“创新”试题编制的信息来源

四川

创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家发展的不竭动力，也是学校教育的不懈追求。学科教育创新需要先进的教学理念导航，需要创新的习题作为支撑，教师可以通过研究“创新”试题的选材，尝试编制创新性的习题，从而开阔学生视野，活跃学生思维，培养学生的创新精神和实践能力。在此，笔者对“创新”试题选编的信息来源作以探讨：

一、教材内容的延伸

教材是传授知识，培养能力的载体，充分挖掘教材内容，才能温故而知“新”。通过编制紧扣书本的创新性习题，延伸教材知识内容，培养和发展学生的思维，提升学科素养。如人教版教材必修1第5章关于“降低化学反应活化能的酶”这一节中，在影响酶促反应速率的因素中，除了提到温度和pH外，在习题中又增加了底物浓度与酶浓度对酶促反应速率的影响。对此，教师还可以补充一些抑制剂对酶促反应速率影响的有关知识，见例1：

【例1】除了温度和pH对酶活性有影响外，一些抑制剂也会降低酶的催化效果。图1为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图，图2为相同浓度酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列说法不正确的是 （ ）

图1

图2

A.非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与高温、低温对酶活性抑制的机理相同

B.据图1可推测，竞争性抑制剂与底物具有类似结构而与底物竞争酶的活性位点

C.底物浓度相对值大于15时，限制曲线甲酶促反应速率的主要因素是酶浓度

D.曲线乙和曲线丙分别是在酶中添加了竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂的结果

【答案】A

【分析】该题的创新之处在于将竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂抑制酶活性的原理用模式图表示，抑制剂影响酶代谢的速率用曲线图表示，以考查学生分析、处理信息的能力，培养了学生的科学思维和科学探究素养。解题的关键在于理解竞争性抑制和非竞争性抑制影响酶活性的作用机理。

二、课后习题的拓展

人教版教材的每节内容后都有一部分练习题，这些练习题都比较典型，既能紧扣教材又具有很大思维性。受教材篇幅等诸多因素的限制，课后所列试题的设问不多，题目的容量也不大，但若是教师能把课后的练习题加以改变，使题目的内涵和外延得到补充，就能增加题目容量、难度、巩固性和思考性，从而培养和发展学生的思维。如人教版教材必修2第4章第1节“基因指导蛋白质的合成”的课后有这样一道拓展题“假设编码亮氨酸的密码子CUA中的一个碱基发生了改变，可能的变化：第1个碱基C变成了U、A或G；第2个碱基U变成了C、A或G；第3个碱基A变成了U、C或G。请分析在这9种可能的变化中，哪几种变化确实引起了氨基酸的变化。通过这个实例，你认为密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？”，结合以上描述可对该题做如下拓展变化：

【例2】人类的正常血红蛋白（HbA）β链第63位氨基酸是组氨酸，其密码子为CAU或CAC。当β链第63位组氨酸被酪氨酸（UAU或UAC）替代后，出现异常血红蛋白（HbM），导致一种贫血症；β链第63位组氨酸被精氨酸（CGU或CGC）所替代而产生的异常血红蛋白（HbZ）将引起另一种贫血症。

（1）写出正常血红蛋白基因中，决定β链第63位组氨酸密码子的碱基对组成。

（2）在决定β链第63位组氨酸密码子的DNA三个碱基对中，任意一个碱基对发生变化都将产生异常的血红蛋白吗？为什么？

【分析】该题是对教材习题的进一步拓展，有效地考查了学生的生命观念、科学思维、科学探究等素养。根据中心法则，基因中碱基的排列顺序决定了信使RNA中的碱基排列顺序，信使RNA进入细胞质后与核糖体结合，指导蛋白质的合成。血红蛋白异常的根源是基因中碱基对的排列顺序改变。由于组成蛋白质的氨基酸只有20种，而遗传密码子有61种，故一种密码子决定一种氨基酸，而一种氨基酸可由多种密码子决定。由于信使RNA的碱基是以DNA分子的一条链为模板转录形成的，根据密码子和碱基互补配对原则，可得出DNA模板链的碱基组成GTA或GTG。由于组氨酸的密码子有多种，所以决定组氨酸的第三对碱基发生A-T→G-C或 G-C→A-T的变化后，产生的遗传密码为CAC或CAU，仍然是组氨酸的密码子，因而不影响血红蛋白的合成。

三、历史研究的回放

生物学的发展史，就是一部科学观点和科学方法不断发展完善的历史，对生物学史中的研究题材进行创新改编，不仅能对学生进行科学史教育，还能提升学生的科学探究素养。如讲完人教版教材必修3“高等动物的神经调节”有关内容后，可联系前苏联生理学家巴甫洛夫在研究条件反射的建立时设计的实验，改编试题如下：

【例3】生理学家巴甫洛夫，用手术从狗的唾液腺导管处引出瘘管到体外，然后做了以下实验：

①给狗喂食，有唾液从瘘管流出。

②单以铃声刺激狗，瘘管中无唾液流出。

③每次喂食前先响一次铃，然后再喂食物，如此重复多次后，若只响铃不喂食，也有唾液从瘘管流出。

④若只响铃不喂食物，则唾液流出逐渐减少，如此重复多次后，便再无唾液流出。

由以上实验，可说明：

（1）在①过程中，狗的神经活动方式是_______ 。③过程中，铃声之所以引起唾液分泌，是因为铃声成了______ ，对铃声发生反应的神经活动属于_____________ 。

