例析核酸和蛋白質(zhì)考點 導向中學生物學教學

熊連翔（四川省綿陽市教育科學研究所 四川綿陽 621000）

隨著中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)研究成果的發(fā)布，高考改革率先推進核心素養(yǎng)在基礎教育階段的落實，通過高考評價體系確立“立德樹人、服務選拔、導向教學”的積極作用。高考試題又怎樣導向教學？以近3年高考新課標全國卷中核酸和蛋白質(zhì)考點的試題為例，闡述如何分析高考試題，引導中學生物學教學。

1 核酸和蛋白質(zhì)考點在考試大綱中的具體要求（表1）

表1 與核酸和蛋白質(zhì)知識相關的考點內(nèi)容及考綱要求

［高考解讀］分子生物學的發(fā)展促使細胞生物學的研究進入了分子水平，其中核酸和蛋白質(zhì)是2 類最重要的生物大分子，分別承擔生命活動的重要功能又密切聯(lián)系。從《考試大綱》要求來看，均屬最高Ⅱ級（理解所列知識和其他相關知識之間的聯(lián)系和區(qū)別，并能在較復雜的情境中綜合運用其進行分析、判斷、推理和評價）［1］要求，直接或間接涉及了教材至少10 個考點內(nèi)容。

［教學導向］核酸和蛋白質(zhì)是中學細胞生物學最基本的知識，不僅是學習其他模塊的基礎，還反映了細胞生物學研究的新進展及相關的實際應用。教學中引導學生在微觀層面上，更深入地理解生命的本質(zhì)，了解生命的物質(zhì)性和生物界的統(tǒng)一性，有助于生命觀念的形成。通過核酸和蛋白質(zhì)的有關實驗與探究，掌握科學探究的基本思路和方法，提高實踐能力和團隊合作、勇于創(chuàng)新的能力［2］。

2 核酸和蛋白質(zhì)考點在近3年新課標全國卷中總體概述

表2 近3年新課標全國卷中核酸和蛋白質(zhì)考點統(tǒng)計

［高考解讀］核酸和蛋白質(zhì)知識考點，每年考，每卷考，每卷平均涉及3 道題，可謂高頻考點；分值平均每套不低于10 分，而且有逐年增加的趨勢?？疾樾问匠Ｒ娪谶x擇題、大題的個別設問中，甚至整個大題集中考查，例如2017年全國卷Ⅰ的第29 題（10 分）考查核酸，2018年全國卷Ⅲ的第30 題（10 分）考查蛋白質(zhì)。

［教學導向］作為高考熱點核酸和蛋白質(zhì)，都是以碳鏈為骨架形成的復雜的生物大分子，涉及的基本概念、術語等比較多，甚至有的較為抽象，例如DNA 復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯等過程。因此，在教學中教師應創(chuàng)設新穎有效的問題情境，鼓勵學生積極思考，主動表達，探尋生命活動規(guī)律的本質(zhì)。

3 核酸和蛋白質(zhì)考點在新課標全國卷中的考查形式

3.1 選擇題直接考查有關核酸知識

［高考真題］（2017年全國卷Ⅲ）下列關于真核細胞中轉(zhuǎn)錄的敘述，錯誤的是（ ）。

A.tRNA、rRNA 和mRNA 都從DNA 轉(zhuǎn)錄而來

B.同一細胞中兩種RNA 的合成有可能同時發(fā)生

C.細胞中的RNA 合成過程不會在細胞核外發(fā)生

D.轉(zhuǎn)錄出的RNA 鏈與模板鏈的相應區(qū)域堿基互補

［高考解讀］A.轉(zhuǎn)錄概念是以DNA 一條鏈為模板，以核糖核苷酸為原料，合成RNA（tRNA、rRNA 和mRNA）的過程，A 正確；B.細胞中不同的RNA 由不同的基因獨立轉(zhuǎn)錄而來，所以2 種RNA的合成有可能同時發(fā)生，B 正確；C.細胞中的RNA合成場所，有少數(shù)在細胞質(zhì)的線粒體和葉綠體中進行，C 錯誤；D.轉(zhuǎn)錄是以DNA 一條鏈為模板，嚴格遵循堿基互補配對原則，所以D 正確；故本題答案選C。

