看清趋势 把握规律 精准分析 高效备考——谈高考“实验与探究”题型的命题规律和解题方法

北京 李世赏

看清趋势 把握规律 精准分析 高效备考
——谈高考“实验与探究”题型的命题规律和解题方法

北京 李世赏

生物高考是以考查考生生物学科素养为总体目标。强调考生的实验与探究能力，以利于终生学习。全国各地的生物高考都非常重视对考生“实验与探究”能力的考查。“实验与探究”题型要求考生理解实验的目的、原理、方法和操作步骤，掌握一定的操作技能，并能进行综合运用；同时能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修改。

现以2016年北京理综29题为例分析“实验与探究”题型的解题技巧，便于揣摩命题意图，发现命题规律。

一、典型例题分析

【例】（2016年北京卷29题）人感染埃博拉病毒（EV）会引起致命的出血热。为了寻找治疗EV病的有效方法，中外科学家进行了系列研究。

（1）EV表面的糖蛋白（EV-GP）作为_______刺激机体产生_______性免疫反应。

（2）科学家采集了多年前感染EV并已康复的甲、乙两人的血液，检测抗EV-GP抗体的水平。据图1，应选取________的血液分离记忆B细胞用以制备单克隆抗体（单抗）。

图1

图2

（3）将制备的多种单抗分别与病毒混合，然后检测病毒对宿主细胞的感染率。据图2，抑制效果最好的两种单抗是_________。

（4）EV-GP具有多个与抗体结合的位点。为了研究上述两种单抗（分别称为A、B）与EV-GP结合的位点是否相同，可按图3所示简要流程进行实验。

图3

①请将图3中应使用的抗体填入下表ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ处（填“A”或“B”或“无关抗体”），完成实验方案（一种即可）。

组别_____________________________抗体____________________________________________________________未标记抗体____________________荧光标记抗体____实验组_____________________________________ⅰ______________________ⅱ_______对照组1________________________________ _ⅲ_________________ _ⅳ_______对照组2_______________________________________________同ⅱ同ⅱ

②若A、B与EV-GP结合的位点不同，与对照组1、2分别比较，实验组的荧光值应_______。

（5）中国科学家用分子结构成像技术证实了A、B与EV-GP结合的位点不同。基于上述系列研究，请你为治疗EV病提供两种思路：________。

命题意图分析：

本题以人教版生物必修三免疫调节为知识背景的“实验探究”题型，重点考查了考生的实验与探究能力如（4）；同时也考查了考生对所学核心知识的理解和运用如（1），对图表数据的观察、比较、分析及运用能力如（2）、（3）；并对解决一些简单的生物学问题提出了明确的要求如（5）。

试题分析：

（1）从题干可知，埃博拉病毒（EV）可以引起人体发生出血热，作为抗原会刺激人体产生特异性免疫反应。要求考生理解抗原的概念和免疫应答反应。

【解题技巧点拨】本题是对免疫学基本知识的考查，抗原刺激机体发生特异性免疫应答。备考时必须深刻理解和熟练掌握基本知识。

【答案】 抗原 特异

（2）该小题要求考生通过观察分析图中所示的实验结果，利用所学知识做出正确的判断。从题干可知：科学家采用的实验血液来自于感染过EV并康复的人。根据已有知识，可迅速判断出，甲、乙两人体内都存在相应的记忆细胞和少量抗体。个体差异客观存在，甲、乙的记忆细胞数量和增殖分化能力可能存在不同，结果显示，在一定的血浆稀释度范围内，甲的抗体相对浓度更大，故甲的记忆B细胞增殖分化的能力更强，适合用以单克隆抗体的制备。

【解题技巧点拨】本题要从图1切入，能够直观地发现甲的抗体水平最高，所以结合题意，就可得出结论。

【答案】甲

（3）结合图2数据可以得出与单抗Ⅲ和Ⅴ混合的病毒对宿主细胞的感染率最低，反映出这两种单抗对病毒的特异性结合能力最强，抑制效果最好。

【解题技巧点拨】本题同样要从图2切入，明确柱状图所代表的含义，结合抗原抗体特异性结合的原理，即可得出答案。

【答案】Ⅲ Ⅴ

（4）本小题重点考查了考生实验探究能力，开放题型，实验方案不唯一。

【解题思路】分析实验流程可知：实验结果测定的荧光强度的大小表示被荧光标记抗体在EV-GP上的结合位点的位置和多少加入未标记抗体目的是让该抗体与EV-GP充分结合，占据相应的结合位点。若结果检测出荧光强度，则说明两种抗体结合位点不同；反之，则说明这两种抗体与EV-GP的结合位点相同或EV-GP上没有带荧光标记抗体的结合位点。

