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依据“高大上”,设计“低矮奇”——生物暑期培训小结及命题尝试

作者:王昌荣     发布时间:2020-7-24 点击数:35882

 

由于工作原因,笔者有幸参与了多次区里等级考模拟考试的命题工作,体会了科学、严谨命题的艰辛,也深感知识储备不足所带来的压力。

今年7月16日至7月22日笔者参加由上海市教委、上海市科协联合举办的“2020年中学生物教师暑假培训”,各研究领域资深的专家、学者、院士、教授等,毫无保留地将自己熟识领域或研究进展淋漓尽致展示在各个精彩的讲座中,使我的眼界大开。原来生物学还有这么多奇妙的知识,还有这么巧妙的研究思路和研究方法。

出于对命题工作的热爱,我习惯性地思考这个问题:如何将暑期所学知识融合在与学生对话的考题中?这里涉及到一个非常大的课题:一方面,各领域权威的讲座多以英文呈现,又以图解见长,直接将其设置在资料中,显得“高、大、上”,学生在短短的时间内难以消化吸收;另一方面,新高考模式下生物等级考的试题也呼唤新情景题目的出现。解决这一对矛盾的我认为应该遵循以下三方面原则:

1)以新课标为指导。《普通高中生物学课程标准(20172020年修订)》已经公布,2021年上海也将实行新课标指导下的生物学新教材教学,等级考的题目设置理应紧跟新课标的步伐进行改革,而不是裹足不前,拿来主义。命题应以新课标中的内容要求、学业质量标准为依据,指向生物学学科核心素养的发展水平。依据这一原则,可将每一项研究背后涉及的主干知识做一个一一对应的关系图,高高拿起,低低放下。

1:(灵感来源:李辉教授,中华民族起源)近日安徽亳州发掘出曹操先祖的遗骨,若某曹姓男性宣称自己是曹操直系后代,对此你建议对比此男性与遗骨的(      )进行确认。

A.线粒体基因      B.21号染色体序列      C.核糖体RNA序列      D.Y染色体序列

2:(灵感来源:程金科教授,线粒体与衰老)研究发现,与不增殖细胞相比,增殖细胞内糖类代谢增加多种中间产物,可用于嘌呤嘧啶的合成,这种现象的意义是为增殖细胞提供更多(      )

A.ATP      B.氨基酸      C.核苷酸      D.脂肪酸

2)从小处着手构建。试题素材应该贴近学生生活实际,以真实问题情境组织命题。但往往要将一个真实情景讲清楚,要铺设庞大的实验体系,这也是由生物学知识环环相扣这一特点决定的。而等级考毕竟时间有限,如果将某实验的来龙去脉一一理清,可能时间已经过半,就谈不上考核出学生最真实的生物学素养,而变成枯燥的新知识认知。所以将新情景融入试题时,应该将“大网”尽力收减,从小处为学生搭建解题框架和思维导图。

 3:(灵感来源:刘琳云教授,小动物行为实验在神经科学中的运用)

为探究铅中毒对大鼠学习记忆的影响,将大鼠分为四组,其中一组饮水,其余三组饮醋酸铅溶液,60天后用水迷宫(池水黑色,大鼠无法看到平台)进行实验,大鼠从入水点入水,训练其寻找水面下隐蔽平台,重复训练4天后撤去平台,测定大鼠从入水点到达原平台水域附近的时间如下表:图片12.jpg

组别

醋酸铅溶液浓度

/g·L-1

脑组织铅含量

/g·gprot-1

到达原平台水域时间

/s

0

0.18

T

0.05

0.29

23.1

1

0.57

26.9

2

1.05

36.4

若铅中毒确实对小鼠学习记忆能力有影响,则表中①组小鼠的到达原平台水域时间T最可能是(      )

