把脈問診 對癥下藥
——由一道2019年高考題引發(fā)的思考

張 佳

（四川省成都市雙流棠湖中學 四川成都 610200）

《普通高中生物新課程標準（2017年版）》明確指出生物學學科核心素養(yǎng)是學生在解決真實情境中的實際問題時所表現出來的價值觀、必備品格與關鍵能力，其中，科學思維是生物學學科核心素養(yǎng)的一個方面。高考試題通過設置真實的情境考查各種核心素養(yǎng)就成為了學科特色，其考查水平與所呈現的試題情境的復雜程度有關。筆者通過對2019年32題的一個小題把脈問診，找到學生面對復雜情境時錯誤答題的原因，并進行總結反思。

1 原題再現，分析試題

（2019年Ⅰ卷32題節(jié)選）某實驗室保存有野生型和一些突變型果蠅。果蠅的部分隱性突變基因及其在染色體上的位置圖1所示。回答下列問題。

圖1 基因與染色體的關系圖

（1）同學甲用翅外展粗糙眼果蠅與野生型（正常翅正常眼）純合子果蠅進行雜交，F2中翅外展正常眼個體出現的概率為_____________。圖中所列基因中，不能與翅外展基因進行自由組合的是____________。

參考答案：3/16 紫眼基因

分析：該小題考查學生在科學實驗情境中運用自由組合定律的知識進行分析推斷的能力，屬于科學思維的二級水平。該問也是本題中最簡單的一個問題，可是從學生答題情況的反饋來看，錯誤率并不低。筆者通過調查交流，找到了學生的幾個常見錯因，并針對錯因進行了深度剖析。

2 把脈問診，找到錯因

2.1 未掌握孟德爾遺傳規(guī)律的實質

部分學生認為一個基因中的兩個字母在遺傳時是可以彼此分離并自由組合的，誤將翅外展個體的基因型表示為ddpp，純合正常翅個體的基因型表示為DDPP，緊接著錯誤推導得出純合翅外展與正常翅個體雜交后F2個體出現了4種情況：D_P_，D_pp，ddP_，ddpp。因為D_pp、ddP_對應的性狀無法確定，所以該題解答陷入了僵局。

該題中果蠅翅膀性狀的基因用2個字母d、p共同表示，分析時需要將dp看成一個整體，即它們共同分布于染色體的同一個位點。字母之間的關系既不是位于同源染色體上的等位基因，也不是位于非同源染色體上的非等位基因，故遺傳時，不會遵循孟德爾的兩大遺傳規(guī)律。

2.2 被2個字母所表示的基因符號迷惑

該題中焦剛毛等性狀的基因符號都是用兩個字母表示，增加了信息的干擾度。那這樣的表示方式是命題者故弄玄虛嗎？

用單一字母表示基因符號，是高中生物經典遺傳中最常見的方式，孟德爾選用顯性性狀第一字母的大小寫分別表示顯隱性基因（如Y表示黃子葉，y表示綠子葉），摩爾根等人以研究的突變性狀（如白眼）的第一字母（w）表示相應基因的符號。但隨著科學家所研究的基因種類和數目的增多，僅用第一字母就難以區(qū)分各種基因，于是出現了用基因英文名稱中2個或3個字母的縮寫來表示的情況，如本題中焦剛毛基因為sn（singed縮寫），而野生型為Sn。同理紫眼pr是purle（紫色的）縮寫，粗糙眼ru是rough（粗糙的）縮寫，翅外展dp是develop（展開的）縮寫。由于自然界物種繁多，基因類型繁雜，隨著研究的深入，基因符號的使用也在不斷發(fā)展。為了更加規(guī)范地表示各物種的基因符號，國際上陸續(xù)建立了有關各物種遺傳符號命名委員會。所以本題中用兩個字母表示基因符號是一種科學規(guī)范的呈現。

2.3 信息獲取與轉化能力不足

部分學生既沒有被題干中基因的符號表示方式所迷惑，也能說出孟德爾兩大遺傳規(guī)律的實質，但是不能順利完成信息轉化，導致思維混亂，半路卡殼。統(tǒng)計分析歷年高考題，會發(fā)現該題以2017年海南卷的一道遺傳題為原型。

（2017年海南卷節(jié)選）純合體野生型果蠅表現為灰體、長翅、直剛毛，從該野生型群體中分別得到了甲、乙、丙三種單基因隱性突變的純合體果蠅，其特點見表1。其中Ⅱ、Ⅲ號染色體為常染色體，回答下列問題：

