2024屆高考生物二輪專題復(fù)習(xí)與測試專題八實(shí)驗(yàn)與探究高考命題熱點(diǎn)九核酸檢測抗體檢測抗原檢測

[高考命題熱點(diǎn)九]核酸檢測、抗體檢測、抗原檢測1．核酸檢測核酸檢測具有早期診斷、靈敏度和特異性高等特點(diǎn)，是確診新冠肺炎的“金標(biāo)準(zhǔn)”，目前使用最廣泛的是實(shí)時(shí)熒光定量RT-PCR技術(shù)。一般檢測位于病毒ORF1ab和N基因上的兩個(gè)靶標(biāo)，同一份標(biāo)本需滿足雙靶標(biāo)陽性或重復(fù)檢測為單靶標(biāo)陽性或兩種標(biāo)本同時(shí)滿足單靶標(biāo)才能確認(rèn)SARS-CoV2病毒核酸陽性。2．抗體檢測例如新型冠狀病毒肺炎發(fā)病7天后，血清特異性抗體逐漸產(chǎn)生，首先出現(xiàn)的是免疫球蛋白IgM抗體，然后出現(xiàn)IgG抗體。因此，IgM抗體增高提示近期急性感染，IgG抗體增高提示既往感染。血清學(xué)檢測最大的優(yōu)勢在于方便快捷，檢測時(shí)間較短，能夠有效突破現(xiàn)有檢測技術(shù)對(duì)人員、場所的限制，縮短檢測用時(shí)，被寫進(jìn)了《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)》。如果疑似病例血清特異性IgM和IgG抗體陽性，IgG抗體由陰性轉(zhuǎn)為陽性或恢復(fù)期較急性期有4倍及以上升高，則可以診斷其感染了新型冠狀病毒。3．抗原檢測抗原檢測可直接檢測出人體樣本中是否含有新型冠狀病毒，診斷快速、準(zhǔn)確、對(duì)設(shè)備和人員要求低，采用雙抗夾心法，使用兩種抗原特異性抗體去識(shí)別和結(jié)合一個(gè)靶點(diǎn)抗原的不同表位，則可以大大降低交叉反應(yīng)的幾率，從而有效提高其特異性。(2022·廣東卷)迄今新型冠狀病毒仍在肆虐全球，我國始終堅(jiān)持“人民至上，生命至上”的抗疫理念和動(dòng)態(tài)清零的防疫總方針。圖a是免疫力正常的人感染新型冠狀病毒后，體內(nèi)病毒及免疫指標(biāo)的變化趨勢?；卮鹣铝袉栴}：(1)人體感染新型冠狀病毒初期，______________免疫尚未被激活，病毒在其體內(nèi)快速增殖(曲線①、②上升部分)。曲線③、④上升趨勢一致，表明抗體的產(chǎn)生與T細(xì)胞數(shù)量的增加有一定的相關(guān)性，其機(jī)理是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。此外，T細(xì)胞在抗病毒感染過程中還參與________________________________過程。(2)準(zhǔn)確、快速判斷個(gè)體是否被病毒感染是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)清零的前提。目前除了核酸檢測還可以使用抗原檢測法，因其方便快捷可作為補(bǔ)充檢測手段，但抗原檢測的敏感性相對(duì)較低，據(jù)圖a分析，抗原檢測在________時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行才可能得到陽性結(jié)果，判斷的依據(jù)是此階段________________________________________________________________________。(3)接種新型冠狀病毒疫苗能大幅降低重癥和死亡風(fēng)險(xiǎn)。圖b顯示一些志愿受試者完成接種后，體內(nèi)產(chǎn)生的抗體對(duì)各種新型冠狀病毒毒株中和作用的情況。據(jù)圖分析，當(dāng)前能為個(gè)體提供更有效保護(hù)作用的疫苗接種措施是________________________________。