陳蓉芳
[摘 要]2020年新型冠狀病毒引起的肺炎在全球范圍內傳播,嚴重威脅人類的生命。在2020年高考中出現(xiàn)了眾多涉及新冠疫情知識的高考題,旨在引導學生關注時事,強化知識理解,培養(yǎng)學生聯(lián)系熱點與知識的能力。文章以2020年江蘇高考生物試題第28題為例,詳細解析考題,深入探究考點,并提出相應的教學建議。
[關鍵詞]新型冠狀病毒;2020年;江蘇高考;核心素養(yǎng)
[中圖分類號]? ? G633.91? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058(2021)11-0093-02
一、考題再現(xiàn)
題目(2020年江蘇高考生物試題第28題):新型冠狀病毒可通過表面的刺突蛋白(S蛋白)與人呼吸道粘膜上皮細胞的ACE2受體結合,侵入人體,引起肺炎。圖1為病毒侵入后,人體內發(fā)生的部分免疫反應示意圖。單克隆抗體可阻斷病毒的粘附或入侵,故抗體藥物的研發(fā)已成為治療新冠肺炎的研究熱點之一。圖2為篩選、制備抗S蛋白單克隆抗體的示意圖。請據(jù)圖回答下列問題:
(1)圖1中人體內抗原遞呈細胞吞噬病毒,并將病毒的抗原暴露在細胞表面,被______________細胞表面的受體識別后激活該細胞。
(2)B細胞識別入侵的病毒后,在淋巴因子作用下,經(jīng)過細胞的______________,形成______________細胞。
(3)為判斷疑似患者是否為新型冠狀病毒感染者,采集鼻咽拭子主要用于病原學檢查,檢測病毒的______________;采集血液樣本主要用于血清學檢查,檢測______________。
(4)據(jù)圖2所示,研制抗S蛋白單克隆抗體,需先注射___________________免疫小鼠以激活小鼠的免疫細胞,再提取激活的B細胞與骨髓瘤細胞融合,用HAT培養(yǎng)基篩選獲得______________細胞。因為同一種抗原可能激活______________細胞,還需繼續(xù)篩選才能獲得分泌單克隆抗體的細胞株。
解析:本題以新型冠狀病毒為載體,主要考查體液免疫過程、核酸檢測和單克隆抗體制備方法等相關知識,意在考查考生的生命觀念、科學思維。問題解析需要把握核心知識,結合對應圖示理解作答。
(1)該問考查體液免疫的感應階段。由圖1可知,人體內抗原遞呈細胞吞噬病毒,會將新型冠狀病毒的抗原暴露出來,呈遞給T細胞,被T細胞表面的受體識別后,會激活T細胞。
(2)該問考查體液免疫的反應階段。由免疫知識可知,T細胞被激活后會分泌出淋巴因子,并將抗原呈遞給B細胞,B細胞識別入侵的病毒后,在淋巴因子的作用下快速增殖、分化,形成漿細胞和記憶細胞。
(3)該問考查病毒的檢測方法及原理。臨床上診斷新型冠狀病毒感染者主要有兩種方式:一是采集鼻咽拭子,二是采集血液樣本。其中采集鼻咽拭子主要用于病原學檢查,主要檢測疑似患者的呼吸道中是否含有新型冠狀病毒的核酸;而采集血液樣本主要用于血清學檢查,檢測血清中是否產生了新型冠狀病毒的抗體。
(4)該問主要考查單克隆抗體的制備方法,總體可概括為抗原注射→細胞融合→雜交瘤細胞篩選→細胞培養(yǎng)。結合單克隆抗體的制備方法以及圖2所示的過程,可知研制抗S蛋白單克隆抗體,首先需要注射新型冠狀病毒的刺突蛋白(或S蛋白),用以激活小鼠的免疫細胞;再提取激活的B細胞與骨髓瘤細胞融合,從而獲得融合的、未融合的三類細胞;然后用HAT培養(yǎng)基篩選,其中未融合的B細胞不能長期存活而死亡,未融合的骨髓瘤細胞不能合成DNA也會死亡,只有雜交瘤細胞可以成活;但由于由同一種抗原激活的B細胞可能有多種,故篩選出的融合的骨髓瘤細胞可能分泌多種抗體,所以還需要繼續(xù)篩選才能獲得分泌單克隆抗體的細胞株。
參考答案:(1) T;(2) 增殖、分化,漿細胞和記憶;(3)核酸,抗新型冠狀病毒的抗體;(4)刺突蛋白(或S蛋白),雜交瘤, 多種B。
二、考點深探
