2020年1月选考白鼠实验试题解析

2020年1月选考实验试题解析
2020年1月的选考实验试题中，出现免疫调节皮肤移植实验，属于实验分析为主的试题。

是高中生物学习难点之一免疫知识的应用，需要用到细胞免疫原理，对学生来说有一定的难度，特别是不熟悉免疫抑制剂，更不知道大鼠品系（试题是不是要交待同一品系的大鼠有什么特点？如基因型相同）。

问题：器官移植的机理是怎么样的？免疫抑制剂有什么作用？大鼠的同一品系具有什么特点？器官移植有哪些类型？
2020年1月选考30题实验题：欲研究大鼠皮肤移植后的皮肤存活率，某同学提出了下面的实验思路。

请以皮肤存活率为指标，预测实验结果并进行分析。

（要求与说明：A、B系大鼠即为A、B品系大鼠，实验条件适宜，皮肤存活率是指移植存活的皮肤片数占总移植皮肤片数的百分比。

排斥反应指移植物作为“非已”成分被免疫系统识别、破坏和清除的免疫反应）实验思路：（1）实验分组与处理:组1：取A系大鼠的皮肤片移植到自身的另一部位。

组2：取A系大鼠的皮肤片移植到B系大鼠。

组3：取与组2相同处理并出现排斥反应后的B系大鼠的T淋巴细胞，注射到未处理的B系大鼠并将A系大鼠的皮肤片移植到该大鼠。

（2）将上述各组若干只处理后的大鼠进行饲养，每隔一定时间观测皮肤片的存活状况并记录，计算皮肤存活率。

回答下列问题：（1）预测实验结果（以坐标曲线图形式表示实验结果，其中横坐标为皮肤移植后时间）：（2）分析与讨论：①上述实验思路中，移植皮肤的受体大鼠
是。

②为了进一步验证大鼠对移植皮肤起排斥反应的主要是T淋巴细胞。

在实验思路的分组与处理中，若设置组4，其处理是给予大鼠免疫抑制剂，再移植皮肤片。

用免疫抑制剂处理的理由是。

还可设置组5，其处
理是，理由
是。

③效应细胞毒性T细胞的生物学功能
有。

答案：（1）
（2）①A、B系大鼠②抑制T淋巴细胞的增殖及功能，延长移植皮肤的存活时间切除大鼠的胸腺，再移植皮肤切除胸腺后，T淋巴细胞数量减少，延长移植皮肤的存活时间③对抗被病原体感染的细胞和癌细胞，对抗移植器官的异体细胞
解析：
（1）组1是自体移植，相同的基因型（按照教材可以说相同的M H C），不会产生免疫排斥反应，皮肤都能成活，存活率高并且基本不变；组2是异体移植，即取A系大鼠的皮肤片移植到B系大鼠，不同的M H C会发生免疫排斥反应，皮肤成活率随时间不断下降；组3和组2相同处理，并取出出现排斥反应后的B系大鼠的T淋巴细胞，包括效应细胞毒性T 细胞和记忆细胞毒性T细胞，注射到未处理的B系大鼠体内会引起更快更强的免疫排斥反应，皮肤成活率随时间明显下降。

（2）①组1是自体移植，受体是A系大鼠，组2和组3的受体都是B 系大鼠。

②本实验的免疫抑制剂主要是抑制T淋巴细胞的增殖及功能，延长移植皮肤的存活时间。

由于胸腺是T细胞发育成熟场所，切除大鼠的胸腺，T淋巴细胞数量减少，也就减弱了细胞免疫排斥能力，延长移植皮肤的存活时间。

③效应细胞毒性T细胞的生物学功能有对抗被病原体感染的细胞和癌细胞，对抗移植器官的异体细胞。

试题：用A、B、C三个纯种品系的小鼠进行皮肤移植实验。

移植时，在某小鼠背部切除部分皮肤，将其他小鼠的皮肤移植上去，实验过程如图所示。

请据图回答下列问题：
（1）A2的皮肤片移植到A1上，皮肤片存活，这是因为它们属于；
从遗传学角度看，它们的相同。

（2）B1的皮肤片移植到A2上，移植后14天，皮肤片结痂脱落，这表明它
们，因此，A2对B1皮肤片产生
了反应，这种反应属于细胞免疫，主要是
由细胞引起的。

被生物细胞识别为异物的物质，称为。

（3）如果B2和C1的皮肤片同时移植到曾移植过B1皮肤片的A2上，移植后，B2皮肤片6天脱落，而C1皮肤片14天脱落，产生这两种现象的原因分别
是。

答案：（1）同一品系基因型（2）品系不同（或基因型不同）排异T淋巴抗原（3）因为A2已接受过B1皮肤片移植，体内已经产生对B品系的记忆细胞，因此当B2皮肤片移植上去，很快引起免疫应答，所以排异反应出现快。

