高中生物人教版 (2019)选择性必修1第4节 免疫学的应用评课课件ppt

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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.机理: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.历史发展(1)我国是世界上最早用免疫的方法预防传染病的国家。(2)法国科学家巴斯德开创了科学地进行免疫接种的新时期。(3)2006年,世界上第一个预防癌症的疫苗——人乳头瘤病毒(HPV)疫苗获得美国的批准。(4)2018年5月,我国首个人和动物的DNA疫苗获得新兽药证书,用于预防某个亚型的禽流感,这是新型的基因工程疫苗。
知识拓展传统疫苗种类(1)减毒活疫苗:经甲醛处理后丧失致病能力、毒性减弱或基本无毒的活菌或病毒。常用的有卡介苗、牛痘疫苗等。一般接种一次,且接种量少,免疫时间长,效果好。(2)灭活疫苗:将病原微生物加热或使用化学剂(通常是福尔马林)灭活后制作而成。常用的有百日破疫苗、狂犬疫苗等。制备简单,保存时间长且相对较安全,接种量大,需要多次接种。
[思考] 2020年新型冠状病毒引发全球性的疫情,各国都在积极研发疫苗,疫苗的实质是什么?有何作用?答案 疫苗通常是用灭活的或者减毒的病原体制成的生物制品,其作用是刺激机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。
预习反馈判断(1)接种疫苗所获得的免疫力不能遗传给后代。( √ )(2)采用基因工程技术生产乙肝病毒衣壳蛋白并为人体接种,这种疫苗属于减毒疫苗。( × )(3)疫苗促使人体产生与病原体对应的记忆细胞。( √ )(4)疫苗必须包含一个完整的病原体。( × )
二、器官移植1.概念:医学上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。2.原理: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。它们是标明细胞身份的标签物质,每个人的白细胞都认识这些物质,因此正常情况下不会攻击自身的细胞。如果将别人的器官或组织移植过来,白细胞就能识别出HLA不同而发起攻击。3.移植的关键: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。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。[思考] 免疫排斥反应中,主要是特异性免疫中的哪种免疫的原因?答案 细胞免疫。
预习反馈1.判断(1)异体移植的器官难以成活,主要是由于体液免疫的结果。( × )(2)每个人的细胞表面都有HLA。( √ )(3)免疫抑制剂的优点是可以提高器官移植的成活率。( √ )(4)免疫治疗目前处于实验阶段,还没有成为广泛应用的治疗方法。( × )
2.免疫学的应用(连线)
[情境创设]2020年1月24日,中国疾控中心成功分离中国首株新型冠状病毒毒种。3月16日,重组新型冠状病毒疫苗获批启动临床试验。4月13日,中国新型冠状病毒疫苗进入Ⅱ期临床试验;6月19日,中国首个新型冠状病毒mRNA疫苗获批启动临床试验。8月5日,北京生物制品研究所新型冠状病毒灭活疫苗生产车间通过国家相关部门组织的生物安全联合检查,具备使用条件。8月20日,中国生物新型冠状病毒灭活疫苗的临床试验在秘鲁启动(Ⅲ期)。
思考回答相关疫苗的问题。1.新型冠状病毒疫苗必须包含一个完整的新型冠状病毒病原体吗?为什么?答案 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,利用病原体的某些成分(如蛋白质、多糖荚膜类)及其产物也可以制备疫苗。2.是否所有人群都需要接种疫苗,尤其是减毒活疫苗?为什么?答案 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。这是因为这些个体的免疫力较低,接种疫苗相当于受到外来抗原的刺激,处理不当,反而会感染病毒导致严重后果。
