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高考信息题的逻辑链
信息题是指在题干中给出考生未学过的知识或新情境,要求考生即时学习,并与已有知识结合以分析解答的试题。这类试题已成为高考生物的重要题型:它同时考查信息获取能力与逻辑思维能力,使“死记硬背”难以奏效。正因如此,信息题的难度往往偏高,信息之间的逻辑关系越复杂,分析解答就越困难。此时若把散落的信息按因果顺序串成一条逻辑链,解题常常会明显简化。下面以两道高考生物信息题(2026年四川卷试题)为例说明。
【第13题】
一、第13题
番茄红素含量是评价番茄果实成熟的关键指标,PSY是其合成的关键酶。PIF因子在黑暗中积累,光照下因与光敏色素结合而被诱导降解。光照下茉莉酸通过诱导MYC积累抑制PIF基因表达,解除对PSY基因转录的抑制。黑暗下茉莉酸诱导NATA积累,使PIF乙酰化后活性增强。下列叙述错误的是( )
A. 光照下光敏色素被激活,可使PSY基因表达量增加
B. 敲除PIF基因可以促进果实中番茄红素的合成
C. 敲除NATA基因可延缓果实成熟,有利于番茄果实存储和运输
D. 茉莉酸可用于促进番茄红素合成,也可用于延缓番茄果实成熟
答案:C
初读本题容易发晕:新信息密集,彼此的关系也不是读一遍就能理顺。但如果边读边把条件之间的逻辑关系理清,解答会顺利得多。
题干实际给出的是光照与黑暗两套通路。
光照下的通路A:
光照→光敏色素激活→PIF与光敏色素结合→PIF被降解;
光照下,茉莉酸→诱导MYC积累→MYC抑制PIF基因表达;
结果:PIF减少→PIF对PSY基因转录的抑制解除→PSY基因转录↑→PSY酶↑→番茄红素合成↑。
黑暗条件下的通路B:
黑暗→光敏色素不被激活→PIF不被光敏色素介导降解,PIF蛋白得以积累;
黑暗下,茉莉酸→诱导NATA积累→NATA使PIF乙酰化→PIF活性增强;
结果:活性PIF增多→抑制PSY基因转录→PSY基因转录↓→PSY酶↓→番茄红素合成↓。
两条通路的差别主要在一点:光照下PIF数量少,是两条并行机制共同造成的——光敏色素介导PIF降解,茉莉酸经MYC抑制PIF基因表达、减少PIF合成;黑暗下茉莉酸则通过NATA使PIF乙酰化,增强PIF活性。也就是说,光照下茉莉酸直接影响的是PIF的“数量”(减少其合成),黑暗下茉莉酸影响的是PIF的“活性”(经NATA乙酰化激活)。而PIF对PSY始终是抑制关系,最终番茄红素的多少,就由PIF的数量与活性共同决定。
可用下表对照两条通路:
条件 | 茉莉酸下游及PIF变化 | PIF对PSY基因转录 | 番茄红素合成 |
光照 | 茉莉酸→MYC↑→抑制PIF基因表达;光敏色素激活→PIF降解。PIF数量减少。 | 抑制解除,转录↑ | 合成↑ |
黑暗 | 茉莉酸→NATA→PIF乙酰化。PIF积累且活性增强。 | 抑制增强,转录↓ | 合成↓ |
通路分清,各选项的判断也就简单了。
A选项。 依通路A,光照下光敏色素激活、PIF降解,对PSY的抑制解除,PSY基因转录与PSY酶均增加,番茄红素合成随之增加,故A正确。
B选项。 同样依通路A:PIF是PSY基因转录的抑制因子,PIF减少则番茄红素合成增加;敲除PIF基因相当于永久解除这一抑制,故B正确。
C选项。 这是最容易走偏的一项。依通路B,NATA的作用是把PIF乙酰化、使其活性增强;敲除NATA基因,PIF失去乙酰化激活,活性下降,对PSY基因转录的抑制随之减弱,番茄红素合成反而增多,果实成熟提前,不利于贮藏与运输。故C错误。
这里要分清一件事:NATA改变的不是PIF蛋白的多少,而是它的乙酰化修饰状态,也就是活性。蛋白“含量”与“活性”不能混为一谈,这正是信息题反复设置的陷阱。
D选项。 把两条通路合起来看:光照下,茉莉酸经MYC减少PIF,促进番茄红素合成;黑暗下,茉莉酸经NATA增强PIF活性,抑制番茄红素合成、延缓果实成熟。同一物质在两种环境下作用相反,故D正确。
本题要求选出错误的叙述,答案为C。可见本题的难点不在记住某个结论,而在把光照与黑暗两种情境下番茄红素合成的链条分别理清。链条一旦清楚,选项便无处设伏。
【第18题】心衰患者心脏的射血能力降低。自主神经系统、炎症反应等参与心衰的发展。研究人员构建小鼠心衰模型以探究心衰的治疗方法,部分结果如下。回答下列问题。
小鼠 | 迷走神经 | 心肌ACh(p g・mg−1) | 心肌M细胞数相对值 | EF(%) |
正常 | 不刺激 | 77 | 8 | 65 |
刺激 | 121 | 8 | 65 | |
心衰模型 | 不刺激 | 54 | 15 | 45 |
刺激 | 92 | 8 | 61 |
