摭談《考試說明》中綜合運用能力的內(nèi)涵與提升

福建

《考試說明》是高考命題的依據(jù)之一，2019年《考試說明》中的考核目標與要求仍然包含四種能力：理解能力、實驗與探究能力、獲取信息的能力、綜合運用能力，并對每種能力都進行了解釋和例題說明。其中綜合運用能力是生物學科核心素養(yǎng)的總體要求，也是考查學生高階思維的主要方式，即要求學生具有理論聯(lián)系實際，綜合運用所學知識解決自然界和社會生活中的生物學問題的能力。近年高考全國卷考查綜合運用能力的生物學試題均難度較大、得分率較低，未來可能還有繼續(xù)加大考查這種能力力度的趨勢。因此，教師準確把握綜合運用能力的內(nèi)涵是提升學生這種能力的關鍵所在。

一、綜合運用能力的內(nèi)涵和組成

綜合運用能力是將各種經(jīng)學習獲得的能力進行綜合運用，即要求學生能夠應用已學過的生物學知識和觀點，在新的情境中解決一些與生物學有關的實際問題的能力。這一能力要求相對來說更強調(diào)知識的綜合性，以及知識運用的復雜性，側重點在于解決問題而不是解釋和分析問題。因此，綜合運用能力具有知識的綜合性、復雜性和創(chuàng)造性等特征。

綜合運用能力依據(jù)知識涉及領域的大小可分為學科間綜合運用能力與學科內(nèi)綜合運用能力。學科間綜合運用能力往往表現(xiàn)在生物學與數(shù)學、物理、化學間的綜合運用上，強調(diào)自然科學間的共性，主要考查學生綜合運用不同學科的基礎知識、基本技能解決實際問題的能力。學科內(nèi)綜合運用能力是指學科內(nèi)不同模塊知識間的綜合運用，主要用來考查學生能否在較復雜的情境中，綜合運用生物學科的不同知識去分析和闡釋生命現(xiàn)象，評價或提出解決問題的方案。學科內(nèi)綜合運用能力的考查也是高考試題考查學生綜合運用能力的主要形式。下面筆者對近三年全國卷Ⅰ中考查綜合運用能力的試題進行深度解讀，剖析如何靈活應用所學知識解決問題，尋找提升學生綜合運用能力的途徑。

二、綜合運用能力試題的解讀

【例1】（2018年，全國卷Ⅰ，第32題）果蠅體細胞有4對染色體，其中2、3、4號為常染色體。已知控制長翅/殘翅性狀的基因位于2號染色體上，控制灰體/黑檀體性狀的基因位于3號染色體上。某小組用一只無眼灰體長翅雌蠅與一只有眼灰體長翅雄蠅雜交，雜交子代的表現(xiàn)型及其比例如下：________________________________

images/BZ_67_260_862_578_1257.png灰體長翅∶灰體殘翅∶黑檀體長翅∶黑檀_________________________________________________體殘翅____________9∶3∶3∶1____________9∶3∶3∶1____________9∶3∶3∶1 9∶3∶3∶1

回答下列問題：

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

（2）若控制有眼/無眼性狀的基因位于常染色體上，請用上表中雜交子代果蠅為材料設計一個雜交實驗來確定無眼性狀的顯隱性（要求：寫出雜交組合和預期結果）。

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

【解讀】本題以果蠅雜交實驗為背景，涉及果蠅的眼、體色、翅型三對相對性狀，要求學生在掌握分離定律、自由組合定律及伴性遺傳規(guī)律等知識的基礎上分析判斷雜交實驗結果，從而推導出正確的結論。同時，本題還要求學生遵循遺傳實驗的設計原則和方法，正確選擇實驗材料，從而設計出合理的實驗方案，得出預期實驗結果及結論。從實測數(shù)據(jù)分析，本題難度為0.4，屬于中等偏難題，著重考查學生理解、獲取信息、實驗探究及綜合運用能力。