3.2021年3月份某人接种新型冠状病毒疫苗时,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。”为什么接种疫苗可能会有轻微的反应?答案 疫苗通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品,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。
4.患过某些传染病后康复的人,终生不再患该病,而注射流感疫苗,只能短期内预防流感。试利用所学知识解释原因。答案 患过某些传染病后康复的人,终生不再患该病的原因:一方面,相应的记忆细胞可以在抗原消失后存活几年甚至几十年;另一方面,病原体变异类型少甚至基本无变异类型。注射流感疫苗,只能短期内预防流感的原因:一方面,相应的记忆细胞、抗体存活时间短;另一方面,流感病毒的遗传物质是RNA,变异类型多且变异快。
【归纳提升】1.疫苗的作用接种疫苗使人体内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。知识拓展基因工程疫苗使用DNA重组生物技术,把天然的或人工合成的遗传物质定向插入细菌、酵母菌或哺乳动物细胞中,使之充分表达,经纯化后而制得的疫苗。应用基因工程技术能制出不含感染性物质的亚单位疫苗、稳定的减毒疫苗及能预防多种疾病的多价疫苗。如把编码乙型肝炎表面抗原的基因插入酵母菌基因组,制成DNA重组乙型肝炎疫苗;把乙肝表面抗原、流感病毒血凝素、单纯疱疹病毒基因插入牛痘苗基因组中制成的多价疫苗等。
2.疫苗的作用机理疫苗的应用是人们根据免疫反应的规律来设计的,当给机体输入外源抗原时,免疫系统能够产生反应,而且这种反应具有特异性。除此之外,免疫系统还具有记忆性,免疫力能维持较长的时间。知识拓展灭活疫苗和减毒活疫苗的比较(1)病原微生物的状态不同灭活疫苗是将病原微生物及其代谢产物用物理或化学的方法使其灭活,丧失毒力,但仍保留其免疫原性而制成的疫苗;减毒活疫苗是将病原微生物(细菌和病毒)在人工条件下使其丧失致病性,但仍保留其繁衍能力和免疫原性,以此制成减毒活疫苗。
(2)在人体的作用时间不同灭活疫苗一般注射一针后产生的免疫力不高,需要注射2~3次或加强注射,才能产生较为满意的免疫力;减毒活疫苗在体内的作用时间长,往往只需要接种一次,即可产生稳固的免疫力,这类疫苗有脊髓灰质炎疫苗、麻疹疫苗等。(3)安全性不同灭活疫苗使用安全,易于保存,无污染危险;一般减毒活疫苗均保留一定残余毒力,对一些个体(如免疫缺陷者)可能诱发严重疾病,减毒活疫苗是活微生物制剂,可能造成环境污染而引发交叉感染等。
3.新型疫苗种类(1)DNA疫苗①原理:将编码某种蛋白质抗原的重组真核表达载体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。②特点:DNA疫苗更稳定、更经济、更容易生产,可用于预防,可用于治疗。DNA疫苗使用一次,能产生长期免疫力。
(2)RNA疫苗①原理:将编码抗原决定簇的mRNA通过一定的设计和修饰,导入细胞,生产相应的蛋白质,进而引起机体产生免疫应答。②特点:a.不会整合到被免疫宿主的基因组中。b.可以在细胞质中直接翻译,无须运输到核内。c.免疫后抗原表达迅速达到高峰,然后又立刻衰减。
【探究应用】1.(2021江西赣州高三期末)若人受较深伤口的外伤时,为避免破伤风杆菌感染,常需要打破伤风疫苗或抗破伤风球蛋白。注射破伤风疫苗前必须进行过敏试验,以免发生过敏反应。注射抗破伤风免疫球蛋白则不需要做过敏试验。下列相关叙述正确的是(　　)A.具有过敏体质的人首次注射破伤风疫苗可能产生过敏反应B.破伤风疫苗注射到人体后能被浆细胞识别,从而产生抗体C.注射抗破伤风免疫球蛋白能使人获得对破伤风杆菌的长期免疫力D.注射到人体内的抗破伤风免疫球蛋白识别并结合破伤风杆菌是在内环境中发生的
答案 D解析 过敏反应是再次接触过敏原时发生的,A项错误;浆细胞无识别病原体能力,B项错误;抗破伤风免疫球蛋白为抗体,本质是蛋白质,不能在人体内长期存在,因此注射抗破伤风免疫球蛋白不能使人获得长效的免疫力,C项错误;注射到人体的抗破伤风免疫球蛋白存在于人体的内环境中,识别并结合侵入人体的破伤风杆菌,D项正确。
2.(2021广东)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卫功能A.①④B.①③C.②④D.②③
