Question

13．已知皮肤移植引起的免疫排斥反应可导致皮肤脱落，且二次免疫比初次免疫更加迅速、强烈，药物M能有效降低个体的免疫水平（持续给药一周后出现显著效应）．现提供下列材料，并以皮肤移植为主要实验手段（具体手术方法不要求），来完成对上述结论的验证．请完善实验方案并回答有关问题：
材料：品系甲、品系乙克隆小鼠各若干、药物M制剂适量、注射器、手术器材、生理盐水、饲料等．
步骤：
第一步：取健康（免疫水平正常）、同龄的、品系甲小鼠若干，随机、均等地分成两组，编号A₁、A₂；
第二步：给A₁、A₂组小鼠背部分别移植取自于品系乙小鼠的皮肤，正常饲养，并记录至皮肤脱落的时间，求平均值，结果分别记为T₁、T₂；
第三步：A₁组小鼠继续正常饲养，A₂组小鼠每天注射等量且适量的药物M制剂，其他条件同A₁组；
第四步：一周后，给A₁、A₂组小鼠再次移植取自于品系乙小鼠的皮肤，并按第二步的方法测得相应指标，结果分别记为T₃、T₄．
（1）完善实验步骤：①健康（免疫水平正常）、同龄的、品系甲；②记录至皮肤脱落的时间，求平均值；③每天注射等量且适量的药物M制剂；④再次移植取自于品系乙小鼠的皮肤．
（2）设计A₁组主要是为了验证正常情况下二次免疫比初次免疫更加迅速、强烈．
（3）若T₄＞T₂或T₄＞T₁，则药物M能将二次免疫的水平降低至低于初次免疫的水平．
（4）若（3）成立，则在第四步后取A₁、A₂组小鼠体内的淋巴细胞并计数，发现存在较大差异的是T淋巴细胞．

Answer 1

分析 分析实验目的可知，实验需要验证“药物M能有效降低个体的免疫水平”，因此实验至少需要设置两组实验，一组为空白对照，一组使用药物M为实验组；又根据题意可知“二次免疫比初次免疫更加迅速、强烈”，因此实验中应在二次免疫过程中使用药物M．

解答 解：（1）①根据实验目的可知，实验需要设置一组对照实验，实验的自变量为是否使用药物M，并且需要在二次免疫过程中使用观察效果，因此无关变量要保持相同且适宜，则实验需要取健康（免疫水平正常）、同龄的、品系甲小鼠若干，随机、均等地分成两组，编号A₁、A₂；
②给A₁、A₂组小鼠背部分别移植取自于品系乙小鼠的皮肤，正常饲养，并记录至皮肤脱落的时间，求平均值，结果分别记为T₁、T₂；
③A₁组小鼠继续正常饲养，A₂组小鼠每天注射等量且适量的药物M制剂，其他条件同A₁组；
④一周后，给A₁、A₂组小鼠再次移植取自于品系乙小鼠的皮肤，并按第二步的方法测得相应指标，结果分别记为T₃、T₄．
（2）设计A₁组主要是为了验证正常情况下二次免疫比初次免疫更加迅速、强烈．
（3）由于初次免疫时，两组实验操作相同，因此T₁=T₂，由于A₁组未处理，并且二次免疫更快更强，因此T₃＜T₁；而“药物M能有效降低个体的免疫水平”，因此A₂组实验中皮肤移植后脱落的时间应延长，即若 T₄＞T₂或T₄＞T₁，则药物M能将二次免疫的水平降低至低于初次免疫的水平．
（4）在皮肤移植后发生免疫排斥时进行的免疫是细胞免疫，细胞免疫主要是T淋巴细胞起作用，因此若（3）成立，则在第四步后取A₁、A₂组小鼠体内的淋巴细胞并计数，发现存在较大差异的是T淋巴细胞，即A₂组小鼠体内的T淋巴细胞数目少．
故答案为：
（1）①健康（免疫水平正常）、同龄的、品系甲     ②记录至皮肤脱落的时间，求平均值     ③每天注射等量且适量的药物M制剂     ④再次移植取自于品系乙小鼠的皮肤
（2）验证正常情况下二次免疫比初次免疫更加迅速、强烈
（3）T₄＞T₂或T₄＞T₁       
（4）T淋巴

点评 本题考查了人体免疫以及相关实验设计的知识，要求考生能够根据提供的实验材料和实验步骤对实验进行补充，在设计实验时需要遵循单一变量和对照性原则，要求考生具有一定的实验设计能力和理解判断能力，具有一定的难度．