第4章 第4节 免疫学的应用（Word教参）-【精讲精练】2024-2025学年高中生物学选择性必修第一册（人教版）

第4节　免疫学的应用 学习 目标 1.结合自身体验和生活实例，认识到疫苗的发明和应用是免疫学在生产生活中应用的例证。 生命观念、社会责任 2.通过查阅资料，了解器官移植所面临的问题及解决，认同器官捐献。 社会责任 一、疫苗 1．概念 通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。 2．目的 接种疫苗后，人体内可产生相应的抗体，从而对特定传染病具有抵抗力。 3．实例 (1)卡介苗、脊髓灰质炎疫苗等。 (2)HPV疫苗是世界上第一个预防癌症的疫苗。 (3)DNA疫苗。 4．特点 (1)特异性：免疫系统的反应具有特异性。 (2)记忆性：免疫系统具有记忆性。 二、器官移植 1．概念 医学上把用正常的器官置换丧失功能的器官，以重建其生理功能的技术叫作器官移植。 2．手段 随着器官保存技术和外科手术方法等的不断改进，以及高效免疫抑制剂的陆续问世，器官移植已经成为治疗多种重要疾病的有效手段。 3．理论依据 (1)组织相容性抗原 ①每个人的细胞表面都带有一组与别人不同的蛋白质——组织相容性抗原，也叫人类白细胞抗原，简称HLA。 ②每个人的白细胞都认识这些HLA，因此正常情况下不会攻击自身的细胞。如果将别人的器官或组织移植过来，白细胞就能识别出HLA不同而发起攻击。 (2)成败关键：器官移植的成败，主要取决于供者与受者的HLA是否一致或相近。 4．条件 (1)只要供者与受者的主要HLA有一半以上相同，就可以进行器官移植。 (2)免疫抑制剂的应用，大大提高了器官移植的成活率。 三、免疫学的应用 DNA疫苗(基因疫苗)技术是一种新兴技术。DNA疫苗可经一定途径进入动物体内，被宿主细胞摄取后转录和翻译表达出抗原蛋白，此抗原蛋白能刺激机体产生非特异性和特异性两种免疫应答反应，从而起到免疫保护作用。 结合所学知识判断： (1)疫苗必须包含一个完整的病原体。(×) (2)疫苗只能用于一种传染病的预防。(×) (3)只有供者与受者的主要HLA完全相同，才可进行器官移植。(×) (4)器官移植存在的普遍问题包括免疫排斥和供体器官短缺等。(√) (5)免疫学在临床实践上的应用，除了免疫预防，还包括免疫诊断和免疫治疗。(√) (6)免疫诊断的原理是抗原和抗体反应的高度特异性，可以用于检测病原体和肿瘤标志物等。(√) 探究点一　疫苗 1．某同学在流感开始大规模流行前接种了流感疫苗，可是没过一两个月，她患流感了；而她听说接种过一次麻疹疫苗，终生就不会得麻疹了。 (1)为什么注射的流感疫苗没有起到预防作用呢？ 提示：流感病毒的种类有很多，一种流感疫苗只能预防部分流感病毒引起的流感。另外，流感病毒易发生变异，因此流感疫苗需每年接种才能获得有效保护。 (2)接种麻疹疫苗后，人体为何对麻疹病毒具有终生免疫能力？ 提示：接种麻疹疫苗后，体内经过特异性免疫反应产生抗体和记忆细胞，其中记忆细胞对该病毒具有终生记忆能力。 (3)九价宫颈癌(HPV)疫苗可预防HPV引起的宫颈癌，中国内地首针预防宫颈癌的九价HPV疫苗于2018年5月30日在海南博鳌超级医院接种，该疫苗将分三次接种，该疫苗分三次接种的目的是什么？ 提示：该疫苗分三次接种的目的是让机体产生更多的抗体和记忆细胞。 (4)为什么注射疫苗一段时间后才起作用？ 提示：疫苗作为抗原进入人体后，要经过处理、传递、识别以及淋巴细胞的增殖、分化后，才能产生抗体，因此注射疫苗一段时间后人体才具有免疫力。 2．假如某同学接种了某病毒疫苗，大夫提醒他说：“这一两天要留意，可能会有轻微发热或其他症状。”为什么接种疫苗可能会有轻微的反应？ 提示：因为疫苗通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品，接种后会发生免疫反应，类似轻度的感染。 