4.4免疫学的应用导学案-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修1

本文围绕免疫学的应用展开，核心知识点为疫苗原理及器官移植面临的问题。承接免疫学理论知识，为学生理性看待医学应用奠基。通过思考探究、练习等环节，培养学生生命观念、科学思维、探究实践及态度责任等核心素养。 该设计亮点在于紧密联系新冠疫苗等热点，采用问题驱动法。从学生层面看，提升其分析问题能力；从教师层面看，提供清晰授课思路；从课堂效果看，有效突破教学难点。

4.4第4节　免疫学的应用 第四节　免疫学的应用【导学案】 【学习目标】 1.阐明疫苗发挥作用的原理。 2.说出器官移植面临的问题,认同器官捐献。 3.理性应用疫苗,客观看待器官移植。 【新课导入】 【自主学习】 一、疫苗 1.概念:通常是用 的病原体制成的生物制品。 2.机理:接种疫苗后,人体内可产生相应的 ,从而对 传染病具有抵抗力。 3.历史发展 (1)我国是世界上 用免疫的方法预防传染病的国家。 (2)法国科学家巴斯德开创了科学地进行 的新时期。 (3)2006年,世界上第一个预防癌症的疫苗—— 疫苗获得美国的批准。 (4)2018年5月,我国首个人和动物的 疫苗获得新兽药证书,用于预防某个亚型的禽流感,这是新型的 疫苗。 4.疫苗的特点 (1)特异性:免疫系统能够产生反应,而且这种反应具有　　　　　。  (2)　　　　　:免疫系统还具有记忆性,免疫力能够维持较长的时间。  二、器官移植和免疫学的应用 1.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　　　　其生理功能的技术叫作器官移植。   (2)组织相容性抗原是标明细胞身份的　　　　物质。如果供者和受者的HLA差别较大,　　　　　就能识别出HLA不同而发起攻击。   (3)器官移植的成败,主要取决于供者与受者的　　　是否一致或相近。只要供者与受者的主要HLA有　　　　以上相同,就可以进行器官移植。 　　　　　　　  (4)器官移植面临的问题及解决办法 ①免疫排斥问题:应用 。 ②供体器官短缺问题:利用　　　　　　培养相应的组织、器官;加大自愿捐献器官的宣传力度。  2.免疫学的应用 (1)免疫学的应用包括　　　　　　、免疫诊断和免疫治疗。   (2)免疫诊断:由于抗原和抗体反应的高度特异性,免疫学技术和制剂在临床诊断中得到了广泛的应用,如检测　　　　　和肿瘤标志物等。   (3)免疫治疗:免疫治疗已成为与传统的手术、化学疗法、放射疗法并列的重要治疗方法,对于免疫功能低下者使用　　　　　　　,对于有些疾病则使用免疫抑制疗法。例如,治疗类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等常使用　　　　　　　　　。  【思考探究】 一、2020年1月24日,中国疾控中心成功分离中国首株新型冠状病毒毒种。3月16日,重组新型冠状病毒疫苗获批启动临床试验。4月13日,中国新型冠状病毒疫苗进入Ⅱ期临床试验;6月19日,中国首个新型冠状病毒mRNA疫苗获批启动临床试验。8月5日,北京生物制品研究所新型冠状病毒灭活疫苗生产车间通过国家相关部门组织的生物安全联合检查,具备使用条件。8月20日,中国生物新型冠状病毒灭活疫苗的临床试验在秘鲁启动(Ⅲ期)。 1.新型冠状病毒疫苗必须包含一个完整的新型冠状病毒病原体吗?为什么? 2.是否所有人群都需要接种疫苗,尤其是减毒活疫苗?为什么? 3.2021年3月份某人接种新型冠状病毒疫苗时,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? 