4.4免疫学的应用课件-2025-2026学年高二生物上学期人教版选择性必修1

该高中生物学课件系统梳理了免疫学的应用，涵盖疫苗（定义、种类、作用机理）、器官移植（免疫排斥与供体短缺）、免疫诊断与治疗等核心内容，通过概念辨析、分类对比（如三代疫苗技术表格）、机理图解（二次免疫抗体曲线）及实例分析（流感疫苗失效原因），构建完整知识网络。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，设计实验探究（如T细胞功能实验）、分层练习（基础概念到综合例题）及生活联系（被狗咬后处理流程），培养学生逻辑推理与问题解决能力，助力不同水平学生巩固知识，教师可精准把握学情提升复习效率。

第4节 免疫学的应用 本节聚焦 P82 一、疫苗 二、器官移植 问题探讨 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她对此很困惑：这到底是什么原因呢？ 为什么注射的流感疫苗没起到预防作用呢？ 流感病毒的遗传物质是RNA，易发生变异，该同学注射的流感疫苗所预防的流感与她所患的流感可能不是同一个类型的、所以没有起到预防作用。 课本P82 课本P76 1.定义: 用______________________制成的生物制品。 灭活的或减毒的病原体 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，可以利用病原体的某些成分(如蛋白质、多糖类膜类）及其产物制备疫苗。 问题1：什么是疫苗？ P82 一、疫苗 P82 问题2：疫苗必须包含一个完整的病原体吗？ P83旁栏思考 疫苗及分类 一、疫苗 P82 2. 作用: 接种疫苗使人产生相应的抗体（产生相应的抗体和记忆细胞），从而对特定传染病具有抵抗力。 二次免疫的特点： 反应迅速，产生抗体多，反应强烈 原因是： 初次免疫产生的记忆细胞，再次接触相同抗原时，迅速增殖分化为浆细胞，快速产生大量抗体。 抗体数量 接种疫苗 二次抗原刺激 时间 画出接种疫苗后抗体数量变化曲线 接种疫苗为免疫预防，使机体主动免疫 3. 疫苗的种类: 灭活疫苗 减毒疫苗 性质 优点 缺点 例子 安全性高 需要多次接种；只产生体液免疫 免疫效果持久； 既可产生体液免疫，也可产生细胞免疫。 毒力有可能恢复，安全性低； 狂犬病疫苗等 卡介苗、脊髓灰质炎疫苗、麻疹疫苗等 既可由整个病毒或细菌组成，也可由它们的裂解片段组成为裂解疫苗。 死疫苗 疫苗失去致病性，保留抗原性，还要安全性 活疫苗 核酸疫苗： 包括DNA疫苗和RNA疫苗 编码某种抗原蛋白的外源基因(DNA或RNA) 导入宿主细胞 外源基因在宿主细胞中表达，产生抗原蛋白 宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答 诱导 优点： 3. 疫苗的种类: 重组病毒载体疫苗： 编码抗原蛋白的基因与无害的病毒的基因重组，侵染宿主细胞后在细胞内表达大量抗原蛋白 免疫保护力强，无需多次注射等，如新冠病毒的mRNA疫苗 某些疾病来讲，注射疫苗可能是_____________ 的预防措施，挽救了无数人的生命。