表1 甲、乙、丙果蠅的特點

（1）用乙果蠅與丙果蠅雜交，F1的表現型是_____；F1雌雄交配得到的F2不符合9∶3∶3∶1的表現型分離比，其原因是__________。

參考答案：灰體長翅 兩對基因均位于Ⅱ號染色體上，不能進行自由組合

分析：該題中果蠅殘翅性狀的基因也是用兩個字母vg表示（vestigial的縮寫），但學生在解決該題時并未出現困難，關鍵原因是該題所呈現的信息更為具體。ee、bb這樣常見的基因型呈現方式暗示強化學生關于果蠅是二倍體生物的認識，vgvg的基因型表示方式也消除了大部分學生關于基因符號表示的困惑。學生可以快速抓住分析問題的本質，即相對性狀的純合親本雜交，F1性狀為顯性；位于一對同源染色體上的非等位基因，遺傳時不遵循自由組合定律。

反觀2019年這道高考題，題干中的干擾項增加，信息呈現方式高度概括提煉，對學生的信息獲取以及運用能力提出更高的要求。果蠅是二倍體生物為本題的隱含條件，學生基于題干所呈現的果蠅隱性突變基因及其在染色體上的位置信息進行圖圖轉化，構建如圖2所示的模型圖。因為果蠅的2號、3號染色體都是常染色體，結合圖示，純合翅外展粗糙眼果蠅的基因型為dpdpruru，純合野生型果蠅的基因型為DpDpRu-Ru。根據學生的答題習慣，可將基因型簡化為ddrr和DDRR。這樣該題就轉化為了學生所熟悉的兩對相對性狀的雜交實驗。

圖2 果蠅相關基因在染色體上的分布情況

3 教學反思，對癥下藥

3.1 梳理概念，構建知識網絡

生物學是以核心概念為基礎的學科，高考題考查的內容大部分也都是教材中的核心概念。教師在日常教學中應重視核心概念的構建，引導學生理解概念的內涵與外延，并促進學生以核心概念為中心，由點到面構建概念之間的邏輯關系，形成結構化的認知體系。當學生具備系統(tǒng)有序的知識體系后，可以更加自信冷靜地解決復雜情境中的問題，就可以避開很多信息的干擾。例如，本題考查到的核心概念是基因，解決本題還需要學生厘清果蠅相關概念的關系圖（圖3）。

圖3 以基因為核心概念的概念圖

3.2 深度學習，發(fā)展高階思維

科學思維是生物學學科核心素養(yǎng)之一，是人們認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力。研究者在分析研究對象時所表現出的思維水平可以分為低階思維和高階思維，高階思維的養(yǎng)成，不僅能使學生應試中脫穎而出，也能助力學生的終身學習。生物學科重視基礎知識，但生物學科也是講“理”的學科。教師如果長期帶領學生糾纏在零碎知識的識記中，是不可能培養(yǎng)學生的高階思維的。教師應充分挖掘教學資源，充分了解學情，巧設問題情境，將有邏輯、有層次的思維訓練滲透在教學中的各個環(huán)節(jié)，為學生思維發(fā)展鋪設好每個臺階。如果學生科學思維發(fā)展水平比較低時，教師可通過鋪設過渡性的問題幫助學生思考。例如，教師可以設置以下幾個問題：①若翅外展基因用d表示，粗糙眼基因用r表示，畫出題干中親代果蠅雜交的遺傳圖解。②替換圖示中的字母，d→dp，r→ru。③結合果蠅的染色體組成，畫出親代果蠅的染色體簡圖并標上基因。

可見，問題情境的干擾程度越高，概括程度越高，新穎程度越高，對學生的科學思維水平的要求也就越高。教師可根據學生的認知實際，找到學生的最近發(fā)展區(qū)，通過遞進性和層次性的問題引領，逐漸提升學生的科學思維。當然，科學思維的培養(yǎng)與發(fā)展并非一朝一夕的事，需要教師長期的堅持與培養(yǎng)。

3.3 情境載體，培養(yǎng)關鍵能力

關鍵能力是高考考查中的重點內容，而情境是實現能力考查的載體。本題將問題設置在一個學生熟悉的科研探索情境中，消除了學生的恐懼。但是，新信息的呈現又增加了情境的難度，易進難出，側重考查學生的知識獲取能力群。學生需要理解基因符號的含義以及對信息進行整理加工，這也就意味著學生需要在有效時間內，排除情境中新信息的干擾，抓住研究問題的實質：控制兩對性狀翅外展/正常翅，粗糙眼/正常眼的基因位于兩對同源染色體上，遺傳時可遵循自由組合定律。能力的培養(yǎng)與情境的創(chuàng)設有關，教師需要在課堂教學、復習總結、試題命制等教學環(huán)節(jié)中積極創(chuàng)設真實有效的情境，為學生核心素養(yǎng)的發(fā)展和學科能力的提升提供有營養(yǎng)的土壤條件。