線蟲動物門;蚯蚓屬于環(huán)節(jié)動物門;蜘蛛和昆蟲屬于節(jié)肢動物門。而脊椎動物則是在地球上占據(jù)統(tǒng)治地位的動物，主要有五類：魚綱、兩棲綱、爬行綱、鳥綱和哺乳綱，其中哺乳動物進(jìn)化程度最高。本題所涉及的鳥類在形態(tài)學(xué)特征上也非常特別，例如為了適應(yīng)飛行進(jìn)化出了較輕的骨頭、羽毛、氣囊等結(jié)構(gòu)。鳥的分類依據(jù)主要有喙形狀大小與長短、羽毛的形態(tài)和顏色、趾型以及蹼等。

（三）微生物分類

微生物是指只能用顯微鏡才能觀察到的體積微小的生物，包括病毒、原核生物、單細(xì)胞原生動物、真菌和真核藻類等。病毒不能進(jìn)行各種復(fù)雜的代謝和多樣化的生命活動，其生存依賴于活細(xì)胞。細(xì)菌和藍(lán)藻是原核生物中的常見類型，主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單體積小沒有細(xì)胞核。單細(xì)胞的真核生物與多細(xì)胞生物一樣，具有典型的細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器，體積上卻十分微小，所以可以歸為微生物。但是在多種大學(xué)教材上把藻類歸為植物，單細(xì)胞原生動物歸為動物，真菌則單獨(dú)歸為真菌界。

當(dāng)然，核苷酸、氨基酸特異性的排列順序在物種分類上也有著十分重要的應(yīng)用。DNA上特定的短串聯(lián)重復(fù)序列同樣十分保守，可以做微衛(wèi)星標(biāo)記來鑒別物種。進(jìn)化上來源相同、功能相近的蛋白質(zhì)叫同源蛋白質(zhì)，比較同源蛋白的保守序列和可變序列，可以制作進(jìn)化樹，用于揭示物種之間親緣關(guān)系物種差異。和同源蛋白質(zhì)一樣，rRNA也有十分保守的序列，具有相似作用。此外，比較基因組和蛋白質(zhì)組在分類學(xué)上的應(yīng)用也是舉足輕重的。

三、總結(jié)

2014年海南省高考生物試卷第20題所涉及的物種分類學(xué)是生物學(xué)中十分重要的基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，與古老的進(jìn)化研究聯(lián)系緊密，但卻時(shí)常被中學(xué)老師所忽視。不論是在日常生活還是教學(xué)實(shí)踐中，我們都會遇到與物種鑒定有關(guān)的問題。本文依據(jù)中學(xué)課本所采用的植物、動物和微生物的分類方法，介紹了分類學(xué)中重要的分類依據(jù)和重要物種類群，尤其是植物分類學(xué)領(lǐng)域在中學(xué)生的實(shí)際生活中的廣泛應(yīng)用。

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