安徽

情景是外在與內(nèi)心交互作用下，可以直接感受或觀察的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景和氛圍。高中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)由四方面組成，即“生命觀念” “科學(xué)思維” “科學(xué)探究”和“社會(huì)責(zé)任”。在具體學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)和考查上，情景類試題對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)中科學(xué)思維、科學(xué)探究等素養(yǎng)的養(yǎng)成具有重要反饋價(jià)值。

1. 基于科學(xué)技術(shù)成果命制生物情景試題

發(fā)展核心素養(yǎng)的基本原則之一就是需要體現(xiàn)時(shí)代性。生物學(xué)的發(fā)展日新月異，如果能在試題中創(chuàng)設(shè)出關(guān)于科學(xué)技術(shù)研究的最新進(jìn)展的情景，或者突出現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)人類生活和社會(huì)發(fā)展的積極作用的情景，以此來(lái)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注、參與討論與生物學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，學(xué)以致用，這對(duì)發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維和社會(huì)責(zé)任的核心素養(yǎng)有非常好的導(dǎo)向作用。

例如，關(guān)于“暗物質(zhì)”的成果研究。20 世紀(jì)物理學(xué)界最重要的發(fā)現(xiàn)之一，可能就是“暗物質(zhì)”，這種難以觀察的物質(zhì)以極大的權(quán)重裹挾著熟知的“明物質(zhì)”世界，動(dòng)搖著關(guān)于物質(zhì)世界的基本認(rèn)知與規(guī)律。21 世紀(jì)初，生命科學(xué)領(lǐng)域中最偉大的發(fā)現(xiàn)毫無(wú)疑問(wèn)是另一種形式的“暗物質(zhì)”：非編碼RNA。之所以稱為“暗物質(zhì)”，是因?yàn)槠鋽?shù)量、種類與功能均不明確，缺乏有效的研究手段，然而這些“暗物質(zhì)”卻蘊(yùn)藏著調(diào)控細(xì)胞功能的巨大潛力。2017年5月，中國(guó)科學(xué)院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所陳玲玲研究組首次揭示了長(zhǎng)非編碼RNA在細(xì)胞中的功能和RNA聚合酶介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄過(guò)程中的重要作用機(jī)制。基于以上成果信息，結(jié)合近年高考全國(guó)統(tǒng)一《考試大綱》，其明確指出考生應(yīng)“關(guān)注對(duì)科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)發(fā)展有重大影響的、與生命科學(xué)相關(guān)的突出成就及熱點(diǎn)問(wèn)題”。因此，可以以人類基因組“暗物質(zhì)”研究熱點(diǎn)為情景命制試題。

【例1】人類基因組的“暗物質(zhì)”一直以來(lái)被認(rèn)為是基因組中的非編碼RNA——不包括用于制造蛋白質(zhì)的版圖，構(gòu)成了超過(guò)95%的人類基因組。日前，中國(guó)科學(xué)院陳玲玲研究組成功發(fā)現(xiàn)了一種全新的長(zhǎng)非編碼核糖體核糖核酸，并命名為SLERT，這是首次在人類細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)可以調(diào)控RNA聚合酶Ⅰ轉(zhuǎn)錄的長(zhǎng)非編碼RNA，并有望為癌癥藥物設(shè)計(jì)提供新靶標(biāo)。lncRNA（長(zhǎng)非編碼RNA）曾一度被認(rèn)為是基因組“暗物質(zhì)”，是RNA聚合酶Ⅱ參與轉(zhuǎn)錄的副產(chǎn)物，lncRNA的許多成員已被證明廣泛參與各種重要生命活動(dòng)的調(diào)控。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）SLERT是由______酶催化轉(zhuǎn)錄生成的，其與蛋白質(zhì)結(jié)合可形成______（填細(xì)胞器名稱），即蛋白質(zhì)生物合成的裝配機(jī)器。研究發(fā)現(xiàn)，核糖體RNA轉(zhuǎn)錄不足，易導(dǎo)致骨髓衰竭性貧血，轉(zhuǎn)錄過(guò)多則易引發(fā)多種癌癥。這說(shuō)明許多疾病的發(fā)生與______密切相關(guān)。因此，抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)速度可以______（填“敲除”或“更多表達(dá)”）腫瘤細(xì)胞內(nèi)的SLERT。

