安徽 夏幫青

不怕探究性試題難 三策過后盡開顏

安徽 夏幫青

“探究性試題”不但對課程改革具有強大的推動作用，而且是新課程理念在考試評價中的具體體現(xiàn)，是生物高考的亮點，也是學生解題的難點。探究性試題可以從三個方面去破解。以下通過幾個實例，探討探究性問題的命題特點、求解路徑和方法。

1 探究性試題的主要特征

1.1 體現(xiàn)實實在在的探究行為

一道探究題要有效考查學生的探究能力就必須將探究內(nèi)容置于具體情境之中，讓學生在解題中切身經(jīng)歷一次探究活動。因而，探究性試題努力按照前人發(fā)現(xiàn)和認知的過程進行“還原”，使得“結(jié)果形態(tài)”的知識轉(zhuǎn)化為“過程形態(tài)”的知識，從而讓學生在解題過程中經(jīng)歷和體驗知識的“再創(chuàng)造”和發(fā)展的過程，與生產(chǎn)知識的人和歷史進行對話，感受知識的形成過程。學生只有在已有知識和經(jīng)驗的基礎上，臨場施展出“分析與結(jié)論”的行為，才能得到題目的答案。

1.2 突出探究方法和手段

知識不應是簡單堆積，還包含著科學探究的過程，科學的研究方法，科學研究思想等。學生只有理解和掌握了這些思想方法和手段，才能增強探究的能力。結(jié)合一些研究方法和手段來設計探究性試題，然后在思維方法的引領下，再去考慮操作要領的考查，以促使學生在操作實踐的考查中對生物學的研究方法和手段有進一步認識和感悟。

1.3 突出主觀開放性

探究本身體現(xiàn)著一種“未知”、一種多元、一種創(chuàng)新，由于學生對同一問題可以從不同角度和不同層次進行探索和分析。因此探究性試題結(jié)論不確定、方向不明朗、答案多樣化。

2 探究性試題的解題策略

2.1 嘗試猜想——求解探究性問題之“基”

探究性問題由于方向不明，往往需要先嘗試，即所謂“試一試”，往往是進行一些特殊化處理，以獲得解題方向，了解某些思路的可行性，之后進行猜想、驗證。

例1 下圖1為某種單基因遺傳病的系譜圖（深色代表的個體是該遺傳病患者，其余為表現(xiàn)型正常個體）。請結(jié)合圖解回答：

圖1

（1）若該病是常染色體隱性遺傳病，Ⅳ1和Ⅳ2婚配生出患病孩子的概率是3/35，推測Ⅲ4和Ⅳ1可能的基因型及其概率：Ⅲ4_____________，Ⅳ1_________________。

（2）若某地區(qū)該遺傳病的患病概率是1/10 000，則Ⅳ2與該地區(qū)無親緣關(guān)系的正常女子婚配，生出患病孩子的概率為__________。

【解析】Ⅳ1和Ⅳ2表現(xiàn)型正常，如果他們的子代患病概率是3/35，由此可以判斷配子的乘積是3/5a×1/7a，或者是3/7a×1/5a，因此a=3/5，或a=1/7，或a=3/7，或a=1/5。

嘗試1：Ⅳ2配子a=3/5時A=2/5。因為基因型為AA與Aa成一定比例的個體（Ⅳ1和Ⅳ2）不可能產(chǎn)生配子的概率a大于A，所以雌雄（或雄雌）配子的乘積不可能是3/5a×1/7a，只能是3/7a×1/5a，即配子a≠3/5，或a≠1/7。

嘗試2：Ⅳ2的配子a=1/5時A=4/5，由此判斷Ⅳ2的基因型及其比例為AA=3/5，Aa=2/5，從遺傳系譜圖分析Ⅲ3的基因型概率是AA=1/3，Aa=2/3。

那么Ⅲ4的基因型的概率是多少才能使得Ⅳ2的基因型概率為AA=3/5，Aa=2/5？

設Ⅲ4的基因型概率為Aa=x，那么AA=1-x，則有：

____________Ⅲ3的配子_________________2/_________________________3A_1/3_aⅢ4的配_子比______例（1-x/2）A （2-x）/3 AA ______（2-x___________）/6Aa x/2 a_____________________2x/6_Aa__Ⅳ2不是a_____________a，不予考慮

整理表中數(shù)據(jù)，得到

[（2-x）/3AA]︰[（2+x）/6Aa]=3︰2

解得x=2/7，所以Ⅲ4的基因型的概率為AA=5/7，Aa=2/7。

前面我們設定Ⅳ2產(chǎn)生的a=1/5，所以，Ⅳ1產(chǎn)生a=3/7，推得Ⅳ1的基因型的概率為AA=1/7，Aa=6/7。

嘗試3：如果Ⅳ2的配子a=3/7，則Ⅳ2的基因型概率為AA=1/7，Aa=6/7。那么Ⅲ4的基因型的概率又是多少才能使得Ⅳ2的基因型概率為AA=1/7，Aa=6/7？