試題以新型冠狀病毒為載體,從體液免疫、核酸檢測、制備單克隆抗體等視角綜合考查學生圖像信息提取、綜合應用知識解決問題的能力。其中掌握體液免疫的過程及單克隆抗體制備的方法是解題的關鍵,因此對兩大知識點進行深入解析,對相關考點進行拓展探究十分重要。
1.知識點解析
(1)體液免疫
體液免疫是特異性免疫的一種,其過程較為復雜,共分三個階段:感應階段、反應階段和效應階段。感應階段的核心是使抗原決定簇暴露,除了少數(shù)抗原可直接刺激B細胞外,大多數(shù)抗原需要被吞噬細胞攝取和處理,之后將抗原呈遞給T細胞,再由T細胞呈遞給B細胞。而反應階段主要是B細胞接受抗原刺激,進行增殖、分化,形成漿細胞和記憶細胞。在效應階段,漿細胞分泌出抗體,與相應的抗原特異性結合,發(fā)揮免疫效應。
(2)制備單克隆抗體
制備單克隆抗體需要經(jīng)歷多個過程,可概括為抗原注射→細胞融合→雜交瘤細胞篩選→細胞培養(yǎng)。通過注射目的抗原使小鼠產生致敏B淋巴細胞。加入促融合劑聚乙二醇,使淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合,形成雜交瘤細胞。在HAT選擇性培養(yǎng)基中篩選出融合的雜交瘤細胞,再進一步篩選出能夠產生所需單克隆抗體的陽性雜交瘤細胞,并進一步克隆、擴增。
對于上述單克隆抗體的制備過程需要關注以下幾個要點:(1)兩類細胞:B淋巴細胞、骨髓瘤細胞;(2)三大原理:免疫原理、細胞融合原理、動物細胞培養(yǎng)原理;(3)兩次篩選:第一次篩選出成功融合的雜交瘤細胞(排除未融合的淋巴細胞和骨髓瘤細胞),第二次篩選出能夠產生所需單克隆抗體的陽性雜交瘤細胞(因同一種抗原可能激活多種B細胞)。
2.知識點拓展
上述考題考查了體液免疫的內容,在探究學習過程中需要關注體液免疫和細胞免疫的區(qū)別和聯(lián)系,可采用表格的方式呈現(xiàn)對比項目(如表1)。
三、教學建議
1.把握教學重點,培養(yǎng)綜合能力
生物知識重點較多,涉及實驗設計、數(shù)據(jù)整理、結論分析等,對學生的能力有著較高的要求,教學中教師要把握好教學重點,提升學生的綜合能力。以上述病毒與免疫問題為例,需要學生掌握病毒的結構與類型、人體免疫、單克隆抗體制備方法,同時還要強化學生的讀圖識圖能力,提升學生的信息獲取能力。另外,該部分還常以生物實驗為背景,教學中需要指導學生掌握完整的實驗流程,提升學生的科學探究能力。
2.加強思維訓練,培養(yǎng)理性思維
生物是一門注重思維能力培養(yǎng)的學科,對思維的嚴謹性和邏輯性有著較高的要求。以上述病毒與免疫問題為例,問題解析除了需要學生掌握基礎知識外,還需具備一定的邏輯思維和理性思維,充分了解人體免疫過程和單克隆抗體制備流程的邏輯性。同時能夠充分辨析體液免疫和細胞免疫的區(qū)別與聯(lián)系、疫苗制備的不同方法等。課堂教學中教師應改變傳統(tǒng)的“教師精講、學生細聽”的模式,倡導“合作探究、思維引導”的教學方式。立足生物學知識,探究生物現(xiàn)象,以事實和證據(jù)為依托分析規(guī)律,逐步培養(yǎng)學生的理性思維。
四、寫在最后
以新型冠狀病毒為背景的生物考題具有鮮明的特點,優(yōu)質考題對課堂教學具有指引作用,教學中教師要引導學生對相關知識進行整合,結合圖式理解生理過程,形成系統(tǒng)的知識網(wǎng)絡,同時注重對知識進行遷移、拓展,提升學生的綜合能力。
[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]
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[2]? 王敏.高三復習課實現(xiàn)學科核心素養(yǎng)的方法思考:以“特異性免疫”同課異構課例為基點[J].中學生物教學,2019(5):76-78.
[3]? 孫玉俊.驅動深度學習,落實生物學學科核心素養(yǎng):以“特異性免疫”為例[J].中學生物學,2020(Z1):49-51.
(責任編輯 黃春香)