浙江

2020 年新冠肺炎的暴發(fā)和傳播，牽動著全國人民的心，作為一名生物教師既要關(guān)注社會熱點(diǎn)，同時也要利用這些熱點(diǎn)問題培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。教師適當(dāng)?shù)貙狳c(diǎn)問題改編成原創(chuàng)試題，可以開拓教學(xué)素材，做到個性化教學(xué)，也可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。以教材中的病毒知識為基礎(chǔ)，以新型冠狀病毒為情境，進(jìn)行原創(chuàng)試題的命制可以使試題具有前沿性和創(chuàng)新性，還可以整合學(xué)科思想，發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。

一、回歸教材，強(qiáng)化基礎(chǔ)

筆者以浙科版教材為例，尋找教材中和病毒相關(guān)的知識。

【必修1】

第12 頁，蛋白質(zhì)是相對分子質(zhì)量很大的生物大分子……煙草花葉病毒核蛋白的相對分子質(zhì)量大于2 000萬。

第114 頁，致癌因素很多，如各種射線、許多種無機(jī)或有機(jī)化合物（如吸煙時煙霧中的物質(zhì)）、許多種病毒等。

第119 頁，動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用是多方面的，許多有重要價值的蛋白質(zhì)生物制品，如病毒疫苗、促紅細(xì)胞生成素、干擾素、單克隆抗體等，都可以借助此項技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)。

【必修2】

第49～52 頁，噬菌體侵染細(xì)菌的實驗；煙草花葉病毒的感染和重建實驗；常見RNA 病毒舉例。

第69 頁，勞氏肉瘤病毒的逆轉(zhuǎn)錄。

第70 頁，基因的本質(zhì)：基因就是一段包含一個完整的遺傳信息單位的有功能的核酸分子片段——在大多數(shù)生物中是一段DNA，而在RNA 病毒中則是一段RNA。

第78 頁，誘發(fā)基因突變的生物因素，如麻疹病毒等，它們的毒素或代謝產(chǎn)物對DNA 分子都有誘變作用。

【必修3】

第49 頁，單核細(xì)胞則分化成巨噬細(xì)胞，可以吞噬上百個細(xì)菌和病毒。

第51 頁，病毒、細(xì)菌和其他的致病因子在它們的表面也帶有表明它們特殊身份的分子標(biāo)志。

第53 頁，當(dāng)這些病原體和毒素在組織和體液中自由地循環(huán)流動時，抗體與這類細(xì)胞外的病原體和毒素結(jié)合，致使病毒一類的抗原失去進(jìn)入寄主細(xì)胞的能力，使一些細(xì)菌產(chǎn)生的毒素被中和而失效，還可使一些抗原（如可溶的蛋白質(zhì)）凝聚而被巨噬細(xì)胞吞噬。

第54 頁，檢查血液中的某一種抗體便可確定一個人是否曾經(jīng)受到某種特定的病原體的侵襲，例如，引發(fā)肝炎或艾滋病的病毒的侵襲。

第56 頁，牛痘病毒能在人體內(nèi)誘發(fā)出抵抗天花病毒的免疫力。

第59～60 頁，艾滋病。

第80 頁，病源物和寄生物的致病力和傳播速度是隨著種群密度的增加而增加的。

第128 頁，被人類排放到水體中的污染物包括以下八類，即家庭污水、微生物病原體、化學(xué)肥料、殺蟲劑（還有除草劑和洗滌劑）、其他礦物質(zhì)和化學(xué)品、水土流失的沖積物、放射性物質(zhì)、來自電廠的廢熱等。

【選修1】

第3 頁，以雞胚為反應(yīng)器生產(chǎn)病毒。

第18 頁，微生物指的是結(jié)構(gòu)簡單、形體微小的單細(xì)胞、多細(xì)胞或沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的低等生物，如酵母、細(xì)菌、放線菌、霉菌、藍(lán)細(xì)菌和病毒等。

【選修3】

第3 頁，猿猴病毒DNA 與噬菌體DNA 連接物是第一個人工DNA 重組產(chǎn)物。

第4 頁，除質(zhì)粒外，基因工程的載體還有λ 噬菌體、植物病毒和動物病毒。

第11 頁，干擾素是病毒侵入細(xì)胞后產(chǎn)生的糖蛋白，它有α、β 和γ 三大類型。干擾素具有抗病毒、抗細(xì)胞分裂和免疫調(diào)節(jié)等多種生物學(xué)功能，是治療病毒性肝炎和腫瘤的藥物。

