例析“細胞的分子基礎(chǔ)”選擇題命題“陷阱”

江蘇 熊有威

“細胞的分子基礎(chǔ)”是高中生物學科的重要知識模塊，也是高考重點考查的內(nèi)容之一。此模塊知識點瑣碎，造成學生在解題過程中出現(xiàn)易忘、易錯、易混的現(xiàn)象。命題者通常在試題命制過程中設(shè)置各種各樣的“陷阱”考查學生的解題能力，注重發(fā)展學生的學科核心素養(yǎng)?；诖?，筆者以典型試題為例進行剖析，歸納、總結(jié)出此模塊選擇題中常見的“陷阱”，以期為廣大師生的高三復習備考提供方法、依據(jù)。

1.欲蓋彌彰，淡化重要信息

新教材、新課標、新高考背景下，依據(jù)學科核心素養(yǎng)的高考命題趨勢更傾向于真實情境和復雜情境在選擇題題干中分布，有效信息往往深藏于題干之中，對學生的審題和解題造成干擾。此類試題需要學生認真細致審題方能正確解答。

【例1】研究表明，溶液濃度升高，冰點降低?！八颉焙蟮那嗖烁裢狻疤稹?。下列分析錯誤的是 （ ）

A.結(jié)合水增多，增強抗寒能力

B.多糖水解成單糖，細胞液濃度升高，冰點降低

C.霜打后的青菜細胞中還有自由水

D.該現(xiàn)象是青菜對低溫環(huán)境的一種不適應的表現(xiàn)

【答案】D

【錯因分析】本題以日常生活中的民俗民諺為情境，考查學生獲取信息的能力。正確理解植物抗逆性與細胞內(nèi)自由水和結(jié)合水的關(guān)系是解答本題的關(guān)鍵。學生由于審題不嚴謹，沒有注意到青菜格外“甜”的原因是植物體內(nèi)多糖水解成單糖，可能會錯選B 項。

【解析】植物細胞內(nèi)自由水和結(jié)合水的比例與其抗逆性息息相關(guān)，由于自由水為細胞代謝提供介質(zhì)，結(jié)合水參與細胞結(jié)構(gòu)組成，所以當自由水/結(jié)合水的值越低，細胞代謝能力越弱，抗逆性越強。當環(huán)境溫度較低時，如果自由水含量過高，會導致細胞液結(jié)冰而對細胞結(jié)構(gòu)造成損傷。因此，植物為了應對低溫環(huán)境，會加速體內(nèi)多糖水解成單糖，增加細胞液濃度，降低其冰點，以適應低溫環(huán)境。解答此題的關(guān)鍵在于深挖“諺語”中的基礎(chǔ)生物學知識，找到隱含在題干中的關(guān)鍵信息：“溶液濃度升高”是細胞內(nèi)自由水比例減少造成的，青菜格外“甜”是植物體內(nèi)的多糖水解成單糖造成的。

【應對策略】本題的知識點是細胞內(nèi)水的存在形式和功能，僅僅掌握“死知識”并不是做對此題的關(guān)鍵，還需要學生認真、細致地審題，思考知識的內(nèi)在聯(lián)系。因此，學生復習過程中要鍛煉發(fā)散思維，把握知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，將書本知識與生活實踐相結(jié)合。

【變式1】生命科學研究中常用“建?！狈椒ū硎疚⒂^物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，圖1 中1～3 分別表示動物細胞中常見的三種大分子有機物，每種有機物都有其特定的基本組成單位。則1～3 可分別表示 （ ）

圖1

A.多肽、RNA、糖原

B.DNA、RNA、纖維素

C.DNA、蛋白質(zhì)、糖原

D.多肽、RNA、淀粉

【答案】A

【錯因分析】本題以細胞中的三類生物大分子的結(jié)構(gòu)和分布為基礎(chǔ)知識，意在考查考生從題干和題圖中獲取信息的能力。學生能夠根據(jù)知識儲備確定圖中的生物大分子類別，但是容易疏忽題干上的“動物細胞”條件而將圖中“3”表示的生物大分子誤判為纖維素和淀粉。

