高中生物人教版 (2019)选择性必修1第4节 免疫学的应用学案

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修1第4节 免疫学的应用学案，共12页。

一、疫苗
1．概念：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、脊髓灰质炎疫苗等。
(2)HPV疫苗是世界上第一个预防癌症的疫苗。
(3)我国首个DNA疫苗获得新兽药证书，用于预防某个亚型的禽流感。
4．特点
(1)特异性：免疫系统的反应具有特异性。
(2)记忆性：免疫系统具有记忆性。
判断正误
(1)疫苗只能用来预防传染病( )
(2)注射某种疫苗后，体内可能有记忆T细胞的产生( )
(3)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( )
答案 (1)× (2)√ (3)×
任务一：分析疫苗的本质、作用机理和接种
资料：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%。
1．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。
2．疫苗必须包含一个完整的病原体吗？为什么？
提示 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(具有抗原性即可)，如蛋白质、多糖等。
3．请据图分析在接种天花病毒的过程中，免疫系统发生了哪些变化？
提示 在接种过程中，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。
4．患免疫缺陷病的儿童，能否接种疫苗，尤其是减毒活疫苗？为什么？
提示 不建议患免疫缺陷病的儿童接种疫苗，特别是减毒活疫苗。因为这些儿童的免疫力较低，接种疫苗相当于受到外来抗原的刺激，处理不当，会导致患儿出现临床症状和不适反应。
1．(2021·广东，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，失去繁殖和感染能力，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且病毒寄生在活细胞中，在内环境中不能大量增殖，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，迅速增殖分化成浆细胞并产生大量抗体，可提高机体对相应病原的免疫防御功能，④正确。
2．1885年，巴斯德将患有狂犬病的病犬脑组织提取液注入兔脑中，连续传代90代并进行干燥后，制成了世界上第一支减毒狂犬病疫苗。下列叙述不正确的是( )
A．以兔作为宿主传代90代降低了狂犬病病毒的毒性
B．减毒处理后的狂犬病病毒仍然具有抗原特异性
C．减毒狂犬病疫苗注入体内可引发特异性免疫反应
D．动物实验证明研发的疫苗安全有效即可临床使用
答案 D
解析 减毒处理后的狂犬病病毒仍然具有抗原特异性，能引发人体产生特异性免疫反应，B正确；减毒狂犬病疫苗属于异己成分，注入体内可引发特异性免疫反应，C正确；动物实验证明研发的疫苗安全有效，还要进行临床实验，才可临床使用，D错误。
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：简称HLA，也叫人类白细胞抗原，指每个人的细胞表面都带有一组与别人不同的蛋白质。
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。
3.免疫学在临床实践上的应用
(1)免疫预防。
(2)免疫诊断：利用了抗原和抗体反应的高度特异性的原理。
(3)免疫治疗：包括免疫增强疗法和免疫抑制疗法。
判断正误
(1)器官移植仅存在免疫排斥问题( )
(2)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( )