目前应用的疫苗主要有三种类型：减毒活疫苗、灭活的死疫苗和新型疫苗，各有优缺点。 1．减毒活疫苗 接种后能感染人体而使人产生免疫力，从而达到预防效果。如“糖丸”就是一种减毒活疫苗，口服后可预防小儿脊髓灰质炎。 2．灭活的死疫苗 这类疫苗中的病原体已被杀死，安全性很好，但产生的免疫效果不如减毒活疫苗，常需要多次强化免疫，如狂犬病疫苗、流感疫苗。 3．新型疫苗 新型疫苗包括DNA疫苗和RNA疫苗。 (1)DNA疫苗 ①DNA疫苗的机理 DNA疫苗是指将编码某种蛋白质抗原的重组真核表达载体(如质粒)直接注射到动物体内，使外源基因在活体内表达，产生的抗原(外源基因表达的蛋白质)激活机体的免疫系统。 ②DNA疫苗的特点 a．DNA疫苗更稳定、更经济、更容易生产，可用于预防，也可用于治疗。 b．DNA疫苗使用一次，即能产生长期免疫力，不需要增加剂量。 (2)RNA疫苗 ①RNA疫苗的机理 RNA疫苗的机理是将编码抗原决定簇的mRNA通过一定的设计和修饰，导入细胞，以细胞为“工厂”，生产相应的蛋白质，进而引起机体产生免疫应答。 ②RNA疫苗的特点 RNA疫苗的特点有三个方面：不会整合到被免疫宿主的基因组中；可以在细胞质中直接翻译，无须运输到核内；免疫后抗原表达迅速达到高峰，然后又立刻衰减。 1．麻疹病毒减毒活疫苗的广泛应用，显著降低了麻疹的发病率。人体初次接种该疫苗时，机体内(　　) A．B细胞和辅助性T细胞都增殖、分化 B．B细胞产生大量细胞因子 C．记忆细胞迅速增殖、分化 D．浆细胞对其识别并产生抗体 解析　人体初次接种该疫苗时，机体B细胞和辅助性T细胞都增殖、分化，B细胞增殖、分化产生相应的记忆细胞和浆细胞，A正确；细胞因子是由辅助性T细胞产生的，B错误；初次接种该疫苗之前，机体内还没有产生相应的记忆细胞，C错误；浆细胞不能识别抗原，D错误。 答案　A 2．预防传染病的疫苗家族中增加的第三代疫苗——DNA疫苗，由病原微生物中的一段表达抗原的基因制成，这段基因编码的产物仅仅引起机体的免疫反应。下列关于DNA疫苗的叙述不正确的是(　　) A．DNA疫苗导入人体能够产生特异性免疫 B．导入人体的DNA疫苗在体内直接产生抗体，起到免疫作用 C．DNA疫苗的接种可以达到预防特定微生物感染的目的 D．DNA疫苗接种后引起人体产生的抗体是由浆细胞合成的 解析　导入人体的DNA疫苗在体内表达出抗原，引起机体发生免疫反应而产生抗体，起到免疫作用，抗体是由浆细胞合成和分泌的，B错误。 答案　B “疫苗”与“抗原”的区别与联系 (1)疫苗是将病原微生物(如细菌、病毒等)及其代谢产物，经过人工减毒、灭活或利用基因工程等方法制成的用于预防传染的自动免疫制剂。 (2)疫苗保留了病原菌刺激动物体免疫系统的特性，起抗原作用，进入体内主要是诱导相应抗体和记忆细胞产生。抗体存留时间短，在一定时间内可以发挥免疫作用，记忆细胞存留时间长，保留了对相应抗原的长期免疫能力。　 探究点二　器官移植及免疫学的应用 我国有尿毒症患者两百多万人。治疗尿毒症的有效手段是肾脏移植。思考下列问题： (1)在进行肾脏移植时，为什么都要先进行配型，检查供体和受体之间的组织相容性呢？ 提示：若配型不适合，肾脏会作为抗原而被排斥。 (2)移植的肾脏由于免疫排斥而死亡，在此过程中哪种免疫细胞起主要作用？ 提示：细胞毒性T细胞。 (3)在进行器官移植或骨髓移植时，为什么都要先进行配型(即检查供体和受体之间的组织相容性)呢？ 提示：因为受体和供体的组织相容性抗原越一致，在进行移植时发生免疫排斥的可能性就越低，移植的器官就越容易存活；如果配型不合适，发生排斥的可能性就大，就不适合移植。 (4)利用由自体干细胞培养出的组织、器官进行移植，有何优点？ 