（2）研究表明，SLERT能解除對(duì)RNA聚合酶Ⅰ的功能抑制。某研究小組準(zhǔn)備在實(shí)驗(yàn)室條件下，模擬細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境，設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路（不要求寫(xiě)具體步驟和具體技術(shù)）________________________。

（3）人體細(xì)胞中含有約400個(gè)拷貝的核糖體DNA（rDNA） 序列，但僅有一半可以轉(zhuǎn)錄成rRNA，導(dǎo)致這種rRNA轉(zhuǎn)錄差異的根本原因是______________________。

（4）癌細(xì)胞中的一類lncRNA可以刺激機(jī)體引發(fā)免疫反應(yīng)，這種分子具有和病原體類似的特性。這類lncRNA 是否屬于抗原？______，理由是______。

（5）研究者在滿足合成RNA的相關(guān)條件下，可以在實(shí)驗(yàn)室條件下人工合成lncRNA，“滿足人工合成RNA的有關(guān)條件”主要是指______、能量、______和______。

【答案】（1）RNA聚合 核糖體 核糖體RNA轉(zhuǎn)錄失調(diào)（答案合理即可） 敲除 （2）設(shè)計(jì)兩組實(shí)驗(yàn)，一組添加適量的SLERT，另一組添加等量的生理鹽水，分別檢測(cè)兩組實(shí)驗(yàn)細(xì)胞中RNA聚合酶Ⅰ的活性大小（3）rDNA選擇性轉(zhuǎn)錄（或基因選擇性表達(dá)） （4）是抗原是指能夠刺激機(jī)體產(chǎn)生（特異性）免疫應(yīng)答，并能與免疫應(yīng)答產(chǎn)物抗體和致敏淋巴細(xì)胞在體內(nèi)外結(jié)合，發(fā)生免疫效應(yīng)（特異性反應(yīng)）的物質(zhì)，lncRNA符合以上條件（5）四種游離的核糖核苷酸 酶 模板

【試題分析】（1）從題中所給的信息可知，SLERT是一種rRNA，各種RNA都是由RNA聚合酶催化生成的；核糖體主要由rRNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成；核糖體RNA轉(zhuǎn)錄不足易導(dǎo)致骨髓衰竭性貧血，轉(zhuǎn)錄過(guò)多則易引發(fā)多種癌癥，這意味著核糖體RNA過(guò)少表達(dá)或過(guò)多表達(dá)都會(huì)引起相關(guān)疾病，也就是核糖體RNA轉(zhuǎn)錄失調(diào)與許多疾病的發(fā)生密切相關(guān)；SLERT能解除對(duì)RNA聚合酶Ⅰ的功能抑制，即SLERT的缺失導(dǎo)致了RNA聚合酶Ⅰ轉(zhuǎn)錄活性的降低。因此，抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)速度，就是要核糖體RNA少轉(zhuǎn)錄，需要RNA解旋酶Ⅰ活性弱，即需要敲除腫瘤細(xì)胞內(nèi)的SLERT。（2）SLERT可以導(dǎo)致RNA聚合酶Ⅰ轉(zhuǎn)錄活性的降低，故設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的自變量是SLERT 的有無(wú)，因變量是RNA聚合酶Ⅰ活性的大小。（3）人體細(xì)胞中含有約400個(gè)拷貝的核糖體DNA （rDNA） 序列，但僅有一半可以轉(zhuǎn)變成rRNA，說(shuō)明只有一部分rDNA轉(zhuǎn)錄，因此，導(dǎo)致這種rRNA轉(zhuǎn)錄差異的根本原因是rDNA選擇性轉(zhuǎn)錄或基因選擇性表達(dá)。（4）抗原的基本性質(zhì)為具有異物性、大分子性和特異性。異物性是指進(jìn)入機(jī)體組織內(nèi)的抗原物質(zhì)，必須與該機(jī)體組織細(xì)胞的成分不相同。大分子性是指構(gòu)成抗原的物質(zhì)通常是相對(duì)分子質(zhì)量大于10000的大分子物質(zhì)，分子量越大，抗原性越強(qiáng)?？乖奶禺愋允怯煞肿颖砻娴奶囟ɑ瘜W(xué)基團(tuán)所決定的?？偨Y(jié)起來(lái)，抗原是指能夠刺激機(jī)體產(chǎn)生（特異性）免疫應(yīng)答，并能與免疫應(yīng)答產(chǎn)物抗體和致敏淋巴細(xì)胞在體內(nèi)外結(jié)合，發(fā)生免疫效應(yīng)（特異性反應(yīng)）的物質(zhì)，lncRNA符合以上條件，即lncRNA屬于抗原。（5）根據(jù)細(xì)胞內(nèi)RNA的合成條件，推測(cè)“滿足人工合成RNA的有關(guān)條件”包括原料（四種游離的核糖核苷酸）、能量、酶（RNA聚合酶等）和模板（DNA分子的一條鏈）。

