【暑假预习】人教版2019生物高一（升高二）暑假预习-（选修1）第9讲 免疫调节之免疫失调及免疫学应用 讲学案

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第09讲 免疫调节之免疫失调及免疫学应用 【预习目标】1.基于实例能够概述免疫失调常见的三种类型2.通过分析材料，能够科学解释免疫缺陷病和自身免疫病以及过敏反应的本质差异3.认同生命都值得尊重，免疫学视角可为患者提供可行治疗方案。 【必备知识】1.免疫失调类型（1）过敏反应：已免疫的机体，在再次接触相同的抗原时，有时会发生引发组织损伤或功能紊乱的免疫反应。其中引起过敏反应的抗原物质叫做过敏原。过敏反应时发挥作用的抗体吸附在皮肤、呼吸道或消化道黏膜以及血液中的某些细胞的表面。（2）自身免疫病自身免疫反应对组织和器官造成损伤并出现了症状实例：类风湿性关节炎、风湿性心脏病、系统性红斑狼疮注：自身免疫病的发病率较高，许多类型都缺乏有效的治疗措施，严重者自体干细胞移植是目前常用且有效的手段。（3）免疫缺陷病包括先天性免疫缺陷病和获得性免疫缺陷病拓展补充：艾滋病的病因分析。(1)艾滋病病毒——HIV。①遗传物质:RNA。②遗传信息传递过程③合成场所:主要在辅助性T细胞中(辅助性T细胞的细胞核内进行逆转录和转录,辅助性T细胞的核糖体上进行翻译)。④特点:因为遗传物质为RNA,所以该病毒突变率高,变异类型多,给疫苗的研制带来困难。(2)艾滋病的发病机理。HIV侵入人体后与辅助性T细胞相结合,破坏辅助性T细胞,使免疫调节受到抑制,并逐渐使人体免疫系统瘫痪,功能瓦解,最终使人无法抵抗其他病毒、病菌的入侵,或发生恶性肿瘤而死亡。4.图解人工预防接种可使人获得较为持久的免疫力的过程。(1)疫苗是由灭活的或减毒病原微生物制成的生物制品,接种疫苗后,可刺激机体产生抗体和记忆细胞,所以从免疫的角度来说,疫苗属于抗原。(2)人体内的免疫活性物质有抗体、细胞因子、溶菌酶等。分析图可知, ②为辅助性T细胞,分泌的物质甲为细胞因子,④为浆细胞,分泌的物质乙为抗体。(3)③为B细胞,B细胞被活化的因素有抗原、辅助性T细胞,还有辅助性T分泌的细胞因子。(4)记忆细胞的寿命比较长,并且能长时间保持对抗原的记忆,当机体再次接触相同抗原时,能迅速增殖分化形成浆细胞产生大量的抗体,所以接种某疫苗的人在几十年内对相应的病原微生物仍具有抵抗力。2.免疫预防与免疫治疗的区别项目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  【考点剖析】考点一  过敏反应典例1：生活中有时会看到这样的一个现象：有的人吃了鱼、虾、蟹等食物后，会发生腹痛、腹泻、呕吐，或是皮肤奇痒难熬；有的人吸入花粉或尘土后，会发生鼻炎或哮喘；有的人注射青霉素后会发生休克。这些都是过敏反应的表现。过敏反应的发生机制如图所示。过敏原可激发体液免疫产生IgE抗体，当过敏原再次入侵机体时，肥大细胞可产生组胺，使血管壁通透性增加，引起过敏症状。下列说法正确的是（　　）A．过敏反应过程中IgE抗体可吸附在肥大细胞表面，没有淋巴细胞参与B．过敏原再次入侵时，与肥大细胞表面的IgE抗体结合引发过敏症状C．组胺使组织液渗透压降低，从而引起组织水肿D．过敏反应是人体免疫系统监视和自稳功能的正常反应答案：B解析：据图分析可知，过敏反应过程中IgE抗体可吸附在肥大细胞表面，该过程有抗体产生，说明有淋巴细胞参与，故A项错误。过敏原再次入侵时，与肥大细胞表面的IgE抗体结合，使得肥大细胞可产生组胺等物质，从而产生过敏症状，故B项正确。组胺使组织液渗透压升高，引起组织水肿，故C项错误。过敏反应是免疫系统功能的异常反应，故D项错误。:考点二  自身免疫病典例2：当人体的免疫系统将自身物质当作外来异物进行攻击时，可引起自身免疫病。下列属于自身免疫病的是（　　）A．艾滋病  B．类风湿性关节炎C．动物毛屑接触性鼻炎  D．抗维生素D佝偻病答案：B解析：自身免疫病是指由于免疫系统异常敏感、反应过度，“敌我不分”地将自身物质当作外来异物进行攻击而引起的一类疾病。艾滋病是由艾滋病病毒引起的获得性免疫缺陷综合征，属于免疫缺陷病，故A项不符合题意。类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、风湿性心脏病都属于自身免疫病，故B项符合题意。