4.6 第4节　免疫学的应用-【正禾一本通】2025-2026学年高二生物选择性必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（不定项）

第4节　免疫学的应用 [学习目标]　1.理解疫苗发挥作用的原理。　2.了解器官移植面临的问题，认同器官捐献。 任务一　疫苗 1.概念：疫苗通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。 2.作用：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、天花疫苗等。 (2)人乳头瘤病毒(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：当给机体输入外源抗原时，免疫系统能够产生反应，且反应具有特异性。 (2)记忆性：免疫系统具有记忆性，免疫力能维持较长时间。 5.免疫学应用类型：接种疫苗属于免疫预防。 　　是否所有人群都需要接种疫苗，尤其是减毒活疫苗？ 提示：不是，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。因为这些个体的免疫力较低，而一般减毒活疫苗均保留一定残余毒力，可能会诱发严重疾病。 【自我诊断】 1.疫苗只能用来预防传染病。 (×) 2.只有用灭活的病原体才可制成疫苗。 (×) 3.注射某种疫苗后，体内可能有记忆T细胞的产生。 (√) 4.抗原和抗体结合具有特异性，所以市面上没有一种疫苗可以预防多种病毒。 (×) 5.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。 (√) [活动1]　疫苗发挥作用的机理 材料1：1700年，医生马丁·李斯特收到一封从中国寄来的信，信中描述了中国人痘接种过程：“打开天花患者的小脓疱，用棉花吸沾一点脓液，并使之干燥……然后放入可能患天花人的鼻子里。”被接种者会轻度感染天花，大部分可以自愈，死亡率约2％。 为什么被接种者会轻度感染天花并痊愈？ 提示：接种物中带有减毒的天花病毒，因此，被接种者会轻度感染天花。但由于接种的天花病毒毒性已经减弱，被接种者完全可以通过免疫系统实现自愈。 材料2：某同学接种流感疫苗时，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。”回答下列问题： (1)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)为什么接种疫苗可能会有轻微的反应？ 提示：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。 学生用书⬇第122页 (3)注射流感疫苗，只能短期内预防流感。利用所学知识解释原因？ 提示：一方面，抗体存在时间短；另一方面，流感病毒的遗传物质是RNA，变异类型多且变异快。 [活动2]　疫苗的种类和作用机理 材料：阅读P82“疫苗”和P83“思考讨论”，回答下列问题。 (1)为什么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？ 提示：DNA表达的蛋白质不具有侵染性，不会破坏细胞结构，能引起机体产生免疫反应。 (2)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。 提示：不是，RNA疫苗表达产生的蛋白质是能引起机体产生免疫反应的物质，是抗原。 (3)接种多种疫苗很麻烦，设计一种用来预防多种疾病的疫苗的想法是否可行？ 提示：可行。不同疫苗可引发不同的免疫反应，产生不同的记忆细胞，制备联合疫苗时需保证其中含有不同的有效抗原成分，如百白破三联疫苗可同时预防百日咳、白喉、破伤风。