看清趨勢(shì) 把握規(guī)律 精準(zhǔn)分析 高效備考
——談高考“實(shí)驗(yàn)與探究”題型的命題規(guī)律和解題方法

北京 李世賞

看清趨勢(shì) 把握規(guī)律 精準(zhǔn)分析 高效備考
——談高考“實(shí)驗(yàn)與探究”題型的命題規(guī)律和解題方法

北京 李世賞

生物高考是以考查考生生物學(xué)科素養(yǎng)為總體目標(biāo)。強(qiáng)調(diào)考生的實(shí)驗(yàn)與探究能力，以利于終生學(xué)習(xí)。全國各地的生物高考都非常重視對(duì)考生“實(shí)驗(yàn)與探究”能力的考查?！皩?shí)驗(yàn)與探究”題型要求考生理解實(shí)驗(yàn)的目的、原理、方法和操作步驟，掌握一定的操作技能，并能進(jìn)行綜合運(yùn)用；同時(shí)能對(duì)一些簡單的實(shí)驗(yàn)方案做出恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)和修改。

現(xiàn)以2016年北京理綜29題為例分析“實(shí)驗(yàn)與探究”題型的解題技巧，便于揣摩命題意圖，發(fā)現(xiàn)命題規(guī)律。

一、典型例題分析

【例】（2016年北京卷29題）人感染埃博拉病毒（EV）會(huì)引起致命的出血熱。為了尋找治療EV病的有效方法，中外科學(xué)家進(jìn)行了系列研究。

（1）EV表面的糖蛋白（EV-GP）作為_______刺激機(jī)體產(chǎn)生_______性免疫反應(yīng)。

（2）科學(xué)家采集了多年前感染EV并已康復(fù)的甲、乙兩人的血液，檢測(cè)抗EV-GP抗體的水平。據(jù)圖1，應(yīng)選取________的血液分離記憶B細(xì)胞用以制備單克隆抗體（單抗）。

圖1

圖2

（3）將制備的多種單抗分別與病毒混合，然后檢測(cè)病毒對(duì)宿主細(xì)胞的感染率。據(jù)圖2，抑制效果最好的兩種單抗是_________。

（4）EV-GP具有多個(gè)與抗體結(jié)合的位點(diǎn)。為了研究上述兩種單抗（分別稱為A、B）與EV-GP結(jié)合的位點(diǎn)是否相同，可按圖3所示簡要流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

圖3

①請(qǐng)將圖3中應(yīng)使用的抗體填入下表ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ處（填“A”或“B”或“無關(guān)抗體”），完成實(shí)驗(yàn)方案（一種即可）。

組別_____________________________抗體____________________________________________________________未標(biāo)記抗體____________________熒光標(biāo)記抗體____實(shí)驗(yàn)組_____________________________________ⅰ______________________ⅱ_______對(duì)照組1________________________________ _ⅲ_________________ _ⅳ_______對(duì)照組2_______________________________________________同ⅱ同ⅱ

②若A、B與EV-GP結(jié)合的位點(diǎn)不同，與對(duì)照組1、2分別比較，實(shí)驗(yàn)組的熒光值應(yīng)_______。

（5）中國科學(xué)家用分子結(jié)構(gòu)成像技術(shù)證實(shí)了A、B與EV-GP結(jié)合的位點(diǎn)不同。基于上述系列研究，請(qǐng)你為治療EV病提供兩種思路：________。

命題意圖分析：

本題以人教版生物必修三免疫調(diào)節(jié)為知識(shí)背景的“實(shí)驗(yàn)探究”題型，重點(diǎn)考查了考生的實(shí)驗(yàn)與探究能力如（4）；同時(shí)也考查了考生對(duì)所學(xué)核心知識(shí)的理解和運(yùn)用如（1），對(duì)圖表數(shù)據(jù)的觀察、比較、分析及運(yùn)用能力如（2）、（3）；并對(duì)解決一些簡單的生物學(xué)問題提出了明確的要求如（5）。

試題分析：

（1）從題干可知，埃博拉病毒（EV）可以引起人體發(fā)生出血熱，作為抗原會(huì)刺激人體產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)。要求考生理解抗原的概念和免疫應(yīng)答反應(yīng)。

【解題技巧點(diǎn)撥】本題是對(duì)免疫學(xué)基本知識(shí)的考查，抗原刺激機(jī)體發(fā)生特異性免疫應(yīng)答。備考時(shí)必須深刻理解和熟練掌握基本知識(shí)。