4.患过某些传染病后康复的人,终生不再患该病,而注射流感疫苗,只能短期内预防流感。试利用所学知识解释原因。 5.用编码某病毒特定蛋白质的DNA制备的疫苗比直接利用病毒研制的疫苗更安全,原因是什么? 6.“RNA疫苗”在机体细胞内表达产生的蛋白质是抗体吗?请简要说明理由。 归纳总结：“疫苗”的本质 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主动免疫制剂。 2.疫苗保留了病原体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。 练习1 某地疾控部门对新型冠状病毒疫苗接种做了如下说明:①本次使用的是全病毒灭活疫苗;②免疫程序为3针,前两针至少间隔21天,第二针接种完成6个月,应尽快接种第三针,接种部位为上臂三角肌……下列相关认知,有科学性错误的是(　　) A.全病毒灭活疫苗是指通过化学等方法使病毒失去感染性和复制力,但保留有引起人体免疫应答的抗原活性 B.正常完成免疫程序的3针后,人体就具备了对新型冠状病毒的免疫力,有关新型冠状病毒的核酸检测、抗体检测均为阴性 C.在上臂三角肌接种后,疫苗直接进入内环境,引起体液免疫,并产生浆细胞、记忆细胞和一定量抗体,这也是免疫防御功能的体现 D.后一次接种会刺激前一次接种产生的记忆细胞迅速增殖、分化出更多的浆细胞,产生更多的抗体,可应对侵入人体的新型冠状病毒 练习2 接种疫苗是预防传染病的有效手段。某种灭活的病毒疫苗正式投入市场前,研发人员采用四种不同方案对人群进行接种,并在接种后第0天、第28天检测人体产生抗体情况,结果如图。下列叙述不正确的是(　　) 注:各方案左侧为疫苗组,右侧为安慰剂组。 A.根据本实验,选择方案3进行疫苗接种的效果最佳 B.从免疫学角度看,接种的灭活病毒疫苗相当于抗体 C.注射灭活病毒疫苗可诱发机体产生体液免疫和细胞免疫 D.接种两次疫苗效果好于一次是因为机体会产生更多的记忆细胞和抗体 练习3 目前,我国国内最主要的新冠疫苗有灭活疫苗、腺病毒载体疫苗以及重组蛋白疫苗。灭活疫苗是将新冠病毒经体外培养后,将其灭活失去毒性,需要注射三针;腺病毒载体疫苗是将新型冠状病毒的S蛋白基因装入改造后无害的腺病毒研制而成,只需注射一针;重组蛋白疫苗是通过基因工程方法,大量生产出新冠病毒的抗原蛋白,纯化后研制而成,需要注射三针。另外,核酸疫苗则是将编码S蛋白的基因直接注入人体,在人体内合成S蛋白,刺激人体产生抗体,此类疫苗获批后紧急使用的可能性比较大。下列相关叙述错误的是(　　) A.多次接种灭活疫苗能激发机体产生二次免疫,其反应特点是反应更快更强 B.若曾感染过腺病毒,接种腺病毒载体疫苗可能被体内相应抗体清除而无效 C.重组蛋白疫苗不需培养活病毒,对生产车间的生物安全等级要求相对较低 D.注射核酸疫苗能够直接表达新冠病毒抗体达到预防效果,具有较强持久性 二、器官移植和免疫学的应用 分析资料,回答问题。 资料Ⅰ:自1954年肾移植获得成功以来,人类已经能移植除了人脑外几乎所有的重要组织和器官。 资料Ⅱ:器官移植在当今的疾病治疗中普遍被应用,但在全世界的临床医学上普遍存在供体器官不足和器官移植后发生免疫排斥反应问题。 1.在进行器官移植或骨髓移植时,为什么都要先检查供体和受体之间的组织相容性呢? 2.为了提高异体器官移植的成活率,器官接受者要经常服用一些药物,如:类固醇、环孢霉素A等,这样做的目的主要是使　　　　　　　　　增殖受阻,从而免疫系统暂时处于　　　　　　　　　状态。  3.