人類基因組“暗物質(zhì)”研究是近年生命科學(xué)研究的熱點(diǎn)，以此為素材的命題可以涵蓋很多高中內(nèi)容，比如lncRNA與癌細(xì)胞及免疫調(diào)節(jié)的關(guān)系，另外還可以將題目的設(shè)問(wèn)改編到癌細(xì)胞的特點(diǎn)、癌細(xì)胞周期的調(diào)控、癌細(xì)胞產(chǎn)生的原因、免疫在調(diào)節(jié)中發(fā)揮的作用等。比如SLERT與基因、蛋白質(zhì)和性狀的聯(lián)系等?？忌虢鉀Q這類信息題，最關(guān)鍵的是快速?gòu)念}干中獲取信息，利用所學(xué)內(nèi)容抽取其中的生物學(xué)相關(guān)原理和知識(shí)，從而將“新”的素材轉(zhuǎn)化成“舊”的知識(shí)點(diǎn)。

2. 基于生活理解和體驗(yàn)命制生物情景試題

學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成和發(fā)展離不開(kāi)對(duì)生活的理解與體驗(yàn)。因此，對(duì)生物學(xué)基本知識(shí)和基本技能的考查終將回歸到社會(huì)生活的具體情境中去探究與實(shí)踐。

例如，鹽漬土是世界性難題，被稱為“土壤癌癥”，不僅能改變土壤理化性質(zhì)，還會(huì)影響植物生長(zhǎng)發(fā)育，使農(nóng)作物、經(jīng)濟(jì)林減產(chǎn)甚至絕收。作為中國(guó)受鹽堿化影響最嚴(yán)重的盆地之一，柴達(dá)木盆地雖蘊(yùn)含大量鹽礦、石油、有色金屬等礦產(chǎn)，有“聚寶盆”之美譽(yù)，但隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)的大規(guī)模開(kāi)發(fā)，土壤的次生鹽堿化日益嚴(yán)重，已成為西部大開(kāi)發(fā)和“一帶一路”發(fā)展大潮下影響可持續(xù)發(fā)展的突出限制性因素。

【例2】為研究鹽、堿脅迫對(duì)枸杞苗木光合作用的影響，實(shí)驗(yàn)選取若干株長(zhǎng)勢(shì)良好的一年生枸杞苗木為材料，分為9組：A組為對(duì)照組；B1、B2、B3、B4為鹽脅迫實(shí)驗(yàn)組，用NaCl處理，濃度依次為50、100、200、300（濃度單位：mmol/L）；C1、C2、C3、C4為堿脅迫實(shí)驗(yàn)組，用NaHCO3處理，濃度依次為50、100、200、300（濃度單位：mmol/L）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖，回答下列問(wèn)題。

（1）測(cè)定葉片中葉綠素的含量，應(yīng)取新鮮葉片，用______作溶劑研磨，為防止葉綠素被破壞，應(yīng)加入少量______。然后過(guò)濾并測(cè)定濾液的吸光度，計(jì)算得出葉綠素含量。

（2）堿脅迫實(shí)驗(yàn)組的凈光合作用速率均低于對(duì)照組，推測(cè)可能的原因有①______；②______。

（3）依據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你能得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是__________________。