【解析】厘清常見生物大分子的單體組成是解答本題所需的基本知識點，多肽和蛋白質(zhì)由多種氨基酸按照一定順序排列而成；RNA 由4 種核糖核苷酸連接而成；DNA 由4 種脫氧核糖核苷酸連接而成；淀粉、纖維素和糖原均是由許多葡萄糖分子聚合形成的多糖。此題中關(guān)鍵信息被抽象成圖片信息，而冗長的題干將“動物細胞”很好地隱藏起來，讓學生誤認為是植物細胞。圖中“1”表示由8 種不同的單體構(gòu)成的生物大分子，這些不同的單體只能表示不同的氨基酸，因此圖中“1”可能是蛋白質(zhì)或多肽；圖中“2”由4 種不同的單體構(gòu)成且為單鏈，可以表示4 種核糖核苷酸，因此圖中“2”可能是RNA；圖中“3”是由同一種單體構(gòu)成的生物大分子，淀粉、纖維素和糖原的單體都是葡萄糖，但是題干限定為動物細胞，因此圖中“3”只能是糖原。

2.概念雜糅，凸顯知識細節(jié)

概念雜糅就是將眾多結(jié)構(gòu)和功能相似的生物分子雜糅在一起，利用重要生物分子的共性與差異干擾學生的判斷力。此類試題題干和選項文字表述單一，但是承載的知識面極廣，學生解題過程中需要注意知識間的內(nèi)在牽連。

【例2】下列關(guān)于元素和化合物的敘述，錯誤的是 （ ）

A.DNA 和ATP 中的氮元素都存在于堿基中

B.人體血漿中含有的糖包括葡萄糖、果糖和半乳糖

C.碳鏈是淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)等有機物的基本骨架

D.構(gòu)成血紅蛋白的某些氨基酸中含有硫、鐵等元素

【答案】D

【錯因分析】本題的A、B、C、D 四個選項都存在誤判的因素，A 選項中發(fā)生誤判的原因在于無法辨析DNA、RNA 和ATP 的結(jié)構(gòu)異同點；B 選項中的果糖是植物體內(nèi)才存在的物質(zhì)，很多同學沒有將知識進行遷移，疏忽了通過食物吸收這一過程而誤認為人體血漿中沒有，導致錯選；C 選項中很多學生在學習細胞中的各種化合物時，往往“死記”各種化合物及元素組成，忽略了對概念的理解，造成對碳鏈概念的迷思，導致錯選；D 選項中血紅蛋白的概念本源是由各種氨基酸和血紅素構(gòu)成，學生往往機械性以為血紅蛋白上也有鐵元素。

【解析】厘清元素與化合物之間的對應關(guān)系是解答本題的關(guān)鍵。DNA、RNA 和ATP 中的氮元素都是存在于堿基中；營養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收都是需要依賴血漿的運輸作用，故血漿中有原本存在的葡萄糖，也有從外界吸收的果糖和半乳糖；生物大分子都是以碳鏈為基本骨架，如淀粉、蛋白質(zhì)的組成單體都是以相鄰的碳原子為“橋梁”順次相連構(gòu)成的；血紅蛋白由球蛋白和血紅素組成，其中珠蛋白由多種氨基酸脫水縮合而成，可能含有硫元素，而血紅素含有鐵元素。元素和化合物的種類繁多，知識點細碎，精準把握不同知識點的內(nèi)在牽連，才能避免錯選。

【應對策略】本試題主要考查學生對生物分子元素組成和內(nèi)環(huán)境基本物質(zhì)組成等核心知識的理解及應用能力。如果學生能夠具備理解或解釋生物學相關(guān)現(xiàn)象的意識、觀念以及思想方法就能輕松規(guī)避命題者設(shè)置的種種“陷阱”。因此，學生在高三復習過程中應該在較好地理解生物學概念的基礎(chǔ)上形成生命觀念，如結(jié)構(gòu)與功能觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀等；能夠用生命觀念認識生物的多樣性、統(tǒng)一性、獨特性和復雜性，形成科學的自然觀和世界觀，并以此指導探究生命活動規(guī)律，解決實際問題。

【變式2】下列關(guān)于構(gòu)成生物體的元素和化合物的敘述，錯誤的是 （ ）

A.RNA 和ATP 中都含有腺嘌呤核苷

B.膽固醇是構(gòu)成動物細胞膜的重要成分之一

C.蔗糖可為植物細胞中的蛋白質(zhì)合成提供碳源

D.碳是構(gòu)成活細胞的最基本元素，也是含量最多的元素

【答案】D

【錯因分析】本題的核心概念較多，內(nèi)容瑣碎，學生如果對腺嘌呤核苷的結(jié)構(gòu)組成理解不清，就容易錯選A 選項；蔗糖作為植物細胞的能源物質(zhì)是選修3“植物組織培養(yǎng)技術(shù)”的知識點，學生聯(lián)想思維受限，也容易造成錯選；D 選項中“含量”和“數(shù)量”記憶有誤，也會造成錯選。