动物毛屑接触性鼻炎是由免疫系统对过敏原（毛屑）过度敏感引起的过敏反应，故C项不符合题意。抗维生素D佝偻病是由显性致病基因控制的单基因遗传病，故D项不符合题意。 考点三  免疫缺陷病典例3：艾滋病是感染人类免疫缺陷病毒（HIV）导致的传染性疾病，如图表示HIV侵染辅助性T细胞的过程，①～⑧代表生理过程。下列说法错误的是（　　）A．HIV能攻击T细胞的原因是T细胞表面的CD4受体可与HIV特异性结合B．过程②表示逆转录，该过程需要的酶和原料分别为逆转录酶和4种核糖核苷酸C．HIV进入人体后，只能引起非特异性免疫和细胞免疫，不能引起体液免疫D．HIV装配完成后以出芽的形式（过程⑧）释放，其最外面的包膜来源于宿主细胞膜答案：BC解析：据图分析可知，HIV可识别T细胞膜上的CD4受体并与之结合，故A项正确，不符合题意。过程②代表逆转录，是以RNA为模板合成DNA的过程，该过程需要的酶和原料分别为逆转录酶和4种脱氧核糖核苷酸，故B项错误，符合题意。HIV进入人体后，能引起非特异性免疫和细胞免疫、体液免疫，故C项错误，符合题意。双链DNA合成后进入细胞核内，与宿主细胞核内的DNA整合在一起，通过过程⑤转录合成mRNA，mRNA通过核孔进入细胞质指导病毒蛋白质合成，通过过程⑦子代病毒组装，由宿主细胞膜形成包膜后通过过程⑧释放出宿主细胞，故D项正确，不符合题意。 考点四 免疫学的应用典例4.1：我国新冠疫情防控已取得了举世瞩目的成绩，但全球疫情形势仍然严峻。为更有效地保护人民身体健康，我国政府正在大力实施全民免费接种新冠疫苗计划，充分体现了党和国家对人民的关爱。目前接种的新冠疫苗主要是灭活疫苗，下列叙述正确的是（　　）①通过理化方法灭活病原体制成的疫苗安全可靠②接种后抗原会迅速在机体的内环境中大量增殖③接种后可以促进T细胞增殖分化产生体液免疫④二次接种可提高机体对相应病原的免疫防御功能A．①④  B．①③  C．②④  D．②③答案：A解析：通过理化方法灭活病原体，使其内部核酸失活，失去增殖和感染能力，该方法制成的疫苗安全可靠，①正确。接种后，疫苗作为抗原会引起机体的特异性免疫反应，疫苗已灭活不能增殖，②错误。接种后，B细胞接受抗原刺激，增殖分化产生体液免疫，③错误。二次接种后，体内的记忆细胞会识别抗原，迅速增殖分化并产生大量抗体，可提高机体对相应病原体的免疫防御功能，④正确。综上所述，故A项符合题意。典例4.2：科研人员为研究免疫系统是如何区别“自身”和“非己”成分的，向新生期白色品系小鼠体内注射来自棕色小鼠的脾细胞，成年后白色小鼠可以接受来自棕色鼠的皮肤移植物，获得对棕色鼠的免疫耐受，但是排斥另一黄色小鼠的皮肤移植物，实验过程和结果如图所示。请据图回答下列问题：①白色小鼠对黄色皮肤移植物的排斥反应主要通过________免疫完成，这一免疫方式主要依赖于____________细胞。②棕色皮肤移植物生长良好，推测可能是由于______________________________________________________________________________________________________________________________。③由该组异体器官移植实验可知，“非己”成分转化为“自身”成分的关键是______________________。答案：①细胞（2分）　T淋巴（2分）　②白色品系小鼠在新生期注射了棕色小鼠的脾细胞，体内缺少可识别棕色小鼠皮肤细胞的特异性的T淋巴细胞，从而将棕色小鼠皮肤细胞表面的“非己”抗原视为“自身”成分（2分）　③动物在新生期注射了“非己”成分（2分）解析：①异体器官的排斥反应主要通过细胞免疫完成，这一免疫方式主要依赖于T淋巴细胞直接接触靶细胞“作战”。②③由图中信息可知，该异体器官移植实验中，向新生期白色小鼠体内注射来自棕色小鼠的脾细胞后，成年后白色小鼠能将棕色小鼠的皮肤移植物当作“自身”成分，而将来自黄色小鼠的皮肤移植物当作“非己”成分，因此可推测，“非己”成分转化为“自身”成分的关键是动物在新生期注射了“非己”成分，体内就会缺少识别“非己”成分的特异性的T淋巴细胞，从而将“非己”成分视为“自身”成分。考点五 免疫诊断和免疫治疗典例5：利用免疫学原理既可以预防疾病，也可以治疗疾病。如图是某人获得抗病毒抗体的两种途径及抗体的变化情况。