【答案】 抗原 特異

（2）該小題要求考生通過觀察分析圖中所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，利用所學(xué)知識(shí)做出正確的判斷。從題干可知：科學(xué)家采用的實(shí)驗(yàn)血液來自于感染過EV并康復(fù)的人。根據(jù)已有知識(shí)，可迅速判斷出，甲、乙兩人體內(nèi)都存在相應(yīng)的記憶細(xì)胞和少量抗體。個(gè)體差異客觀存在，甲、乙的記憶細(xì)胞數(shù)量和增殖分化能力可能存在不同，結(jié)果顯示，在一定的血漿稀釋度范圍內(nèi)，甲的抗體相對(duì)濃度更大，故甲的記憶B細(xì)胞增殖分化的能力更強(qiáng)，適合用以單克隆抗體的制備。

【解題技巧點(diǎn)撥】本題要從圖1切入，能夠直觀地發(fā)現(xiàn)甲的抗體水平最高，所以結(jié)合題意，就可得出結(jié)論。

【答案】甲

（3）結(jié)合圖2數(shù)據(jù)可以得出與單抗Ⅲ和Ⅴ混合的病毒對(duì)宿主細(xì)胞的感染率最低，反映出這兩種單抗對(duì)病毒的特異性結(jié)合能力最強(qiáng)，抑制效果最好。

【解題技巧點(diǎn)撥】本題同樣要從圖2切入，明確柱狀圖所代表的含義，結(jié)合抗原抗體特異性結(jié)合的原理，即可得出答案。

【答案】Ⅲ Ⅴ

（4）本小題重點(diǎn)考查了考生實(shí)驗(yàn)探究能力，開放題型，實(shí)驗(yàn)方案不唯一。

【解題思路】分析實(shí)驗(yàn)流程可知：實(shí)驗(yàn)結(jié)果測(cè)定的熒光強(qiáng)度的大小表示被熒光標(biāo)記抗體在EV-GP上的結(jié)合位點(diǎn)的位置和多少加入未標(biāo)記抗體目的是讓該抗體與EV-GP充分結(jié)合，占據(jù)相應(yīng)的結(jié)合位點(diǎn)。若結(jié)果檢測(cè)出熒光強(qiáng)度，則說明兩種抗體結(jié)合位點(diǎn)不同；反之，則說明這兩種抗體與EV-GP的結(jié)合位點(diǎn)相同或EV-GP上沒有帶熒光標(biāo)記抗體的結(jié)合位點(diǎn)。

①檢測(cè)結(jié)果可能有兩種：相同、不同。

觀察表格：對(duì)照組2所用抗體與實(shí)驗(yàn)組熒光標(biāo)記抗體相同。首先明確對(duì)照組的作用是證明EV-GP上有單抗A或B的結(jié)合位點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)組的作用是證明EV-GP上單抗A和B結(jié)合位點(diǎn)是否相同。

對(duì)照組1可以看成為空白對(duì)照，不含有自變量單抗A/B，所以?？梢允菬o關(guān)抗體。那么ⅳ單抗A、B均可以。結(jié)果均有熒光。對(duì)照組2可進(jìn)一步證明EV-GP上兩種單抗的結(jié)合位點(diǎn)。若ⅳ用單抗A，則ⅱ用A，對(duì)照組2檢測(cè)結(jié)果是無熒光。若ⅳ用B，則ⅱ用B，對(duì)照組2檢測(cè)結(jié)果也無熒光。

那么，實(shí)驗(yàn)組：若ⅱ是A，未標(biāo)記抗體ⅰ應(yīng)該選B，檢測(cè)結(jié)果有兩種：無熒光，說明單抗A和B的結(jié)合位點(diǎn)相同；有熒光，說明單抗A和B的結(jié)合位點(diǎn)不同。若ⅱ是B，未標(biāo)記抗體應(yīng)該選A，結(jié)果同上。

②根據(jù)①分析可得以下結(jié)論：

若A、B與EV-GP結(jié)合位點(diǎn)不同，則：

對(duì)照組1：有熒光，熒光值大小和A，B的結(jié)合位點(diǎn)多少呈正相關(guān)。

梔子苷對(duì)照品（批號(hào)：110749-201410，純度：≥100%）、芍藥苷對(duì)照品（批號(hào)：110736-201438，純度：≥96.4%）、丹皮酚對(duì)照品（批號(hào)：110708-201407，純度：≥99.9%）均購自中國食品藥品檢定研究院；甲醇、乙腈均為色譜純，其余試劑均為分析純，水為一級(jí)純化水。

