免疫调节的考查分析及备考策略
——以近年广东省高考试题为例
2022-11-30广东吴浩钦
广东 吴浩钦
《普通高中生物学课程标准》(2017年版2020年修订)对《免疫调节》学习内容的要求为①举例说明免疫细胞、免疫器官和免疫活性物质等是免疫调节的结构与物质基础;②概述人体的免疫包括生来就有的非特异性免疫和后天获得的特异性免疫;③阐明特异性免疫是通过体液免疫和细胞免疫两种方式,针对特定病原体发生的免疫应答;④举例说明免疫功能异常可能引发疾病,如过敏、自身免疫病、艾滋病和先天性免疫缺陷病等。通过学习,理解高等生物个体生命活动的规律:从系统分析的角度,认识个体生命系统的稳态;理解健康生活方式对于维持人体内环境的稳态、疾病预防的意义。免疫调节的学习有助于培养健康生活方式,是落实社会责任核心素养的重要素材,在历年来的高考试题中常作为高频考点知识进行考查。
一、近五年广东省高考自主命题试题对免疫调节的考查分析
近年来广东省自主命题的高考试题、学业水平选择性考试试题均对免疫调节从不同考点、不同关键能力方面进行考查。特别是结合新冠病毒、艾滋病病毒等流行性病毒与免疫调节、癌症免疫治疗等社会热点话题的情景信息,考查的力度逐渐加大,预计在今后各类考试中仍将作为热门考点。
表1 近年广东省高考和学业水平选择性考试试题的免疫调节考点分布
二、广东省高考自主命题试题典型例题评析
例1.(2022年,广东卷,第17题)迄今新型冠状病毒仍在肆虐全球,我国始终坚持“人民至上,生命至上”的抗疫理念和动态清零的防疫总方针。图1a示免疫力正常的人感染新冠病毒后,体内病毒及免疫指标的变化趋势。
a
回答下列问题:
(1)人体感染新冠病毒初期,________免疫尚未被激活,病毒在其体内快速增殖(曲线①②上升部分)。曲线③④上升趋势一致,表明抗体的产生与T细胞数量的增加有一定的相关性,其机理是________。此外,T细胞在抗病毒感染过程中还参与________过程。
(2)准确、快速判断个体是否被病毒感染是实现动态清零的前提。目前除了核酸检测还可以使用抗原检测法,因其方便快捷可作为补充检测手段,但抗原检测的敏感性相对较低,据图1a分析,抗原检测在________时间段内进行才可能得到阳性结果,判断的依据是此阶段________。
(3)接种新冠病毒疫苗能大幅降低重症和死亡风险。图1b示一些志愿受试者完成接种后,体内产生的抗体对各种新冠病毒毒株中和作用的情况。据图分析,当前能为个体提供更有效保护作用的疫苗接种措施是________。
【试题评析】试题以健康人体感染新冠病毒后免疫细胞和抗体水平变化、不同免疫措施对不同类型新冠病毒的预防效果为情境,主要考查T细胞在体液免疫中的作用,突出考查T细胞数量与抗体产生量之间的关系。试题着重考查获取信息能力、理解能力与分析能力,以“T细胞数量增多并分泌淋巴因子,淋巴因子促进B细胞增殖、分化形成浆细胞,产生抗体”的机制解释抗体的产生与T细胞数量的相关性;考查获取曲线图中病毒抗原的变化数据,判断病毒抗原检测的适宜时段。利用图中的数据信息,根据不同防疫措施对不同类型新冠病毒产生的抗体数据明确更有效保护机体的疫苗接种措施,试题体现应用性和综合性,落实科学思维、社会责任核心素养的考查。
【参考答案】(1)特异性 T细胞数量增多并分泌淋巴因子,在淋巴因子的作用下,B细胞开始一系列的增殖、分化形成浆细胞,产生抗体 细胞免疫 (2)乙 病毒抗原快速增多 (3)完成全程接种+加强针