利用自体干细胞培养出的组织、器官进行移植有何优点? 归纳总结：“三看法”界定免疫预防与免疫治疗 练习4 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就是免疫排斥反应。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 练习5 下图表示使人体获得免疫的两种方法,下列叙述正确的是(　　) A.当人被狗咬伤时,为预防狂犬病,此时采用方法②比较好 B.医学上采用方法②可进行免疫预防 C.采用方法②使人体获得抗体的过程属于细胞免疫 D.采用方法①可使人获得比方法②更持久的免疫力 【议、展、评】 【构建知识网络】 微专题　特异性免疫相关实验的常用研究方法 一、证明抗体具有专一性 (1)对实验动物(大小、年龄、生长状况相同)同时注射某流感疫苗。 (2)一段时间后,再分别注射不同种类的流感病毒,观察其患病情况。 练习1 T细胞表面有两种特殊的蛋白质——CD28和CTLA-4,二者与癌细胞表面的B7蛋白结合后,细胞免疫或被“激活”或被“抑制”。科研人员制备接种了癌细胞的模型小鼠,并将其均分为三组。实验组分别注射一定量的抗CD28抗体和抗CTLA-4抗体,对照组注射等量的生理盐水,定时测定肿瘤面积得到如图所示结果。下列叙述正确的是 (　　) A.注射抗CD28抗体组肿瘤面积增大,说明T细胞表面的CD28与B7蛋白结合后,其免疫功能受到抑制 B.注射抗CTLA-4抗体组肿瘤面积减小,说明T细胞表面的CTLA-4与B7蛋白结合后可激活细胞免疫 C.CTLA-4既是抗CTLA-4抗体的抗原,CTLA-4与B7蛋白结合时又是一种信息分子 D.该实验证明注射适量的抗CTLA-4抗体可以有效促进癌细胞生长 二、证明血清抗体有治疗作用(以抗破伤风为例) (1)从破伤风患者体内获取血清。 (2)选取各方面(大小、年龄、生长状况)相同的小鼠等量分成a、b两组。 (3)a组注射血清后再注射破伤风毒素,b组只注射破伤风毒素。 (4)观察两组小鼠的生活状况。 练习2 HA和NA是流感病毒(遗传物质为RNA)表面的两种糖蛋白,某研究小组研究感染流感病毒后63天、21天的两位康复者的NA抗体(分别为D63、D21)、对照抗体,通过实验观察NA抗体对病毒侵染细胞的抑制作用,结果如下图所示。下列说法错误的是 (　　) A.流感病毒的抗原刺激人体免疫系统,使B细胞增殖、分化为浆细胞,浆细胞产生特异性抗体 B.两位康复者均产生了抗NA的抗体,其中对流感病毒抑制效果较好的抗体是D63 C.因免疫过程产生的记忆细胞的作用,所以无须再进行预防接种 D.由图可知,选用的对照抗体应不能与流感病毒发生特异性结合 三、证明胸腺与特异性免疫的关系 练习3 器官移植技术可用于治疗器官衰竭等严重疾病。在器官移植时运用免疫抑制剂可有效提高成活率。回答下列问题。 (1)移植的器官对患者来说是“异物”,手术后患者一般会发生移植排斥反应,“异物”在该反应中相当于　　　　　。  (2)在进行器官移植时,都要先进行配型,只要供者与受者的主要组织相容性抗原达到　　　　以上相同,就可以进行器官移植。  (3)科研人员利用无胸腺的小鼠研究皮肤移植后的排斥反应,如图所示。 甲组 乙组 注:同系小鼠是指遗传基因完全相同或基本近似的小鼠。 ①给乙组无胸腺的B系小鼠注射T细胞后,该小鼠发生免疫排斥的原因是　　　　　　　　　　　　。  ②为使实验结果更加科学可靠,应再增加一组对照实验,设计该组实验的基本思路是　　　　　　　　　。  ③环孢霉素A是目前临床广泛使用的免疫抑制剂之一,该抑制剂可使免疫系统暂时处于无应答或弱应答状态,据图分析其主要作用机理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  【议、展、评】 【构建知识网络】 第四节　免疫学的应用【导学案】 【自主学习】 一、疫苗 1.灭活的或减毒 2.抗体 特定 3.(1)最早 (2)免疫接种 (3)人乳头瘤病毒(HPV) (4)DNA 基因工程 4.(1)特异性　(2)记忆性 二、器官移植和免疫学的应用 1.(1)重建　(2)标签　白细胞　(3)HLA　一半　(4)免疫抑制剂 自体干细胞 2.(1)免疫预防　(2)病原体　(3)免疫增强疗法　免疫抑制剂 【思考探究】 一、1.答案 疫苗不必包含一个完整的病原体。一般情况下,引起免疫反应的并不是整个病原体,而是病原体所含有的抗原。因此,利用病原体的某些成分(如蛋白质、多糖荚膜类)及其产物也可以制备疫苗。 2.答案 一般情况下,不建议患免疫缺陷病的人群接种疫苗,特别是减毒活疫苗。这是因为这些个体的免疫力较低,接种疫苗相当于受到外来抗原的刺激,处理不当,反而会感染病毒导致严重后果。 3.答案 疫苗通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品,接种的疫苗作为外来抗原可激发机体发生免疫反应,有些疫苗尤其是减毒活疫苗引发的免疫反应相对强烈,能引起可感知的反应。 4.患过某些传染病后康复的人,终生不再患该病,而注射流感疫苗,只能短期内预防流感。试利用所学知识解释原因。 答案 患过某些传染病后康复的人,终生不再患该病的原因:一方面,相应的记忆细胞可以在抗原消失后存活几年甚至几十年;另一方面,病原体变异类型少甚至基本无变异类型。注射流感疫苗,只能短期内预防流感的原因:一方面,相应的记忆细胞、抗体存活时间短;另一方面,流感病毒的遗传物质是RNA,变异类型多且变异快。 5. DNA表达的蛋白质不具有侵染性,不会破坏细胞结构,但也能引起机体产生免疫反应。 6. RNA疫苗在机体细胞内表达产生的蛋白质不是抗体,是能引起机体产生免疫反应的物质,是抗原。  练习1 【答案】B　全病毒灭活疫苗是通过化学方法使病毒失去感染力和复制力,但仍保持该疫苗的抗原特性,注射到人体内可激发机体产生特异性免疫,A项正确;完成3针疫苗后,人体获得免疫力,人体内保有少量的新冠病毒抗体,此时的抗体检测仍为阳性,B项错误;在接种疫苗后,病毒会直接进入内环境,引起体液免疫反应,产生浆细胞、记忆细胞并产生抗体,是免疫防御功能的体现,C项正确;第一次接种后机体会进行特异性免疫而产生记忆细胞,在第二、三次接种时,记忆细胞会迅速分裂、分化成浆细胞,能在更短的时间内产生更多抗体,应对侵入人体的新型冠状病毒,D项正确。 练习2 【答案】B　根据本实验的结果可知,方案3条件下人体内产生的抗体量最大,因而预防效果最好,即选择方案3进行疫苗接种的效果最佳,A项正确;从免疫学角度看,接种的灭活病毒疫苗相当于抗原,能刺激机体产生特异性免疫反应,因而机体能产生相应的抗体和记忆细胞,B项错误;灭活病毒疫苗几乎保留了病毒本身的所有抗原特性,且病毒为胞内寄生物,因而可诱发机体产生体液免疫和细胞免疫,C项正确;接种两次疫苗效果好于一次是因为机体产生了对疫苗抗原的记忆,当二次接种时,记忆细胞会迅速增殖、分化成大量的浆细胞,浆细胞会合成并分泌相应的抗体,同时也能增殖分化产生记忆细胞,即此时机体会产生更多的记忆细胞和抗体,D项正确。 