其中第（2）題要求學生根據(jù)分離定律設計雜交來確定無眼性狀的顯隱性。若要準確作答，學生必須先從實驗材料的選擇入手，在題干中獲取實驗設計的有效信息，即“控制有眼/無眼的基因位于常染色體上，用表中雜交子代果蠅為材料”基于此實驗材料的選擇過程為已知親本為無眼雌蠅與有眼雄蠅，控制該對性狀的基因位于常染色體上，子代表現(xiàn)型為有眼∶無眼= 1∶1，則說明子代有眼基因型可能是Aa，也可能是aa；無眼基因型可能是aa，也可能是Aa。若選擇子代中的有眼個體與無眼個體雜交，不論無眼是顯性還是隱性，都可以得出相同的實驗結果（有眼∶無眼= 1∶1），顯然這樣的實驗方案是不可行的。根據(jù)分離定律可知，相同基因型的雜合子交配，子代出現(xiàn)性狀分離；相同基因型的純合子交配，子代只表現(xiàn)出一種表現(xiàn)型，不出現(xiàn)性狀分離。因此，設計實驗方案時可以從子代中選取相同眼的雌雄果蠅交配（無眼×無眼或有眼×有眼），若子代出現(xiàn)性狀分離，且分離比為3∶1，則雜交親本為雜合子，雜合子所表現(xiàn)的性狀為顯性性狀；若子代只表現(xiàn)出一種性狀，不出現(xiàn)性狀分離，則雜交親本為隱性純合子，親本性狀為隱性性狀。第（3）題判斷果蠅三對相對性狀的關系是解題關鍵，已知控制果蠅眼、體色、翅型的基因分別在4、3、2號染色體上，親本灰體長翅雌蠅與灰體長翅雌蠅雜交，子代出現(xiàn)9∶3∶3∶1的比例，則說明控制眼、體色與翅型的基因遵循自由組合定律，且灰體、長翅為顯性性狀。有了這些分析、判斷、推理等思維過程，第（3）題第一問就可以快速得出2×2×2=8種，第二問當子二代黑檀體和長翅出現(xiàn)的概率分別為1/4、3/4時，只有無眼出現(xiàn)概率為1/4，才可能出現(xiàn)黑檀體長翅無眼的比例為1/4×3/4×1/4=3/64，從而推導出無眼為隱性性狀。

【答案】（1）不能 無眼 只有當無眼為顯性時，子代雌雄個體中才都會出現(xiàn)有眼與無眼性狀的分離（2）雜交組合：無眼×無眼 預期結果：若子代中無眼∶有眼= 3∶1，則無眼為顯性性狀；若子代全部為無眼，則無眼為隱性性狀。 （3）8 隱性

【例2】（2017年，全國卷Ⅰ，第29題）根據(jù)遺傳物質(zhì)的化學組成，可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型。有些病毒對人類健康會造成很大危害。通常，一種新病毒出現(xiàn)后需要確定該病毒的類型。

假設在宿主細胞內(nèi)不發(fā)生堿基之間的相互轉換。請利用放射性同位素標記的方法，以體外培養(yǎng)的宿主細胞等為材料，設計實驗以確定一種新病毒的類型。簡要寫出（1）實驗思路，（2）預期實驗結果及結論即可（要求：實驗包含可相互印證的甲、乙兩個組）。

【解讀】本題以探究新病毒的類型為背景，要求學生利用放射性同位素標記法，以體外培養(yǎng)的宿主細胞為材料（假設宿主細胞內(nèi)不發(fā)生堿基的相互轉換），設計實驗確定新病毒是RNA病毒，還是DNA病毒。這要求學生必須在完成遺傳物質(zhì)組成、DNA和RNA成分差別、病毒的特征和繁殖、噬菌體侵染細菌實驗等生物學知識的儲備和理解的基礎上，將已學知識進行遷移并運用到新情境中，解決實際問題。同時，此題還要求學生有較強的文字表達能力和清晰縝密的思路。實測數(shù)據(jù)顯示，本題均分為0.85分，難度為0.09，屬于極難題，考查學生理解、獲取信息、實驗探究及綜合運用能力。