P 83 4、意义： 唯一有效 三代疫苗技术 第一代疫苗：指的是灭活疫苗和减毒活疫苗 第二代疫苗：又称为亚单位疫苗，是通过基因工程原理获得的具有免疫活性的病原特异性结构蛋白，刺激人体产生抗体 第三代疫苗：是核酸疫苗，包括DNA疫苗和mRNA疫苗 8 新冠疫苗5条技术路线： Vero细胞中培养 新 冠 病 毒 灭活病毒 注射 人体 S蛋白基因(DNA) 质粒 重组质粒 导入 CHO细胞 S蛋白 人体 注射 提纯 人体 注射 5型腺病毒 注射 人体 S蛋白的mRNA 脂质体 mRNA疫苗 人体 注射 ① ② ③ ④ ⑤ 第一代疫苗：①； 第二代疫苗：③； 第三代疫苗：②④⑤ 我国免疫规划疫苗儿童免疫程序表 思考： 1、为什么有的疫苗需要接种两次或三次？ 2、为什么两次接种新冠疫苗的时间不能太短也不能太长？ 产生更多的抗体和记忆细胞。 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, 可行吗? 可行。将不同抗原联合制成一种疫苗，可预防相应的多种疾病。如：三联疫苗（百白破）可预防百日咳、白喉、破伤风。 ①时间间隔太短：前一次产生的抗体水平较高，将后一次接种的疫苗中和，降低疫苗的作用效果。 ②时间间隔太长：前一次产生的记忆细胞较少，使得后一次接种的疫苗产生的免疫加强效果下降。 例2 我国陈薇团队研发的以腺病毒为载体的重组新冠疫苗临床测试成功，单针接种该疫苗即可起到保护作用。下表为现阶段全球接种的主要新冠疫苗及其有效成分。下列叙述错误的是(　　) A.接种RNA新冠疫苗后，由mRNA作为抗原刺激机体产生特异性免疫 B.灭活的新冠疫苗多次注射可提高抗体浓度，以提高保护效力 C.腺病毒重组新冠疫苗单针注射即可，原因是腺病毒进入人体后可增殖 D.与血清相比，单克隆抗体特异性更强、浓度更高、治疗效果更好 A 活动1：阅读教材P83-84 思考.讨论：器官移植主要面临哪些问题？ 二、器官移植 面临的问题 免疫排斥 供体器官短缺 免疫细胞 识别“自己” 自身细胞 身份标签(MHC) 每个细胞上的身份标签MHC即组织相容性抗原，人类的称为HLA（人类白细胞抗原），白细胞能够识别HLA，区分自己的细胞还是别人的细胞 器官移植的关键： 取决于供体与受体的HLA是否一致或相近（相似度达到50%以上）。 课本P84 免疫排斥 免疫细胞识别到不同于自身细胞的HLA，就会发生免疫排斥。 免疫抑制剂，降低免疫排斥反应，提高器官移植的成活率。 免疫抑制剂会使淋巴细胞减少，因而患者容易患感染性疾病，这一问题该如何解决？ 课本p84讨论4 需要在使用免疫抑制剂药物与预防感染之间寻求平衡，并尽量让使用免疫抑制剂的病人避免接触病原体，或通过适当的体育锻炼，提高自身免疫力。 课本P84 免疫排斥 在不能100%配型成功的情况下，如何提高移植器官的成活率？ 抑制B细胞和T细胞，主要是抑制T细胞进行细胞免疫 器官移植的关键： 取决于供体与受体的HLA是否一致或相近（相似度达到50%以上）。 1.中国传统思想的伦理困境。 2.脑死亡器官捐献，需要家属同意去掉呼吸机等支持系统，达到了脑心双死亡的状态。 3.心死亡器官捐献，心跳停止后，器官容易缺血，仅在短时内 （约15分钟）符合捐献标准。 4.离体器官保存时限短：脑和心脏5小时，肝12小时，胰腺和肾脏分 别为20小时和24小时以内。 供体器官短缺的原因 重生 据统计，我国每年需要肝移植的人数是20万-30万人，而2015年我国完成的肝移植手术仅仅2 000多例。 2015年中国有2 766人在生命终结之时，捐献出了自己的器官。 希望：利用干细胞培养相应的组织、器官； 倡导更多的人自愿捐献器官。 课本P85 二、器官移植 思考：利用由自体干细胞培养出的组织、器官进行移植，有何优点？ 