基于2017年諾貝爾獎(jiǎng)對高三二輪復(fù)習(xí)原創(chuàng)題命制的研究

江蘇 吳勁松

2017年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予三位美國科學(xué)家杰弗理?霍爾、邁克爾?羅斯巴什以及邁克爾?楊，以表彰他們對“發(fā)現(xiàn)控制晝夜節(jié)律的分子機(jī)制”的研究。生物學(xué)科是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，也是一門與科學(xué)、技術(shù)、社會和環(huán)境（STSE）等方面緊密聯(lián)系的自然學(xué)科。高考中涉及STSE的試題屢見不鮮，尤其是以最新的生物科技成果甚至是諾貝爾獎(jiǎng)成果為背景的綜合性原創(chuàng)試題，試題的鮮明特點(diǎn)是源于教材且高于教材、知識性廣、綜合性強(qiáng)。筆者以2017年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)為背景淺談高三二輪復(fù)習(xí)中原創(chuàng)題的命制，希望既可以提高學(xué)生在高三復(fù)習(xí)中的興趣、激發(fā)學(xué)生的理性思維，又可以幫助教師診斷教學(xué)效果、關(guān)注試題命制。

1.原創(chuàng)題示例及分析

人的多種生理生化過程都表現(xiàn)出一定的晝夜節(jié)律。研究表明，下丘腦SCN細(xì)胞中per基因表達(dá)與此生理過程有關(guān)，其表達(dá)產(chǎn)物的濃度呈周期性變化。該基因的表達(dá)與PER蛋白和TIM蛋白存在有關(guān)。PER與TIM形成PER-TIM蛋白復(fù)合物時(shí)，能與per基因上游的啟動子結(jié)合，從而使RNA聚合酶喪失了與per基因結(jié)合的能力（如圖1所示）。圖2表示圖1中permRNA翻譯出PER蛋白過程的部分示意圖，請回答下列問題：

圖1

圖2

（1）圖1中①過程表示的生理過程是________，形成的mRNA通過_______進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行翻譯；據(jù)圖2可知，丙氨酸的密碼子為________。

（2）實(shí)驗(yàn)表明，光可以調(diào)節(jié)動物體內(nèi)TIM蛋白的穩(wěn)定性；結(jié)合圖1推測PER-TIM蛋白復(fù)合物的濃度變化周期約為______h，PER蛋白的合成調(diào)節(jié)機(jī)制為________。

（3）PER蛋白由n個(gè)氨基酸組成，而指導(dǎo)其合成的mRNA的堿基數(shù)遠(yuǎn)大于3n，主要原因是________________。

（4）長期營養(yǎng)不良會影響人體晝夜節(jié)律，并使睡眠質(zhì)量降低。據(jù)圖2分析，可能的原因是體內(nèi)氨基酸水平較低，部分tRNA由于沒有攜帶氨基酸而成為空載tRNA，___，從而影響人體晝夜節(jié)律。

【參考答案】（1）轉(zhuǎn)錄 核孔 GCA （2）12 （負(fù)）反饋調(diào)節(jié) （3）真核生物mRNA兩端存在不翻譯的序列（4）空載tRNA進(jìn)入核糖體導(dǎo)致PER蛋白合成終止

【評析】本題以2017年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)為背景，考查基因的表達(dá)過程、負(fù)反饋等概念。題目新穎、設(shè)問由易到難、綜合性強(qiáng)并結(jié)合實(shí)際生活。

2.試題的命制過程

命制原創(chuàng)題對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練能打破題海戰(zhàn)術(shù)，體現(xiàn)教育的公平性。在高三的復(fù)習(xí)中，教師應(yīng)把握命題方向、摸準(zhǔn)高考脈搏，編制一些熱點(diǎn)原創(chuàng)試題，對學(xué)生閱讀材料以及分析問題的能力進(jìn)行全面訓(xùn)練。以生物學(xué)最新科技發(fā)展為背景的原創(chuàng)題成為大型模擬題及高考題的熱點(diǎn)，筆者結(jié)合本案例說明命題過程。