【解析】常見大分子物質(zhì)的組成和功能之間存在著內(nèi)在的聯(lián)系，RNA 和ATP 的結(jié)構(gòu)組成中都含有腺嘌呤核苷；動、植物細胞膜都含有固醇類物質(zhì)，但是動物細胞膜中特有的成分是膽固醇；生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成和加工過程需要消耗能量，而糖類是其重要的能量來源之一，蔗糖能為植物細胞的培養(yǎng)提供碳源；碳是構(gòu)成活細胞的最基本元素，但活細胞中含量最多的元素是氧元素，氫元素是細胞中數(shù)量最多的元素。

3.故意迷惑，增加干擾信息

這類試題中往往會有較多的圖片信息和文字信息，通過給出與教材知識不符的特殊信息或者干擾信息來加大學生審題的難度。

【例3】巰基和二硫鍵對于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及功能極為重要。研究發(fā)現(xiàn)，當細胞受到冰凍時，蛋白質(zhì)分子相互靠近，當接近到一定程度時，蛋白質(zhì)分子中相鄰近的巰基（—SH）氧化形成二硫鍵（—S—S—）。解凍時，蛋白質(zhì)氫鍵斷裂，二硫鍵仍保留。下列說法錯誤的是 （ ）

圖2

A.巰基位于氨基酸的R 基上

B.結(jié)冰后產(chǎn)物總的相對分子質(zhì)量相比未結(jié)冰有所下降

C.結(jié)冰和解凍過程涉及肽鍵的變化

D.抗凍植物有較強的抗巰基氧化能力

【答案】C

【錯因分析】本題中題干信息量大，所描述的巰基脫氫形成二硫鍵的過程容易與氨基酸脫水縮合形成肽鍵的過程混淆，導致錯選。

【解析】氨基酸種類的不同關(guān)鍵在于R 基的不同，巰基中含有S 元素，由氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可知，巰基位于氨基酸的R 基上，A 正確；結(jié)冰后產(chǎn)物蛋白質(zhì)分子中相鄰近的巰基氧化形成二硫鍵，會失去2 個H 原子，所以分子量比未結(jié)冰前有所下降，B 正確；結(jié)冰和解凍過程中涉及氫鍵和二硫鍵的變化，屬于蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的改變，不涉及肽鍵的改變，C 錯誤；細胞受凍時，蛋白質(zhì)分子中相鄰近巰基會被氧化成二硫鍵，抗凍植物能夠適應寒冷環(huán)境，可推知抗凍植物有較強的抗巰基氧化能力，D 正確。D 選項的內(nèi)容是對題干信息進一步提煉的結(jié)果。題干中二硫鍵的形成過程中涉及氫原子的脫去，與肽鍵形成過程較為相似；而二硫鍵在維持多肽鏈空間盤曲中的作用又與氫鍵相似，這些信息對學生的正確解題造成干擾。

【應對策略】本試題是對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的綜合考查，題干圖文信息量大，需要學生認真、細致地對科學信息進行處理，特別是對脫離教材的陌生信息的獲取能力。因此，要想高效解決此類題目，需要學生結(jié)合所學知識對題干信息進行對比、分析和推理，從而找到解題線索。

【變式3】哺乳動物的催產(chǎn)素具有催產(chǎn)和排乳的作用，加壓素具有升高血壓和減少排尿的作用。兩者結(jié)構(gòu)簡式如圖3 所示，各氨基酸殘基用3 個字母縮寫表示。下列敘述正確的是 （ ）

圖3

A.兩種激素都是由八肽環(huán)和三肽側(cè)鏈構(gòu)成的多肽類化合物

B.氨基酸之間脫水縮合形成水分子中氫全部來自氨基

C.肽鏈中游離氨基的數(shù)目與參與構(gòu)成肽鏈的氨基酸種類無關(guān)

D.兩種激素間因2 個氨基酸種類不同導致生理功能不同

【答案】D

【錯因分析】本題的圖片信息中故意將多肽鏈畫成環(huán)狀，干擾學生對二硫鍵的觀察，讓學生誤認為兩種激素均是環(huán)肽，造成錯選。

【解析】題干中的兩種蛋白質(zhì)類激素的氨基酸組成以圖片信息的形式給出，并且部分氨基酸之間以二硫鍵相連，呈現(xiàn)環(huán)狀，造成視覺干擾，實際上兩種激素都是由9 個氨基酸脫水縮合而成的單鏈九肽化合物，A 錯誤；氨基酸之間脫水縮合形成的水分子中氫分別來自氨基和羧基，B 錯誤；肽鏈中游離氨基的數(shù)目與參與構(gòu)成肽鏈的氨基酸種類有關(guān)，特別是氨基酸上的R 基，C 錯誤；由圖3 可知，兩種激素的氨基酸組成有兩個不同，故而導致2 種激素功能存在差異，D 正確。

