陈蓉芳
[摘 要]2020年新型冠状病毒引起的肺炎在全球范围内传播,严重威脅人类的生命。在2020年高考中出现了众多涉及新冠疫情知识的高考题,旨在引导学生关注时事,强化知识理解,培养学生联系热点与知识的能力。文章以2020年江苏高考生物试题第28题为例,详细解析考题,深入探究考点,并提出相应的教学建议。
[关键词]新型冠状病毒;2020年;江苏高考;核心素养
[中图分类号] G633.91 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2021)11-0093-02
一、考题再现
题目(2020年江苏高考生物试题第28题):新型冠状病毒可通过表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道粘膜上皮细胞的ACE2受体结合,侵入人体,引起肺炎。图1为病毒侵入后,人体内发生的部分免疫反应示意图。单克隆抗体可阻断病毒的粘附或入侵,故抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。图2为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。请据图回答下列问题:
(1)图1中人体内抗原递呈细胞吞噬病毒,并将病毒的抗原暴露在细胞表面,被______________细胞表面的受体识别后激活该细胞。
(2)B细胞识别入侵的病毒后,在淋巴因子作用下,经过细胞的______________,形成______________细胞。
(3)为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者,采集鼻咽拭子主要用于病原学检查,检测病毒的______________;采集血液样本主要用于血清学检查,检测______________。
(4)据图2所示,研制抗S蛋白单克隆抗体,需先注射___________________免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞,再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合,用HAT培养基筛选获得______________细胞。因为同一种抗原可能激活______________细胞,还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞株。
解析:本题以新型冠状病毒为载体,主要考查体液免疫过程、核酸检测和单克隆抗体制备方法等相关知识,意在考查考生的生命观念、科学思维。问题解析需要把握核心知识,结合对应图示理解作答。
(1)该问考查体液免疫的感应阶段。由图1可知,人体内抗原递呈细胞吞噬病毒,会将新型冠状病毒的抗原暴露出来,呈递给T细胞,被T细胞表面的受体识别后,会激活T细胞。
(2)该问考查体液免疫的反应阶段。由免疫知识可知,T细胞被激活后会分泌出淋巴因子,并将抗原呈递给B细胞,B细胞识别入侵的病毒后,在淋巴因子的作用下快速增殖、分化,形成浆细胞和记忆细胞。
(3)该问考查病毒的检测方法及原理。临床上诊断新型冠状病毒感染者主要有两种方式:一是采集鼻咽拭子,二是采集血液样本。其中采集鼻咽拭子主要用于病原学检查,主要检测疑似患者的呼吸道中是否含有新型冠状病毒的核酸;而采集血液样本主要用于血清学检查,检测血清中是否产生了新型冠状病毒的抗体。
(4)该问主要考查单克隆抗体的制备方法,总体可概括为抗原注射→细胞融合→杂交瘤细胞筛选→细胞培养。结合单克隆抗体的制备方法以及图2所示的过程,可知研制抗S蛋白单克隆抗体,首先需要注射新型冠状病毒的刺突蛋白(或S蛋白),用以激活小鼠的免疫细胞;再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合,从而获得融合的、未融合的三类细胞;然后用HAT培养基筛选,其中未融合的B细胞不能长期存活而死亡,未融合的骨髓瘤细胞不能合成DNA也会死亡,只有杂交瘤细胞可以成活;但由于由同一种抗原激活的B细胞可能有多种,故筛选出的融合的骨髓瘤细胞可能分泌多种抗体,所以还需要继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞株。