放射性同位素標記法是用放射性同位素作為標記，制成標記化合物，利用其不斷放出特征射線的性質(zhì)進行追蹤的方法，它可以追蹤病毒在宿主細胞體內(nèi)或體外的位置、數(shù)量及轉變過程等。教材中有多個經(jīng)典實驗涉及該方法，如噬菌體侵染細菌實驗等。學生若能將該知識進行遷移運用，則可以利用3H標記宿主細胞的堿基T或U，再利用3H標記的宿主細胞培養(yǎng)病毒，這樣就可以將3H標記的堿基T或U摻入子代病毒的DNA或RNA中，從而檢測出待測病毒的核酸種類。學生將這些已學知識進行提煉遷移，把要求作答的實驗思路轉化成如下實驗設計過程，即從一般到特殊、從常規(guī)到精簡。這種做法大大降低了解題思維的復雜性，更有利于書寫實驗思路。

實驗目的：探究新病毒的類型—— 是RNA病毒還是DNA病毒。

實驗原理：病毒的遺傳物質(zhì)是RNA或DNA，RNA有堿基U沒有堿基T，DNA有堿基T沒有堿基U；病毒必須利用宿主細胞才能進行自我復制增殖。利用同位素標記堿基U或T，檢測子代病毒同位素的放射性情況，從而檢測出子代病毒的核酸中是含有堿基U還是堿基T，最終推導出病毒的類型。

實驗變量：自變量——放射性同位素標記的堿基U或T ；因變量—— 子代病毒的放射性情況；無關變量—— 接種病毒的數(shù)量、宿主細胞的種類等。

實驗步驟：1.取大小相同且潔凈的培養(yǎng)瓶若干，平均分成兩份，分別標記為甲、乙組。

2.在甲組培養(yǎng)液中加入適量放射性同位素標記的尿嘧啶（U）；乙組培養(yǎng)液中加入與甲組等量放射性同位素標記的胸腺嘧啶（T），同時分別向甲、乙兩組接種等量的同種宿主細胞。

3.一段時間后，分別向甲、乙兩組接種等量的待測新病毒。

4.培養(yǎng)一段時間，檢測并記錄甲、乙兩組子代病毒的放射性情況。

最后預期實驗結果及結論。

【答案】（1）思路

甲組：將宿主細胞培養(yǎng)在含有放射性標記尿嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。

乙組：將宿主細胞培養(yǎng)在含有放射性標記胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。

（2）結果及結論

若甲組收集的病毒有放射性，乙組無，即為RNA病毒；反之為DNA病毒。

【例3】（2016年，全國卷Ⅰ，第30題）為了探究生長條件對植物光合作用的影響，某研究小組將某品種植物的盆栽苗分成甲、乙兩組，置于人工氣候室中，甲組模擬自然光照，乙組提供低光照，其他培養(yǎng)條件相同。培養(yǎng)較長一段時間（T）后，測定兩組植株葉片隨光照強度變化的光合作用強度（即單位時間、單位葉面積吸收CO2的量），光合作用強度隨光照強度的變化趨勢如圖所示。回答下列問題：

（1）據(jù)圖判斷，光照強度低于a時，影響甲組植物光合作用的限制因子是___________________________________________ 。

（2）b光照強度下，要使甲組的光合作用強度升高，可以考慮的措施是提高____________（填“CO2濃度”或“O2濃度”）。

（3）播種乙組植株產(chǎn)生的種子，得到的盆栽苗按照甲組的條件培養(yǎng)T時間后，再測定植株葉片隨光照強度變化的光合作用強度，得到的曲線與甲組的相同。根據(jù)這一結果能夠得到的初步結論是________________________________________ 。

【解讀】本題以不同光照條件對某植物光合作用強度的影響為背景，要求學生能對實驗結果進行分析、解釋、推理及運用，以解決生產(chǎn)上的實際問題。學生首先必須熟練掌握影響植物光合作用的環(huán)境因素及各因素間的關系；植物在生長期對某一特定環(huán)境因素產(chǎn)生適應性的生理變化與遺傳變異導致的性狀改變之間的區(qū)別：前者的性狀發(fā)生改變，但由于植物遺傳物質(zhì)沒有改變，這種變化只表現(xiàn)在當代，不會遺傳到下一代。該題平均分為3.9分，難度為0.49，屬于中等偏難題。其中第（3）題滿分為4分，平均分為0.74分，難度為0.19，屬于極難題。