A.22    B.24    C.26    D.28

4:灵感来源:张辉教授,基因编辑原理及基因编辑作物

科学家发现了一种细菌蛋白质(TALE),它的二连氨基酸(NI、NG、HD、NN)与四种碱基(A、G、C、T)有恒定的对应关系:NI识别A,NG识别T,HD识别C,NN识别G。FokⅠ是一种形成二聚体后具有核酸内切酶活性的蛋白单体。利用TALE作为DNA识别域,用FokⅠ二聚体可实现定点切断DNA。

图片13.jpg

1若去除TALE蛋白,直接用FokⅠ二聚体处理DNA,则DNA(      )

A.被特异性切割      B.被随机切割      

C.不能被切割        D.被水解成四种脱氧核苷酸

2)若TALE蛋白左臂所识别的基因P的序列为“-TGACC-” ,则TALE蛋白左臂对应的二连氨基酸序列应为____________________

3)设问角度需新奇。创设真实情景后应合理设问。试题情境应围绕现实问题(包含热点问题)展开,尽量做到新颖、真实、科学、恰当,有一定的信息量和适当的复杂度,能够成为学生运用学科知识分析和解决实际问题的载体。基于试题情境的设问要有清晰的层次和严谨的逻辑,指向核心素养的不同水平。当设问恰当,可降低学生思维的起点和高度,帮助学生应用旧知解决新识。

5:(灵感来源:徐国良教授,表观遗传学简介)很多证据表明,上一代在环境压力下产生的某些获得性性状可以“记忆”在配子中并遗传给下一代。科研人员给正常雄鼠饲喂高脂饮食,使其成为肥胖雄鼠。随后进行杂交了实验,实验及结果如下图所示。

图片14.jpg

 科研人员推测肥胖雄鼠精子中的RNA导致子代雄性小鼠出现糖代谢紊乱。为此,科研人员进行下表所示实验。

组别

1组

2组

3组

4组

5组

材料

来自亲代正常雄鼠精子的总RNA

来自亲代肥胖雄鼠精子的总RNA

来自亲代肥胖雄鼠精子的mRNA

来自亲代肥胖雄鼠精子的tRNA

来自亲代肥胖雄鼠精子的rRNA

操作

显微注射到正常小鼠的受精卵

观察子代雄鼠的性状

正常

出现糖代谢紊乱

正常

出现糖代谢紊乱

正常

1由实验结果初步判断,子代雄鼠出现糖代谢紊乱与亲代肥胖雄鼠精子中的tRNA有关,依据是______________________________________________________________________。

2)随着婚育观念的改变,人们越来越重视优生优育,请结合本研究的结果,对于打算生育的男士提出合理的建议。___________________________________________________。

6:(灵感来源:何苗教授,大脑发育与神经环路)“脑彩虹”是一项最新的大脑成像技术,通过荧光蛋白“点亮”大脑内的神经元,帮助科学家了解大脑。Cre酶是该技术的关键酶,能随机识别两个相同的loxP序列,催化如图1所示的反应

图片15.jpg

1)Cre酶与限制酶的不同点是(      )

A.切割的是DNA双链间氢键      B.不能特异性识别碱基序列

C.能切割,也能连接            D.只能切割神经元细胞内的DNA

研究者设计图2所示的DNA片段(图2所示序列的两个loxP1之间或两个loxP2之间的基因,只会被Cre酶识别并切割一次),转人小鼠体内,获得含两个所示片段的纯合转基因小鼠a。

图片16.jpg

为使脑组织细胞中Cre酶的表达受调控,研究者将Cre酶基因与启动子N (由信号分子X开启)连接,获得纯合转基因小鼠b,将图3所示纯合小鼠a和b杂交,得到F1。

 

2)无信号分子X作用时,F1脑组织和其他组织细胞的色彩分别是__________

3)有信号分子X作用时,F1出现“脑彩虹”,请阐述机理:_______________

以上例题有的是根据教授们的讲座内容原创的,有的是参考了北京市各区2020年二模试题的改编,在这里也感谢北京市各区的二模试题给了我更多的选择和改编的机会。


 

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