而
C1皮肤片是第一次移植到A2上，A2体内没有能识别C品系的记忆细胞，所以需要较长时间才能引起免疫应答。

解析：器官移植的成功与失败，主要取决于供体和受体的组织相容性抗原是否一致。

A2的皮肤片移植到A1的皮肤上存活，说明二者组织相容性抗原一致，属于同一品系，同时也表明了它们的基因型相同；若移植不成活，则表明组织相容性抗原不相同，不属于同一品系，产生的排异反应属于细胞免疫，与T淋巴细胞有密切的关系；B2皮肤片6天脱落，速度较快，因为A2曾经移植过B1，对B品系产生了记忆细胞，而C1脱落较慢，则属首次移植。

1．大鼠同一品系说明什么？
答：生物学是实验科学，在高中生物考试经常会出现实验设计试题，用到的实验动物大多是小鼠，这是有原因的，如同一品系基因极度相似等；当然，不同的实验目的使用的小鼠模型动物品系也是有差异的。

目前，实验室中最常见的小鼠品系大概就是C57B L/6小鼠和B A L B/c小鼠了。

2．器官移植有哪些类型？
答：根据供者与受者的遗传学关系可以把移植分为四种类型：
（1）自体移植：为同一个体移植，如自体皮片移植。

（2）同系移植：为同系异体间移植，如基因完全的一卵孪生子之间的移植，近交系内不同动物个体（基因型很相似的）之间的移植。

（3）同种异移植：为同种异体间的移植，如同一种内的不同个体之间的移植，如鼠→鼠。

（4）异种移植：为不同个体间的移植，如不同种动物之间的移植，猩猩→人；猪→人等。

3．如何证明淋巴细胞在器官移植中起决定作用？
答：如给新生小鼠摘除胸腺，则等到该小鼠长大后接近异系皮肤移植时，不发生移植排斥反应；但是如果给去胸腺小鼠注射同基因型的正常小鼠淋巴细胞时，则仍能发生移植排斥反应，这表明淋巴细胞在移植排斥反应中起决定性的作用。

4．如何证明在器官移植中的记忆细胞存在？
答：将已经发生过移植排斥反应小鼠的淋巴细胞注射到另一同基因型正常小鼠体内，然后再进行异系植皮时，则发生第二次排斥反应，皮片提早脱落，这提示：被异系皮肤致敏的淋巴细胞具有免疫记忆功能，即在第一次排斥反应中有一部分致敏淋巴细胞以记忆细胞的形式持续存在
于小鼠体内。

5．在器官移植中，体液免疫有没有参加？
答：在发生过移植排斥反应的小鼠血清中可查到针对供者组织相容性的抗原的特异性抗体，这种抗体能凝集供者的红细胞（在人，则对供者的淋巴细胞有细胞毒作用）。

说明，在器官移植时的排斥反应是一种特异性免疫反应，既有细胞免疫，又有体液免疫，但为细胞免疫为主。

6．什么是免疫抑制剂？
答案：免疫抑制剂是对机体的免疫反应具有抑制作用的药物，能抑制与免疫反应有关细胞（T细胞和B细胞等巨噬细胞）的增殖和功能，能降低抗体免疫反应。

例如，环孢菌素可以有效地特异性抑制淋巴细胞反应和增生。

它是七十年代后期瑞士的B o r e l发现的一种从霉菌酵解产物里提取的，含11个氨基酸的环形多肽对T细胞，尤其是对辅助性T细胞有较好的选择性抑制作用，而对其他的免疫细胞的抑制作用则相对较弱，因此在抗器官移植排斥中取得了很好的疗效。