對(duì)照組2：無熒光。

實(shí)驗(yàn)組：有熒光。 熒光值大小與對(duì)照組1基本相同。

【解題技巧點(diǎn)撥】該題核心考查的是考生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，第一，需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康难杆倥袛喑鲎宰兞亢鸵蜃兞?。第二，觀察表格，兩個(gè)對(duì)照組，一個(gè)實(shí)驗(yàn)組，且實(shí)驗(yàn)組的熒光標(biāo)記的抗體種類與對(duì)照組2標(biāo)記和未標(biāo)記種類相同，可以迅速做出判斷，ⅱ肯定不是無關(guān)抗體，縮小了考慮的范圍。第三，無關(guān)抗體肯定要用在對(duì)照組1中，且不帶標(biāo)記，因?yàn)闊o關(guān)抗體帶標(biāo)記與因變量無關(guān)。第四，對(duì)照組2結(jié)果肯定是無熒光，所以對(duì)照組1需要有熒光，這樣實(shí)驗(yàn)組的熒光結(jié)果才能說明問題。

【答案】①方案一：ⅰA ⅱB ⅲ無關(guān)抗體 ⅳB

方案二：ⅰB ⅱA ⅲ無關(guān)抗體 ⅳA

②與對(duì)照組1基本相同，明顯高于對(duì)照組2。

【解題技巧點(diǎn)撥】因?yàn)閱慰笰/B結(jié)合位點(diǎn)不同，根據(jù)①的分析，三組熒光強(qiáng)度就不難做出判斷。注意：需要將三個(gè)組結(jié)果描述準(zhǔn)確、全面。

（5）該小題是對(duì)考生綜合運(yùn)用能力的考查?？忌杞Y(jié)合已得出的結(jié)論和所學(xué)知識(shí)，提出一些可行性的方案。該試題延續(xù)了2015年的命題特點(diǎn)，加大了試題的開放性，給考生更多的思考空間。

【解題思路】

思路2：從題中可知，單抗A和B均可以和EV-GP結(jié)合，那就可以單獨(dú)或結(jié)合使用單抗A、B用于治療。

思路3： 因?yàn)樵撔☆}涉及了單克隆抗體，所以可以聯(lián)想到教材選修三所描述的單克隆抗體的應(yīng)用相關(guān)知識(shí)進(jìn)行思考。教材上提到過“生物導(dǎo)彈”的應(yīng)用，我們也可以嘗試運(yùn)用單抗與抗原特異性結(jié)合的特點(diǎn)，制作靶向藥物即“生物導(dǎo)彈”用于治療。

【解題技巧點(diǎn)撥】這類開放性試題，答案也應(yīng)該有據(jù)可依，不能隨意想象。依據(jù)有二：一是從上面試題中得出的結(jié)論可以用；二是教材上所學(xué)的與該題內(nèi)容相近的結(jié)論可用，或者是相關(guān)知識(shí)的遷移。答案不唯一，要求綜合運(yùn)用能力較強(qiáng)。

【答案】思路1：單獨(dú)或共同使用A，B進(jìn)行治療。

思路2：利用單抗制成靶向藥物。

思路3：針對(duì)EV-GP與抗體結(jié)合位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)研制新型藥物。（答出任意兩種思路即可）

二、核心考點(diǎn)歸納整理

表1 免疫細(xì)胞與功能

表2 特異性免疫和免疫失調(diào)

三、典型例題反饋

【考點(diǎn)1】抗原，抗體

【例1】（2015年全國Ⅱ卷）下列與病原體有關(guān)的敘述，正確的是 （ ）

A. 抗體可以進(jìn)入細(xì)胞消滅寄生在其中的結(jié)核桿菌

B. 抗體抵抗病毒的機(jī)制與溶菌酶殺滅細(xì)菌的機(jī)制相同

C. Rous肉瘤病毒不是致癌因子，與人的細(xì)胞癌變無關(guān)

D. 人體感染HIV后的癥狀與體內(nèi)該病毒濃度和T細(xì)胞數(shù)量有關(guān)

【答案】D

【考點(diǎn)2】HIV，特異性免疫

【例2】（2016年江蘇卷）人類免疫缺陷病毒（HIV）有高度變異性，感染機(jī)體后可損傷多種免疫細(xì)胞，并通過多種機(jī)制逃避免疫系統(tǒng)識(shí)別和攻擊。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 （ ）

A. HIV感染人群比健康人群更易患甲型H1N1流感

B. HIV的高度變異性，致使疫苗效果難以持久

C. 被HIV潛伏感染的細(xì)胞表面沒有HIV蛋白，利于病毒逃避免疫系統(tǒng)識(shí)別和攻擊

D. HIV破壞免疫系統(tǒng)，機(jī)體無體液免疫應(yīng)答，不能通過檢測(cè)抗體來診斷HIV感染

【答案】D

【考點(diǎn)3】特異性免疫

【例3】（2016年上海卷）非特異性免疫和特異性免疫在抗原特異性方面顯著不同。此外，這兩者的主要區(qū)別還表現(xiàn)在 （ ）

區(qū)別非特異性免疫特異性免疫①具有免疫持久性具有免疫短促性②對(duì)抗原缺乏記憶功能對(duì)抗原具有記憶功能③涉及巨噬細(xì)胞的吞噬作用不涉及巨噬細(xì)胞的功能④包含抗原誘導(dǎo)的細(xì)胞增殖與分化不存在免疫細(xì)胞的增殖與分化