我們?nèi)匀辉OⅢ4的基因型概率為Aa=x，那么AA=1-x，根據(jù)上面棋盤格的算法，則有：

[（2-x）/3AA]︰[（x+2）/6Aa]=1︰6

解得x=22/13，因為Aa所占的比例不可能大于1，故舍去。

（2）從上面的分析已知Ⅳ2的基因型概率為AA=3/5，Aa=2/5，他產(chǎn)生配子a=1/5，根據(jù)題干中提供的信息，很容易判斷出“該地區(qū)無親緣關(guān)系的正常女子”產(chǎn)生a的概率為1/101，所以他們婚配產(chǎn)生患病孩子的概率為1/505。

【答案】（1）Ⅲ4：AA=5/7與Aa=2/7 Ⅳ1：AA=1/7與Aa=6/7 （2）1/505

本題通過多次嘗試，作出猜想，經(jīng)過驗證，獲得了成功。嘗試主要包括一般問題特殊化、抽象問題具體化等。嘗試后有時需要猜想、驗證，以尋求問題的突破口。當嘗試、猜想遇到困難時，才考慮轉(zhuǎn)向。因此，“嘗試、猜想”構(gòu)成了解決探究性問題的根基。

2.2 聯(lián)想、轉(zhuǎn)換——求解探究性問題之“核心”

解決某些探究性問題，如果經(jīng)過若干次嘗試，致思維受阻，就需要分析原因，調(diào)整策略，根據(jù)題設進行聯(lián)想、轉(zhuǎn)換，進行新的嘗試?！奥?lián)想”是因某人或某事而想起其他相關(guān)的人和事，溝通新舊知識的內(nèi)在聯(lián)系，在處理新問題時，如果能根據(jù)已知與未知間的某種聯(lián)系產(chǎn)生聯(lián)想，并運用知識的正遷移規(guī)律，則能使問題得到順利解決。利用聯(lián)想，能很快找到解題的突破口，也能使解答過程非常簡潔、流暢。

例2 為了研究根負向光性生長與生長素的關(guān)系，將風信子幼苗分別培養(yǎng)在不同濃度生長素溶液中。用相同的水平單側(cè)光照射根部，測得根彎曲角度及生長情況如下表。

生長素處理1周后水培風信子根生長變化情況

（1）外源生長素對風信子幼苗根生長調(diào)節(jié)的特點是_________。可以預測使根生長最快的外源生長素濃度在_______________。

（2）有同學認為外源生長素對根負向光性傾斜角度影響最小的濃度是10-5mg/L。你是否同意上面同學的觀點？請簡要說明理由，并說明確定外源生長素對根負向光性傾斜角度影響最小的濃度的方法。

【解析】因為生長素濃度在10-5mg/L時，根長9.1 cm，有學生據(jù)此認為使根生長最快的生長素濃度范圍在0～10-5mg/L之間。解題時如果根據(jù)題干信息，聯(lián)想到教材中生長素與植物生長的關(guān)系圖，把實驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖像，利用圖像的直觀性，找出“起點”“拐點”等所對應生長狀況和外源生長素的濃度。從這些特殊點找到明確信息，實現(xiàn)快速、準確解題。

（1）將風信子幼苗根長度與外源生長素濃度繪成典型圖像如圖2，答案便一目了然。外源生長素對風信子幼苗根的生長的調(diào)解具有的特點是低濃度促進生長，高濃度抑制生長。使根生長最快的外源生長素濃度在0～10-4mg/L之間，既不促進也不抑制根生長的外源生長素濃度在10—4～10-3mg/L之間。

圖2

（2）由題意可知，外源生長素濃度為零時，風信子幼苗根負向光性傾斜角為22.3°，以此為起點，會出現(xiàn)三種可能：外源生長素對根負向光性傾斜角影響最小的濃度小于10-5mg/L（圖3）、等于10-5mg/L（圖4）及大于10-5mg/L（圖5）。依據(jù)以上三種可能可繪制出以下三條曲線。

圖3

圖4

圖5

綜合以上三種情況可知，外源生長素對根負向光性傾斜角度影響最小的濃度，應該在0～10-4mg/L范圍內(nèi)。

【答案】（1）低濃度促進生長，高濃度抑制生長 0～10-4m/L之間 （2）不同意。從表中信息只能判斷出外源生長素對根負向光性傾斜角度影響最小的濃度是0～10-4m/L之間，有大于、小于和等于10-5mg/L三種可能。為進一步探究外源生長素對根負向光性傾斜角度影響最小的濃度，應該在0～10-4m/L范圍內(nèi)再設置更細致的濃度梯度實驗，如2×10-5，3×10-5。