下列有关叙述正确的是（　　）A．途径①注射的是病毒疫苗，途径②注射的是抗病毒抗体B．在人体患病的情况下，途径①常用于免疫预防，途径②常用于免疫治疗C．途径①曲线下降的原因可能是抗病毒抗体与病毒结合形成沉淀D．途径②曲线在0～7天逐渐上升的原因是病毒逐渐增多答案：C解析：途径①抗体水平迅速增加，注射的是抗病毒抗体，途径②抗体增加缓慢，注射的是病毒疫苗，引起机体免疫反应需要时间，故A项错误。在人体患病的情况下，途径①用于免疫治疗；由于抗体和记忆细胞的产生需要一定的时间，所以途径②常用于免疫预防，不适合用于紧急治疗，故B项错误。途径①曲线下降的原因可能是抗病毒抗体与病毒结合形成沉淀，使抗体水平降低，故C项正确。途径②曲线在0～7天逐渐上升的原因可能是浆细胞增多，浆细胞产生抗体，使抗体水平增加，故D项错误。【真题演练】1.水痘是由水痘—带状疱疹病毒（VZV）引起的急性呼吸道传染病，多见于儿童，临床特征为全身出现丘疹、水疱。接种VZV减毒活疫苗（VarV）是预防水痘流行的有效方法。2019年，研究者对某地2007～2015年出生儿童的VarV接种率及水痘发病率进行了调查，结果如图。回答下列问题：（1）感染初期患者皮肤表面形成透明的水疱，其中的液体主要来自内环境中的__________。（2）呼吸道黏膜受损者更易被VZV感染，原因是________________________________。VZV感染引发机体的__________（填“特异性”或“非特异性”）免疫，被感染的细胞统称为__________。（3）水痘临床诊断时，须注意与荨麻疹相区分。与水痘的发病机理不同，某些花粉引起的荨麻疹属于机体的__________反应，是免疫系统的__________功能过强的表现。（4）图中统计结果显示，随VarV接种率的提高，水痘发病率呈下降趋势。接种VarV后，B淋巴细胞的作用是__________________________________________________。（5）2014年、2015年出生儿童的接种率与发病率数据提示，应及时接种第二剂VarV，原因是第一剂疫苗接种一段时间后______________________________________________________________________________________________________________。答案：（1）组织液（1分）　（2）免疫系统的第一道防线被破坏，防卫（防御）功能减弱（1分）　特异性（1分）　靶细胞（1分）　（3）过敏（1分）　防卫（防御）（1分）　（4）增殖分化为浆细胞和记忆细胞（2分）　（5）机体产生抗体和记忆细胞，再次接种VarV后，记忆细胞快速增殖、分化形成浆细胞，浆细胞产生大量抗体（2分）解析：（1）细胞外液主要包括血浆、组织液、淋巴液等，也称为内环境。水疱中的液体应该为渗透压失衡造成的组织液聚集在皮肤下形成的，主要还是来自组织液。（2）呼吸道黏膜属于人体免疫的第一道防线，具有清扫、阻挡异物等作用，属于非特异性免疫。当VZV从呼吸道侵入人体时，呼吸道黏膜受损者会失去呼吸道黏膜上纤毛的清扫、阻挡和黏液的吸附作用，免疫系统的第一道防线被破坏，防卫（防御）功能减弱，故更易被VZV感染。VZV侵入人体后会引起人体产生特异性免疫反应，VZV在免疫学上被称为抗原，被其感染的细胞被称为靶细胞，效应T细胞（细胞毒性T细胞）可以与靶细胞密切接触并使其裂解死亡。（3）过敏反应是指已经免疫的机体再次接触相同抗原时发生的组织损伤或功能紊乱，某些花粉引起的荨麻疹属于机体的过敏反应。过敏反应是因为机体免疫防卫（防御）功能过强造成的。（4）易感人群接种VarV疫苗后，该疫苗作为抗原可诱导B淋巴细胞增殖、分化形成浆细胞和记忆细胞，从而起到预防VZV的作用。（5）初次接种疫苗后，体内能产生相应记忆细胞和抗体。抗体的含量先增加后减少，由于记忆细胞的存在，追加第二剂时，抗原直接刺激记忆细胞，使记忆细胞快速增殖、分化形成浆细胞，浆细胞产生大量抗体，因此与初次免疫相比，二次免疫过程产生抗体的数量多、速度快。2.动物初次接受某种抗原刺激能引发初次免疫应答，再次接受同种抗原刺激能引发再次免疫应答。某研究小组取若干只实验小鼠分成四组进行实验，实验分组及处理见下表。回答下列问题。