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。 一 免疫预防 二 免疫诊断 三 免疫治疗 疫苗 检测病原体、 肿瘤标志物等 免疫增强疗法、 免疫抑制疗法、 三、免疫学在临床实践上的应用 P85 免疫诊断： 1.概念：根据抗原—抗体反应的高度特异性，将免疫学技术和制剂 （如：单克隆抗体）用于临床诊断 2.实例： （1）检测病原体 或相应抗体 （2）检测肿瘤标志物 (如甲胎蛋白AFP) 三、免疫学在临床实践上的应用 P85 甲胎蛋白（AFP）是一种糖蛋白，它属于白蛋白家族，主要由胎儿肝细胞及卵黄囊合成。甲胎蛋白在胎儿血液循环中具有较高的浓度，出生后则下降，至生后2～3月甲胎蛋白基本被白蛋白替代，血液中较难检出，故在成人血清中含量极低。甲胎蛋白具有很多重要的生理功能，包括运输功能、作为生长调节因子的双向调节功能、免疫抑制、T淋巴细胞诱导凋亡等。甲胎蛋白与肝癌及多种肿瘤的发生发展密切相关，在多种肿瘤中均可表现出较高浓度，可作为多种肿瘤的阳性检测指标。临床上主要作为原发性肝癌的血清标志物，用于原发性肝癌的诊断及疗效监测。 思考：医生判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者，采集鼻咽拭子主要用于病原学检查，检测病毒的________，采集血液样本主要用于血清学检查，检测___ _________；但后者检测容易造成假阴性(已经感染，但测试结果看起来没有被感染)，其可能原因是__ _____________________________________________。 核酸　 　抗新型冠状病毒抗体　 抗体的产生需要时间，一般几天至几周不等，有些免疫功能较弱的病人可能血清中抗体含量很低，不会出现新冠病毒抗原与抗体的杂交带 新冠试剂盒： 不用采血，检测新冠抗原 3种检测诊断中，准确率最高的是： 检测病原体的核酸　 免疫治疗 1.概念：利用免疫学原理，针对疾病的发生机制，人为干预或调整机体的免疫功能，达到治疗疾病的目的。 2.分类： 免疫 治疗 免疫增强疗法 免疫抑制疗法 针对免疫功能低下者，输入抗体、胸腺激素、细胞因子等，增强患者免疫能力 器官移植 自身免疫病 使用免疫抑制剂 使用免疫抑制剂 三、免疫学在临床实践上的应用 P85 课本P76 NK细胞（一种淋巴细胞）利用其细胞表面的PD-1来识别并保护正常细胞（如图1），某些癌细胞常常具有免疫逃逸现象，其机理是癌细胞表面的PD-L1蛋白质可与NK细胞表面的PD-1结合，导致NK细胞停止攻击癌细胞（如图2）。据此，科研团队开发出PD-1抑制剂类药物，能阻断癌细胞表面的PD-L1与NK细胞的PD-1结合，从而使NK细胞可以清除癌细胞（如图3）。 除使用PD-1抑制剂研制抗肿瘤药物外，根据上述机理，也可使用_______（写出2个）来阻止癌细胞免疫逃逸，这可为抗肿瘤药物的研发提供思路。 PD-L1抑制剂、抗PD-L1抗体、抗PD-1抗体 (2022·天津河东区高二检测)2018年诺贝尔生理学或医学奖的获得者们研究了T细胞上的“刹车”蛋白——CTLA-4和PD-1，当抑制这两种蛋白的功能，使T细胞的“刹车”被“松开”时，免疫系统功能得到加强，从而消灭肿瘤细胞。下列有关说法正确的是(　　) A．正常T细胞的“刹车”蛋白可有效避免人患免疫缺陷病 B．被“松开”的T细胞可加速分泌细胞因子，进而加速B细胞的形成 C．通过该方法治疗肿瘤的副作用之一是可能会使患者患自身免疫病 D．