當嘗試沒能成功時則需分析原因，尋求對策，根據(jù)探究性問題的特點，合理聯(lián)想，轉(zhuǎn)換角度，再次嘗試！將“嘗試、猜想”與“聯(lián)想、轉(zhuǎn)換”有機結(jié)合，效果會更佳。因此，“聯(lián)想、轉(zhuǎn)換”是解決探究性問題的核心元素。

2.3 對比、判斷——求解探究性問題之“魂”

解決探究性問題，在嘗試、猜想、聯(lián)想、轉(zhuǎn)換之后，可能有幾種方案需要對比、優(yōu)化，可能需要提升和拓展，這就需要我們憑借一雙慧眼，發(fā)現(xiàn)聯(lián)系、及時判斷、作出選擇，以獲得成功。

例3 小鼠的體色黑色和白色是一對相對性狀，由兩對獨立遺傳的等位基因E和e、F和f控制，其體色與基因關(guān)系如圖6。用兩只純合小鼠雜交，結(jié)果如圖7。請回答下列問題：

圖6

圖7

（1）體色性狀是由基因通過_______來控制的。

（2）根據(jù)圖6和圖7的雜交實驗結(jié)果可判斷E（e）基因位于___________（填“?！被颉靶浴保┤旧w上。由圖7雜交實驗可判斷出母本的基因型是_________。

（3）為進一步確定父本的基因型，讓F1中的雌雄小鼠相互交配，觀察并統(tǒng)計F2中黑色和白色的個體數(shù)量。

預測實驗結(jié)果及結(jié)論：

①若F2中黑色∶白色約為_________，則基因型為________。

②若F2中黑色∶白色約為_________，則基因型為_______。

【解析】本題旨在考查學生結(jié)合所學知識對某些生物學問題進行分析、推理、判斷、并設計相關(guān)遺傳實驗、預期實驗結(jié)果獲取結(jié)論的能力。

（1）圖6中基因是通過控制酶的合成來控制代謝過程進而控制小鼠體色這一性狀的。

（2）圖7中子代表現(xiàn)型與性別有關(guān)，說明E、e和F、f必然有一對基因位于性染色體上。

若E、e位于性染色體上，則親本白色雄性小鼠基因型可能為FFXEY、FFXeY或ffXeY，黑色雌性小鼠基因型為ffXEXE。

嘗試1：若白色雄鼠基因型為FFXEY或FFXeY，則子代均為白色。

嘗試2：若白色雄鼠基因型為ffXeY，則子代均為黑色。

嘗試1、嘗試2與圖7實驗結(jié)果不一致，則E、e不位于性染色體上。

若F、f位于性染色體上，則親本白色雄性小鼠的基因型可能為eeXfY、eeXFY或EEXFY，黑色雌性小鼠基因型為EEXfXf。

嘗試3：若白色雄鼠基因型eeXfY，子代均為黑色。

嘗試4：若白色雄鼠基因型EEXFY或eeXFY，子代雄鼠基因型E_XfY，全為黑色，子代雌鼠基因型E_XFXf，全為白色。

嘗試4與圖7實驗結(jié)果一致，故基因E（e）位于常染色體上，母本基因型為EEXfXf。

（3）父本基因型可能為EEXFY或eeXFY。若父本基因型為EEXFY，母本基因型為EEXfXf，則F1基因型為EEXFXf、EEXfY，F(xiàn)2基因型為EEXfY、EEXFY、EEXFXf、EEXfXf，表現(xiàn)型及比例為黑色∶白色=1∶1；若父本基因型為eeXFY，母本基因型為EEXfXf，則F1基因型為EeXfY、EeXFXf，F(xiàn)2基因型為3E_XfY（黑色）、3E_XFY（白色）、3E_XFX（f白色）、3E_XfXf（黑色）、eeXfY（白色）、eeXFY（白色）、eeXFX（f白色）、eeXfXf（白色），則F2中黑色∶白色=6∶10=3∶5。

【答案】（1）控制酶的合成控制代謝過程

（2）常 EEXfXf

（3）①1∶1 EEXFY

②3∶5 eeXFY

命題專家認為：直覺思維是思維中最活躍、最積極、最具有創(chuàng)造性的成分，直覺思維的最后表現(xiàn)形式即判斷，為“臨門一腳”。因此，“對比、判斷”是解決探究性問題的關(guān)鍵，是“靈魂”，它可以將復雜問題簡單化，解答過程簡潔化、流暢化，凸顯探究的活力和魅力。

（作者單位：安徽省廬江盛橋高級中學）