基于数字化资源的高中生物原创题的命制

刘 艳 刘锡凯

（大庆外国语学校 黑龙江大庆 163411）

1 基于数字化资源进行原创命题的意义

数字化资源是指以文字、图像等形式储存在一定的载体上并可供利用的信息。教师利用数字化资源的主要途径包括通过“360导航”等搜索引擎搜集社会热点题材，通过“中国知网”等专业网站搜集前沿科技素材。创设真实的命题情境，才能有针对性地设置问题，注重学生知识和能力的双重考查，达到选拔人才，促进中小学素质教育的目标。利用数字化资源创设情境进行原创命题，体现生物学学科核心素养的立意，以多角度、多维度考査学生的能力。

2 基于数字化资源进行原创命题的实践

2.1 关注社会热点，渗透生命观念核心素养

【原创命题1】2021年12月9日，我国宇航员在太空空间站展示了“太空细胞学”实验，荧光显微镜下的心肌细胞利用自身生物电激发荧光，进行了“太空蹦迪”，让大家看到了失重状态下跳动的心肌细胞，下列有关说法错误的是 （ ）

A.心肌细胞在失重状态下也可以进行有节律性地收缩

B.荧光标记法使用荧光蛋白等荧光物质作为标记，多是分子水平的标记

C.心肌细胞中的细胞核、线粒体和核糖体都会产生水

D.低温和高温都能够使心肌细胞的酶空间结构改变失去活性

参考答案：D。

分析：从题干中可以获悉，心肌细胞在失重状态下也可以进行有节律性地收缩，完成原有的功能，A选项正确。使用荧光蛋白等作为标记物，属于分子水平范畴，B选项正确；细胞核中的转录过程以DNA为模板转录成mRNA时，磷酸二酯键的脱水缩合产生水，线粒体中有氧呼吸第三阶段产生水，核糖体在翻译过程中蛋白质的形成有水的产生，C选项正确。酶的空间结构在低温条件下稳定，没有失去活性，D选项错误。

命题立意：本题以太空直播课堂为背景，引导学生关注社会热点，并与所学知识相结合。知识点的考查覆盖了高中生物人教版必修1及必修2的内容。所考查的内容源于教材又高于教材，渗透了课程标准中所提出的“结构与功能”生命观念核心素养的理念。

2.2 关注生产生活，渗透科学思维核心素养

【原创命题2】“夏黑”葡萄具有无核，适应性强，早熟等优良性状。矮壮素（CCC）可促进植株的生殖生长，同时增加叶绿素含量，可提高光合作用，作为一种优良的植物生长调节剂被果农广泛使用。为了研究摘心与矮壮素处理对“夏黑”葡萄枝条生长的影响，研究人员进行了相关实验，结果如图1所示，下列推测错误的是 （ ）

图1 矮壮素处理对“夏黑”葡萄枝条生长的影响

A.CCC具有微量、高效、效果稳定等优点

B.摘心处理可抑制“夏黑”葡萄的营养生长，从而促进其花芽分化，提高结实率

C.CCC可直接参与细胞代谢进而调节“夏黑”葡萄的生命活动

D.从4月27日开始，CCC及摘心处理的枝条粗度相差不大且高于对照组

参考答案：C。

分析：矮壮素（CCC）是一种植物生长调节剂。由于植物体内没有分解调节剂的酶，因此具有微量、高效、效果稳定等优点，A选项正确。摘心处理可抑制“夏黑”葡萄的营养生长，从而促进其花芽分化，提高结实率，B选项正确。矮壮素作为植物生长调节剂不直接参与“夏黑”葡萄的细胞代谢，只起到调节作用，C选项错误。由图可知，从4月27日开始，CCC及摘心处理的枝条粗度相差不大且均高于对照组，D选项正确。

命题立意：本试题以网红“夏黑”葡萄为情境，以中国知网的文献“摘心与矮壮素处理对“夏黑”葡萄枝条内源激素及生长的影响”中的实际数据为依据，考查考生对新信息的获取及处理能力，对植物生长调节剂相关知识的实际运用能力，渗透科学思维核心素养。

【原创命题3】江西省渼陂古村酱油的酿造历史悠久，据《光绪·吉安府志》记载：“酱油……惟渼陂所出最上，诸邑不及”。渼陂古村酱油采用“日晒夜露”法，具有色泽金黄，酱香味浓郁，可口甘甜等特点。图2是渼陂酱油的生产工艺流程图：

