不怕探究性试题难 三策过后尽开颜

安徽 夏帮青

不怕探究性试题难 三策过后尽开颜

安徽 夏帮青

“探究性试题”不但对课程改革具有强大的推动作用，而且是新课程理念在考试评价中的具体体现，是生物高考的亮点，也是学生解题的难点。探究性试题可以从三个方面去破解。以下通过几个实例，探讨探究性问题的命题特点、求解路径和方法。

1 探究性试题的主要特征

1.1 体现实实在在的探究行为

一道探究题要有效考查学生的探究能力就必须将探究内容置于具体情境之中，让学生在解题中切身经历一次探究活动。因而，探究性试题努力按照前人发现和认知的过程进行“还原”，使得“结果形态”的知识转化为“过程形态”的知识，从而让学生在解题过程中经历和体验知识的“再创造”和发展的过程，与生产知识的人和历史进行对话，感受知识的形成过程。学生只有在已有知识和经验的基础上，临场施展出“分析与结论”的行为，才能得到题目的答案。

1.2 突出探究方法和手段

知识不应是简单堆积，还包含着科学探究的过程，科学的研究方法，科学研究思想等。学生只有理解和掌握了这些思想方法和手段，才能增强探究的能力。结合一些研究方法和手段来设计探究性试题，然后在思维方法的引领下，再去考虑操作要领的考查，以促使学生在操作实践的考查中对生物学的研究方法和手段有进一步认识和感悟。

1.3 突出主观开放性

探究本身体现着一种“未知”、一种多元、一种创新，由于学生对同一问题可以从不同角度和不同层次进行探索和分析。因此探究性试题结论不确定、方向不明朗、答案多样化。

2 探究性试题的解题策略

2.1 尝试猜想——求解探究性问题之“基”

探究性问题由于方向不明，往往需要先尝试，即所谓“试一试”，往往是进行一些特殊化处理，以获得解题方向，了解某些思路的可行性，之后进行猜想、验证。

例1 下图1为某种单基因遗传病的系谱图（深色代表的个体是该遗传病患者，其余为表现型正常个体）。请结合图解回答：

图1

（1）若该病是常染色体隐性遗传病，Ⅳ1和Ⅳ2婚配生出患病孩子的概率是3/35，推测Ⅲ4和Ⅳ1可能的基因型及其概率：Ⅲ4_____________，Ⅳ1_________________。

（2）若某地区该遗传病的患病概率是1/10 000，则Ⅳ2与该地区无亲缘关系的正常女子婚配，生出患病孩子的概率为__________。

【解析】Ⅳ1和Ⅳ2表现型正常，如果他们的子代患病概率是3/35，由此可以判断配子的乘积是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。

尝试1：Ⅳ2配子a=3/5时A=2/5。因为基因型为AA与Aa成一定比例的个体（Ⅳ1和Ⅳ2）不可能产生配子的概率a大于A，所以雌雄（或雄雌）配子的乘积不可能是3/5a×1/7a，只能是3/7a×1/5a，即配子a≠3/5，或a≠1/7。

尝试2：Ⅳ2的配子a=1/5时A=4/5，由此判断Ⅳ2的基因型及其比例为AA=3/5，Aa=2/5，从遗传系谱图分析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的基因型概率为AA=3/5，Aa=2/5？

设Ⅲ4的基因型概率为Aa=x，那么AA=1-x，则有：

____________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，不予考虑

整理表中数据，得到

[（2-x）/3AA]︰[（2+x）/6Aa]=3︰2

解得x=2/7，所以Ⅲ4的基因型的概率为AA=5/7，Aa=2/7。

前面我们设定Ⅳ2产生的a=1/5，所以，Ⅳ1产生a=3/7，推得Ⅳ1的基因型的概率为AA=1/7，Aa=6/7。

尝试3：如果Ⅳ2的配子a=3/7，则Ⅳ2的基因型概率为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的基因型概率为AA=1/7，Aa=6/7？

我们仍然设Ⅲ4的基因型概率为Aa=x，那么AA=1-x，根据上面棋盘格的算法，则有：

[（2-x）/3AA]︰[（x+2）/6Aa]=1︰6

解得x=22/13，因为Aa所占的比例不可能大于1，故舍去。

（2）从上面的分析已知Ⅳ2的基因型概率为AA=3/5，Aa=2/5，他产生配子a=1/5，根据题干中提供的信息，很容易判断出“该地区无亲缘关系的正常女子”产生a的概率为1/101，所以他们婚配产生患病孩子的概率为1/505。

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

本题通过多次尝试，作出猜想，经过验证，获得了成功。尝试主要包括一般问题特殊化、抽象问题具体化等。尝试后有时需要猜想、验证，以寻求问题的突破口。当尝试、猜想遇到困难时，才考虑转向。因此，“尝试、猜想”构成了解决探究性问题的根基。

2.2 联想、转换——求解探究性问题之“核心”

解决某些探究性问题，如果经过若干次尝试，致思维受阻，就需要分析原因，调整策略，根据题设进行联想、转换，进行新的尝试。“联想”是因某人或某事而想起其他相关的人和事，沟通新旧知识的内在联系，在处理新问题时，如果能根据已知与未知间的某种联系产生联想，并运用知识的正迁移规律，则能使问题得到顺利解决。利用联想，能很快找到解题的突破口，也能使解答过程非常简洁、流畅。

例2 为了研究根负向光性生长与生长素的关系，将风信子幼苗分别培养在不同浓度生长素溶液中。用相同的水平单侧光照射根部，测得根弯曲角度及生长情况如下表。

生长素处理1周后水培风信子根生长变化情况

（1）外源生长素对风信子幼苗根生长调节的特点是_________。可以预测使根生长最快的外源生长素浓度在_______________。

（2）有同学认为外源生长素对根负向光性倾斜角度影响最小的浓度是10-5mg/L。你是否同意上面同学的观点？请简要说明理由，并说明确定外源生长素对根负向光性倾斜角度影响最小的浓度的方法。