［教學導向］以RNA 為核心構建基礎知識網(wǎng)絡。涵蓋RNA 的組成（元素，單位的組成及種類）；RNA 的分類（tRNA、rRNA 和mRNA 的相同點和區(qū)別）；RNA 的來源、分布及功能；RNA 與DNA 的相同點、區(qū)別及聯(lián)系。區(qū)別遺傳信息的復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程、場所、條件等基礎知識。在教學中夯實基礎，注重知識的重構，注重學科內(nèi)基礎知識的綜合。

3.2 選擇題直接考查有關蛋白質(zhì)知識

［高考真題］（2018年全國卷Ⅱ）下列關于人體中蛋白質(zhì)功能的敘述，錯誤的是（ ）。

A.漿細胞產(chǎn)生的抗體可結合相應的病毒抗原

B.肌細胞中的某些蛋白質(zhì)參與肌肉收縮的過程

C.蛋白質(zhì)結合Mg2+形成的血紅蛋白參與O2運輸

D.細胞核中某些蛋白質(zhì)是染色體的重要組成成分

［高考解讀］A.病毒等病原體表面的抗原能引起體液免疫產(chǎn)生抗體并特異性結合，A 正確；B.肌肉細胞中的肌動蛋白參與肌肉收縮的過程，B 正確；C.蛋白質(zhì)結合Fe2+形成的血紅蛋白參與O2運輸，C 錯誤；D.細胞核中染色體（質(zhì)）主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，D 正確；故本題答案選C。

［教學導向］樹立結構與功能觀，蛋白質(zhì)的結構多樣性導致功能的多樣性。對人體蛋白質(zhì)的功能多樣性進行比較歸納，例如結構蛋白（染色體的成分、肌動蛋白），運輸作用的血紅蛋白，免疫作用的抗體，調(diào)節(jié)作用的胰島素、生長激素等實例。思考蛋白質(zhì)功能多樣性的深層次原因。注重運用科學思維方法培養(yǎng)解決實際問題的能力。

3.3 選擇題融合考查核酸和蛋白質(zhì)知識

［高考真題］（2018年全國卷Ⅰ）生物體內(nèi)的DNA 常與蛋白質(zhì)結合，以DNA—蛋白質(zhì)復合物的形式存在。下列相關敘述錯誤的是（ ）。

A.真核細胞染色體和染色質(zhì)中都存在DNA-蛋白質(zhì)復合物

B.真核細胞的核中有DNA-蛋白質(zhì)復合物，而原核細胞的擬核中沒有

C.若復合物中的某蛋白參與DNA 復制，則該蛋白可能是DNA 聚合酶

D.若復合物中正在進行RNA 的合成，則該復合物中含有RNA 聚合酶

［高考解讀］A.真核細胞的染色體（質(zhì)）是同樣的物質(zhì)（主要由DNA 和蛋白質(zhì)組成）在不同時期的2 種存在狀態(tài)，A 正確；B.原核細胞的擬核DNA進行復制或者轉(zhuǎn)錄的過程中，需要解旋酶和聚合酶，這些酶都是蛋白質(zhì)，因此有DNA-蛋白質(zhì)復合物，故B 錯誤；C.DNA 復制需要解旋酶、DNA 聚合酶等，因此復合物的某些蛋白質(zhì)可能是DNA 聚合酶，C 正確；D.若復合物中正在進行RNA 的合成，屬于轉(zhuǎn)錄過程，轉(zhuǎn)錄需要RNA 聚合酶等，D 正確；故本題答案選B。

［教學導向］高考命題增強綜合性，試題突出知識體系的完整性和知識間的聯(lián)系，考查學生綜合素質(zhì)和學科素養(yǎng)，要求學生能基于試題的情境深入思考，整合所學知識得出結論。因此，教學中要理清核酸（DNA 和RNA）與蛋白質(zhì)知識之間的關系（表3），培養(yǎng)學生綜合運用學科知識、思維方法多角度地發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。

表3 核酸（DNA 和RNA）與蛋白質(zhì)知識之間的關系

3.4 核酸與蛋白質(zhì)大題考查

［高考真題］（2017年全國卷Ⅰ）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2 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(zhuǎn)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2 個組）。