A. ① B. ②

C. ③ D. ④

【答案】B

【考點(diǎn)4】體液免疫、疫苗，囊泡運(yùn)輸

【例4】（2016年全國Ⅰ卷）病毒甲通過呼吸道感染動(dòng)物乙后，可引起乙的B淋巴細(xì)胞破裂，T淋巴細(xì)胞功能喪失，導(dǎo)致其患腫瘤病，病患動(dòng)物更易被其他病原體感染，給新生的乙個(gè)體接種甲疫苗可預(yù)防該腫瘤病。回答下列問題：

（1）感染病毒甲后，患病的乙更易被其他病原體感染的原因是___________________________。

（2）新生的乙個(gè)體接種甲疫苗后，甲疫苗作為______________可誘導(dǎo)B淋巴細(xì)胞增殖、分化成________和記憶細(xì)胞。記憶細(xì)胞在機(jī)體被病毒甲感染時(shí)能夠_____，從而引起預(yù)防該腫瘤病的作用。

（3）免疫細(xì)胞行使免疫功能時(shí)，會(huì)涉及胞吞和胞吐這兩種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式，這兩種方式的共同點(diǎn)有_________________________________________（答出兩點(diǎn)即可）。

【答案】（1）免疫功能下降 （2）抗原 漿細(xì)胞 迅速增殖分化，分泌大量抗體 （3）能運(yùn)輸生物大分子等；運(yùn)輸過程或者能夠形成囊泡； 需要消耗能量

【考點(diǎn)5】特異性免疫，實(shí)驗(yàn)探究能力，獲取信息能力

【例5】實(shí)驗(yàn)一：用不帶特殊病原體的小鼠進(jìn)行如下特異性免疫實(shí)驗(yàn)，過程如圖1，結(jié)果如圖2。

圖1 實(shí)驗(yàn)Ⅰ流程示意圖

圖2 實(shí)驗(yàn)Ⅱ結(jié)果圖

（1）對(duì)B組小鼠的處理是作為A組小鼠的____________處理。

（2）從圖2可知，Ⅱ組與Ⅳ組相比，小鼠脾臟中的活細(xì)菌數(shù)量的增長趨勢(shì)_________，說明血清中的_________不能有效抑制脾臟內(nèi)的細(xì)菌繁殖。注射來自于A組小鼠的T細(xì)胞后，在4天內(nèi)Ⅰ組小鼠脾臟中的活細(xì)菌數(shù)量____________，說明該組T細(xì)胞（活化T細(xì)胞）____________細(xì)菌數(shù)量的增長。由此推測(cè)該細(xì)菌生活在___________。

（3）實(shí)驗(yàn)中，Ⅰ～Ⅳ組小鼠感染的是____________，感染的時(shí)間是在注射T細(xì)胞或血清的____________天。

實(shí)驗(yàn)二： 在體外觀察小鼠的T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞（一種吞噬細(xì)胞）對(duì)細(xì)菌X的殺傷力，結(jié)果如圖3。

圖3 實(shí)驗(yàn)二結(jié)果圖

（4）由圖3可知，能有效殺傷細(xì)菌X的是________細(xì)胞，而不是活化T細(xì)胞。

（5）有人假設(shè)，活化T細(xì)胞釋放某種物質(zhì)活化了巨噬細(xì)胞。若用體外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該假設(shè)，實(shí)驗(yàn)組應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)材料包括________（填選項(xiàng)前的符號(hào)）。

a. 培養(yǎng)過活化T細(xì)胞的培養(yǎng)液

b. 培養(yǎng)過巨噬細(xì)胞的培養(yǎng)液

c. A組小鼠的巨噬細(xì)胞

d. B組小鼠的巨噬細(xì)胞

e. 培養(yǎng)過未活化T細(xì)胞的培養(yǎng)液

f. 細(xì)菌X

（6）該系列實(shí)驗(yàn)的目的是研究__________。

【答案】（1）對(duì)照 （2）相同 抗體 無明顯變化 抑制 細(xì)胞內(nèi) （3）細(xì)菌X 前1 （4）活化巨噬 （5）a、d、f（6）小鼠抗細(xì)菌X的免疫應(yīng)答

（作者單位：北京市第二十四中學(xué)）