注:ACh为乙酰胆碱;M为某类巨噬细胞;EF为心脏射血能力评价指标;TNF-α为肿瘤坏死因子。
(1)由表可知,刺激迷走神经对心肌M细胞数量的影响是_______________。
(2)心衰的发展与M细胞中X基因表达有关。为探讨相关调控机制,对M细胞进行不同处理并检测X基因的表达情况,结果如图。
①M细胞可产生TNF-α,引起炎症反应。由图可知,TNF-α可_______(填“促进”或“抑制”)X基因的表达,进而招募更多的M细胞在心脏聚集,炎症反应加剧,导致心肌细胞受损加重。
②由图分析,ACh发挥的作用是______________________。
③X基因的表达受TNF−α直接调节。迷走神经释放的ACh与M细胞膜上的ACh受体(AChR)结合,能促进M细胞中N蛋白表达。有人在图中三组实验基础上,仅通过增加一组实验便证明了ACh是通过N蛋白来影响TNF−α对X基因表达的调节,则该组实验设计应为_______________,预期结果是____________________。
(3)药物筛选发现,某药物通过与AChR结合有效缓解心衰,综合上述研究结果,分析其具体作用机制是____________________________________。
第(1)问要把表格横、纵两个方向都读一遍。正常小鼠不刺激与刺激相比,M细胞数都是8,说明刺激迷走神经对正常小鼠的M细胞数量没有影响;心衰模型不刺激时为15,明显高于正常,刺激后回落到8。故答:对正常小鼠的M细胞数量无影响,可使心衰模型小鼠增多的M细胞数量减少,恢复至正常水平。表中还可见,心衰模型心肌ACh偏低、EF偏低,刺激迷走神经后ACh回升、EF回升,这为后续机制分析作了铺垫。
第(2)问的逻辑要靠题干与表格共同补足。题干已给出“X基因表达与心衰发展有关”“M细胞可产生TNF-α,引起炎症并招募更多M细胞”,表格又显示心衰模型心肌ACh偏低、M细胞偏多、EF偏低,刺激迷走神经后则分别为回升、回落、回升。图中组2与组1相比,加入TNF-α后X基因表达明显升高,说明TNF-α促进X基因表达(①填“促进”);组3与组2相比,在TNF-α存在时加入ACh,X基因表达回落到接近组1水平,说明ACh抑制TNF-α对X基因表达的促进作用(②)。综合起来,ACh可减少M细胞在心脏聚集、减轻炎症,从而提高EF。
第(2)③要证明ACh经由N蛋白起作用,办法是让“N蛋白”这一环缺失,看ACh的效应是否随之消失。在图中三组实验基础上增设一组:用TNF-α与ACh同时处理M细胞,并敲除(或抑制)M细胞的N蛋白基因,检测X基因相对表达量。预期结果是:该组X基因表达量明显高于组3,接近仅用TNF-α处理的组2水平,即ACh的抑制作用不再出现,从而反证ACh必须依赖N蛋白才能削弱TNF-α对X基因表达的促进。
第(3)问要分析“某药物”的作用机制,前提是先说清ACh对炎症与心衰的影响:ACh经AChR促进N蛋白表达,削弱TNF-α对X基因表达的促进,从而减少M细胞在心脏聚集、减轻炎症、提高EF。“某药物”能与AChR结合并有效缓解心衰,说明它与ACh走的是同一条通路。
读题整理逻辑链:
1.迷走神经受刺激→释放ACh(乙酰胆碱);
2.ACh作用于M巨噬细胞膜上的ACh受体(AChR)→促进M细胞N蛋白表达;
3.N蛋白上调→减弱TNF-α对X基因表达的促进作用;
4.X基因表达下降→M巨噬细胞在心脏的聚集减少;
5.M细胞数量减少→炎症反应减轻,心肌损伤减少;
6.心肌损伤减轻→心脏射血能力(EF)上升,心衰缓解。
综上:ACh与AChR结合→促进N蛋白表达→减弱TNF-α对X基因表达的促进→M细胞聚集减少、炎症减轻。
据此参考答案为:该药物与M细胞膜上的AChR结合,产生与ACh相似的效应,促进M细胞中N蛋白的表达,进而减弱TNF-α对X基因表达的促进作用,使X基因表达下降,M细胞在心脏处聚集减少,炎症反应减轻,心肌损伤减轻,EF提高,心衰缓解。
梳理逻辑链确有难度,考场上时间又紧,难度更大。但这类试题真正想考的,正是把陌生信息压缩成一条可追踪因果链的能力——这既不是背诵能替代的,也不是单纯靠刷题量能堆出来的。
若要把这套做法带走,可以记成三步:先定变量,圈出题干中的环境条件与操作(光与暗、添加与敲除/抑制),它们既是链条的起点,也是各选项的落点;再串链条,用箭头按先后排出“谁作用于谁”,逐个标出促进或抑制,遇到“数量”与“活性”并存之处分开记录;最后回链比对,选择题逐项核对方向与作用对象,错项多半是某一环被改掉了,非选择题则按链条顺序一句一环写成文字,因果不跳步。
另需说明:试题情境系命题者对真实研究的改造与简化,作答只依题干信息闭环推理即可,不必也不应引入题干之外的分子名称与结论。