解析：(1)分析圖a曲線可知，人體感染新型冠狀病毒初期，曲線①②上升，說明病毒在其體內(nèi)快速增殖，但抗體還未產(chǎn)生，說明此時(shí)特異性免疫尚未被激活。體液免疫中，大多數(shù)病原體經(jīng)過吞噬細(xì)胞等的攝取和處理，暴露病原體所特有的抗原，將抗原傳遞給輔助性T細(xì)胞，刺激輔助性T細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子。少數(shù)抗原直接刺激B細(xì)胞。B細(xì)胞受到刺激后，在細(xì)胞因子的作用下開始一系列的增殖、分化，大部分分化為漿細(xì)胞，產(chǎn)生抗體，小部分分化成記憶細(xì)胞。故抗體的產(chǎn)生與輔助性T細(xì)胞的數(shù)量的增加有一定相關(guān)性，即曲線③④上升趨勢一致。輔助性T細(xì)胞在抗病毒感染的過程中還參與了細(xì)胞免疫過程。(2)分析圖a可知，在甲乙丙時(shí)間段內(nèi)，體內(nèi)都有病毒核酸，故核酸檢測準(zhǔn)確、快速判斷個(gè)體是否被病毒感染。乙時(shí)間段內(nèi)含有病毒抗原，且病毒抗原含量先增加后減少，故抗原檢測在乙時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行才可能得到陽性結(jié)果。(3)分析圖b可知，完成全程接種＋加強(qiáng)針的志愿受試者體內(nèi)的抗體中和各種新型冠狀病毒毒株的能力均明顯高于全程接種的志愿受試者，故能為個(gè)體提供更有效保護(hù)作用的疫苗接種措施是全程接種＋加強(qiáng)針。答案：(1)特異性輔助性T細(xì)胞接受刺激后會(huì)分泌細(xì)胞因子，該物質(zhì)可促進(jìn)大部分的B細(xì)胞分化為漿細(xì)胞，漿細(xì)胞可以分泌抗體細(xì)胞免疫(2)乙含有病毒抗原，且病毒抗原含量先增加后減少(3)全程接種＋加強(qiáng)針1．(2023·廣東佛山統(tǒng)考二模)為減少鼠源單克隆抗體可能引起的副作用，某研究團(tuán)隊(duì)對(duì)鼠源單克隆抗體F進(jìn)行改造，制備了人—鼠嵌合抗體F′，具體流程為：提取鼠源雜交瘤細(xì)胞RNA，逆轉(zhuǎn)錄后通過PCR擴(kuò)增抗體F的基因序列，將其部分序列用人的相應(yīng)抗體基因序列進(jìn)行替換，再構(gòu)建表達(dá)載體，在體外制備人﹣鼠嵌合抗體F′。為檢測抗體性質(zhì)，他們測定了F′單獨(dú)與抗原作用時(shí)對(duì)抗原的結(jié)合能力以及F′和F同時(shí)與抗原作用(F′與F初始濃度相同)時(shí)F′對(duì)抗原的結(jié)合能力，結(jié)果如下圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．向小鼠注入抗原后提取B淋巴細(xì)胞，與骨髓瘤細(xì)胞融合獲得雜交瘤細(xì)胞B．可通過將基因表達(dá)載體導(dǎo)入小鼠細(xì)胞制備嵌合抗體F′C．據(jù)圖推測，抗體基因序列被替換后改變了與抗原的結(jié)合位點(diǎn)D．在共同作用實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)F′濃度較高時(shí)，抗原更多與F′結(jié)合解析：用特定的抗原對(duì)小鼠進(jìn)行免疫，并從小鼠體內(nèi)提取能產(chǎn)生特定抗體B淋巴細(xì)胞，與骨髓瘤細(xì)胞融合獲得雜交瘤細(xì)胞，A項(xiàng)正確；基因的表達(dá)載體可導(dǎo)入小鼠細(xì)胞，可在小鼠細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生嵌合抗體F′，B項(xiàng)正確；抗原抗體的結(jié)合具有特異性，據(jù)圖推測，抗體基因序列被替換后與抗原的結(jié)合能力增強(qiáng)，并沒有改變與抗原的結(jié)合位點(diǎn)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖可知，在共同作用實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)′的稀釋度小時(shí)，F(xiàn)′對(duì)抗原的結(jié)合能力較強(qiáng)，F(xiàn)′的稀釋度增大時(shí)，F(xiàn)′對(duì)抗原的結(jié)合能力減小，即當(dāng)F′濃度較高時(shí)，抗原更多與F′結(jié)合，D項(xiàng)正確。