乙型肝炎是由乙型肝炎病毒引起的，可以利用基因工程技術(shù)來制備乙肝疫苗。

第30 頁，細(xì)胞株一般具有恒定的染色體組型、同功酶類型、病毒敏感性和生化特性等。

第31 頁，動物細(xì)胞在一定的物質(zhì)（如滅活的仙臺病毒、聚乙二醇等）介導(dǎo)下可以相互融合。

第60 頁，高致病性基因如果重組到高傳染性的病毒基因組中，就可能在人或動物群體中迅速蔓延。

二、原創(chuàng)試題，高效提升

1.以新型冠狀病毒的結(jié)構(gòu)等相關(guān)內(nèi)容為情境的命題

【例1】如圖1 是新型冠狀病毒結(jié)構(gòu)的示意圖，下列有關(guān)該病毒結(jié)構(gòu)的敘述錯誤的是 （ ）

圖1 新型冠狀病毒結(jié)構(gòu)示意圖

A.新型冠狀病毒沒有細(xì)胞核也沒有染色體

B.該病毒遺傳物質(zhì)的基本單位是核糖核苷酸，所含堿基數(shù)量符合卡伽夫法則

C.病毒外層脂類膜來自宿主細(xì)胞，內(nèi)摻有病毒蛋白質(zhì)

D.該病毒衣殼蛋白是由宿主細(xì)胞的核糖體合成的，合成的原料也由宿主細(xì)胞提供

【答案】B

【試題分析】本題難度中等，涉及病毒的結(jié)構(gòu)、復(fù)制和遺傳物質(zhì)等相關(guān)內(nèi)容，有一定的綜合性，旨在考查學(xué)生的理解能力和綜合運(yùn)用能力。病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，無細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核，其遺傳物質(zhì)也未和蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色體，A 正確。新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是單鏈RNA，基本組成單位是核糖核苷酸；而卡伽夫法則是雙鏈DNA的堿基數(shù)量規(guī)律，即A=T、C=G、A+T 不一定等于C+G，故該病毒的遺傳物質(zhì)的堿基數(shù)量不符合卡伽夫法則，B 錯誤。參考教材中HIV 的相關(guān)介紹，可推測病毒的外層脂類膜是來自宿主細(xì)胞的，內(nèi)摻有病毒的蛋白質(zhì)，如圖1 中的刺突糖蛋白，C 正確。病毒依靠寄生方式生存，其蛋白質(zhì)合成的場所、原料、能量均由宿主細(xì)胞提供，D 正確。

2.以新型冠狀病毒的入侵機(jī)制為情境的命題

【例2】S 蛋白是新型冠狀病毒表面最重要的膜蛋白，中科院的科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，冠狀病毒侵入宿主細(xì)胞是通過病毒S 蛋白與宿主細(xì)胞的血管緊張素轉(zhuǎn)換酶 2 受體（ACE2 受體）結(jié)合來完成的（如圖2）。下列有關(guān)入侵機(jī)制的敘述正確的是 （ ）

圖2 新型冠狀病毒的入侵機(jī)制

A.S 蛋白和ACE2 受體結(jié)合過程中，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生改變

B.由圖2 可知，進(jìn)入宿主細(xì)胞的僅是病毒的RNA

C.病毒進(jìn)入細(xì)胞的方式為胞吞，體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動性

D.新型冠狀病毒識別的受體與HIV 相同，能特異性侵染輔助性T 淋巴細(xì)胞，使人的免疫功能減退

【答案】C

【試題分析】本題難度中等，考查細(xì)胞識別和物質(zhì)運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)知識，要求學(xué)生能快速從圖2 中提取信息，并結(jié)合已學(xué)的相關(guān)生物學(xué)原理和知識，實現(xiàn)知識的遷移。受體在識別的過程中有發(fā)生空間結(jié)構(gòu)的改變，A 錯誤。從圖2 可知，新型冠狀病毒在入侵時是整個病毒進(jìn)入到宿主細(xì)胞中，進(jìn)入細(xì)胞的不但有其RNA，也包含了病毒的蛋白質(zhì)，B錯誤。由圖2 可知，病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞的方式是胞吞，胞吞過程中細(xì)胞膜發(fā)生了形變，體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動性，C 正確。新型冠狀病毒識別血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2 受體，而HIV 識別的是CD4 分子，兩者的受體不同，病毒侵染有特異性，D 錯誤。

3.以新型冠狀病毒復(fù)制機(jī)制為情境的命題

【例3】研究發(fā)現(xiàn)新型冠狀病毒的基因組全長約為27～32 kb，其核酸為正鏈單鏈RNA，特點(diǎn)是可以以自身為模板，指導(dǎo)合成病毒相關(guān)蛋白質(zhì)。病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞后，遺傳信息的流動方向如圖3，下列敘述正確的是 （ ）

圖3 新型冠狀病毒遺傳信息的流動方向

A.新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)為RNA，故遺傳信息的傳遞不符合中心法則

B.①為翻譯，該過程直接以病毒的RNA 為模板，需要病毒的核糖體參與

C.圖3 中的酶可能是DNA 聚合酶

D.①和②的過程都遵循堿基互補(bǔ)配對原則

【答案】D

【試題分析】本題將大學(xué)生物教材內(nèi)容和最新熱點(diǎn)相結(jié)合，考查學(xué)生獲取信息的能力和綜合應(yīng)用能力。由圖3 可知，①為翻譯，②為RNA 的復(fù)制。圖3 中病毒正鏈RNA 作為模板翻譯出的酶可用于RNA 的復(fù)制，推測此酶應(yīng)為RNA 聚合酶。在RNA 聚合酶的作用下完成負(fù)鏈RNA 的合成以及病毒基因組RNA 的復(fù)制。遺傳信息的傳遞規(guī)律符合中心法則，A 錯誤。翻譯過程進(jìn)行的場所是宿主細(xì)胞的核糖體，B 錯誤。圖3 中的酶可能是RNA 聚合酶，C 錯誤。RNA 復(fù)制和翻譯的過程中都存在RNA 之間堿基的相互配對，遵循堿基互補(bǔ)配對原則，D 正確。