答案 A解析 通过理化方法灭活病原体,可使其内部核酸失活,失去繁殖和感染能力,因此安全可靠,①正确。接种的抗原是经过灭活处理的,不具有增殖能力,②错误。接种疫苗后刺激B细胞增殖分化产生体液免疫,③错误。二次接种时,机体内的记忆细胞会识别抗原,迅速增殖分化,快速产生大量抗体,提高对相应病原的防卫功能,④正确。
1.在进行器官移植或骨髓移植时,为什么都要先检查供体和受体之间的组织相容性呢?答案 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(HLA),它们是标明细胞身份的标签物质,每个人的白细胞都认识这些物质,因此正常情况下不会攻击自身的细胞。如果将别人的器官或组织移植过来,白细胞就能识别出HLA不同而发起攻击。因此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,所以在进行器官移植或骨髓移植时都要先检查供体和受体之间的组织相容性。
2.利用自体干细胞培养出的组织、器官进行移植有何优点?答案 自体干细胞培养出的组织、器官不会发生免疫排斥反应,因为它们的HLA是相同的。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?答案 需要在用免疫抑制剂药物与预防感染之间寻求平衡,并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。
【归纳提升】1.器官移植面临的问题及解决办法(1)免疫排斥问题:应用免疫抑制剂。(2)供体器官短缺问题:加大自愿捐献器官的宣传力度;利用自体干细胞培养组织、器官。
2.免疫预防与免疫治疗
3.“三看法”辨析免疫预防、免疫诊断和免疫治疗
【探究应用】1.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就是免疫排斥反应。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项错误;发生排斥反应的结构基础是细胞膜外表面的糖蛋白,B项正确;器官移植后患者要使用免疫抑制剂,C项正确;对先天性免疫丧失者进行器官移植,不会出现排斥反应,D项正确。
2.(2021山东青岛高二期末)研究表明,白色脂肪组织除了具有储存能量的功能,还是机体防御功能的重要组成部分。机体发生病原体感染后,白色脂肪组织内能够聚集大量的记忆淋巴细胞群体。如图是研究人员进行的有关实验,下列相关叙述错误的是(　　)
A.接受白色脂肪组织移植前的实验鼠B应检测体内是否含有相应的抗原抗体B.记忆T细胞是由细胞毒性T细胞或记忆T细胞增殖、分化形成的C.实验鼠B不患病是非特异性免疫和特异性免疫共同作用的结果D.图示实验证明了移植的白色脂肪组织中含有记忆T细胞或记忆B细胞答案 D解析 为排除自身抗原抗体的影响,接受白色脂肪组织移植前的实验鼠B应检测体内是否含有相应的抗原抗体,A项正确;记忆T细胞是由细胞毒性T细胞或记忆T细胞增殖、分化形成的,B项正确;实验鼠B不患病是非特异性免疫和特异性免疫共同作用的结果,C项正确;仅图示实验还不足以证明移植的白色脂肪组织中有记忆T细胞或记忆B细胞,应另设一组不移植白色脂肪组织直接感染病原体的对照组,D项错误。
3.(2021重庆八中高三月考)免疫赦免区是机体能容忍外来的抗原而不产生排异反应的部位,如人的角膜、妊娠的子宫等,该区域细胞有赦免基因的表达,它能启动自杀程序让免疫细胞死亡。下列有关说法错误的是(　　)A.免疫赦免区免疫细胞的死亡属于细胞凋亡B.“免疫赦免”现象的存在说明人体的免疫系统存在一定的缺陷C.妊娠子宫的这种“免疫赦免”为胎儿在子宫中的生长发育提供了重要条件D.器官移植过程中,通过药物促进受体赦免基因的表达,可提高器官移植的成功率
答案 B解析 免疫赦免区免疫细胞的死亡是赦免基因的表达启动自杀程序导致的,属于细胞凋亡,A项正确;“免疫赦免”现象是自然选择的结果不是缺陷,是免疫系统在特定部位的特殊适应,B项错误;妊娠子宫的“免疫赦免”使得胎儿在子宫中的发育不受母体免疫系统的攻击,保障了胎儿的生长发育,C项正确;器官移植会发生免疫排斥反应,如果能够促进特定部位形成免疫赦免,则可避免排斥的发生,提高移植器官的存活率,D项正确。