其中（3）題干中“播種乙組植株產(chǎn)生的種子”是非常關鍵的信息，它說明對該實驗結果的分析要涉及遺傳變異的知識。低光照的乙組植物產(chǎn)生的下一代植株，培養(yǎng)在甲組自然光照下，得到與甲組相同的實驗結果。這說明乙組植物在長時間的低光照強度中形成了適應低光照強度的生理特性，即降低了乙組植物的光飽和點和光補償點，但是這種變化沒有引起乙組植物遺傳物質(zhì)的變化，故乙組下一代的遺傳性狀并沒有改變。這道題要求學生能夠從題干中準確獲取有效信息，靈活運用植物生理學知識和遺傳變異的知識，從內(nèi)因和外因入手，分析引起植物光合作用強度變化的關鍵因素，指導生產(chǎn)實踐。

【答案】（1）光照強度 （2）CO2濃度

（3）乙組光合作用強度與甲組的不同是由環(huán)境因素低光照引起的，而非遺傳物質(zhì)的改變造成的

三、綜合運用能力提升的建議

與理解能力中的“運用知識”相比，綜合運用能力更強調(diào)學生運用知識的綜合性和復雜性，更側重解決實際問題的能力。進入高三復習備考的沖刺階段，筆者建議教師可以從以下幾個方面提升學生的綜合運用能力，破解高考生物壓軸題。

1.夯實基礎，提升理解能力

理解能力是高中生物學科學習能力的核心，也是《考試說明》中其他三種能力的基礎。經(jīng)過一輪單元過關的系統(tǒng)復習，學生必須達到熟練掌握和準確理解生物學基本概念、基本原理、生理過程等基礎知識，同時能構建比較完善的知識網(wǎng)絡體系，并把握相關知識的內(nèi)在聯(lián)系。以上三道例題都考查了學生理解能力、獲取信息的能力及實驗與探究能力。

2.專題復習，破解壓軸題

近幾年全國卷生物學科的壓軸題幾乎都考查遺傳、細胞代謝、生命活動的調(diào)節(jié)等模塊的主干知識，并結合實驗進行命題。因此，在高三寶貴的沖刺階段，筆者建議教師用實驗貫穿三大模塊知識來確定專題內(nèi)容，還可以通過高考真題與模塊知識相結合的形式來確定專題內(nèi)容，同時專題復習結合典型例題的解法指導也是必要的。如根據(jù)例1探究型遺傳實驗設計題可以歸納出七種常見考查內(nèi)容：① 探究性狀遺傳是否遵循孟德爾的遺傳規(guī)律；② 探究某個體是純合子或雜合子；③ 探究某性狀的顯隱性；④ 探究某基因的位置；⑤ 探究某變異性狀的出現(xiàn)原因（基因突變、基因重組、染色體變異或環(huán)境因素）；⑥ 探究某個體基因型的組成（基因型鑒定）；⑦ 探究某生物突變類型（顯隱性突變）。

3.銜接高校，適度拓展知識

高考命題專家組成員全部是來自高校的教授，故高考試題的命題風格會不同于中學教師命制的試題，若教師還從中學教材或教輔的知識層面來解讀高校教授命制的試題，就會出現(xiàn)某些知識點認知上的偏差。如胞吞胞吐不是跨膜運輸；種群增長速率是曲線上斜率等等。在沖刺階段教師若主動銜接高校，適度拓展主干知識，也是提升綜合運用能力的途徑之一。比如利用高校教材《遺傳學》中雜交實驗圖進行命題、對遺傳習題進行改編、適度拓展遺傳第三定律及表觀遺傳學等知識。

4.關注生活，理論聯(lián)系實際

基于生物學科核心素養(yǎng)下的高考生物試題所體現(xiàn)的課外信息量越來越多，以能力考查為主的高考生物試題不再拘泥于教材，試題往往以某一生物學相關事件為背景，從相關的社會生產(chǎn)實踐，影響科學、技術和社會的生物新技術、新進展等方面對學生進行多方位、多角度的能力考查。因此，歸類整理生產(chǎn)、生活中的熱點問題，如農(nóng)作物增產(chǎn)、人體健康、遺傳病、環(huán)境污染、現(xiàn)代生物技術應用等問題，積累解決相關問題的方法技巧，也是提升學生綜合運用能力的途徑之一。