故设计一种用来预防多种疾病的疫苗理论上是可行的。 【归纳总结】 目前应用的主要疫苗类型 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，口服后可预防脊髓灰质炎。 2.灭活疫苗：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：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，从而诱发强而持久的体液免疫和细胞免疫应答。 ②DNA疫苗的特点 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。DNA疫苗使用一次，即能产生长期免疫力，无需反复多次加强免疫。 (2)RNA疫苗 ①RNA疫苗的机理 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 不会整合到宿主的基因组中；可以在细胞质中直接翻译，无需运输到核内；免疫后抗原表达迅速达到高峰，然后又立刻衰减。 针对练1.(2025·辽宁高二期中)卡介苗常用于儿童免疫接种，预防结核病，在中国是新生儿的“出生第一针”。卡介苗是由减毒牛型结核杆菌制成的活菌苗。下列说法正确的是(　　) A.卡介苗进入机体后可被体内的某些细胞摄取 B.注射卡介苗后产生的记忆T细胞可对含有结核杆菌的靶细胞进行攻击 C.疫苗能激发机体产生免疫反应，属于免疫活性物质 D.接种疫苗后，人体可能高烧不退，在高温持续期，人体产热量大于散热量 答案：A 解析：卡介苗是抗原，进入机体后会被体内的免疫细胞摄取，A正确，C错误；记忆T细胞不能攻击靶细胞，细胞毒性T细胞攻击靶细胞，B错误；接种疫苗后，人体可能高烧不退，在高温持续期，人体产热量等于散热量，D错误。 针对练2.核酸疫苗是将编码某种抗原蛋白的病毒基因片段(DNA或RNA)导入动物体细胞内，并通过宿主细胞的蛋白质合成系统产生特定蛋白，诱导宿主产生对该特定蛋白的免疫应答，以达到预防疾病的目的。下列叙述正确的是(　　) A.与接种DNA疫苗相比，接种mRNA疫苗起效更快 B.提纯病毒相关抗原RNA，直接将其注入人体即可诱发免疫反应 C.接种mRNA疫苗后再感染病毒，则体内的记忆细胞会产生大量抗体 D.接种DNA疫苗引起机体免疫反应是因为疫苗中的DNA能表达形成抗体 答案：A 解析：mRNA疫苗进入细胞后可直接翻译表达抗原，而DNA疫苗还需转录、翻译，因此mRNA疫苗相较于DNA疫苗起效更快，A正确；相关抗原的RNA需要经过翻译表达抗原后才可诱发免疫反应，B错误；接种mRNA疫苗后再感染病毒，则体内的记忆细胞会迅速增殖分化产生浆细胞，浆细胞分泌抗体，C错误；接种DNA疫苗引起机体免疫反应是因为疫苗中的DNA能表达形成抗原，D错误。 学生用书⬇第123页 任务二　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.面临问题 (1)免疫排斥 ①组织相容性抗原(HLA)：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器官移植成败关键：主要取决于供者与受者的HLA是否一致或相近。 ③移植条件：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。 ④应对措施：免疫抑制剂的应用，大大提高了器官移植的成活率。 (2)供体器官短缺。 1.器官移植时，移入的器官相当于抗原，机体发生免疫排斥反应的原因是供者与受者的HLA不同，引发机体发生细胞免疫。 2.为解决器官短缺问题，科学家利用自身的干细胞培养出所需的组织、器官，然后进行自体器官移植，不会发生免疫排斥反应，因为它们的HLA是相同的。 3.免疫学的应用 (1)免疫预防：如注射疫苗等。 (2)免疫治疗 ①免疫功能低下者使用免疫增强疗法。 ②有些疾病，如自身免疫病，使用免疫抑制疗法。 (3)免疫诊断 ①原理：抗原—抗体杂交原理。 ②应用：用抗原检测病原体和肿瘤标志物等。 ③特点：特异性强，灵敏度高。 可通过哪些途径减轻或避免免疫排斥反应的发生？ 提示：利用自身干细胞培养出的器官进行移植；利用配型成功的异体器官进行移植；异体器官移植后服用免疫抑制药物。 【自我诊断】 1.人类中存在HLA完全相同的两个个体。 (√) 2.治疗类风湿关节炎常用免疫增强剂。 (×) 3.异体移植的器官难以成活，主要是由于体液免疫。 (×) 4.对免疫功能低下者使用免疫增强疗法，如治疗类风湿关节炎。 (×) 5.运用免疫抑制剂可以提高器官移植成活率，但会使淋巴细胞减少，患者容易患感染性疾病。 (√) [活动3]　明确器官移植面临的问题和解决方案 情境：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。回答下列问题： (1)外源器官相当于抗原，自身　　　　会对其进行攻击，这是早期器官移植失败的原因。类固醇激素、环孢霉素A等　　　　　　　　的应用，大大提高了器官移植的成活率。 提示：T细胞　免疫抑制剂 (2)在进行器官移植或骨髓移植时，为什么都要先进行配型，即检查供者和受者的组织相容性呢？ 提示：受者和供者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越低，移植的器官就越容易存活。如果配型不合适，发生免疫排斥的可能性就越大，就不适合移植。 学生用书⬇第124页 (3)使用免疫抑制剂能够提高器官移植的成活率的原因是什么？ 提示：免疫抑制剂会抑制机体的免疫功能，主要抑制与免疫反应有关的细胞(T细胞、B细胞和吞噬细胞)的增殖和功能，使免疫系统处于暂无应答或弱应答的状态。 (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。 【归纳总结】 免疫预防与免疫治疗 比较项目 免疫预防 免疫治疗 原理 抗原刺激机体主动产生免疫力 提高或降低免疫系统的功能 获得方式 抗原入侵获得；注射疫苗获得 用抗体、细胞因子等免疫活性物质进行免疫增强疗法；用免疫抑制剂进行免疫抑制疗法 适用对象 健康人 患者或疑似患者 针对练3.(2025·哈尔滨高二期中)下列关于器官移植的说法，错误的是(　　) A.供者与受者的主要HLA需要完全相同 B.免疫排斥反应主要依赖于T细胞的作用 C.手术后患者要使用免疫抑制剂，以提高器官移植的成活率 D.进行肾脏移植前，需考虑捐献者与患者的ABO血型是否相同 答案：A 解析：只要供者与受者主要HLA有一半以上相同，就可以进行器官移植，A错误；器官移植后排斥反应主要是细胞免疫的结果，而细胞免疫是以T细胞为主的免疫反应，即免疫排斥反应主要依赖于T细胞的作用，B正确；免疫抑制剂的作用是抑制与免疫反应有关细胞的增殖和功能，即抑制免疫细胞的活性，所以患者在术后需使用免疫抑制剂，避免引起免疫排斥反应，C正确；实际器官移植中，供、受者间ABO血型物质不符，可能导致强烈的移植排斥反应，所以在肾脏移植前，应考虑捐献者与患者是否为同一血型，D正确。 针对练4.(不定项)如图所示曲线显示了两种使人体获得免疫力的方法，下列说法正确的是(　　) A．当人被毒蛇咬伤时，采用方法1进行免疫比较好 B．采用方法1可以使人获得比方法2更持久的免疫力 C．医学上一般采用方法2进行免疫预防 D．方法1为主动免疫；方法2为被动免疫 答案：AC 解析：方法1是被动免疫，当一个人被毒蛇咬伤时，主动免疫来不及，此时采用方法1进行免疫比较好，A正确；方法2为注射抗原，可以使机体产生更多的抗体和记忆细胞，为主动免疫，方法1注射抗体，可快速发生免疫作用，为被动免疫，应急较好，但持续时间短，故采用方法2可以使人获得比方法1更持久的免疫力，B、D错误；医学上一般采用方法2主动免疫来进行免疫预防，可以提供对相关疾病的长期保护，C正确。 “三看法”辨析免疫预防、免疫诊断和免疫治疗(1)看目的：①用于预防—免疫预防；②用于治疗—免疫治疗；③用于检测—免疫诊断。 (2)看手段：①人工标记抗体—免疫诊断；②使用免疫抑制剂，输入胸腺激素、细胞因子等—免疫治疗；③接种抗原—免疫预防；④注射抗体—免疫治疗。 (3)看前提(注射抗体)：①患病—免疫治疗；②不患病—免疫预防。 思维导图 要语必背 1.疫苗通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品，相当于抗原；接种到健康人的体内，使人在不发病的情况下产生抗体和记忆细胞；当再次接触这种病原体时，会发生二次免疫反应，迅速消灭病原体而不会发病。 2.接种一种疫苗通常只能预防一种传染病，而且有些传染病的病原体还可能发生变异。 3.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。供者与受者的主要HLA有一半以上相同，便可进行器官移植。免疫抑制剂的应用，大大提高了器官移植的成活率。 4.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，移植后不会发生免疫排斥反应。 学生用书⬇第125页 1.某疫苗为全病毒灭活疫苗，该种疫苗需要注射两剂，且间隔一个月。注射疫苗后出现低烧等症状属于正常现象。下列叙述错误的是(　　) A.灭活的病毒相当于抗原 B.接种该疫苗后，人体能够获得对多种病原体的免疫力 C.注射两剂疫苗能促进机体产生更多的记忆细胞 D.出现低烧等症状可能是疫苗引发人体的免疫反应导致的 答案：B 解析：某疫苗为全病毒灭活疫苗，保留了抗原特性，因此灭活的病毒相当于抗原，A正确；一种疫苗含有一种病原体的抗原特性，接种该疫苗后引发机体的特异性免疫，只能产生相应的记忆细胞和抗体，只能预防该病原体引发的疾病，获得对该病原体的免疫力，B错误；注射第二剂疫苗时会产生二次免疫，促进机体产生更多的记忆细胞和抗体，因此注射两剂疫苗能促进机体产生更多的记忆细胞，C正确；注射疫苗后，会引发机体的特异性免疫，在此过程中会出现体温升高的现象，D正确。 2.(2025·温州高二期中)对人群免疫接种是预防传染性疾病的重要措施。下列叙述正确的是(　　) A.注射某种流感疫苗后不会感染各种流感病毒 B.接种脊髓灰质炎疫苗可产生针对脊髓灰质炎病毒的抗体 C.注射抗破伤风血清比接种破伤风疫苗可获得更长时间的免疫力 D.感染过流感病毒且已康复者的血清可用于治疗流感患者，因其血清中有免疫细胞 答案：B 解析：注射某种流感疫苗后，只能针对特定的流感病毒类型产生免疫力，而不是不会感染各种流感病毒，A错误。接种脊髓灰质炎疫苗后，人体免疫系统会针对脊髓灰质炎病毒作出反应并产生相应的抗体，B正确。注射抗破伤风血清属于被动免疫，有效期较短；而接种破伤风疫苗属于主动免疫，可获得较长时间的免疫力，C错误。感染过流感病毒且已康复者的血清可用于治疗流感患者，因为血清中有针对流感病毒的抗体，而不是免疫细胞，D错误。 3.(2025·青岛高二期中)减毒活疫苗是在人工条件下使病原体丧失致病性，但仍保留其繁殖能力和免疫原性；亚单位疫苗是用化学方法获得病原体的某些具有免疫原性的物质。下列说法错误的是(　　) A.亚单位疫苗能激发机体产生免疫反应，属于免疫活性物质 B.减毒活疫苗既能激发机体的体液免疫也能激发细胞免疫 C.亚单位疫苗通常不能引起机体的细胞毒性T细胞活化 D.亚单位疫苗免疫持久性不如减毒活疫苗，但安全性相对高 答案：A 解析：亚单位疫苗能激发机体产生免疫反应，属于抗原，A错误；减毒活疫苗是在人工条件下使病原体丧失致病性，但仍保留其繁殖能力和免疫原性，则减毒活疫苗既能激发机体的体液免疫也能激发细胞免疫，B正确；亚单位疫苗不能进入细胞，不会引起细胞免疫，即通常不能引起机体的细胞毒性T细胞活化，C正确；减毒活疫苗保留了病毒的繁殖能力和免疫原性，注射后可在人体内持续发挥作用，而亚单位疫苗免疫持久性较弱，但安全性相对高，D正确。 