图2 渼陂酱油的生产工艺流程

（1）酱油的制作主要以大豆蛋白等为主要原料，发酵过程中利用的微生物主要是米曲霉，米曲霉能将大豆中的蛋白质分解成_________________，渼陂古村酱油的古法酿造中，在制曲前需将蒸熟的大豆进行冷却，原因是__________________________。

（2）工业生产中需要获得纯净的米曲霉菌种，若初步筛选米曲霉，需要将长满米曲霉的豆胚接种到以蛋白质作为唯一碳源和氮源的培养基中扩大培养，培养4天后，可“浓缩”米曲霉，原因是_____________。利用查氏培养基进一步分离纯化，获得纯净的米曲霉菌种后，若要长期保存，可以采用__________的方法。

（3）与显微镜直接计数法相比，若采用稀释涂布平板法对米曲霉进行计数时，所获得菌落的数目___，理由是______________________________________。

（4）将米曲霉研磨破碎得到提取液，对获得的蛋白粗酶液用凝胶色谱柱进行洗脱，洗脱过程中，相对分子质量__________的蛋白质移动速度较快，纯化后的蛋白酶使用______________的方法进行纯度鉴定。

参考答案：（1）小分子的肽和氨基酸 避免高温杀死米曲霉

（2）选择培养“浓缩”米曲霉的原因是以蛋白质作为唯一碳源和氮源的培养基中，米曲霉能够分解蛋白质获取营养物质，进行生长繁殖（合理即可） 甘油管藏

（3）较少 原因是稀释涂布平板法只统计活菌，且还会出现两个或多个细胞连在一起，计数时观察到的只是一个菌落的现象，显微镜直接计数法将死、活菌均统计在内，因此用稀释涂布平板法计数时获得的菌落数少（合理即可）；（4）较大 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析：

（1）在制曲前需将蒸熟的大豆进行冷却，原因是避免高温杀死米曲霉。

（2）选择培养“浓缩”米曲霉的原因是以蛋白质作为唯一碳源和氮源的培养基中，米曲霉能够分解蛋白质获取营养物质，进行生长繁殖。

（3）分离曲霉，对菌种计数时，若选用稀释涂布平板法测定米曲霉的数目，相比于显微镜直接计数法，得到的数目较少。其原因是稀释涂布平板法只统计活菌，且还会出现两个或多个细胞连在一起，计数时观察到的只是一个菌落的现象，显微镜直接计数法将死、活菌均统计在内。

（4）相对分子质量较大的蛋白质只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快（大短快）。

命题立意：本题以江西省渼陂古村酱油的传统酿造工艺为背景，呈现了古法酱油酿造的工艺流程。从多个维度考查了微生物的提取和分离、微生物发酵过程涉及的原理、微生物的计数和保存、蛋白质的分离和提纯等知识点，通过生产生活情景，渗透理性思维的核心素养。题目中原因类的设问具有一定的开放性，培养了学生的创新能力，体现了科学思维的生物学科核心素养。

2.3 关注科技前沿，渗透科学探究核心素养

【原创命题4】2021年诺贝尔生理与医学奖的获得者David Julius利用辣椒素（一种来自辣椒的刺激性化合物，可引起灼热感）发现了辣椒素TRPV1受体（一种离子通道蛋白，该受体在高温时与H结合后被激活，从而使人感受到疼痛，是一种疼痛感受器）。图3为辣椒素TRPV1受体被激活的过程，请分析并回答问题：

图3 辣椒素TRPV1受体被激活的过程

（1）人食用辣椒后，通常会产生又热又痛的感觉，原因是TRPV1受体受到热和_______的刺激时会引起Ca和Na内流，此时神经细胞膜内外电位发生变化，从而产生动作电位。神经冲动沿着感觉神经纤维向____________传递，产生热觉和痛觉，此时如果喝冷水会___________疼痛。

（2）吃麻辣火锅时，脸色发红并伴随大量出汗，原因是在________体温调节中枢的参与下，皮肤毛细血管________，汗腺分泌增加，以增加机体的散热量。吃火锅时，大量流汗散失较多的水分，导致机体细胞外液渗透压________，_____________产生渴觉，机体主动饮水。