答案：C2．(2023·廣東高三?？?國家衛(wèi)健委發(fā)布了新增新冠病毒特異性IgM和IgG抗體作為血清學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn)。下圖曲線表示新冠病毒感染人體后抗體的變化情況，下列說法錯(cuò)誤的是()A．根據(jù)題圖可知，人體感染病毒后一周左右即可檢測出核酸陽性B．感染病毒兩周潛伏期之后，新冠病毒特異性IgM和IgG抗體才開始產(chǎn)生并逐漸增多，此時(shí)才能檢測出抗體C．在病毒被清除后的一段時(shí)間內(nèi)，IgG含量仍處于較高水平，IgM的含量在逐漸下降D．在快速阻斷病毒傳播上，血清檢測比核酸檢測更有優(yōu)勢解析：結(jié)合圖示可以看出，人體感染病毒后一周左右可檢測出核酸陽性，因?yàn)樵诖酥?，病毒量少，無法檢出，A項(xiàng)正確；感染病毒兩周潛伏期之后，新冠病毒特異性IgM和IgG抗體才開始產(chǎn)生并逐漸增多，此時(shí)才能檢測出抗體，因此當(dāng)能檢測出抗體陽性時(shí)，說明陽性個(gè)體至少在兩周前感染了病毒，B項(xiàng)正確；從圖中可以看出，在病毒被清除后的一段時(shí)間內(nèi)，IgG含量仍處于較高水平，而IgM的含量在逐漸下降，C項(xiàng)正確；在快速阻斷病毒傳染上，核酸檢測比血清學(xué)檢測更有優(yōu)勢，因?yàn)楹怂釞z測能更早檢測出病毒，便于早發(fā)現(xiàn)、早隔離，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D3．(2023·廣東?？?下圖為人體第一次感染2019新型冠狀病毒后，檢測體內(nèi)病毒及其RNA和兩類抗體(IgG和IgM)的水平變化情況。下列分析正確的是()A．第3～9天，活病毒被清除的過程只有體液免疫，沒有細(xì)胞免疫B．第7天，體內(nèi)開始產(chǎn)生IgM抗體，說明B細(xì)胞已增殖分化為漿細(xì)胞，這一過程需要抗原和輔助性T細(xì)胞的雙重刺激以及細(xì)胞因子的作用C．第14天，體內(nèi)新增產(chǎn)生IgG抗體，說明記憶細(xì)胞受病毒RNA刺激，快速增殖分化為漿細(xì)胞D．IgM和IgG兩種抗體先后出現(xiàn)，說明同一種漿細(xì)胞先分泌IgM后分泌IgG解析：第3～9天，活病毒被清除的過程既有體液免疫，又有細(xì)胞免疫，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖可知，第7天，體內(nèi)開始產(chǎn)生IgM抗體，說明B細(xì)胞已增殖分化為漿細(xì)胞，B細(xì)胞增殖分化需要抗原和輔助性T細(xì)胞的雙重刺激以及細(xì)胞因子的作用，B項(xiàng)正確；IgG抗體是人體第一次感染新冠病毒后產(chǎn)生的，不是記憶細(xì)胞受刺激后產(chǎn)生的，C項(xiàng)錯(cuò)誤；一種漿細(xì)胞只能分泌一種抗體，IgM和IgG兩種抗體先后出現(xiàn)，說明新冠病毒不同的成分刺激B細(xì)胞分化為不同的漿細(xì)胞，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B4．(2023·廣東河源模擬預(yù)測)新冠奧密克戎(Omicron)病毒感染性強(qiáng)并具有隱匿性特點(diǎn)?？