(3)免疫系统主要通过细胞免疫对移植的器官产生排异反应( )
答案 (1)× (2)× (3)√
任务二：器官移植面临的问题及其解决方法
根据教材P83～84的“思考·讨论”提供的资料，回答下列问题：
1．最初进行器官移植，为什么总是不成功呢？
提示 可能主要是没有考虑免疫排斥问题。
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 在进行器官移植或者骨髓移植时，都要先进行配型，这是因为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。
3．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？
提示 免疫抑制剂药物与预防感染之间寻求平衡，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。
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，移植后不会发生免疫排斥反应。
3．下列关于器官移植的叙述，错误的是( )
A．器官移植的目的是重建其生理功能
B．骨髓移植时，要进行配型，即检查供者和受者之间的组织相容性抗原是否完全相同
C．皮肤移植时，最好使用自身的皮肤进行移植
D．接受器官移植的患者，因需要使用免疫抑制剂，而容易患感染性疾病
答案 B
解析 进行骨髓移植时，需要配型，只要供者与受者的组织相容性抗原有一半以上相同就可以，B错误。
4．活化的T细胞表面的PD -1(程序性死亡受体1)与正常细胞表面的PD -L1(程序性死亡配体1)一旦结合，T细胞即可“认清”对方，不触发免疫反应。癌细胞可通过过量表达PD -L1来逃避免疫系统的“追杀”。下列说法错误的是( )
A．如果阻断两种蛋白的结合，会增强T细胞对癌细胞的识别
B．可以使用PD -1抗体或PD -L1抗体阻断这一信号通路来治疗癌症
C．癌细胞PD -L1基因的过量表达可逃避T细胞的识别，躲避免疫系统的攻击
D．过度阻断PD -1/PD -L1信号通路，会引起过强的免疫反应
答案 C
解析 癌细胞PD -L1基因的过量表达，会使活化的T细胞表面的PD -1与癌细胞表面的PD -L1结合，T细胞即可“认清”对方，躲避免疫系统的攻击，C错误。
题组一 疫苗
1．在天花病毒的第四代疫苗研究中，可利用天花病毒蛋白的亚单位(在感染和致病过程中起重要作用的成分)制作疫苗。下列分析错误的是( )
A．多次注射该疫苗可诱导机体产生记忆细胞和抗体
B．天花病毒蛋白的亚单位是该病毒的遗传物质
C．该方法制备的疫苗不会在机体内增殖
D．天花病毒蛋白的亚单位是疫苗中的抗原物质
答案 B
解析 天花病毒蛋白的亚单位不是该病毒的遗传物质，B错误。
2．为防止狂犬病发生，需要给宠物狗注射由灭活狂犬病病毒制成的疫苗。疫苗在其体内可引起的免疫反应是( )
A．刺激吞噬细胞产生抗狂犬病病毒抗体
B．可促进浆细胞释放细胞因子
C．产生与狂犬病病毒特异性结合的抗体
D．刺激细胞毒性T细胞分化成为记忆T细胞
答案 C
3．注射疫苗是预防新冠感染的有效手段，新冠疫苗紧急接种程序为接种2剂次，至少间隔14天。下列叙述正确的是( )
A．新冠疫苗是小分子物质，能被吞噬细胞识别并摄取
B．灭活疫苗进入人体后，刺激浆细胞加速增殖产生抗体
C．接种2剂次能够激发机体产生较多的记忆B细胞和抗体，有效提高疫苗作用
D．缩短接种2剂次间隔时间可以加快记忆B细胞产生抗体的速率，提高疫苗作用
答案 C
解析 新冠疫苗是大分子物质，能被吞噬细胞识别并摄取，A错误；浆细胞膜上没有接受抗原刺激的受体，故灭活疫苗进入人体后，不能直接刺激浆细胞产生抗体，且浆细胞是高度分化的细胞，不能增殖，B错误；第一次接种后会进行特异性免疫而产生记忆B细胞，在第二次接种时，记忆B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，故接种2剂次能够激发机体产生较多的记忆B细胞和抗体，有效提高疫苗作用，C正确；抗体只能由浆细胞产生，记忆B细胞不能产生抗体，D错误。
