扒一扒高考“題坑”尋一尋科技寶藏

今年高考理綜卷里的兩個“題坑”，讓很多人“興奮”了一番。

一個“坑”是理科綜合能力測試物理壓軸題。這道題以“中國天眼”FAST直徑是500米為條件之一，讓考生計算FAST能夠觀測到的天體數目等。據媒體報道，題干雖不影響考生答題，但FAST用于觀測的有效口徑是300米。

另一個“坑”是全國I卷理綜的一道單選題。這道題讓考生“選出說法錯誤的”一項，結果“蔗糖、果糖和麥芽糖均為雙糖”和“酶是一類具有高選擇催化性能的蛋白質”兩個選項都是正確答案。

不過，雖說是“題坑”，仔細扒一扒就會發現，這些“坑”里藏著最前沿的科技寶藏，不少研究空白也等著新生代去填補。

FAST：大鍋套大盤 越看越高端

“FAST的建設口徑是500米，照明口徑是300米，建設口徑決定了可覆蓋的天區，照明口徑決定了觀測的深度。”中科院國家天文臺研究員、FAST調試組組長姜鵬說。

望遠鏡的照明口徑越大，在宇宙中看得更遠。但是做“大”并不那么容易，按照傳統的望遠鏡建造方法，照明口徑與建設口徑等同。“口徑超過100米，就會面臨成本、建設、觀測精度等問題。”姜鵬說。

為了擴大照明口徑，FAST工程建設者們用了“大鍋套大盤”的辦法。姜鵬告訴《中國科學報》記者，如果FAST是一口大鍋，那么照明口徑就像是個盤子，FAST工作時，300米直徑的盤子會在500米直徑的鍋里“滾動”，以接受更廣范圍的外太空信號。

記者了解到，FAST有兩大系統——反射面系統和饋源艙系統，反射面系統接收和捕捉到來自外太空的信號后，會將信號聚焦到饋源艙里。FAST的“大鍋”是一個由4400多塊主動反射面拼成的球面，面板會在索網的牽引下，從圓面變成拋物面，形成“盤子”，以捕捉來自外太空的信號，盤子的滾動讓FAST可以捕捉到更廣天區里的信號。

姜鵬告訴記者，目前FAST望遠鏡仍在進行性能調試，考察望遠鏡的靈敏度、指向精度等硬指標和可靠性、穩定性等軟指標。

正在調試中的FAST已經有了不俗的表現。2017年FAST首次發現脈沖星，探測到數十個優質脈沖星候選體，其中兩顆通過了國際認證。

如果有同學今后想參與FAST的工作，“除了天文學專業之外，我們也歡迎來自計算機學、電子學等各種專業的人才”。姜鵬說。

糖科學：玩轉“積木塊” 交叉屬性強

對非專業人士來說，果糖、蔗糖、麥芽糖是單糖還是雙糖容易“傻傻分不清楚”。

“就像我們玩積木時用的積木一樣，果糖是單糖，葡萄糖也是單糖，蔗糖是由果糖和葡萄糖這兩塊‘積木’拼成的雙糖，麥芽糖是由兩個相同的葡萄糖‘積木’拼成的雙糖。各種不同的‘積木’和它們之間不同的拼接方式就構成了自然界中復雜而多樣的糖類結構。” 山東大學國家糖工程技術研究中心教授曹鴻志說。

糖類與蛋白質、核酸是構成所有生命體的最重要的三類生物分子，也是人體細胞重要結構單元。“每個紅細胞表面所含有的300萬至500萬糖鏈分子決定了我們的血型，母乳中含量豐富且結構復雜多樣的糖類塑造了嬰兒的腸道菌群，細胞表面的糖鏈通過參與受精、細胞分化、免疫等幾乎所有生命過程而伴隨我們的一生。”曹鴻志說。

正因如此，糖科學成為后基因組時代國際生命科學研究的熱點與前沿領域。作為一個前沿交叉學科，糖科學涉及化學、生物學、材料學、藥學和醫學等多學科領域，糖疫苗等糖類藥物制備、組織再生材料、生物能源等都屬于糖科學的研究范疇。

“國際上在加強糖科學基礎教育和科普方面已形成共識，但由于糖科學的高度學科交叉性，國內本科教育階段沒有設置專門的糖科學專業。”曹鴻志建議，如果想成為糖科學交叉學科人才，可以報考化學生物學等相關專業。

核酶：不是蛋白質 不少未解謎

“酶是一類具有高選擇催化性能的蛋白質”，依照教材定義，這句話似無不妥。在高中教材里，酶是具有催化活性的特殊有機物，絕大多數的酶都是蛋白質。不過，還有一種不屬于蛋白質的酶——核酶。

“過去，人們認為具有催化功能的大分子都是蛋白質，但上世紀八十年代有科學家發現，RNA在沒有蛋白參與的情況下，也具有催化功能。這種具有催化功能的RNA分子被定義為核酶。”浙江大學生命科學研究院研究員、博士生導師任艾明告訴記者。

核酶的發現，讓人們對RNA分子有了新的認識，兩位發現核酶的科學家也因此獲得1989年諾貝爾化學獎。

在任艾明看來，研究核酶對了解RNA分子的結構特征以及功能都有重要作用。核酶“是少有的具有特定功能、能獨立發揮作用的RNA分子”；與蛋白酶相比“在催化特性上有一定區別”；核酶的存在表明RNA分子功能多樣化，既有傳遞遺傳物質的作用，又具有催化功能。