4．(不定项)(2025·山东济宁高二测试)除同卵双胞胎以外，异体器官移植通常会发生不同程度的排异反应。环孢霉素A(能选择性抑制辅助性T细胞的增殖)和糖皮质激素等药物可以减弱排异反应。下列叙述正确的是(　　) A．在进行器官移植前后使用糖皮质激素，可能增强受者免疫系统的功能 B．受者和供者的组织相容性抗原基因的差异越大，器官移植的排异反应越强 C．排异反应是因为外来器官细胞膜表面的HLA分子成为免疫细胞识别的抗原 D．与环孢霉素A相比，具有骨髓抑制作用的抗排异药更易使受者出现严重感染 答案：BCD 解析：糖皮质激素和环孢霉素A等药物可以减弱排异反应，说明糖皮质激素可以降低受者免疫系统的功能，A错误；受者和供者的组织相容性抗原基因的差异越大，受者的免疫系统对移植器官发生免疫反应的程度越强，B正确；排异反应是由于移植器官与受者的组织相容性抗原(HLA)不同，受者的免疫系统对移植器官发生免疫反应，C正确；结合题干“环孢霉素A能选择性抑制辅助性T细胞的增殖”可知，具有骨髓抑制作用的抗排异药可以降低受者免疫系统的功能，更易使受者出现严重感染，D正确。 5.(创新情境)免疫排斥反应是医学上器官移植面临的主要难题之一。回答下列有关器官移植与人体免疫的问题： (1)从免疫学上看，移植的异体器官被机体当作　　　　，移植后的器官会受到机体中免疫细胞和抗体的攻击，从而导致移植后的器官受损甚至脱落。该过程主要体现了免疫系统的 　　　　　　功能。 (2)为解决免疫排斥反应产生的严重后果，医学上常对器官移植的患者注射免疫抑制剂，以提高移植器官的存活率，原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　。 (3)已知环孢霉素A是临床上常用的免疫抑制剂，现提供如下的材料用具：M、N品系小鼠各若干只、环孢霉素A溶液、注射器、手术器材、生理盐水、饲料等。下面以皮肤移植为主要实验手段(具体手术方法不作要求)，来验证环孢霉素A具有抑制免疫排斥反应的作用。请你完善实验步骤并得出实验结论。 实验步骤： 第一步：取健康、同龄的M品系小鼠若干，随机均分成两组，编号为甲、乙； 第二步：甲组小鼠定期注射适量的生理盐水，乙组小鼠定期注射　　　　　　　　　　　　 　　　　　　，取同一只N品系小鼠背部皮肤分别移植到甲、乙两组小鼠相应的部位。 第三步：在相同且适宜的条件下饲养甲、乙两组小鼠，观察并记录移植皮肤从移植到脱落的时间，分别记作T1、T2。 预期实验结果和结论：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　。 答案：(1)抗原　免疫防御　(2)免疫抑制剂可使T细胞的增殖受阻，从而使免疫系统处于弱应答状态　(3)等量的环孢霉素A溶液　若T1短于T2，则说明环孢霉素A具有抑制免疫排斥反应的作用 解析：(1)器官移植后会受到机体免疫系统的攻击，是由于移植器官作为抗原，被当作“非己”成分，体现了免疫系统的免疫防御功能。(2)免疫抑制剂可使T细胞的增殖受阻，从而使免疫系统处于弱应答状态，所以使用免疫抑制剂可提高移植器官的存活率。(3)该实验的自变量为是否使用免疫抑制剂环孢霉素A，因变量为移植皮肤从移植到脱落的时间。故第一步分组后，在第二步设置自变量，即甲组定期注射适量的生理盐水，乙组小鼠定期注射(用生理盐水配制的)等量的环孢霉素A溶液；第三步进行观察并记录移植皮肤从移植到脱落的时间。由于环孢霉素A抑制免疫系统的功能，使之处于弱应答状态，故甲组移植皮肤脱落时间短，乙组相对较长。故预期结果及结论为：若T1(明显)短于T2，则说明环孢霉素A具有抑制免疫排斥反应的作用。 学科网（北京）股份有限公司 $