4．百日咳、白喉和破伤风是三种常见的传染病，分别由不同的致病菌导致。我国政府在儿童中推广“百白破”三联体疫苗的免费接种，大大降低了三种疾病的发病率。下列关于接种疫苗的叙述正确的是( )
A．只引发特异性免疫而不发生非特异性免疫
B．辅助性T细胞可产生细胞因子作用于B细胞
C．抗体能直接清除宿主细胞内的抗原
D．体内出现一种能抑制上述三类致病菌的抗体
答案 B
解析 疫苗是灭活或减毒的病原体(抗原)，既能引发特异性免疫也能引发非特异性免疫，A错误；辅助性T细胞受抗原刺激可产生细胞因子作用于B细胞，B正确；抗体不能与宿主细胞内的抗原结合，C错误；“百白破”三联体疫苗能引起体内出现三种分别抑制三类致病菌的抗体，D错误。
题组二 器官移植
5．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细胞毒性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的抗体“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”；细胞因子主要是活化的辅助性T细胞产生的。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”，①细胞毒性T细胞、②抗体、③细胞因子都需要检测。
6．某团队利用基因编辑技术成功开发出第一代可用于临床的异种器官移植雏形——“猪3.0”。据测试这些小猪的器官和人有更好的免疫兼容性，可满足安全、成功移植到人体的要求，减少免疫排斥反应的发生。下列叙述不正确的是( )
A．发生免疫排斥是由于供体和受体细胞表面的HLA不同
B．活化的B细胞分泌的细胞因子与免疫排斥反应相关
C．T细胞特异性的免疫抑制药物的使用可降低免疫排斥反应
D．猪3.0的开发可缓解器官移植中供体器官短缺的问题
答案 B
解析 辅助性T细胞分泌的细胞因子与免疫排斥反应相关，B错误。
题组三 免疫学的应用
7．蛇毒的主要成分为蛋白质和多肽。将眼镜蛇蛇毒处理后注入马体内，可获取抗蛇毒血清，用于治疗被眼镜蛇咬伤的患者。以下选项与此治疗原理最相似的是( )
A．用免疫抑制剂治疗自身免疫疾病
B．骨髓移植治疗慢性粒细胞白血病
C．注射干扰素(细胞因子)抑制乙肝病毒增殖
D．给新生儿注射乙肝抗体阻断病毒的母婴传播
答案 D
解析 将眼镜蛇蛇毒处理后注入马体内，获取的抗蛇毒血清，目的是要其中的抗蛇毒抗体，用抗蛇毒血清治疗被眼镜蛇咬伤的患者，就是直接用抗体治疗；给新生儿注射乙肝抗体阻断病毒的母婴传播也是直接用的抗体。
8．主动免疫治疗和过继性免疫治疗是两种新兴的抗肿瘤治疗方法。主动免疫治疗是调动患者的自身免疫细胞来杀伤肿瘤，过继性免疫治疗是把经体外培养的免疫细胞输入到患者体内来杀伤肿瘤。下列相关叙述错误的是( )
A．注射HPV疫苗是一种主动免疫治疗
B．输入的免疫细胞也可能对患者的正常细胞造成损害
C．过继性免疫治疗最好采集人体自身免疫细胞
D．患者自身的辅助性T细胞具有分泌细胞因子并裂解靶细胞的功能
答案 D
解析 注射HPV疫苗能够诱导机体产生特异性免疫，属于主动免疫治疗，A正确；输入的免疫细胞可能产生毒性或诱发自身免疫病，对患者的正常细胞造成损害，B正确；异体输入的免疫细胞因组织相容性抗原的差异，会诱导机体产生针对输入免疫细胞的特异性免疫，导致治疗效果差，所以最好采集人体自身免疫细胞，C正确；辅助性T细胞能够分泌细胞因子，但不能裂解靶细胞，D错误。
9．当异体组织器官被移植到体内某些特定部位(如眼、睾丸、脑)后不被排斥而可长期存活，这种现象称为“免疫赦免”。这些部位称“免疫赦免区”，该区域免疫细胞有赦免基因的表达，启动细胞自杀程序。下列有关说法正确的是( )
A．器官移植需要供者和受者主要HLA完全相同
B．T细胞中免疫赦免基因的程序性表达可能是导致“免疫赦免”产生的原因
