生物选择性必修1第4章 免疫调节第4节 免疫学的应用学案

第4节 免疫学的应用

自主学习·必备知识

一、疫苗

1.概念：通常用①      灭活的或减毒的病原体       制成的生物制品。

2.机制：疫苗刺激机体产生②      特异性抗体       和相应的③      记忆细胞       ,当病原体入侵时可以消灭病原体或引发二次免疫快速消灭病原体。

二、器官移植

1.概念：医学上用④      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。

2.器官移植的原理

（1）每个人的细胞表面都带有一组与别人不同的蛋白质——⑤      组织相容性抗原       ,也叫⑥      人类白细胞抗原       ,简称⑦      HLA       。正常情况下,白细胞不会攻击自身细胞,若将其他人的组织或器官移植过来,白细胞就能识别出HLA不同而发起攻击,这称为⑧      免疫排斥     。

（2）器官移植的成败,主要取决于供者和受者的⑨      HLA       是否一致或相近。

（3）⑩      免疫抑制剂       的应用,大大提高了器官移植的成活率。

三、免疫诊断与免疫治疗

1.免疫诊断：利用⑪      抗原和抗体反应的高度特异性       原理,检测⑫      病原体和肿瘤标志物     等。

2.免疫治疗

（1）免疫功能低下者用⑬      免疫增强疗法       ,如输入抗体、细胞因子等免疫活性物质

（2）治疗类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等常使用⑭      免疫抑制剂       。

互动探究·关键能力

主题学习一 疫苗及免疫学的应用

情境探究

新冠肺炎流行全球。科学家检测发现这场肺炎是由一种新型冠状病毒引起的。有关预防此类传染病疫苗的研制已迫在眉睫。思考回答相关疫苗的问题：

1.疫苗必须包含一个完整的病原体吗？为什么？

答案：提示:疫苗不需要包含一个完整的病原体,只要保留其抗原部分即可。

2.假如某同学接种了新冠疫苗,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？

答案：提示：接种的疫苗作为外来抗原可激发机体的免疫反应,有些疫苗尤其是病毒疫苗引发的免疫反应相对强烈,能引起可感知的反应。

3.有人认为,接种多种疫苗很麻烦,应该设计一种用来预防多种疾病的疫苗。这种想法可行吗？请谈谈你的理由。

答案：提示：这种想法是可行的,因为免疫反应具有特异性,不同疫苗可以引发不同的免疫过程,产生不同的记忆细胞。理论上,制备联合疫苗时要保证其中含有不同的有效抗原成分。临床应用中已有不少联合疫苗,例如,百白破三联疫苗可以同时预防百日咳、白喉、破伤风,还有麻疹、风疹二联疫苗,流行性脑膜炎二价疫苗等。理论上能够设计出针对许多种疾病（具有与它们相关的多个抗原决定簇）的一种疫苗,但会遇到很多困难。

归纳总结

1.常见疫苗及预防疾病

2.疫苗保留了病原体的抗原特性但几乎对人体不具有伤害力。

3.免疫预防与免疫治疗的区别

经典例题

 例1 （2020山东潍坊检测）基因疫苗是将病原微生物的一段基因插入到质粒上,然后将重组质粒导入人或动物体内,这段基因编码的产物可以引起机体产生特异性免疫反应。下列叙述正确的是(     )

A.基因疫苗导入人体可以表达出抗体,引起免疫反应

B.基因疫苗引起免疫反应前必须经过转录和翻译的过程

C.基因疫苗内含抗原,所以能引起机体特异性免疫反应

D.接种后若感染此病原微生物,则体内记忆B细胞会产生大量抗体

答案：  B

解析：基因疫苗导入人体可以表达出抗原,在抗原的刺激下引起机体产生免疫反应,A错误;基因疫苗引起免疫反应前,病原微生物的一段基因（目的基因）必须经过转录和翻译表达出抗原,B正确;基因疫苗内含控制抗原合成的基因,该基因的表达产物能引起机体特异性免疫反应,C错误;接种后若感染此病原微生物,则体内记忆B细胞会迅速增殖分化产生大量的浆细胞,进而产生大量的抗体,D错误。

素养解读

通过建构基因疫苗的概念,阐明疫苗的应用原理,培养科学思维能力,通过分析疫苗应用的原理,认同接种疫苗的重要性,并接受“疫苗接种是预防传染病的有效措施”的观念,培养社会责任感。

素养落实

1.（2020北京海淀检测）人体注射狂犬疫苗后,机体发生相关免疫应答反应。下列叙述错误的是(     )

A.巨噬细胞摄取和处理狂犬疫苗

B.辅助性T细胞分泌细胞因子

C.浆细胞迅速增殖并分泌抗体

D.机体产生记忆细胞和浆细胞

答案： C

解析：浆细胞已经高度分化,不再分裂,C错误。

主题学习二 器官移植

情境探究

1.在医疗实践中,器官移植是拯救某些患者的重要方法。但是,无血缘关系的供体器官移植后往往很难成活,具有血缘关系的供体器官移植后成活的概率较大。思考回答相关问题：

（1）最初进行的器官移植,为什么总是不成功呢？

（2）在进行器官移植或骨髓移植时,为什么都要先进行配型（即检查供体和受体之间的组织相容性）呢？

（3）利用由自体干细胞培养出的组织、器官进行移植,有何优点？

（4）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？

答案：提示：

（1）主要是因为没有考虑到免疫排斥问题。

（2）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。

（3）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。

（4）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。

归纳总结

1.器官移植是20世纪医学领域的一项重大突破,其技术核心是用正常的器官替换已经丧失功能的器官,达到延长人生命的目的。但是器官移植手术最大的障碍是免疫排斥反应,这主要是由于细胞膜具有识别作用。