4.偷梁換柱，利用思維定式

這類試題將常見的科學陳述中的關(guān)鍵詞進行替換，讓粗心大意的學生誤選、誤判，亦或?qū)㈠e誤信息“一本正經(jīng)”地進行陳述，讓一些有思維慣性的學生誤選、誤判。

【例4】（2020 年，海南卷，第1 題）下列關(guān)于人體脂質(zhì)的敘述，正確的是 （ ）

A.組成脂肪與糖原的元素種類不同

B.磷脂水解的終產(chǎn)物為甘油和脂肪酸

C.性激素屬于固醇類物質(zhì)，能維持人體第二性征

D.維生素D 是構(gòu)成骨骼的主要成分，缺乏維生素D 會影響骨骼發(fā)育

【答案】C

【錯因分析】本題中學生容易誤認為磷脂與脂肪同為脂質(zhì)，水解產(chǎn)物也相同而造成錯選B；學生在定式思維的驅(qū)使下，認為缺乏維生素D 造成骨骼發(fā)育不良的原因是維生素D 參與了骨骼的組成，造成錯選D。

【解析】本題題干信息和選項信息單一，但每個選項需要注意的知識點、易混淆點較多。組成脂肪與糖原的元素種類相同，都是C、H、O，A 錯誤；脂肪的組成單位是甘油和脂肪酸，脂肪水解的終產(chǎn)物是甘油和脂肪酸，磷脂的元素組成與脂肪的組成元素相比多了N、P 元素，組成單位與脂肪不同，水解的終產(chǎn)物也不同，B 錯誤；性激素屬于固醇類物質(zhì)，能維持人體第二性征，C 正確；維生素D 不是構(gòu)成骨骼的主要成分，但是維生素D 能促進小腸對Ca、P 元素的吸收，缺乏維生素D 會影響骨骼發(fā)育，D 錯誤。

【應對策略】此類試題意在考查學生對基礎(chǔ)知識掌握和應用的能力，屬于基礎(chǔ)題，學生解答此類試題必須具備扎實的生物學基礎(chǔ)知識。若學生在夯實基礎(chǔ)的同時兼?zhèn)湔J真審題的習慣，便能從容應對此類試題。

【變式4】下列有關(guān)實驗原理的敘述，正確的是 （ ）

A.脂肪可以被蘇丹Ⅳ染液染成橘黃色

B.在堿性條件下，Cu2+只能與蛋白質(zhì)結(jié)合生成紫色絡(luò)合物

C.還原糖具有還原性，在加熱條件下，能將Cu（OH）2還原成磚紅色的Cu2O

D.可將牛、羊、雞等動物成熟的紅細胞置于蒸餾水中吸水漲破以制備細胞膜

【答案】C

【錯因分析】本題的蘇丹Ⅲ用蘇丹Ⅳ替換，學生容易出現(xiàn)記憶偏差而造成錯選，此外，哺乳動物成熟的紅細胞是制備細胞膜的最佳材料，學生不認真審題也會錯選D。

【答案解析】本題考查生物組織中化合物的鑒定，對于此類試題，需要學生注意的細節(jié)較多。脂肪可被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色，也可被蘇丹Ⅳ染液染成紅色，A 錯誤；在堿性條件下，Cu2+能與肽鍵結(jié)合，生成紫色絡(luò)合物，多肽中也含有肽鍵，B 錯誤；還原糖具有還原性，在加熱條件下，能將藍色的Cu（OH）2還原成磚紅色的Cu2O，C 正確；獲得純凈的細胞膜時，需要將羊等哺乳動物成熟的紅細胞置于蒸餾水中，讓紅細胞吸水漲破，而雞不是哺乳動物，D 錯誤。

5.結(jié)束語

隨著新高考改革的深入推進，以“一核四層四翼”為理論依托的學科核心素養(yǎng)的考查力度逐漸加強?！凹毎姆肿踊A(chǔ)”這一單元的知識點簡單，一旦與復雜情境相結(jié)合，考查學生獲取信息、科學思維和科學探究等能力時，往往會給學生解題造成不小的困擾。因此，廣大師生在高三一輪復習備考的過程中，不僅要注重夯實基礎(chǔ)知識，還要厘清單元與單元之間、概念與概念之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，重視復雜情境分析能力的訓練，方能從容應對高考。