茖W(xué)家研發(fā)了一種Omicron疫苗，設(shè)計(jì)了圖1的實(shí)驗(yàn)路線來檢測該疫苗的效果，結(jié)果如圖2所示。下列分析正確的是()A．對(duì)照組小鼠體內(nèi)不能產(chǎn)生抗Omicron病毒的抗體B．第二次檢測，甲組抗體濃度比乙組大與二次免疫有關(guān)C．接種疫苗劑量越多，體內(nèi)產(chǎn)生抗Omicron抗體越多D．該疫苗對(duì)Omicron病毒感染者具有一定的治療作用解析：據(jù)題意可知，乙組為對(duì)照組，乙組注射適量的Omicron病毒，第二次能檢測到抗體，A項(xiàng)錯(cuò)誤；甲組小鼠接種適量的疫苗后，機(jī)體產(chǎn)生抗體和記憶細(xì)胞，第二次注射Omicron病毒，機(jī)體進(jìn)行二次免疫，B項(xiàng)正確；接種疫苗的劑量要適量，不是越多越好，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該疫苗對(duì)Omicron病毒感染者具有一定的預(yù)防作用，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B5．(2023·廣東梅州統(tǒng)考二模)隨著我國疫情防控的放開，廣大民眾曾面臨感染高發(fā)期，除了做好個(gè)人防護(hù)以外，全程接種新冠疫苗主動(dòng)獲得免疫力是最有效的手段。請(qǐng)回答下列問題。(1)從免疫學(xué)的角度分析，侵入人體的新冠病毒屬于________，新冠病毒的S蛋白具有強(qiáng)抗原性，它主要與Ⅱ型肺泡細(xì)胞膜上的ACE2受體結(jié)合后入侵細(xì)胞，導(dǎo)致人體患新冠肺炎，但也有少數(shù)新冠患者會(huì)出現(xiàn)腸道感染導(dǎo)致的腹痛、腹瀉等癥狀，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)疫苗兩劑接種時(shí)間相隔21～28天效果最好，間隔時(shí)間過短影響效果的原因可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)2022年3月11日，國家衛(wèi)健委印發(fā)《新冠病毒抗原檢測應(yīng)用方案(試行)》，增加新冠抗原自檢試劑盒作為核酸檢測的補(bǔ)充手段?？乖瓩z測采用雙抗體夾心法，其原理如下圖。樣品孔處滴加鼻拭子提取液，結(jié)合墊處含有足量的、可移動(dòng)的、與膠體金結(jié)合的抗體1，T處固定有抗體2，抗體1和抗體2與新冠病毒表面同一抗原N蛋白的不同位點(diǎn)發(fā)生特異性結(jié)合，呈紅色。C處固定有抗體1的抗體，與抗體1結(jié)合也呈紅色。檢測過程中反復(fù)進(jìn)行了抗原—抗體的特異性結(jié)合，若檢測結(jié)果為陽性，則過程中此特異性結(jié)合共發(fā)生________次。若待測樣本中不含新冠病毒，顯色結(jié)果為________________________________________________________________________，結(jié)果為陰性。解析：(1)侵入人體的新冠病毒屬于抗原，新冠病毒與細(xì)胞膜上的ACE2受體結(jié)合后入侵細(xì)胞，一般入侵Ⅱ型肺泡細(xì)胞，少數(shù)新冠患者會(huì)出現(xiàn)腸道感染導(dǎo)致的腹痛、腹瀉等癥狀，說明這類患者腸道細(xì)胞表面具有ACE2，進(jìn)而能識(shí)別新冠病毒，導(dǎo)致被新冠病毒感染。(2)若兩次疫苗間隔時(shí)間太短，則第二次注射的疫苗會(huì)被初次免疫反應(yīng)后殘留的抗體結(jié)合并清除，無法起到刺激機(jī)體產(chǎn)生更多抗體和記憶細(xì)胞的目的，因此兩次疫苗注射的時(shí)間不能間隔太短。