①检测结果可能有两种：相同、不同。

观察表格：对照组2所用抗体与实验组荧光标记抗体相同。首先明确对照组的作用是证明EV-GP上有单抗A或B的结合位点。实验组的作用是证明EV-GP上单抗A和B结合位点是否相同。

对照组1可以看成为空白对照，不含有自变量单抗A/B，所以ⅲ可以是无关抗体。那么ⅳ单抗A、B均可以。结果均有荧光。对照组2可进一步证明EV-GP上两种单抗的结合位点。若ⅳ用单抗A，则ⅱ用A，对照组2检测结果是无荧光。若ⅳ用B，则ⅱ用B，对照组2检测结果也无荧光。

那么，实验组：若ⅱ是A，未标记抗体ⅰ应该选B，检测结果有两种：无荧光，说明单抗A和B的结合位点相同；有荧光，说明单抗A和B的结合位点不同。若ⅱ是B，未标记抗体应该选A，结果同上。

②根据①分析可得以下结论：

若A、B与EV-GP结合位点不同，则：

对照组1：有荧光，荧光值大小和A，B的结合位点多少呈正相关。

栀子苷对照品（批号：110749-201410，纯度：≥100%）、芍药苷对照品（批号：110736-201438，纯度：≥96.4%）、丹皮酚对照品（批号：110708-201407，纯度：≥99.9%）均购自中国食品药品检定研究院；甲醇、乙腈均为色谱纯，其余试剂均为分析纯，水为一级纯化水。

对照组2：无荧光。

实验组：有荧光。 荧光值大小与对照组1基本相同。

【解题技巧点拨】该题核心考查的是考生实验设计能力，第一，需要根据实验目的迅速判断出自变量和因变量。第二，观察表格，两个对照组，一个实验组，且实验组的荧光标记的抗体种类与对照组2标记和未标记种类相同，可以迅速做出判断，ⅱ肯定不是无关抗体，缩小了考虑的范围。第三，无关抗体肯定要用在对照组1中，且不带标记，因为无关抗体带标记与因变量无关。第四，对照组2结果肯定是无荧光，所以对照组1需要有荧光，这样实验组的荧光结果才能说明问题。

【答案】①方案一：ⅰA ⅱB ⅲ无关抗体 ⅳB

方案二：ⅰB ⅱA ⅲ无关抗体 ⅳA

②与对照组1基本相同，明显高于对照组2。

【解题技巧点拨】因为单抗A/B结合位点不同，根据①的分析，三组荧光强度就不难做出判断。注意：需要将三个组结果描述准确、全面。

（5）该小题是对考生综合运用能力的考查。考生需结合已得出的结论和所学知识，提出一些可行性的方案。该试题延续了2015年的命题特点，加大了试题的开放性，给考生更多的思考空间。

【解题思路】

思路2：从题中可知，单抗A和B均可以和EV-GP结合，那就可以单独或结合使用单抗A、B用于治疗。

思路3： 因为该小题涉及了单克隆抗体，所以可以联想到教材选修三所描述的单克隆抗体的应用相关知识进行思考。教材上提到过“生物导弹”的应用，我们也可以尝试运用单抗与抗原特异性结合的特点，制作靶向药物即“生物导弹”用于治疗。

【解题技巧点拨】这类开放性试题，答案也应该有据可依，不能随意想象。依据有二：一是从上面试题中得出的结论可以用；二是教材上所学的与该题内容相近的结论可用，或者是相关知识的迁移。答案不唯一，要求综合运用能力较强。

【答案】思路1：单独或共同使用A，B进行治疗。

思路2：利用单抗制成靶向药物。

思路3：针对EV-GP与抗体结合位点的结构研制新型药物。（答出任意两种思路即可）

二、核心考点归纳整理

表1 免疫细胞与功能

表2 特异性免疫和免疫失调

三、典型例题反馈

【考点1】抗原，抗体

【例1】（2015年全国Ⅱ卷）下列与病原体有关的叙述，正确的是 （ ）

A. 抗体可以进入细胞消灭寄生在其中的结核杆菌

B. 抗体抵抗病毒的机制与溶菌酶杀灭细菌的机制相同

C. Rous肉瘤病毒不是致癌因子，与人的细胞癌变无关

D. 人体感染HIV后的症状与体内该病毒浓度和T细胞数量有关

【答案】D

【考点2】HIV，特异性免疫

【例2】（2016年江苏卷）人类免疫缺陷病毒（HIV）有高度变异性，感染机体后可损伤多种免疫细胞，并通过多种机制逃避免疫系统识别和攻击。下列相关叙述错误的是 （ ）