（1）为确定A、B、C、D四组小鼠是否有免疫应答发生，应检测的免疫活性物质是________（填“抗体”或“抗原”）。（2）再次注射抗原后，上述四组小鼠中能出现再次免疫应答的组是________。初次注射抗原后机体能产生记忆细胞，再次注射同种抗原后这些记忆细胞能够________________________________________________________________________。（3）A组小鼠再次注射抗原甲，一段时间后取血清，血清中加入抗原甲后会出现沉淀，产生这种现象的原因是__________________________________________。（4）若小鼠发生过敏反应，过敏反应的特点一般有__________________________________________________（答出两点即可）。答案：（1）抗体（1分）　（2）A、D（2分）　迅速增殖分化，快速产生大量抗体（2分）　（3）抗原与抗体特异性结合（2分）　（4）发作迅速、消退较快（4分）解析：（1）抗原是刺激机体产生免疫应答的物质，抗体是能与相应抗原发生特异性结合的免疫活性物质，所以应检测的免疫活性物质是抗体。（2）再次免疫应答发生在体内已有相应抗体和记忆细胞的个体内，A、D两组前后注射抗原相同，能够出现再次免疫应答。初次注射抗原后机体能产生记忆细胞，记忆细胞对抗原具有特异性识别的能力，再次注射同种抗原后，这些记忆细胞会迅速增殖分化，形成大量浆细胞，快速产生大量抗体，与抗原特异性结合。（3）已注射过抗原甲的小鼠，小鼠血清中已存在相应的抗体，向血清中加入抗原甲后，抗体与抗原能特异性结合形成沉淀或细胞集团并最终被吞噬细胞消灭。（4）过敏反应一般发作迅速、反应强烈、消退较快；一般不会破坏组织细胞，也不会引起组织严重损伤；常有明显的个体差异和遗传倾向。 【过关检测】1.抗体药物偶联物（ADC）是采用特定技术将具有生物活性的小分子药物连接到单克隆抗体上，实现对肿瘤细胞精准的选择性杀伤。ADC的结构及其发挥作用的机理如图所示，有关叙述正确的是（　　）A．ADC实现精准杀伤肿瘤细胞的基础是抗体与抗原特异性结合B．该肿瘤细胞死亡是在ADC诱导下细胞程序性被动死亡的过程C．将特定抗原注射到小鼠体内，可以从小鼠血清中获得单克隆抗体D．对特定抗原筛选出的杂交瘤细胞进行克隆化培养可获得单克隆抗体2.新型冠状病毒可通过表面的刺突蛋白（S蛋白）与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合，侵入人体，引起肺炎。图1为病毒侵入后，人体内发生的部分免疫反应示意图。单克隆抗体可阻断病毒的黏附或入侵，故抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。图2为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。请据图回答下列问题： （1）图1中人体内抗原呈递细胞吞噬病毒，并将病毒的抗原暴露在细胞表面，被______细胞表面的受体识别后激活该细胞。（2）B细胞识别入侵的病毒后，在淋巴因子（细胞因子）作用下，经过细胞的__________，形成____________________细胞。（3）为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________________________。（4）据图2所示，研制抗S蛋白单克隆抗体，需先注射________免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞，再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合，用HAT培养基筛选获得__________细胞。因为同一种抗原可能激活__________细胞，还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞株。3.细菌侵入宿主体内生长繁殖引起感染。铜绿假单胞菌（Pa）导致的感染多见于烧伤、创伤等受损部位。在Pa感染部位常可检出大量丝状噬菌体（f）。（1）在感染部位，吞噬细胞会发挥非特异性__________功能。（2）f侵染Pa并随Pa的分裂传递给子细菌，但f的增殖和释放不引起Pa的裂解。