进行器官移植时，可通过抑制“刹车”蛋白来提高成功率 C 减弱免疫系统的功能 B细胞本身的形成不需要抗原刺激和细胞因子的共同作用 免疫排斥反应增强，不利于提高器官移植的成功率 疫苗 概念 特点 分类 作用机理 抗原性 安全性 减毒活疫苗 灭活疫苗 核酸疫苗 器官移植 小结：免疫学的应用 原因及解决方案 免疫排斥 供体器官短缺 原因及解决方案 免疫预防——疫苗 免疫诊断——抗体、肿瘤标志物检测 免疫治疗——增强或抑制 免疫系统功能的实验探究 科学家为了研究免疫系统的组成和免疫细胞的起源、分化、作用，做了如下实验，请结合图，据研究成果，分析讨论。 (1)经1、2处理，说明小鼠的免疫功能跟什么有关？ 淋巴细胞。 (2)经3、4、5、6、7处理，想证明什么假设？ 来自骨髓的淋巴细胞参与体液免疫，来自胸腺的淋巴细胞参与细胞免疫。 免疫系统功能的实验探究 [技巧] (1)用“X射线照射法+输入细胞法”探究胸腺的免疫功能 (1)切除胸腺——T细胞、记忆T细胞和效应T细胞将不能产生，细胞免疫全部丧失，保留少部分体液免疫。 (2)骨髓遭破坏，造血干细胞不能产生，其他免疫细胞都将不能产生，一切特异性免疫全丧失，但输入造血干细胞，细胞免疫恢复。 (3)若两者都遭破坏，丧失一切特异性免疫，再输入造血干细胞，特异性免疫并未恢复。 例：甲、乙、丙三组小鼠不同的免疫器官被破坏,其中甲组仅有体液免疫功能,乙组和丙组丧失了特异性免疫功能。现给三组小鼠分别输入造血干细胞,发现仅有乙组恢复了细胞免疫功能,出现这些现象的原因是 (　　) A.甲组骨髓被破坏,乙组胸腺被破坏,丙组骨髓和胸腺均被破坏 B.甲组胸腺被破坏,乙组骨髓被破坏,丙组骨髓和胸腺均被破坏 C.乙组骨髓被破坏,丙组胸腺被破坏,甲组骨髓和胸腺均被破坏 D.丙组骨髓被破坏,甲组胸腺被破坏,乙组骨髓和胸腺均被破坏 B [技巧] (2)用“不同抗原刺激法”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将实验动物等量分成a、b两组； ③一段时间后，a组注射同种流感病毒，b组注射等量不同种的流感病毒； ④观察实验动物的生活情况。 (2020·辽宁实验中学月考)为检测某禽流感疫苗对禽流感病毒是否具有免疫能力(疫苗制剂的成分：减毒禽流感病毒＋生理盐水)，一科研小组设计以下不同的检测方案，其中最合理的是(　　) A．选取健康的30只幼鸡注射此禽流感疫苗，两周后再注射一定量禽流感病毒，而后观察其生活状况 B．选取健康的60只幼鸡均分为两组，一组注射一定量禽流感病毒，另一组注射等量的生理盐水，两周后向两组幼鸡注射等量的禽流感病毒疫苗，而后观察其生活状况 C．选取健康的60只幼鸡均分为两组，一组注射一定量禽流感病毒，另一组注射等量的禽流感疫苗，两周后观察两组幼鸡的生活状况 D．选取健康的60只幼鸡均分为两组，一组注射一定量禽流感病毒疫苗，另一组注射等量的生理盐水，两周后向两组幼鸡注射等量的禽流感病毒，而后观察其生活状况 D 　 [技巧] (3)用“免疫法”证明血清抗体有治疗作用 ①对实验动物注射某种抗原进行免疫； ②从免疫动物体内获取血清(抗血清)； ③选取大小、年龄、生长状况相同的实验动物，等量分成a、b两组； ④a组注射血清后再注射同种抗原，b组只注射等量同种抗原； ⑤观察两组实验动物的生活状况。 [实例](2018·北京卷)癌症是当前严重危害人类健康的重大疾病。研究人员利用与癌细胞在某些方面具有相似性的诱导多能干细胞(iPSC)进行了抗肿瘤的免疫学研究。 (1)癌细胞具有无限_____________的特点。当体内出现癌细胞时，可激发机体的________系统发挥清除作用。 (2)研究人员进行的系列实验如下： 免疫组小鼠：每周注射1次含失去增殖活性的iPSC悬液，连续4周； 空白组小鼠：每周注射1次不含失去增殖活性的iPSC的缓冲液，连续4周。 分裂(增殖) 免疫 [实例](2018·北京卷)癌症是当前严重危害人类健康的重大疾病。研究人员利用与癌细胞在某些方面具有相似性的诱导多能干细胞(iPSC)进行了抗肿瘤的免疫学研究。 实验二：给免疫组和空白组小鼠皮下注射DB7，一周后皮下形成肿瘤。随后空白组小鼠肿瘤体积逐渐增大，免疫组小鼠肿瘤体积逐渐缩小。由此推测：iPSC还能刺激机体产生特异性抗肿瘤的_______免疫。 细胞 (3)研究人员另取小鼠进行实验，验证了上述推测。如图为实验组的实验过程及结果示意图。请在图中选择A或B填入④处，从C～F中选择字母填入①～③ F D C B (4)该系列研究潜在的应用前景是iPSC可以用于_______ _________________。 预防和治疗癌症 [实例](2018·北京卷)癌症是当前严重危害人类健康的重大疾病。研究人员利用与癌细胞在某些方面具有相似性的诱导多能干细胞(iPSC)进行了抗肿瘤的免疫学研究。 实验一：取免疫组和空白组小鼠的血清分别与iPSC、DB7(一种癌细胞)和MEF(一种正常体细胞)混合，检测三种细胞与血清中抗体的结合率，结果见下表。 ①比较表中iPSC与两组小鼠血清作用的结果可知，免疫组的数值明显________空白组的数值，说明iPSC刺激小鼠产生了特异性抗体。 高于 可以与抗iPSC的抗体结合的抗原 ②表中DB7和iPSC与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无明显差异，说明DB7有_________________________________________。 抗iPSC的抗体可以与DB7上的抗原特异性结合，而不能与MEF上的抗原结合(iPSC与DB7有共同的抗原，与MEF无共同的抗原) ③综合表中全部数据，实验结果表明： 扩展应用 巴斯德将感染了狂犬病的兔的神经组织制成匀浆，每天取样给家兔注射。开始几天被注射的家兔都会发病，但随着匀浆放置时间的延长，家兔发病的反应越来越弱，放置10～14天的匀浆失去家兔患病的作用。这时，如果再给这些没有发病的、被注射了“过期病兔神经组织匀浆”的家兔注射新鲜病兔的神经组织匀浆，家兔也不会发病了。1885年巴斯德将匀浆注射给一个9岁的被疯狗咬伤的小男孩，连续注射十几天后，小男孩活下来了。这位小男孩就是世界上第一位狂犬病疫苗注射者。后来，巴斯德制成了狂犬病疫苗，即过期病兔的神经组织匀浆。 （1）据上述资料推测，巴斯德所制作的狂犬病疫苗的本质是什么？ 曾寄生于兔神经组织的狂犬病病毒 （2）为什么要对小男孩连续注射十几天呢？ 需要进行微量叠加 （3）现在用的狂犬病疫苗与巴斯德制作的疫苗有区别吗？ 现在狂犬病疫苗多使用动物细胞培养技术制备，而巴斯德的狂犬病疫苗是凭经验制成的，可能含有活病毒和灭活病毒。 本质上它们没有区别，但制作方法是不一样的。 课本P85 如果不小心被狗狗咬了，我们应该这样做： 用肥皂水或清水彻底清洗伤口至少15分钟 用碘酒或酒精局部消毒 尽快到医院注射抗狂犬病毒血清+注射狂犬疫苗 局部伤口不涂东西、不包扎，以利伤口排毒 与生活的联系 35 复习与提高 二、非选择题 1. 