例2.(2014年,广东卷,第27题节选)脊髓灰质炎(脊灰)病毒感染可使脊髓神经元受损而影响有关神经反射,接种疫苗是预防脊灰的有效措施。某研究跟踪监测84名儿童先后两次接种改进的脊灰病毒灭活疫苗的免疫效果,结果见表2,D≥4者免疫结果呈阳性,D值越高者血清中抗体浓度越高。
表2
由表可知,初次免疫的阳性率为________。请总结再次免疫效果与初次免疫效果的差异,并分析产生差异的原因。
【试题评析】试题以儿童先后两次接种脊灰病毒灭活疫苗后抗体最大稀释倍数的数据为情境,主要考查二次免疫中抗体的产生途径与特点。试题着重考查获取信息能力和数据分析能力,要求分析实验数据的不同,归纳两次免疫效果的差异并解释具体机制,试题体现应用性、综合性和创新性,落实科学思维、社会责任核心素养的考查。横向比较表格的数据,两次免疫“D<4”的数据不同,说明再次免疫的抗体阳性率为100%;纵向比较表格的数据,第二次免疫D值较大的人数及比例多,说明大部分儿童体内的抗体浓度高于初次免疫。
【答案】98.8% 由表可知,再次免疫的抗体阳性率为100%,绝大多数儿童体内的抗体浓度高于初次免疫。原因是初次免疫产生的记忆细胞在再次接受到相同抗原刺激时,能直接识别抗原并迅速增殖分化为浆细胞,产生大量抗体,从而提高机体的抗体水平。
例3.(2013年,广东卷,第27题节选)人体初次感染流感病毒后,免疫系统随即启动,裂解被病毒入侵的宿主细胞和清除血液中的病毒。请用文字和箭头描述此免疫过程。
【试题评析】试题以特异性免疫反应清除病毒的过程为素材,主要考查体液免疫、细胞免疫的具体过程以及两者之间的联系。试题着重考查归纳能力,用文字和箭头构建特异性免疫过程的概念图,试题体现的综合性、创新性,落实科学思维、社会责任核心素养的考查。
【答案】见图2
图2
三、关于免疫调节专题知识的备考策略
1.关注新教材的免疫调节新增概念,突出概念体系的构建
复习时应关注新教材的免疫调节新增概念,关注新教材中对免疫细胞和免疫过程修订的内容。构建初次体液免疫和细胞免疫、二次特异性免疫的概念图,有利于掌握各种免疫细胞的功能和联系。
表3 人教版新、旧版本教材对免疫细胞功能概述的比较
2.关注情境信息与核心知识的联系,培养综合运用能力
过敏反应,流感病毒、新冠病毒、疫苗的应用、艾滋病的危害与防治、癌细胞的免疫逃逸、癌症的免疫疗法等情境信息都是考查免疫调节的新素材,复习过程要关注这些情境信息的解读、拓展分析,能帮助学生更快速地答题。
例4.当组织受到损伤、发生炎症或过敏反应时,机体细胞都会释放组织胺。组织胺有强烈的舒张血管作用,并能使毛细血管和微静脉的管壁通透性增大,血浆漏入组织液,导致局部组织水肿。如图3为过敏反应发生的示意图。回答下列问题:
图3
(1)过敏反应属于________(填“细胞免疫”或“体液免疫”)异常情况;过敏反应发作迅速、反应强烈、消退较快;一般不会破坏组织细胞,也不会引起组织严重损伤;有明显的________和个体差异。
(2)与正常免疫反应产生的抗体相比,过敏反应中浆细胞产生的IgE的分布特点是________。由________释放组织胺,过敏时产生组织水肿的原因是________。组织胺在细胞间的作用类似于________(填“运载体”“酶”或“信息分子”)。