【解析】因为生长素浓度在10-5mg/L时，根长9.1 cm，有学生据此认为使根生长最快的生长素浓度范围在0～10-5mg/L之间。解题时如果根据题干信息，联想到教材中生长素与植物生长的关系图，把实验数据转化为图像，利用图像的直观性，找出“起点”“拐点”等所对应生长状况和外源生长素的浓度。从这些特殊点找到明确信息，实现快速、准确解题。

（1）将风信子幼苗根长度与外源生长素浓度绘成典型图像如图2，答案便一目了然。外源生长素对风信子幼苗根的生长的调解具有的特点是低浓度促进生长，高浓度抑制生长。使根生长最快的外源生长素浓度在0～10-4mg/L之间，既不促进也不抑制根生长的外源生长素浓度在10—4～10-3mg/L之间。

图2

（2）由题意可知，外源生长素浓度为零时，风信子幼苗根负向光性倾斜角为22.3°，以此为起点，会出现三种可能：外源生长素对根负向光性倾斜角影响最小的浓度小于10-5mg/L（图3）、等于10-5mg/L（图4）及大于10-5mg/L（图5）。依据以上三种可能可绘制出以下三条曲线。

图3

图4

图5

综合以上三种情况可知，外源生长素对根负向光性倾斜角度影响最小的浓度，应该在0～10-4mg/L范围内。

【答案】（1）低浓度促进生长，高浓度抑制生长 0～10-4m/L之间 （2）不同意。从表中信息只能判断出外源生长素对根负向光性倾斜角度影响最小的浓度是0～10-4m/L之间，有大于、小于和等于10-5mg/L三种可能。为进一步探究外源生长素对根负向光性倾斜角度影响最小的浓度，应该在0～10-4m/L范围内再设置更细致的浓度梯度实验，如2×10-5，3×10-5。

当尝试没能成功时则需分析原因，寻求对策，根据探究性问题的特点，合理联想，转换角度，再次尝试！将“尝试、猜想”与“联想、转换”有机结合，效果会更佳。因此，“联想、转换”是解决探究性问题的核心元素。

2.3 对比、判断——求解探究性问题之“魂”

解决探究性问题，在尝试、猜想、联想、转换之后，可能有几种方案需要对比、优化，可能需要提升和拓展，这就需要我们凭借一双慧眼，发现联系、及时判断、作出选择，以获得成功。

例3 小鼠的体色黑色和白色是一对相对性状，由两对独立遗传的等位基因E和e、F和f控制，其体色与基因关系如图6。用两只纯合小鼠杂交，结果如图7。请回答下列问题：

图6

图7

（1）体色性状是由基因通过_______来控制的。

（2）根据图6和图7的杂交实验结果可判断E（e）基因位于___________（填“常”或“性”）染色体上。由图7杂交实验可判断出母本的基因型是_________。

（3）为进一步确定父本的基因型，让F1中的雌雄小鼠相互交配，观察并统计F2中黑色和白色的个体数量。

预测实验结果及结论：

①若F2中黑色∶白色约为_________，则基因型为________。

②若F2中黑色∶白色约为_________，则基因型为_______。

【解析】本题旨在考查学生结合所学知识对某些生物学问题进行分析、推理、判断、并设计相关遗传实验、预期实验结果获取结论的能力。

（1）图6中基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制小鼠体色这一性状的。

（2）图7中子代表现型与性别有关，说明E、e和F、f必然有一对基因位于性染色体上。

若E、e位于性染色体上，则亲本白色雄性小鼠基因型可能为FFXEY、FFXeY或ffXeY，黑色雌性小鼠基因型为ffXEXE。

尝试1：若白色雄鼠基因型为FFXEY或FFXeY，则子代均为白色。

尝试2：若白色雄鼠基因型为ffXeY，则子代均为黑色。

尝试1、尝试2与图7实验结果不一致，则E、e不位于性染色体上。

若F、f位于性染色体上，则亲本白色雄性小鼠的基因型可能为eeXfY、eeXFY或EEXFY，黑色雌性小鼠基因型为EEXfXf。

尝试3：若白色雄鼠基因型eeXfY，子代均为黑色。

尝试4：若白色雄鼠基因型EEXFY或eeXFY，子代雄鼠基因型E_XfY，全为黑色，子代雌鼠基因型E_XFXf，全为白色。

尝试4与图7实验结果一致，故基因E（e）位于常染色体上，母本基因型为EEXfXf。

（3）父本基因型可能为EEXFY或eeXFY。若父本基因型为EEXFY，母本基因型为EEXfXf，则F1基因型为EEXFXf、EEXfY，F2基因型为EEXfY、EEXFY、EEXFXf、EEXfXf，表现型及比例为黑色∶白色=1∶1；若父本基因型为eeXFY，母本基因型为EEXfXf，则F1基因型为EeXfY、EeXFXf，F2基因型为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），则F2中黑色∶白色=6∶10=3∶5。

【答案】（1）控制酶的合成控制代谢过程

（2）常 EEXfXf

（3）①1∶1 EEXFY

②3∶5 eeXFY

命题专家认为：直觉思维是思维中最活跃、最积极、最具有创造性的成分，直觉思维的最后表现形式即判断，为“临门一脚”。因此，“对比、判断”是解决探究性问题的关键，是“灵魂”，它可以将复杂问题简单化，解答过程简洁化、流畅化，凸显探究的活力和魅力。

（作者单位：安徽省庐江盛桥高级中学）