参考答案:(1) T;(2) 增殖、分化,浆细胞和记忆;(3)核酸,抗新型冠状病毒的抗体;(4)刺突蛋白(或S蛋白),杂交瘤, 多种B。
二、考点深探
试题以新型冠状病毒为载体,从体液免疫、核酸检测、制备单克隆抗体等视角综合考查学生图像信息提取、综合应用知识解决问题的能力。其中掌握体液免疫的过程及单克隆抗体制备的方法是解题的关键,因此对两大知识点进行深入解析,对相关考点进行拓展探究十分重要。
1.知识点解析
(1)体液免疫
体液免疫是特异性免疫的一种,其过程较为复杂,共分三个阶段:感应阶段、反应阶段和效应阶段。感应阶段的核心是使抗原决定簇暴露,除了少数抗原可直接刺激B细胞外,大多数抗原需要被吞噬细胞摄取和处理,之后将抗原呈递给T细胞,再由T细胞呈递给B细胞。而反应阶段主要是B细胞接受抗原刺激,进行增殖、分化,形成浆细胞和记忆细胞。在效应阶段,浆细胞分泌出抗体,与相应的抗原特异性结合,发挥免疫效应。
(2)制备单克隆抗体
制备单克隆抗体需要经历多个过程,可概括为抗原注射→细胞融合→杂交瘤细胞筛选→细胞培养。通过注射目的抗原使小鼠产生致敏B淋巴细胞。加入促融合剂聚乙二醇,使淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,形成杂交瘤细胞。在HAT选择性培养基中筛选出融合的杂交瘤细胞,再进一步筛选出能够产生所需单克隆抗体的阳性杂交瘤细胞,并进一步克隆、扩增。
对于上述单克隆抗体的制备过程需要关注以下几个要点:(1)两类细胞:B淋巴细胞、骨髓瘤细胞;(2)三大原理:免疫原理、细胞融合原理、动物细胞培养原理;(3)两次筛选:第一次筛选出成功融合的杂交瘤细胞(排除未融合的淋巴细胞和骨髓瘤细胞),第二次筛选出能够产生所需单克隆抗体的阳性杂交瘤细胞(因同一种抗原可能激活多种B细胞)。
2.知识点拓展
上述考题考查了体液免疫的内容,在探究学习过程中需要关注体液免疫和细胞免疫的区别和联系,可采用表格的方式呈现对比项目(如表1)。
三、教学建议
1.把握教学重点,培养综合能力
生物知识重点较多,涉及实验设计、数据整理、结论分析等,对学生的能力有着较高的要求,教学中教师要把握好教学重点,提升学生的综合能力。以上述病毒与免疫问题为例,需要学生掌握病毒的结构与类型、人体免疫、单克隆抗体制备方法,同时还要强化学生的读图识图能力,提升学生的信息获取能力。另外,该部分还常以生物实验为背景,教学中需要指导学生掌握完整的实验流程,提升学生的科学探究能力。
2.加强思维训练,培养理性思维
生物是一门注重思维能力培养的学科,对思维的严谨性和逻辑性有着较高的要求。以上述病毒与免疫问题为例,问题解析除了需要学生掌握基础知识外,还需具备一定的邏辑思维和理性思维,充分了解人体免疫过程和单克隆抗体制备流程的逻辑性。同时能够充分辨析体液免疫和细胞免疫的区别与联系、疫苗制备的不同方法等。课堂教学中教师应改变传统的“教师精讲、学生细听”的模式,倡导“合作探究、思维引导”的教学方式。立足生物学知识,探究生物现象,以事实和证据为依托分析规律,逐步培养学生的理性思维。
四、写在最后
以新型冠状病毒为背景的生物考题具有鲜明的特点,优质考题对课堂教学具有指引作用,教学中教师要引导学生对相关知识进行整合,结合图式理解生理过程,形成系统的知识网络,同时注重对知识进行迁移、拓展,提升学生的综合能力。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 张志康,陈玲玲.关于“免疫调节”几个问题的思考和探究[J]. 中学生物教学,2020(8):78-79.
[2] 王敏.高三复习课实现学科核心素养的方法思考:以“特异性免疫”同课异构课例为基点[J].中学生物教学,2019(5):76-78.
[3] 孙玉俊.驱动深度学习,落实生物学学科核心素养:以“特异性免疫”为例[J].中学生物学,2020(Z1):49-51.
(责任编辑 黄春香)