（2）④操作说明________________________________________________________ 。

（3）图3中哪项S段的唾液分泌属于条件反射（ ）

图3

【答案】（1）非条件反射 条件刺激 条件反射 （2）条件反射长期失去非条件刺激的强化就会逐渐消退 （3）C

【分析】该题以条件反射的建立这一经典实验为题材命制试题，考查学生对条件反射建立过程的理解应用，培养学生的科学探究素养。其创新之处在于（3）小题，用图形来直观表示抽象的条件反射的建立，有利于考查学生的科学思维能力。

四、科技热点的挖掘

教师把生物学教学与社会生产、生活紧密联系起来，引导学生关注高科技的发展状况，这是当前核心素养教育的一大趋势。适时挖掘科技热点知识与教材知识的连接，构思创新性试题，不仅能促进“STS”教学目标的实施，更能培养学生的创新精神。如2017年9月25日，国家水稻新品种与新技术展示现场观摩会上，袁隆平宣布一项重大突破成果——水稻亲本去镉技术。经研究发现水稻本身拥有的某些独特基因，使水稻根系吸收土壤中镉的能力较强，一旦人直接食用这些镉米，或者家禽等食用后在体内富集，再通过食物链进入人体，都会引起慢性中毒，严重威胁人类健康。把亲本中含镉或者吸镉的基因“敲掉”，对人类健康至关重要。对此，结合教材内容，可编制如下试题：

【例4】2017年9月，我国科学家袁隆平宣布了两个水稻新品种：一是把吸镉的基因敲除的“低镉稻”，二是耐盐碱的“海水稻”。有关遗传分析如下表。

注：B+表示转入的耐盐基因，C-表示吸镉基因被敲除，普通水稻不含耐盐基因且含有吸镉基因，基因型用B-B-C+C+表示。B+对B-为显性，C+C-表现为中镉稻。

请据此回答下列问题：

（1）对水稻（2N=24）基因组测序时，应测_______条染色体上的基因序列，导入耐盐基因所用的工具酶有________。

（2）若海水稻为纯合子，有可供选择的低镉水稻，为获得稳定遗传的低镉耐盐水稻。请设计杂交育种过程，用遗传图解表示，写出包括亲本在内的三代即可，并作简要的文字说明。

【答案】（1）12 限制性内切酶和DNA连接酶

【分析】该题以我国科学家袁隆平的研究成果为素材，考查学生对基因工程、遗传变异等有关知识的理解掌握情况，既考查了学生的科学思维、科学探究，又培养了学生的社会责任感。其创新之处在于通过所给信息，让学生推测杂合子海水稻的基因型，并选择亲本设计杂交育种过程，来培育新品种。

五、高考试题的改编

近年来，由于个别省份自主命制高考试题，每年命制的生物学高考试题有十多套。这些高考试题，凝聚了命题专家们的心血，蕴含了丰富的生物学知识和解题技巧，是一笔非常宝贵的财富。教师在演练高考真题的同时，加大对高考试题的研究和改编，可获得大量创新试题编制的素材。以下题为例：

【例5】图4表示某基因的一个片段，该片段所编码蛋白质的氨基酸序列为“甲硫氨酸-精氨酸-谷氨酸-丙氨酸-天冬氨酸-谷氨酸”（AUG是起始密码，决定甲硫氨酸）。请回答下列问题：

图4

（1）形成上述蛋白质的氨基酸序列要经过_________两个阶段，如果序列中箭头所指碱基对G/C缺失，该基因上列片段编码的氨基酸序列为____________________________________________ 。

（2）若该基因发生突变，导致箭头所示碱基对的左侧插入了70对核苷酸，使该片段转录出的mRNA出现终止密码（终止密码有UAG、UGA和UAA）。则突变基因转录的 mRNA 中，终止密码为_______________ ，突变基因表达的蛋白含_______________ 个氨基酸。

【答案】（1）转录、翻译 甲硫氨酸—精氨酸—谷氨酸—精氨酸—甲硫氨酸 （2）UGA 28

【分析】该题材料取自2007年四川省高考理综生物学遗传试题和2016年四川省高考理综生物学遗传试题，试题做了深度变换。试题的创新之处在于学生要根据起始密码AUG，找出转录的模板链，再根据碱基互补配对原则获得相应氨基酸的密码子，然后应用这些密码子来解答由于G/C碱基对缺失后所决定的蛋白质的氨基酸序列。试题考查了学生对分子遗传学有关知识的理解应用能力，灵活性强。特别是第（1）题第2空和第（2）题的两个空，需要考生在掌握教材有关知识的基础上来灵活解决实际问题，考查了学生的科学思维和科学探究素养，试题难度较大，有较好的区分度。

总之，编制试题是教师的一项重要工作，作为教师要善于收集素材，关注热点，精选角度，命制创新性试题，以培养学生的创新能力。命题时不仅要注重考查学科核心知识的掌握、学科核心素养的落实，还要注意语言精练、准确，防止偏、难、怪试题的出现。