（3）正常人吃火锅时不会引起血糖的升高，原因是血液中的葡萄糖随着食物的消化和吸收升高时，胰岛B细胞产生的胰岛素能促进组织细胞加速摄取、利用和_______葡萄糖，从而降低血糖水平。

参考答案：（1）H大脑皮层 减轻

（2）下丘脑 舒张 升高 大脑皮层

（3）储存

分析：

（1）由题图结合，可知：人食用辣椒后，辣椒素TRPV1受体受到热和H的刺激，引起Ca和Na内流，导致膜电位的变化。

（2）吃麻辣火锅时，在下丘脑体温调节中枢的参与下，皮肤毛细血管舒张，机体产热量增加。吃火锅时，大量流汗散失较多的水分，导致机体细胞外液渗透压有所升高，大脑皮层产生渴觉，使机体主动饮水。

（3）正常人吃火锅时不会引起血糖的升高，原因是血糖升高时，胰岛B细胞产生的胰岛素能促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖，从而降低血糖水平，使血糖水平维持平衡。

命题立意：本题以2021诺贝尔生理学与医学奖为背景，引导学生关注科学热点，了解食用辣椒后产生热觉和痛觉的真正原理。试题通过结合吃火锅出现的一些现象，考查了神经调节、体温调节、水盐调节、血糖调节等四大调节的知识点，同时渗透了科学探究的生物学学科核心素养。

2.4 关注人体健康，渗透社会责任核心素养

【原创命题5】肝硬化是临床常见的慢性肝病，对人类健康产生很大的危害。近年来，以胚胎干细胞（ESCs）、诱导性多能干细胞（iPSCs）、间充质干细胞（MSCs）为主的干细胞移植在肝硬化治疗领域倍受关注。小鼠作为一种与人类的基因组序列相似度较高的哺乳动物，常用于人类某些疾病的研究。小鼠胚胎干细胞的培养过程如图4所示，请分析并回答问题。

图4 小鼠胚胎干细胞的培养过程

（1）小鼠胚胎干细胞具有细胞核大，核仁____的特点。胚胎干细胞在______________等方面具有重要的应用价值。

（2）体外培养小鼠胚胎干细胞时，需要满足四个条件，分别是需要提供______________的环境、营养、_____________、气体环境。

（3）如图所示，获得胚胎干细胞后，在培养液中加入______________（如牛磺酸等），可以诱导小鼠胚胎干细胞分化成多种细胞组织，并移植进入小鼠体内，替代病变或丧失功能的器官，该技术属于_______（治疗性克隆/生殖性克隆）。

（4）由重组细胞分裂分化后的早期胚胎发育的小鼠与_____________鼠的性状相似。

参考答案：

（1）明显 器官移植和转基因动物

（2）无菌无毒 温度和pH

（3）分化诱导因子 治疗性

（4）供体（患病）

分析：

（1）小鼠胚胎干细胞的的形态特点是细胞体积小，细胞核大，核仁明显。胚胎干细胞在器官移植和转基因动物等方面具有重要的应用价值。

（2）体外培养小鼠胚胎干细胞时，需要提供气体环境、营养、无菌无毒的环境、温度和pH。

（3）分离获得胚胎干细胞后，在培养液中加入分化诱导因子，可以诱导小鼠胚胎干细胞分化成多种细胞组织，替代病变或丧失功能的器官，该技术属于治疗性克隆。

（4）重组细胞分化后的早期胚胎发育的小鼠与提供细胞核的供体（患病）鼠的性状相似。

命题立意：本题以体细胞核移植技术用于治疗疾病为切入点，原创治疗性克隆过程图，考查了体外培养胚胎干细胞的条件，治疗性克隆与生殖性克隆的区别，考查的知识点全面细致，能够引导学生关注人体健康，渗透社会责任核心素养的理念

3 基于数字化资源进行原创命题的体悟

基于数字化资源进行原创命题的程序包括：确定核心概念、筛选合适素材、设计区分梯度、进行初步编写、反复审核修正、测试评价反馈。在进行命题实践时，教师要注意：试题素材的选择要贴近生活；材料数据的来源要具有科学性；命题内容的考查要突出主干性；试题难度的设置要呈现梯度性；命题语言的编写要体现严谨性。原创命题的编制需要教师平日积累丰富的素材，对高考评价体系、学科知识体系、学科核心素养等知识不断地学习。教师基于高考评价体系进行原创题命制，既能够帮助提升学生的学科核心素养，也能够同时提高教师的命题能力。