为探讨f与细菌感染的关系，研究者将等量的无f侵染的Pa菌株（P）和被f侵染的Pa菌株（Pf）分别接种于小鼠伤口，结果如下表。由此可知，f能______________Pa引起的伤口感染。（3）在上述研究的基础上，研究者利用f的表面蛋白S进一步展开实验，主要流程及结果如图。①Ⅰ～Ⅲ处理所需的实验材料应分别选用______________（填选项前字母）。A．PfB．P  C．灭活的f D．SE．生理盐水②另有研究发现，f能抑制吞噬细胞的功能。试从分子与细胞水平解释实验组的感染率低于对照组的原因：__________________________。 【参考答案】1.答案：AD解析：分析题图可知，抗体药物偶联物（ADC）通过将具有生物活性的小分子药物与单克隆抗体结合，被肿瘤细胞特异性识别，通过胞吞的方式进入肿瘤细胞，进而释放药物，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。由于单克隆抗体的特异性强，所以可以把抗癌细胞的药物和单克隆抗体相结合，借助单克隆抗体的定位导向作用将药物定向带到癌细胞，因此ADC实现精准杀伤肿瘤细胞的基础是抗体与抗原特异性结合，故A项正确。ADC诱导的肿瘤细胞凋亡是细胞主动死亡的过程，故B项错误。将特定抗原注射到小鼠体内，可以从小鼠血清中获得抗体，获得的抗体可能有多种，但不是单克隆抗体，故C项错误。对特定抗原筛选出的杂交瘤细胞进行克隆化培养可获得单克隆抗体，故D项正确。2.答案：（1）T（辅助性T）（1分）　（2）增殖、分化（1分）　浆细胞和记忆（1分）　（3）核酸（1分）　抗新型冠状病毒抗体（1分）　（4）刺突蛋白（或S蛋白）（1分）　杂交瘤（1分）　多种B（1分）解析：（1）据图1可知，人体内抗原呈递细胞吞噬新冠病毒，并将新冠病毒的抗原暴露，呈递给T细胞，被T细胞表面的受体识别后激活T细胞。（2）激活的T细胞释放淋巴因子（细胞因子），识别病毒后的B细胞在淋巴因子（细胞因子）的作用下，增殖、分化成浆细胞和记忆细胞。（3）临床上为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，检测疑似患者的呼吸道是否有新冠病毒的核酸；采集血液样本主要用于血清学检查，检测血清中是否有抗新型冠状病毒的抗体。（4）据图2所示，结合单克隆抗体制备方法，要研制抗刺突蛋白单克隆抗体，需先注射新冠病毒的刺突蛋白（或S蛋白），以激活小鼠的免疫细胞，再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合，获得融合的、未融合的细胞，用HAT筛选培养基培养，未融合的细胞不能成活，只有杂交瘤细胞能成活。由于同一种抗原可能激活多种B细胞，筛选出的融合的杂交瘤细胞就可能分泌多种抗体，所以还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞。3.答案：（1）免疫（1分）　（2）加重（2分）　（3）①E、A、A（3分）　②S刺激小鼠产生抗S抗体，抗体与f表面的S特异性结合，减弱了f对吞噬细胞的抑制，更多的Pf被吞噬，感染减轻，故实验组的感染率低于对照组（4分）解析：（1）免疫系统具有免疫防御、监视和自稳功能，在感染部位，吞噬细胞可直接吞噬和消化侵入机体的细菌等，体现了非特异性免疫功能。（2）根据题表可知，在接种后相同时间，接种Pf菌株的小鼠伤口的感染率明显高于接种P菌株的小鼠伤口的感染率，说明f能加重Pa引起的伤口感染。（3）①结合实验目的和实验设计的原则分析，实验组前38天和前29天均注射S，目的是使小鼠对S发生特异性免疫，而对照组应在前38天和前29天注射生理盐水；对照组的感染率大于50%，结合（2）小题中的表格，说明对照组的小鼠接种了Pf菌株，为研究f的表面蛋白S的作用，实验组的Ⅲ和对照组的Ⅱ应进行相同处理，即也将Pf菌株接种于实验组小鼠伤口，并均在接种后的第3天检测伤口的感染率。②用Pf菌株接种于小鼠伤口后，Pa和f均可大量增殖，f能抑制吞噬细胞的功能，使免疫功能下降，因此对照组小鼠伤口的感染率高；实验组在实验前两次注射S，使小鼠产生了较多的抗S抗体和相应的记忆细胞，抗S抗体与f的表面蛋白S特异性结合，使f对吞噬细胞的抑制作用减弱，故实验组的感染率低于对照组。