(3)过敏部位发生以吞噬细胞、辅助性T细胞等浸润的炎症反应,通过免疫细胞释放细胞因子招募吞噬细胞到过敏部位,这种反应可能有利于________。
【试题评析】试题以过敏反应的发生机制图示为情境,考查过敏反应的特点和发生机制分析。试题着重考查获取信息的能力,通过图示分析过敏反应抗体的分布的特点及分泌组织胺的细胞。结合吞噬细胞、辅助性T细胞、细胞因子的作用,分析过敏炎症反应对机体的有利之处。试题体现了应用性、综合性,落实生命观念、科学思维及社会责任核心素养的考查。
【答案】(1)体液免疫 遗传倾向 (2)吸附在细胞膜外表面 肥大细胞或嗜碱性粒细胞 组织胺导致毛细血管扩张,血管壁通透性增强,渗入组织液的血浆增多使组织液增多 信息分子 (3)增强炎症部位的免疫反应,及时清除过敏原
3.关注历年高考试题尚未考查的命题角度,提升实验探究能力
关注历年高考试题尚未考查的命题角度与形式,如过敏反应的机制、免疫调节与神经—体液调节的关系、癌症与免疫调节的关系等。新高考试题注重考查实验探究能力,通过选取实验探究类型的题目,掌握免疫调节实验探究题型的解答策略,有利于提升实验探究能力,落实核心素养培育。
例5.(2022届北京市丰台区高三一模)研究发现,很多免疫细胞表面存在神经递质受体,它们本身也可以合成和分泌多种神经递质(如5-羟色胺)来调节免疫细胞的活性。
(1)细胞毒性T细胞能合成5-羟色胺并结合自身表面的受体,增强自身________肿瘤细胞的能力,体现了免疫系统的________功能。免疫系统与神经系统、内分泌系统共同维持内环境________。
(2)单胺氧化酶A(MAOA)是5-羟色胺的降解酶。研究发现黑色素瘤小鼠的细胞毒性T细胞中Maoa基因异常高表达。为探明Maoa基因表达与肿瘤细胞增殖的关系进行实验。图4a结果显示,________,说明Maoa基因表达促进黑色素瘤细胞增殖。
a
(3)进一步研究MAOA调控细胞毒性T细胞的机理,用肿瘤抗原激活细胞毒性T细胞。野生型小鼠细胞毒性T细胞中控制5-羟色胺合成的Tph1基因和控制5-羟色胺降解的Maoa基因表达都显著增强;而Maoa基因敲除小鼠细胞毒性T细胞中________,细胞活性增强。
(4)黑色素瘤细胞过量表达PD -L1来结合T细胞表面的PD -1,抑制其活化。PD -1抗体是治疗肿瘤的常用药物,联合使用MAOA抑制剂和PD -1抗体治疗肿瘤,实验结果如图2b。结果表明,单独使用MAOA抑制剂的抗癌效果________PD -1抗体,两者表现出________关系。
(5)结合以上研究,请你再提出一种治疗肿瘤的思路。
【试题评析】试题以神经调节与免疫调节的关系、癌症免疫疗法的实验研究结果为情境,主要考查细胞毒性T细胞的功能、神经递质对细胞毒性T细胞功能的影响。试题着重考查实验结果分析能力,通过比较野生型小鼠、Maoa基因敲除小鼠的肿瘤体积,分析5-羟色胺对细胞毒性T细胞功能的影响。结合图中数据信息,野生型小鼠含有Maoa基因,表达后产生5-羟色胺的降解酶使5-羟色胺含量降低,小鼠的肿瘤体积大,说明5-羟色胺有利于增强细胞毒性T细胞的功能而抵抗肿瘤。使用PD -1抗体和MAOA抑制剂有利于抑制肿瘤体积,两者均具有抗癌作用且效果产生叠加。试题根据相关信息分析治疗肿瘤的思路,体现了应用性、综合性和创新性,落实科学思维、科学探究及社会责任核心素养的考查。