安徽
由于近年來高考試題的素材越來越新穎,為了讓學生更好地得分,筆者開展了高三生物??荚瓌?chuàng)試題命制的行動研究。筆者認為好的命題一定是聯系真實情境,讓學生在情境中表現自己的真實水平的,且情境越真實越能反映學生的核心素養(yǎng)水平。命制試題的情境素材可源于學術期刊、科學研究的過程和成果、科技與社會的聯系、現實生活等。筆者以學術期刊之一的Plant Cell上的一篇論文為素材編制了一道高三??荚瓌?chuàng)試題,并對試題進行了解析,又從素材來源、素材分析、體現學科核心素養(yǎng)的命題立意三個方面進行了命題說明。
【試題】2018年3月Plant Cell上發(fā)表了我國科學家的一篇論文,揭示了一種新型植物激素——磺肽素(PSK),及其調控番茄對灰葡萄孢菌的防御應答機制,如圖1所示。請據圖回答下列問題:
圖1
(1)磺肽素(PSK)被認為是植物激素,原因是________________________________。
(2)與翻譯過程相比,PSK基因轉錄過程特有的堿基配對方式為____________。磺肽素的前體是在__________ 合成的,經內質網和高爾基體加工后運出細胞,此時_______(填“能”或“不能”)作為信息分子調節(jié)生命活動。
(3)當PSK與PSK受體結合后,會引發(fā)鈣離子通道蛋白打開。由圖可知,鈣離子通過___________ 方式進入細胞,與鈣調蛋白結合,導致鈣調蛋白的________發(fā)生改變而活化,進而激活吲哚丙酮酸脫羧酶。若活化的鈣調蛋白能使PSK受體的活性變得更強,則這種調節(jié)方式屬于_________ 。
(4)吲哚乙酸除圖1中的功能外,還有調節(jié)植物生長的作用,此調節(jié)作用具有_________ 的特點。
【答案】(1)它是由植物體內產生,能從產生部位運送到作用部位,對植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機物 (2)T/A (或“T//A”或“T—A”) 核糖體 不能 (3)協助擴散(或被動運輸) 空間結構 (正)反饋調節(jié) (4)兩重性
【解析】本題涉及植物激素的概念、中心法則、基因指導蛋白質的合成、堿基互補配對原則、分泌蛋白的合成與分泌、物質跨膜運輸的方式、蛋白質的結構、反饋調節(jié)、生長素的作用等知識,考查內容跨度大,涵蓋了人教版必修1、2、3三本教材的相關內容,重點考查學生識圖、解圖和獲取信息的能力,以及綜合運用相關知識進行分析、判斷和推理的能力。(1)從圖1中可以得知磺肽素(PSK)的前體pPSK是在細胞內由基因指導合成的一種分泌蛋白,它在細胞外進一步加工成熟,并與相應的細胞膜上的某種蛋白受體(PSK受體)結合發(fā)揮調節(jié)作用,故磺肽素(PSK)符合植物激素概念的三個要點,即它是植物自身合成的、從合成部位運輸到作用部位的、對植物生命活動有調節(jié)作用的有機物。(2)轉錄和翻譯是中心法則的兩個重要生理過程,轉錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程,翻譯是以mRNA為模板合成具有一定氨基酸序列的多肽鏈的過程。兩個過程都發(fā)生了堿基互補配對。轉錄過程的堿基互補配對發(fā)生在DNA和RNA之間,而翻譯過程的堿基互補配對則發(fā)生在密碼子與反密碼子之間,轉錄的模板為DNA,DNA的特有堿基為T,故轉錄過程中出現的特有堿基互補配對為T—A;磺肽素(PSK)的前體是一種分泌蛋白,故它的合成場所為附著在內質網上的核糖體;仔細識圖又會發(fā)現成熟的磺肽素(PSK)與細胞膜上的PSK受體結合,啟動了鈣離子通道,引發(fā)了細胞內的一系列生理過程,故成熟的磺肽素(PSK)才具備信息調控功能,剛出細胞的磺肽素(PSK)前體是不能作為信息分子調節(jié)生命活動的。