4.以新型冠狀病毒診斷與治療為情境的命題

【例4】Ⅰ.針對新型冠狀病毒的檢測，科學(xué)家一般采用三種檢測手段 ：病毒的分離培養(yǎng)、抗體檢測及核酸檢測。

（1）培養(yǎng)新型冠狀病毒時應(yīng)選擇______________。

A.經(jīng)滅菌的LB 液體培養(yǎng)基

B.接種了大腸桿菌的LB 液體培養(yǎng)基

C.含vero-E6 傳代細(xì)胞系（非洲綠猴腎細(xì)胞系）的培養(yǎng)基

D.胎牛血清

（2）抗體檢測：患者血清中相應(yīng)抗體是由________細(xì)胞產(chǎn)生的，在一次免疫應(yīng)答中不會全部用完。因此可檢查血液中的相應(yīng)抗體便可確定一個人是否曾感染。

（3）核酸檢測：通過檢測人身上（痰液、血液、肺泡灌洗液）是否存在病毒的遺傳物質(zhì)（正鏈單鏈RNA），從而確診其是否被病毒感染。該遺傳物質(zhì)的特異性體現(xiàn)在________________________________。單鏈的RNA 十分脆弱，容易斷裂和降解，所以可通過_____________將RNA 先變成DNA，并通過_____________讓極其微量的DNA 成倍擴(kuò)增。

Ⅱ.新型冠狀病毒肺炎的治療還在進(jìn)一步研究中，研究方向有很多。

（1）干擾素：干擾素是病毒侵入細(xì)胞后產(chǎn)生的_________，它有α、β 和γ 三大類。干擾素有抗病毒、_________等多種生物學(xué)功能，是治療病毒性疾病和腫瘤的藥物。

（2）疫苗：接種疫苗可使機(jī)體產(chǎn)生效應(yīng)細(xì)胞和_____細(xì)胞，這種免疫方式稱為______________（填“主動免疫”或“被動免疫”）。但新型冠狀病毒是單鏈RNA 病毒，變異性強(qiáng)，其變異來源主要是________________。

【答案】Ⅰ.（1）C （2）效應(yīng)B （3）堿基（核苷酸）排列順序 逆轉(zhuǎn)錄 PCR 技術(shù)

Ⅱ.（1）糖蛋白 抗細(xì)胞分裂和免疫調(diào)節(jié) （2）記憶

主動免疫 基因突變

【試題分析】本題從不同角度圍繞新型冠狀病毒的檢測和治療方案命制，命題思路是注重對核心概念的理解和應(yīng)用。涉及病毒的分離與培養(yǎng)、免疫相關(guān)知識和現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)等考點(diǎn)，注重對教材知識的考查。試題有一定的靈活性，要求學(xué)生能對所學(xué)知識進(jìn)行遷移應(yīng)用。如Ⅰ的（1）小題，教材上并未介紹應(yīng)如何培養(yǎng)病毒，學(xué)生需根據(jù)所學(xué)病毒的特性進(jìn)行推理。根據(jù)病毒生存必須依靠寄生的方式，病毒的侵染具有特異性等知識，可推知本題的答案應(yīng)為C。再比如Ⅱ的（2）題，考查的是病毒可遺傳變異的來源。單鏈RNA 相對于雙鏈DNA 更不穩(wěn)定，復(fù)制時更容易發(fā)生突變，故新型冠狀病毒變異的主要來源是基因突變。

三、小結(jié)和建議

試題離不開情境，這些情境可以是生產(chǎn)生活實踐、科技研究進(jìn)展和社會熱點(diǎn)問題等。新冠肺炎疫情關(guān)系著千家萬戶的生命安全，通過回歸病毒考點(diǎn)，有助于學(xué)生更好地理解和運(yùn)用知識，以新型冠狀病毒為情境進(jìn)行原創(chuàng)試題的命制，有助于提升學(xué)生的復(fù)習(xí)熱情，發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。疫情還未結(jié)束，科學(xué)家對于病毒的研究永遠(yuǎn)不會停止。教師可以持續(xù)關(guān)注，對新的研究進(jìn)展及時利用所學(xué)知識進(jìn)行理解和分析，引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家一樣進(jìn)行科學(xué)探究。在教學(xué)中教師要不斷總結(jié)和創(chuàng)新，引導(dǎo)學(xué)生比較不同病毒來加深對該知識的理解，以實驗設(shè)計題的形式進(jìn)行實驗探究能力的考查。