提示：利用由自体干细胞培养出的组织、器官进行移植，移植器官和受体的组织相容性抗原是相同的，移植后发生免疫排斥的可能性很小。 (5)在进行器官移植时，运用免疫抑制剂可以提高成活率，但这些药物会使淋巴细胞减少，因而患者容易患感染性疾病，这一问题该如何解决？ 提示：尽量使运用免疫抑制剂的病人避免接触病原体，或通过适当的锻炼，提高自身免疫力。 1．免疫预防与免疫治疗的区别 时间 注射的物质 目的 免疫预防 病原体感染前的预防 疫苗(经处理的抗原) 激发机体自身免疫反应，产生抗体和记忆细胞 免疫治疗 病原体感染后的治疗 抗体、细胞因子、血清等 直接清除病原体或产生的毒素，使患者恢复健康 2.免疫学的其他应用 项目 含义 举例 免疫诊断 根据抗原能和抗体特异性结合的特性，用人工标记的抗体对组织内的抗原进行检测，帮助人们发现体内组织中的抗原 检测病原体和肿瘤标志物等 免疫治疗 在人体患病的情况下，通过输入抗体、胸腺素、细胞因子等，调整病人的免疫功能，从而达到治疗疾病的目的。对免疫功能低下者使用免疫增强疗法，对有些疾病则使用免疫抑制疗法 治疗类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等常使用免疫抑制剂 3．(2023·临沂检测)器官移植是20世纪医学领域的一项重大突破，但异体器官移植手术最大的障碍是免疫排斥反应。下列关于排斥反应的说法，错误的是(　　) A．排斥反应主要是体液免疫作用的结果 B．发生排斥反应的结构基础是细胞膜外表面的糖蛋白 C．器官移植后患者要使用免疫抑制剂 D．对先天性免疫丧失者进行器官移植，不会出现排斥反应 解析　排斥反应主要是细胞免疫作用的结果，A错误；发生排斥反应的结构基础是细胞膜外表面的糖蛋白，B正确；器官移植后患者要使用免疫抑制剂，C正确；对先天性免疫丧失者进行器官移植，不会出现排斥反应，D正确。 答案　A 4．活化的T细胞表面的PD­1(程序性死亡受体1)与正常细胞表面的PD­L1(程序性死亡配体1)一旦结合，T细胞即可“认清”对方，不触发免疫反应。癌细胞可通过过量表达PD­L1来逃避免疫系统的“追杀”。下列说法错误的是(　　) A．如果阻断两种蛋白的结合，会增强T细胞对癌细胞的识别 B．可以使用PD­1抗体或PD­L1抗体阻断这一信号通路来治疗癌症 C．癌细胞PD­L1基因的过量表达可逃避T细胞的识别，躲避免疫系统的攻击 D．过度阻断PD­1/PD­L1信号通路，会引起过强的免疫反应 解析　癌细胞PD­L1基因的过量表达，会使活化的T细胞表面的PD­1与癌细胞表面的PD­L1结合，T细胞即可“认清”对方，躲避免疫系统的攻击，C错误。 答案　C [课堂小结] [课堂巩固] 1．下列有关疫苗的叙述错误的是(　　) A．接种某新型病毒灭活疫苗后，不会受到各种病毒的感染 B．灭活的新型病毒疫苗相当于抗原，能使机体产生相应的抗体 C．新型病毒疫苗的发明和使用，有望终止新型病毒传染病 D．与注射康复者血清相比，接种疫苗可获得更持久的免疫力 解析　人类通过注射疫苗获得的免疫能力具有特异性，因此接种新型病毒灭活疫苗后，仍可能受到其他病毒的感染，A错误；灭活的新型病毒疫苗相当于抗原，能使机体产生相应的抗体，B正确；新型病毒疫苗的发明和使用，可阻止新型病毒的传播，有望终止新型病毒传染病，C正确；与注射康复者血清(血清中含有抗体)相比，接种疫苗可使机体产生抗体和记忆细胞，进而获得更持久的免疫力，D正确。 答案　A 2．乙肝疫苗的有效成分是乙肝病毒的一种抗原，接种该疫苗后，人体会产生相应抗体。该抗体(　　) A．由T淋巴细胞产生　 B．可与多种抗原结合 C．可裂解乙肝病毒 D．可被蛋白酶水解 解析　接种乙肝疫苗后，由浆细胞产生相应的抗体；抗体具有特异性，乙肝疫苗刺激人体产生的抗体只能与乙肝病毒发生特异性结合；抗体与乙肝病毒发生特异性结合，从而抑制乙肝病毒对人体细胞的黏附，而不是裂解乙肝病毒；抗体的化学本质为免疫球蛋白，可以被蛋白酶水解。 