(3)鈣離子涌入細胞是從高濃度流向低濃度且有載體蛋白參與才能實現,不需要ATP,故運輸方式為協助擴散;鈣調蛋白由于結合了鈣離子,會導致蛋白質的空間結構發(fā)生變化,進而激活了吲哚丙酮酸脫羧酶;若活化的鈣調蛋白能使PSK受體的活性變得更強,則表示促進,這種調節(jié)方式屬于(正)反饋調節(jié)。(4)生長素的化學本質是吲哚乙酸,它在調節(jié)植物生長方面的作用具有兩重性。
本題素材為2018年3月發(fā)表于Plant Cell上的論文“A Plant Phytosulfokine Peptide Initiates Auxin-Dependent Immunity through Cytosolic Ca2+Signaling in Tomato”(可粗譯為《植物磺肽素通過番茄細胞質Ca2+信號激活生長素依賴性免疫》),經過對素材的翻譯、梳理和加工,特別是對圖示的加工處理,筆者將素材中的英文圖解轉化為高三學生可讀懂的語言、文字等,并形成題干,讓題干及圖示信息盡可能的新穎、真實、科學、恰當,且有一定的信息量和適當的復雜度。
在真實情境的素材中會提及或隱含著相關的生物學概念,由此引發(fā)“頭腦風暴”,激活命題者思維。筆者從素材中,獲取與《普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試大綱》中相符、適宜考查核心素養(yǎng)的內容信息,找出與核心素養(yǎng)考查相關聯的概念,進行命題、磨題及合理設問,規(guī)劃命題藍圖。具體分析如下:
第一步,找出相關概念。閱讀本素材,筆者首先會想到植物激素、激素調節(jié)、免疫調節(jié)等概念;第二步,發(fā)現隱含概念。筆者進一步獲取素材中的圖片信息,發(fā)現了隱含的一些概念,如基因控制蛋白質的合成,分泌蛋白的合成與分泌,中心法則,DNA的復制、轉錄、翻譯,生長素的化學本質,生長素的作用等;第三步,挖掘可遷移的概念。筆者根據前兩步整理出的概念還可遷移出下列概念:其他植物激素、生長素的發(fā)現、動物體內的激素、內環(huán)境穩(wěn)態(tài)、免疫活性物質、神經調節(jié)等;第四步,構建概念圖。將頭腦中由這一素材聯想到的眾多概念構建成概念圖(如圖2),再以概念圖為線索,尋找學科核心素養(yǎng)的考查點,進行合理設問,初步完成原創(chuàng)題的命制。
圖2 試題的相關概念圖
教師命制的試題應體現對學科核心素養(yǎng)的考查,并著眼于學生的核心素養(yǎng)的發(fā)展、培養(yǎng)與評價?;谠囶}情境的設問要有清晰的層次和嚴謹的邏輯,指向核心素養(yǎng)的不同水平。本題題干及四個小題的設問考查的核心素養(yǎng)表現及其水平如表1所示:
表1 試題考查的核心素養(yǎng)表現及其水平
該題被作為馬鞍山市2019年高三??祭砭C測試卷第30題,經近9 000名學生測試,獲得如下數據(如表2):
表2 試題得分等情況分析
從閱卷數據分析來看,令我們意外的是第(1)小題考查植物激素的概念,其難度系數為0.19,區(qū)分度也不高,只有0.26,反映出學生不能領悟植物激素的內涵,對植物激素概念的三個要點理解不到位,再加上文字較長,不容易表述完整;而第(2)(3)(4)難度系數在正常范圍內,且都有較好的區(qū)分度,說明這道原創(chuàng)試題命制能夠較好地反映學生的學科核心素養(yǎng)水平。