［高考解讀］本題考查實驗思路設計的開放性試題，背景知識源于教材的噬菌體侵染細菌的經(jīng)典實驗，主要考查學生獨立思考和科學闡釋實驗結論的能力。1）利用DNA 和RNA 分別特有堿基T 和U，在被放射性同位素標記堿基U 的培養(yǎng)基中培養(yǎng)宿主細胞（甲組）；在被放射性同位素標記堿基T 的培養(yǎng)基中培養(yǎng)宿主細胞（乙組），使宿主細胞含有放射性，再用病毒去侵染2 組宿主細胞，看子代病毒是否含有放射性。2）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。

［教學導向］高考實驗命題增強探究性和開放性，考查學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力?？茖W探究方案的設計，深刻考量學生理性思維、嚴謹設計、科學闡釋實驗結論能力。學生的理性思維、科學探究是一種能力，是在分析和解決具體問題的過程中逐漸培養(yǎng)出來的。目前很多教學對教材中的科學探究性實驗大多停留在死記硬背的層面，從而在考試中會出現(xiàn)大量的生搬硬套的現(xiàn)象。因此，課堂教學中應將實驗教學落到實處，不僅讓學生知道生物科學史上的重要實驗結論，更要通過這些史實研究過程培養(yǎng)學生的理性思維能力和科學探究方法在課堂教學中的達成；不僅要訓練學生對實驗探究試題的邏輯思維、表達能力，更要在日常教學中創(chuàng)設條件，組織以探究為特點的主動學習，將教材中的重要概念和核心知識融入到學生的探究學習過程中，幫助學生形成理性思維的習慣，提高學生實驗設計能力和科學探究能力。

［高考真題2］（2018年全國卷Ⅲ）回答下列與蛋白質(zhì)相關的問題：

1）生物體中組成蛋白質(zhì)的基本單位是____，在細胞中合成蛋白質(zhì)時，肽鍵是在____這一細胞器上形成的。合成的蛋白質(zhì)中有些是分泌蛋白，如____（填“胃蛋白酶”“逆轉(zhuǎn)錄酶”或“酪氨酸酶”）。分泌蛋白從合成至分泌到細胞外需要經(jīng)過高爾基體，此過程中高爾基體的功能是_______。

2）通常，細胞內(nèi)具有正常生物學功能的蛋白質(zhì)需要有正確的氨基酸序列和____結構，某些物理或化學因素可以導致蛋白質(zhì)變性。通常，變性的蛋白質(zhì)易被蛋白酶水解，原因是_____。

3）如果DNA 分子發(fā)生突變，導致編碼正常血紅蛋白多肽鏈的mRNA 序列中一個堿基被另一個堿基替換，但未引起血紅蛋白中氨基酸序列的改變，其原因可能是________。

［高考解讀］1）生物體中組成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸；細胞中合成蛋白質(zhì)時，在核糖體上氨基酸之間脫水縮合形成肽鍵；胃蛋白酶是胞外酶屬于分泌蛋白，逆轉(zhuǎn)錄酶和酪氨酸酶屬于胞內(nèi)酶；分泌蛋白從合成至分泌到細胞外還需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工，再經(jīng)過高爾基體的進一步加工、分類和包裝，最后形成分泌小泡轉(zhuǎn)運至細胞膜，以胞吐的方式分泌出去。2）細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)的肽鏈具有一定空間結構，某些物理或化學因素可以使蛋白質(zhì)分子的空間結構變得伸展、松散，肽鍵暴露，易與蛋白酶接觸，使蛋白質(zhì)易被水解。3）編碼正常血紅蛋白多肽鏈的mRNA 序列中一個堿基被另一個堿基替換，密碼子發(fā)生改變，但密碼子具有簡并性，多種密碼子可能決定同種氨基酸，可能導致氨基酸序列仍然未改變。

［教學導向］高考命題增強基礎性和應用性，考查學生必備知識和關鍵能力?；A性包括全面合理的知識結構、扎實靈活的能力要求；應用性注重理論密切聯(lián)系實際。因此教學中一方面注重加強對基本概念、基本原理、基本思想方法的理解掌握，引導學生重視基礎，將所學知識和方法內(nèi)化為自身的能力；另一方面注重知識的應用性，主要體現(xiàn)學生運用所學知識解決實際問題的能力，例如本題中胃液中胃蛋白酶，雞蛋煮熟后蛋白質(zhì)的變性，紅細胞中的血紅蛋白，通過設置新穎的問題情境，引導學生關注生產(chǎn)生活實際問題。