C．“免疫赦免”说明人体的免疫系统存在进化缺陷，不利于人类适应环境
D．利用药物使人体免疫系统变得敏感，使移植器官获得“免疫赦免”
答案 B
解析 供者与受者的主要HLA有一半以上相同时，就可以进行器官移植，A错误；“免疫赦免”现象不能说明人体的免疫系统存在一定的缺陷，这是自然选择的结果，C错误；若使移植器官获得“免疫赦免”，可利用免疫抑制剂使人体免疫系统变得不敏感，D错误。
10．将某小鼠的皮肤移植给多只同种小鼠后，将受皮鼠分成甲、乙两组。甲组小鼠注射一定剂量的环孢霉素A，乙组小鼠注射等量生理盐水，并每天统计植皮的存活率，结果如图所示。下列分析错误的是( )
A．受皮鼠与供皮鼠的细胞表面抗原不完全相同
B．甲组小鼠对外源供皮的免疫排斥强度大于乙组小鼠
C．环孢霉素A可能通过抑制T细胞增殖从而减弱免疫应答
D．使用环孢霉素A有可能提高人体器官移植患者的存活率
答案 B
解析 依题意并分析图示可知，外源供皮在受皮鼠上的存活率最终降为零，说明发生了免疫排斥反应，受皮鼠与供皮鼠的细胞表面抗原不完全相同，A正确；甲组小鼠对外源供皮的免疫排斥反应出现的时间比乙组小鼠出现的时间晚，外源供皮存活的时间长，说明甲组小鼠对外源供皮的免疫排斥强度小于乙组小鼠，进而说明环孢霉素A能够减弱免疫排斥反应，究其原因可能是通过抑制T细胞增殖从而减弱免疫应答，B错误，C正确；对人体器官移植患者使用环孢霉素A，能够减弱免疫排斥反应，提高移植器官的成活率，D正确。
11．寨卡病毒是一种RNA病毒，会攻击胎儿的神经元。科研人员开发出全新的DNA寨卡疫苗，这种疫苗含有一段根据寨卡病毒核酸合成的DNA片段，注射到动物体内后，有的细胞会分泌出很多类似寨卡病毒的小粒子，这些粒子能刺激免疫系统产生特异性免疫，从而预防寨卡病毒的感染。下列有关叙述错误的是( )
A．这些粒子就是疫苗在动物体内表达后产生的病毒蛋白，在免疫学上属于抗原
B．DNA疫苗和传统疫苗的区别之一是DNA疫苗本身不是抗原，不直接引起机体产生特异性免疫
C．寨卡病毒会攻击胎儿的神经元，引起新生儿神经系统发育缺陷，属于免疫缺陷病
D．实验动物获得特异性免疫能力的标志是产生特异性抗体和细胞毒性T细胞等
答案 C
解析 据题干信息分析，注射的疫苗是根据寨卡病毒核酸合成的DNA片段，说明这些粒子就是疫苗(DNA)在动物体内控制合成的病毒蛋白，在免疫学上属于抗原，A正确；DNA疫苗和传统疫苗的区别之一是DNA疫苗本身不是抗原，不直接引起机体产生特异性免疫，而其控制合成的粒子是抗原，可以引起免疫反应，B正确；寨卡病毒会攻击胎儿的神经元，引起新生儿神经系统发育缺陷，没有引起免疫系统的功能下降，不属于免疫缺陷病，C错误；特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫，体液免疫主要是浆细胞产生抗体与抗原特异性结合，细胞免疫主要是细胞毒性T细胞与抗原侵入的靶细胞特异性结合，D正确。
12．对如图所示的有关小鼠实验的分析，错误的是( )
A．子代A系鼠不排斥C系鼠皮肤的原因是无相应的细胞毒性T细胞
B．子代A系鼠的细胞毒性T细胞裂解了移植的B系鼠皮肤细胞
C．B系鼠和C系鼠的皮肤对于子代A系鼠是抗原
D．注射淋巴细胞使子代A系鼠失去特异性免疫功能
答案 D
解析 C系鼠的皮肤没有引起子代A系鼠的免疫排斥反应，原因是无相应的细胞毒性T细胞，A正确；注射淋巴细胞使子代A系鼠出现C系鼠的淋巴细胞，并没有使其失去特异性免疫功能，D错误。
13．(2022·广西贺州高二期中)核酸疫苗包括mRNA和DNA疫苗，是将编码新冠病毒S蛋白基因的mRNA或DNA直接导入人体，利用人体细胞在人体内合成抗原蛋白，刺激人体产生抗体。mRNA不会进入细胞核，没有宿主整合的风险。目前研制的新冠疫苗有多种，其中mRNA疫苗备受关注。研究发现，纳米脂质颗粒(LNP)能使mRNA疫苗在体内以非侵入性的方式进行靶向递送。mRNA疫苗通过胞外递送到胞内后可能面临着内体逃逸和胞内免疫两个难点，如图所示。下列说法错误的是( )