2.1 試題素材的選擇與題目命制

大學(xué)教材和期刊文獻(xiàn)是原創(chuàng)題素材的重要來源，可以從中選擇與高中教材相關(guān)度較大的知識進(jìn)一步分析其過程與原理，要求學(xué)生理解并分析出與高中相關(guān)聯(lián)的知識。但選取的素材不能有科學(xué)性錯(cuò)誤、不能斷章取義；注意問題的基礎(chǔ)性與難度。題干需要簡化語言，減少學(xué)生的閱讀量。本題選取諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)中有關(guān)晝夜節(jié)律的題材作為背景材料，結(jié)合圖示說明人體晝夜節(jié)律的分子機(jī)制。然后圍繞素材和學(xué)生已有知識進(jìn)行科學(xué)設(shè)問，第（1）小問直接考查轉(zhuǎn)錄、核孔、密碼子等核心概念，難度較小；第（2）小問考查學(xué)生的識圖能力與問題分析能力，意在考查學(xué)生對晝夜節(jié)律機(jī)制的理解；第（3）小問考查翻譯過程，源于教材又難于教材；第（4）小問引導(dǎo)學(xué)生利用所給信息，結(jié)合生物學(xué)基本知識解釋實(shí)際生活中的問題，體現(xiàn)了生物科學(xué)與生活相聯(lián)系的生物課程理念。

2.2 集體打磨試題

集體打磨是一道優(yōu)質(zhì)試題不可或缺的部分。個(gè)人的知識和思路有限，集合眾人的智慧對試題進(jìn)行考量，進(jìn)行適當(dāng)?shù)膭h減與修改。具體內(nèi)容有：①試題是否參考了《考試說明》和《課程標(biāo)準(zhǔn)》，有無偏題與怪題；②試題題干有無科學(xué)性錯(cuò)誤，圖示是否恰當(dāng)與科學(xué)，語言是否簡潔、明確；③題目的設(shè)定是否有梯度、是否與教材知識緊密相連；④預(yù)測試題的區(qū)分度與難度。

本題經(jīng)過筆者的命制以后，交給了生物組的其他4位老師進(jìn)行修改，其中修改最多的是題干，例如：由于在第（3）小問中設(shè)置了“推測PER-TIM蛋白復(fù)合物的濃度變化周期約為_______h”的問題，故在題干中添加了“其表達(dá)產(chǎn)物的濃度呈周期性變化”。本題中的示意圖花費(fèi)了筆者大量的時(shí)間，通過Photoshop軟件進(jìn)行反復(fù)修改，包括圖形所示過程、細(xì)胞核與蛋白質(zhì)形狀、文字注解等。

2.3 試題審核

試題基本成型之后，邀請學(xué)校的資深教師試做一遍，對照《考試大綱》對試題的難度進(jìn)行預(yù)測，并就試題的針對性、科學(xué)性等進(jìn)行評判，并對試題的語言描述、文字及標(biāo)答進(jìn)行推敲，就學(xué)生可能出現(xiàn)的答案進(jìn)行討論并給出參考答案。例如最后一小問，筆者給出的答案是“導(dǎo)致PER蛋白合成提前終止”，進(jìn)行討論后給出的答案是“空載tRNA進(jìn)入核糖體導(dǎo)致PER蛋白合成終止”。

3.命制總結(jié)

原創(chuàng)試題命題的實(shí)質(zhì)就是選取合適的試題背景作為材料，并根據(jù)背景材料的內(nèi)容設(shè)計(jì)合適的試題，避免學(xué)生對背誦知識進(jìn)行簡單重現(xiàn)。科技論文甚至是重大科技成果不僅具有科學(xué)性、學(xué)術(shù)性、前沿性等特點(diǎn)，而且很容易引起學(xué)生的共鳴、激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。這樣命制的原創(chuàng)題保證了試題的公平性，體現(xiàn)了能力立意的特點(diǎn)，且所命試題效度高、質(zhì)量好。