答案　D 3．下列分别属于免疫预防和免疫治疗的是(　　) A．注射胸腺激素和口服抗体 B．注射卡介苗和输入抗体 C．注射麻疹疫苗和口服球蛋白 D．移植胸腺和输入细胞因子 解析　免疫预防主要通过口服或注射疫苗，激发机体的特异性免疫；免疫治疗主要通过注射抗体和免疫活性物质加强机体的特异性免疫。抗体为球蛋白，口服会被消化酶分解失去活性，A、C错误；注射卡介苗和输入抗体分别属于免疫预防和免疫治疗，B正确；移植胸腺、输入细胞因子等都属于免疫治疗，D错误。 答案　B 4．(2023·保定高二期末)下列有关免疫失调和免疫学应用的叙述，错误的是(　　) A．器官移植后病人应服用免疫抑制剂提高成活率 B．供者与受体的主要HLA有一半以上相同就可以进行器官移植 C．注射青霉素前进行皮试能判断机体是否对青霉素过敏 D．HIV主要侵染人体的辅助性T细胞，引起自身免疫病 解析　为防止对移植的器官产生免疫排斥，所以在器官移植后，病人应服用免疫抑制剂使免疫功能下降，提高成活率，A正确；供者与受者HLA差异程度是器官移植成败的关键，只要供者与受者的主要HLA有一半以上相同，就可以进行器官移植，B正确；过敏反应是机体再次接触相同抗原引起的免疫反应，注射青霉素前进行皮试能判断机体是否对青霉素过敏，C正确；HIV主要侵染人体的辅助性T细胞，但不属于自身免疫病，自身免疫病是免疫功能过强，艾滋病是由病原体感染的免疫功能不足，D错误。 答案　D 5．水痘是由水痘—带状疱疹病毒(VZV)感染引起的传染病，一般以飞沫和接触患者黏膜分泌物的方式传播，请回答下列问题： (1)皮肤和黏膜是保卫人体的第一道防线，_______________________________________是保卫人体的第二道防线，这两道防线不针对某一类特定病原体，叫作__________________。 (2)水痘患者病愈后可获得对水痘的免疫，其原因是_______________________________ _______________________________________________________________________________。 (3)接种牛痘疫苗能有效预防天花但不能预防水痘，结合你所学过的知识，分析其原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析　(1)人体免疫系统的三道防线分别为：第一道防线是皮肤表皮、内脏器官的黏膜及附属结构的分泌物，第二道防线是体液中的杀菌物质和吞噬细胞，这两道防线针对所有抗原而不具有特异性，为非特异性免疫，第三道防线为特异性免疫即体液免疫和细胞免疫。(2)水痘患者病愈后，在发生特异性免疫时，机体中B细胞会增殖分化产生浆细胞和记忆B细胞，记忆B细胞能记住抗原的特性，当抗原再次入侵时，记忆B细胞会迅速增殖分化产生浆细胞和记忆B细胞，由浆细胞合成分泌抗体与抗原结合。(3)牛痘疫苗能刺激人体产生针对天花病毒的记忆细胞和抗体，记忆细胞具有记忆、增殖分化的能力，由于天花病毒突变率低，再接触到天花病毒时，机体能快速产生大量针对天花病毒的抗体，而VZV病毒的抗原与天花病毒的不同，对天花病毒起作用的记忆细胞对VZV病毒不起作用，故接种牛痘疫苗能有效预防天花但不能预防水痘。 答案　(1)体液中的杀菌物质和吞噬细胞　非特异性免疫 (2)患者体内保留了针对水痘—带状疱疹病毒(VZV)的记忆细胞和抗体 (3)牛痘疫苗能刺激人体产生针对天花病毒的记忆细胞和抗体，记忆细胞具有记忆、增殖、分化的能力，由于天花病毒突变率低，再接触到天花病毒时，机体能快速产生大量针对天花病毒的抗体，而VZV病毒的抗原与天花病毒的不同，对天花病毒起作用的记忆细胞对VZV病毒不起作用 学科网（北京）股份有限公司 $$