1700年，英国皇家学会会员、著名医生马丁 •李斯特收到一封英国商人从中国寄去的信， 信中描述了商人在中国看到的人痘接种过程：“打开天花患者的小脓包，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，然后痊愈。为什么被接种者会轻度感染天花并痊愈？在这个过程中，免疫系统发生了哪些变化？ 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。 在这个过程中，免疫系统完成了对天花病毒的特异性免疫反应，同时针对天花病毒分化出记忆B细胞和记忆T细胞，当再次遇到天花病毒时能迅速作出反应。 2.人类基因D编码红细胞表面的RhD蛋白， 其等位基因d不编码蛋白质。基因型为DD或Dd 的被称为Rh阳性(Rh+),基因型为dd被称为Rh 阴性(Rh-)。人的血清中不存在抗RhD的天然抗体，只有当Rh-的人接受Rh+人的血液后，才会通过免疫反应产生该抗体。RhD抗体可以透过胎盘。当Rh-的母亲怀有Rh+的胎儿时，胎儿的少量红细胞或RhD蛋白可以在妊娠末期或分娩时进入母体，使母体产生抗体。如果此抗体进入胎儿的循环系统，会使胎儿的红细胞发生溶血，造成新生儿溶血，严重时可导致死亡。 (1)填写下表，预测结果：母亲和胎儿的RhD是否相容？ Rh+ Rh+ 相容 Rh- Rh+ 不相容 （2）当母亲和胎儿的RhD不相容时，一般情 况下，第一胎生产不会发生临床的症状。但当母亲第二次生育时，就可能发生新生儿溶血。请解释这是为什么。 第一胎一般无临床症状，是因为第一胎胎儿红细胞或RhD蛋白进入母体是少量的，并且大多数是在妊娠末期或分娩时期进入母体的，此时母体产生的抗体较少，通过胎盘进入胎儿循环系统的就更少了，所以不易发生新生儿溶血。但当这位母亲第二次怀孕时，胎儿的红细胞或RhD蛋白再次进入母体，引起二次免疫，母体会产生更多的RhD抗体，此时的抗体也更容易进入胎儿循环系统，也就更容易导致新生儿溶血。 (3) 一位Rh-的母亲第一胎生了个Rh+的孩子，她还想生第二胎。请你为她提岀一个预防第二胎新生儿溶血的方案并解释原因。 可以让该母亲在分娩第一胎之后的很短时间内（如72h之内）接受RhD蛋白的抗体注射，以消耗掉在妊娠末期或分娩时进入她体内的RhD蛋白，这样使母体内不发生针对RhD蛋白的初次免疫，可以预防下一胎发生Rh溶血。 3.人乳头瘤病毒(HPV)可导致子宫颈癌。请回答下列有关HPV疫苗与预防子宫颈癌的相关问题。 (1)当个体接种HPV疫苗后，该疫苗作为 可诱导B淋巴细胞增殖、分化成 和记忆细胞，记忆细胞在机体被HPV感染时能够迅速作出反应，因而能够起到降低患子宫颈癌风险的作用。 (2) 研究表明，受HPV侵染的细胞表面的HLA分子表达水平往往下降，这与患子宫颈癌有什么关系？ 抗原 浆细胞 受HPV侵染的细胞表面的HLA分子表达水平下降，会导致癌细胞无法有效地向T细胞呈递抗原信息，这样，癌细胞就有可能逃避免疫监视，增加患宫颈癌的概率。 3.人乳头瘤病毒(HPV)可导致子宫颈癌。请回答下列有关HPV疫苗与预防子宫颈癌的相关问题。 (3) HPV的衣壳蛋白主要由L1和L2构成, 且主要成分是L1。根据这一信息，请你提出一个设计HPV疫苗的思路，并上网查找资料，看你设计的思路与已经上市的HPV疫苗的设计思路是否相同。 可以纯化HPV的衣壳蛋白L1或利用基因工程生产L1，并以L1蛋白为基础设计HPV疫苗。现已上市的HPV疫苗，大部分是以L1蛋白或L2蛋白为靶标制备的。 $