2.进行器官移植手术后,免疫系统会把来自其他人的器官当作“非己”成分进行攻击,这就是器官移植容易失败的原因。

3.研究表明,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。免疫抑制剂的应用大大提高了器官移植的成活率,给需要进行器官移植的患者带来了希望。然而,除了存在免疫排斥的问题,供体器官短缺也是世界各国在器官移植方面普遍存在的问题。

经典例题

例2 （2020山东临沂检测）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

答案：A

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。

素养解读

通过案例学习,认同器官捐赠,倡导器官捐献的爱心行为,培养社会责任感。

素养落实

2.（2020山东烟台检测）器官移植不仅会发生细胞（免疫）性排斥反应,也会产生体液（免疫）性排斥反应。所以在器官移植后,若要排除“排斥反应”,则需要检测(     )

①辅助性T细胞  ②抗体  ③细胞因子

A.仅① B.仅② C.①②③ D.①③

答案： C

解析：特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫。

体液免疫主要依靠浆细胞产生抗体“作战”;细胞免疫主要依靠细胞毒性T细胞直接接触靶细胞“作战”。细胞因子是活化的辅助性T细胞产生的。

在体液免疫过程中,B细胞在接受抗原刺激后,在细胞因子的作用下会进行一系列增殖、分化,形成浆细胞（产生抗体）和记忆B细胞。

根据题干中信息,器官移植不仅会发生细胞（免疫）性排斥反应,也会产生体液（免疫）性排斥反应,所以在器官移植后,若要排除“排斥反应”,辅助性T细胞、抗体、细胞因子都需要检测。

评价检测·课堂达标

课堂小结

课堂检测

1.下列叙述,正确的打“√”,错误的打“×”。

（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。(   √   )

2.预防接种是增强人体免疫力的有效措施之一,人体接种疫苗后会产生相应的抗体。体内产生抗体的细胞是(     )

A.吞噬细胞 B.浆细胞

C.记忆细胞 D.辅助性T细胞

答案： B

解析：免疫细胞中唯一能产生抗体的就是浆细胞。

3.（2020山东济南检测）器官移植后降低免疫排斥作用的措施是(      )

A.使接受者处于无菌环境

B.使用免疫抑制剂

C.用X射线照射被移植器官

D.用加快有丝分裂的药物

答案： B

解析：器官移植后的排异反应是免疫系统在攻击移植后的器官,使用免疫抑制剂可降低这种免疫作用,让器官最大程度保持活性。

4.（2020湖南长沙检测）如图为某人被狗咬伤后的处理和治疗情况,下列叙述错误的是(     )

A.清理伤口能减少人被狂犬病病毒感染的机会

B.不包扎能降低被厌氧菌感染的风险

C.注射的抗狂犬病病毒抗体可使体内迅速产生抗体

D.注射狂犬病疫苗可以刺激机体进行免疫应答

答案： C

解析：清理伤口能减少人被狂犬病病毒感染的机会,A正确;

不包扎可抑制厌氧菌的繁殖,减少人被厌氧菌感染的机会,B正确;

注射的抗狂犬病病毒抗体可直接与内环境中的狂犬病病毒结合,C错误;

题干中注射狂犬疫苗,即注射抗原,是为了刺激机体进行免疫应答,D正确。

易错提醒  被狗咬伤后,为防止感染狂犬病病毒,既应该注射抗体（抗毒血清）使其直接与病毒作用,也应该注射疫苗,以使机体产生抗体和记忆细胞。

5.（2020山东临沂检测）2020年2月21日,华东师范大学相关研究人员基于新型冠状病毒表面抗原研发出灵敏性高的抗体诊断试剂盒,仅十分钟就可以得出检测结果,该试剂盒已被临床应用。根据免疫学相关知识,回答下列问题：

（1）2020年的传染病疫情给人类带来灾难,世界卫生组织于2月11日将新冠病毒引起的肺炎命名为COVID-19,新冠病毒的遗传物质是  ,其更容易发生变异。

（2）钟南山院士在采访中反复强调出门要戴口罩,戴口罩有利于阻止病毒与  构成的人体第一道防线的接触,减少感染机会,该道防线与第  道防线的不同点是不具有特异性

（3）在新冠病毒的多种检测方法中利用的都是核酸或蛋白质,这是因为它们在结构上都具有物种的  ,该试剂盒利用的免疫学原理是  。

（4）进行免疫治疗可以在人体患病时,通过输入免疫活性物质  （至少答两种),调整免疫功能达到治疗目的。

答案：（1）RNA

（2）皮肤和黏膜 ; 三

（3）特异性 ; 抗原和抗体的特异性结合

（4）抗体、细胞因子