A. HIV感染人群比健康人群更易患甲型H1N1流感

B. HIV的高度变异性，致使疫苗效果难以持久

C. 被HIV潜伏感染的细胞表面没有HIV蛋白，利于病毒逃避免疫系统识别和攻击

D. HIV破坏免疫系统，机体无体液免疫应答，不能通过检测抗体来诊断HIV感染

【答案】D

【考点3】特异性免疫

【例3】（2016年上海卷）非特异性免疫和特异性免疫在抗原特异性方面显著不同。此外，这两者的主要区别还表现在 （ ）

区别非特异性免疫特异性免疫①具有免疫持久性具有免疫短促性②对抗原缺乏记忆功能对抗原具有记忆功能③涉及巨噬细胞的吞噬作用不涉及巨噬细胞的功能④包含抗原诱导的细胞增殖与分化不存在免疫细胞的增殖与分化

A. ① B. ②

C. ③ D. ④

【答案】B

【考点4】体液免疫、疫苗，囊泡运输

【例4】（2016年全国Ⅰ卷）病毒甲通过呼吸道感染动物乙后，可引起乙的B淋巴细胞破裂，T淋巴细胞功能丧失，导致其患肿瘤病，病患动物更易被其他病原体感染，给新生的乙个体接种甲疫苗可预防该肿瘤病。回答下列问题：

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

（2）新生的乙个体接种甲疫苗后，甲疫苗作为______________可诱导B淋巴细胞增殖、分化成________和记忆细胞。记忆细胞在机体被病毒甲感染时能够_____，从而引起预防该肿瘤病的作用。

（3）免疫细胞行使免疫功能时，会涉及胞吞和胞吐这两种物质跨膜运输方式，这两种方式的共同点有_________________________________________（答出两点即可）。

【答案】（1）免疫功能下降 （2）抗原 浆细胞 迅速增殖分化，分泌大量抗体 （3）能运输生物大分子等；运输过程或者能够形成囊泡； 需要消耗能量

【考点5】特异性免疫，实验探究能力，获取信息能力

【例5】实验一：用不带特殊病原体的小鼠进行如下特异性免疫实验，过程如图1，结果如图2。

图1 实验Ⅰ流程示意图

图2 实验Ⅱ结果图

（1）对B组小鼠的处理是作为A组小鼠的____________处理。

（2）从图2可知，Ⅱ组与Ⅳ组相比，小鼠脾脏中的活细菌数量的增长趋势_________，说明血清中的_________不能有效抑制脾脏内的细菌繁殖。注射来自于A组小鼠的T细胞后，在4天内Ⅰ组小鼠脾脏中的活细菌数量____________，说明该组T细胞（活化T细胞）____________细菌数量的增长。由此推测该细菌生活在___________。

（3）实验中，Ⅰ～Ⅳ组小鼠感染的是____________，感染的时间是在注射T细胞或血清的____________天。

实验二： 在体外观察小鼠的T细胞和巨噬细胞（一种吞噬细胞）对细菌X的杀伤力，结果如图3。

图3 实验二结果图

（4）由图3可知，能有效杀伤细菌X的是________细胞，而不是活化T细胞。

（5）有人假设，活化T细胞释放某种物质活化了巨噬细胞。若用体外实验验证该假设，实验组应选择的实验材料包括________（填选项前的符号）。

a. 培养过活化T细胞的培养液

b. 培养过巨噬细胞的培养液

c. A组小鼠的巨噬细胞

d. B组小鼠的巨噬细胞

e. 培养过未活化T细胞的培养液

f. 细菌X

（6）该系列实验的目的是研究__________。

【答案】（1）对照 （2）相同 抗体 无明显变化 抑制 细胞内 （3）细菌X 前1 （4）活化巨噬 （5）a、d、f（6）小鼠抗细菌X的免疫应答

（作者单位：北京市第二十四中学）