A．新冠病毒没有细胞结构，只能以寄生方式在活细胞中生活
B．mRNA疫苗以胞吞的方式进入靶细胞，形成内体小泡，体现了生物膜的选择透过性
C．内体小泡逃逸才可能翻译出抗原蛋白，抗原蛋白分泌到细胞外，激活宿主的免疫应答，获得对新冠病毒的免疫力
D.若内体小泡内的mRNA未实现逃逸，则会被TLR3和TLR7/8识别，使该外来mRNA降解
答案 B
解析 由图可知，mRNA疫苗以胞吞的方式进入靶细胞，形成内体小泡，体现了生物膜具有流动性的结构特点，B错误。
14．狂犬病毒是一种嗜神经病毒，可由神经—肌肉接头处入侵神经细胞，然后沿着轴突运输到脊髓后大量繁殖，过程如图所示。请回答下列问题：
(1)据图分析，狂犬病毒入侵到脊髓的路径与正常人体反射弧中神经冲动的传导方向________(填“相同”或“相反”)，判断理由是_____________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(2)狂犬病毒侵入人体后，需要在24小时内进行狂犬免疫球蛋白和狂犬疫苗联合接种，其中狂犬免疫球蛋白的作用为______________________________________________________，
狂犬疫苗诱导人体产生能裂解靶细胞的__________________________________________。狂犬疫苗一般需要注射5针，目的是________________________________。
(3)狂犬病病人会出现发热症状，发热是由于细胞因子刺激了下丘脑的____________中枢，使有关腺体分泌的________激素和肾上腺素的量增加，从而使产热增加。发热过程中发挥作用的信号分子有________________________________。
答案 (1)相反 神经冲动是从轴突末端向肌肉细胞传递，狂犬病毒入侵突触小体后沿轴突逆向运输到脊髓 (2)与狂犬病毒进行特异性结合，抑制其增殖或对细胞的黏附 细胞毒性T细胞 通过多次免疫刺激使机体产生更多的抗体和记忆细胞 (3)体温调节 甲状腺 细胞因子、神经递质、激素
15．PD－1是表达在细胞毒性T细胞表面的一种受体，PD－L1是一种能够与之结合的蛋白质(见图1)。PD－1和PD－L1结合会抑制细胞毒性T细胞的活化、增殖。研究发现，肿瘤细胞表面的PD－L1数量较多，更有一些类型的肿瘤细胞除了表面有PD－L1，还分泌出大量的PD－L1(见图2)。
(1)细胞毒性T细胞参与的免疫过程如下图。在方框中填写相应的免疫细胞名称。
(2)研究发现，细胞毒性T细胞表面的PD－1与正常细胞表面的类似PD－L1的膜蛋白一旦结合，细胞毒性T细胞即可“认清”对方，不触发免疫反应，便可避免__________________。
(3)目前已研发出针对PD－L1的抗体(mAb)。结合图1信息，mAb能治疗肿瘤是因为使用mAb时，mAb通过与______________结合，阻止了PD－L1与细胞毒性T细胞表面的PD－1结合，从而______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(4)临床试验结果显示相同剂量的mAb对肿瘤A患者治疗有效，对肿瘤B患者无明显效果。请根据以上信息分析相同剂量的mAb对肿瘤B患者无明显效果的原因：_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
答案 (1)①辅助性T细胞 ②记忆T细胞 ③靶细胞 ④巨噬细胞(吞噬细胞) (2)正常细胞被裂解(免疫系统攻击正常细胞) (3)(肿瘤细胞表面的)PD－L1 解除对细胞毒性T细胞的抑制，细胞毒性T细胞能够增殖分化，细胞毒性T细胞对肿瘤细胞能够发挥有效的杀伤作用 (4)患者肿瘤B细胞表面含有PD－L1且能大量分泌PD－L1，相同剂量的mAb能结合部分体内PD－L1，或不能完全结合病人体内的PD－L1，那么肿瘤细胞仍有可能抑制细胞毒性T细胞的正常功能，导致治疗无明显效果