【答案】（1）無(wú)水乙醇 碳酸鈣 （2）①NaHCO3抑制葉綠素的含量，吸收光能減少，光反應(yīng)速率降低②NaHCO3抑制氣孔導(dǎo)度，CO2吸收減少，暗反應(yīng)速率降低 （3）隨著鹽、堿脅迫濃度的增大，枸杞幼苗葉綠素含量、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度等光合作用參數(shù)逐漸受到顯著抑制；堿脅迫的抑制作用更強(qiáng)烈；低濃度（50 mmol/L）NaCl脅迫下，枸杞幼苗葉綠素含量和凈光合速率并未受到顯著影響

【試題分析】（1）提取新鮮葉片葉綠素，用無(wú)水乙醇作溶劑研磨。加入少量碳酸鈣是為防止葉綠素被破壞。（2）堿脅迫實(shí)驗(yàn)組的凈光合作用速率均低于對(duì)照組，據(jù)圖分析，推測(cè)可能的原因有①NaHCO3抑制葉綠素的含量，吸收光能減少，光反應(yīng)速率降低。②NaHCO3抑制氣孔導(dǎo)度，CO2吸收減少，暗反應(yīng)速率降低。（3）據(jù)圖實(shí)驗(yàn)結(jié)果知，隨著鹽、堿脅迫濃度的增大，枸杞幼苗葉綠素含量、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度等光合作用參數(shù)逐漸受到顯著抑制；堿脅迫的抑制作用更強(qiáng)烈；低濃度（50 mmol/L）NaCl脅迫下，枸杞幼苗葉綠素含量和凈光合速率并未受到顯著影響。試題材料取自《西北植物學(xué)報(bào)》2017年第12期，由張?zhí)叮七_(dá)等的論文《鹽堿脅迫對(duì)枸杞幼苗生物量積累和光合作用的影響》。試題中的數(shù)據(jù)都來(lái)自論文中，具有科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。

3. 情景類生物試題注重以思維為著力點(diǎn)

思維素養(yǎng)是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的一個(gè)關(guān)鍵方面，情景類生物試題中，情景是“面子”，思維才是“里子”。利用情景逐步進(jìn)階激發(fā)考生思維。理想的情景類生物試題的思維考查應(yīng)該是簡(jiǎn)單化思維層面→訓(xùn)練思維→應(yīng)用思維層面，即由單向思維向多向思維發(fā)展，這樣的多向思維能力更是一個(gè)人適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展所需要的。在以上的兩道原創(chuàng)試題中都有思維過(guò)渡過(guò)程的體現(xiàn)，根據(jù)試題情景及設(shè)問(wèn)的設(shè)定，將學(xué)生思維引向了深處，綜合運(yùn)用已學(xué)知識(shí)，解決試題中提出的問(wèn)題?；谇榫暗脑囶}設(shè)問(wèn)激發(fā)學(xué)生不同層次的思維，這些多層次思維讓情景充滿無(wú)限的可能，讓試題閃耀著智慧的光芒。

此外，命制情景類試題時(shí)，也可以創(chuàng)造性地把知識(shí)整體放入到一個(gè)大的情景中，以整個(gè)情景為線索來(lái)引導(dǎo)學(xué)生的思考，協(xié)同發(fā)展多種素養(yǎng)。如例1的第（2）問(wèn)中，提出探究性的問(wèn)題發(fā)展學(xué)生勇于探究的素養(yǎng)，通過(guò)穿插思維訓(xùn)練來(lái)發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)等。這種綜合性強(qiáng)的情景試題的創(chuàng)設(shè)，可從多方面落實(shí)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的特色情境，這在當(dāng)前高中生物命制優(yōu)質(zhì)試題具有很大的需求量。

高中生物試題中的情景創(chuàng)設(shè)，需要命題者萃取核心素養(yǎng)的精髓仔細(xì)打磨。只有如此才能命制出適應(yīng)學(xué)生發(fā)展、核心素養(yǎng)需要的、有生物學(xué)科特色的情景試題，從而讓更多的學(xué)生學(xué)好生物學(xué)。