练习3 【答案】D　多次接种灭活疫苗能激发机体产生二次免疫,初次免疫可以产生记忆细胞,记忆细胞能够记忆病原体的特性,当相同抗原再次入侵时,记忆细胞会更快地作出反应,所以与初次免疫相比,二次免疫反应更快更强,A项正确;接种腺病毒载体疫苗的人若在接种前感染过腺病毒,可能会因为体内有抗体,而清除疫苗,从而降低疫苗的免疫效果,使疫苗无效,B项正确;重组蛋白疫苗整个生产过程没有活病毒参与,不需要高等级生物安全实验室生产车间,对生产车间的生物安全等级要求相对较低,C项正确;核酸疫苗也被称为基因疫苗,是将编码S蛋白的基因直接注入人体,在人体内合成新型冠状病毒的S蛋白,刺激人体产生抗体,以达到预防和治疗疾病的目的,D项错误。 二、1.答案 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(HLA),它们是标明细胞身份的标签物质,每个人的白细胞都认识这些物质,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。因此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,所以在进行器官移植或骨髓移植时都要先检查供体和受体之间的组织相容性。 2. 细胞毒性T细胞 　无应答或弱应答 3.自体干细胞培养出的组织、器官不会发生免疫排斥反应,因为它们的HLA是相同的。 练习4 【答案】A　排斥反应主要是细胞免疫作用的结果,A项错误;发生排斥反应的结构基础是细胞膜外表面的糖蛋白,B项正确;器官移植后患者要使用免疫抑制剂,C项正确;对先天性免疫丧失者进行器官移植,不会出现排斥反应,D项正确。 练习5 【答案】B　若某人被狗咬伤,不确定该狗是否带有狂犬病病毒,最保险的办法是按方法①注射抗体,以尽快清除可能存在的病毒,A项错误;方法②注射抗原,记忆细胞可以存活更长时间,二次免疫时产生抗体快而多,相对于方法①注射的抗体只能存活较短的时间,方法②的免疫预防效果更好,医学上一般采用方法②进行免疫预防,B项正确;采用方法②使人体获得抗体的过程属于体液免疫,C项错误;抗体在人体内存留的时间不长,记忆细胞的特点是寿命长,对抗原十分敏感,能“记住”入侵的抗原,因此采用方法②可使人获得比方法①更持久的免疫力,D项错误。 微专题　特异性免疫相关实验的常用研究方法 练习1 【答案】C　抗CD28抗体能与CD28结合,导致CD28失去原有作用,注射抗CD28抗体组肿瘤面积增大,说明CD28具有“激活”细胞免疫的作用,A项错误;抗CTLA-4抗体能与CTLA-4结合,导致CTLA-4失去原有作用,注射抗CTLA-4抗体组肿瘤面积减小,说明CTLA-4具有“抑制”细胞免疫的作用,B项错误;CTLA-4与抗CTLA-4抗体结合时,CTLA-4是抗CTLA-4抗体的抗原,CTLA-4与B7蛋白结合时能传递信息,也是一种信息传递的信号分子,C项正确;注射抗CTLA-4抗体组肿瘤面积减小,说明注射适量的抗CTLA-4抗体可以有效抑制癌细胞生长,D项错误。 练习2 【答案】C　抗原刺激人体免疫系统,使B细胞增殖、分化为浆细胞,浆细胞产生特异性抗体,A项正确;由图可知,感染流感病毒后63天康复者的NA抗体(D63)的抑制率最高,B项正确;不同记忆细胞寿命不同,有些需要定期接种,效果更好,C项错误;选用的对照抗体对病毒的抑制率几乎为零,说明对照抗体应不能与流感病毒发生特异性结合,D项正确。 练习3 【答案】 (1)抗原 (2)一半 (3)无胸腺B系小鼠无法产生成熟的T细胞,注射T细胞后,该小鼠能进行正常的免疫反应,能对移植的皮肤产生免疫排斥　将A系小鼠的皮肤移植给有胸腺的正常B系小鼠,观察B系小鼠是否发生排斥反应　环孢霉素A阻断T细胞的增殖,使免疫反应受阻 1 学科网（北京）股份有限公司 $$