(3)若檢測結(jié)果為陽性，則新冠病毒表面抗原N蛋白的結(jié)合位點(diǎn)會(huì)先與結(jié)合墊處的可移動(dòng)抗體1結(jié)合，隨著抗體1移動(dòng)到T線處，新冠病毒表面同一抗原N蛋白的不同位點(diǎn)在T線處與抗體2結(jié)合，呈紅色，結(jié)合墊處未與新冠病毒表面抗原N蛋白結(jié)合的抗體1在移動(dòng)到C線處會(huì)與抗體1的抗體結(jié)合，也呈紅色。因此抗原與抗體的特異性結(jié)合共發(fā)生了3次。若待測樣本中不含新冠病毒，則T線處的抗體2不能與新冠病毒表面抗原N蛋白結(jié)合，不會(huì)顯示紅色，只有結(jié)合墊處的抗體1與C線處的抗體1的抗體結(jié)合，顯示紅色。因此若只有C處出現(xiàn)紅色，則說明結(jié)果為陰性。答案：(1)抗原患者腸道細(xì)胞表面具有ACE2，進(jìn)而能識(shí)別新冠病毒(2)間隔時(shí)間太短，則第二次注射的疫苗會(huì)被初次免疫反應(yīng)后殘留的抗體結(jié)合并清除，無法起到刺激機(jī)體產(chǎn)生更多抗體和記憶細(xì)胞的目的(3)3只有C處呈紅色6．(2023·廣東校聯(lián)考模擬預(yù)測)我國科學(xué)家利用栽培稻(H)與野生稻(D)為親本，通過雜交育種方法并輔以分子檢測技術(shù)，選育出了L12和L7兩個(gè)水稻新品系。L12的12號(hào)染色體上帶有D的染色體片段(含有耐缺氮基因TD)，L7的7號(hào)染色體上帶有D的染色體片段(含有基因SD)，兩個(gè)品系的其他染色體均來自于H(圖1)。H的12號(hào)和7號(hào)染色體相應(yīng)片段上分別含有基因TH和SH?，F(xiàn)將兩個(gè)品系分別與H雜交，利用分子檢測技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)一親本及部分F2的TD/TH基因進(jìn)行檢測，對(duì)實(shí)驗(yàn)二親本及部分F2的SD/SH基因進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果以帶型表示(圖2)?；卮鹣铝袉栴}：(1)為建立水稻基因組數(shù)據(jù)庫，科學(xué)家完成了水稻________條染色體的DNA測序。(2)實(shí)驗(yàn)一F2中基因型TDTD對(duì)應(yīng)的是帶型__________。理論上，F(xiàn)2中產(chǎn)生帶型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的個(gè)體數(shù)量比為________________________________________________________________________。(3)實(shí)驗(yàn)二F2中產(chǎn)生帶型α、β和γ的個(gè)體數(shù)量分別為12、120和108，表明F2群體的基因型比例偏離__________定律。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)1的雌配子均正常，但部分花粉無活性。已知只有一種基因型的花粉異常，推測無活性的花粉帶有__________(填“SD”或“SH”)基因。(4)以L7和L12為材料，選育同時(shí)帶有來自D的7號(hào)和12號(hào)染色體片段的純合品系X(圖3)。主要實(shí)驗(yàn)步驟包括：①____________________________；②對(duì)最終獲得的所有植株進(jìn)行分子檢測，同時(shí)具有帶型__________的植株即為目的植株。解析：(1)水稻為雌雄同株的植物，沒有性染色體和常染色體之分，分析題圖可知，水稻含有12對(duì)同源染色體，即有24條染色體，故對(duì)水稻基因組測序，需要完成12條染色體的DNA測序。(2)實(shí)驗(yàn)一是將L12