人教版高中生物选择性必修一4.4免疫学的应用(共52张PPT2个视频)

(共52张PPT)
第四章
免疫调节
第四节 免疫学的应用
本节聚焦
1、疫苗的作用是什么？为什么它能够发挥这样的作用？
2、器官移植面临哪些问题 该如何解决这些问题？
【问题探讨】
流感病毒极易发生变异；每年的流感疫苗都要重新签发生产。
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。
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？
讨论：为什么注射的流感疫苗没起到预防作用呢？
接种麻疹疫苗后，人体为何对麻疹病毒具有终生免疫能力？
接种麻疹疫苗后，体内经过特异性免疫反应产生抗体和记忆细胞，其中记忆细胞对该病毒具有终生记忆能力。
在人类的历史上，传染病夺去了无数人的生命。而免疫学正是在人类与传染病斗争的过程中发展起来的。
“天花始终盘恒，将墓地填满尸体（死亡率达30%）。用无尽的恐惧折磨幸免之人，又无情的给劫后余生的人留下累累疮痕（疤痕）。” ——英国历史学家麦考利
1.疫苗
（1）疫苗的发明
疫苗之父——爱德华 詹纳
天花疫苗的诞生，少不了中国人的贡献
小知识：“水痘和天花不是同一种病。
水痘是由水痘带状疱疹病毒感染引起的急性呼吸道传染病。
天花是由天花病毒感染引起的急性发疹性疾病（目前被人类彻底消灭）。
天花病毒：DNA病毒
水痘带状疱疹病毒：DNA病毒
人痘接种法：挑取天花脓疱及痂皮，将痘痂研磨成粉末给健康人鼻内接种，被接种者大部分可以自愈，死亡率约2%。
问题1：推测人痘接种中的有效成分是什么？
减毒的天花病毒。
视频中的信息1：从人痘接种到牛痘接种
爱德华·詹纳（英）
发明牛痘接种
视频中的信息2牛痘接种法：牛痘症状通常是在母牛的乳房部位出现局部溃疡。牛奶厂挤奶女工感染过牛痘后，就不再患天花。牛痘症状在她们身上仅表现为手上出现一些脓疱，间或伴随一些轻微的不适。
接种物 接种后反应 免疫效果
人痘 接种
牛痘 接种
人减毒天花病毒
脓疱、2%的致死率
不再感染天花
牛减毒天花病毒
脓疱，间或伴随一些轻微的不适。
不再感染天花
问题2：为什么牛痘接种能够替代人痘接种？
牛痘和具有与人痘相同的免疫原性（抗原结构）、而且更安全。
天花病毒
病原体
抗原呈递细胞
处理呈递
辅助性T细胞
B细胞
结合
一些病原体直接接触
分裂、分化
并分泌
细胞因子
感染
靶细胞
细胞毒性T细胞
识别
记忆T细胞
细胞毒性T细胞
分裂分化
识别
接触、裂解
促进
靶细胞
裂解、死亡
暴露的病原体
记忆B细胞
浆细胞
抗体
记忆B细胞
分裂分化
产生分泌
结合
形成沉淀等
被其他免疫细胞吞噬消化
直接
相同病原体二次入侵
相同病原体二次入侵
记忆T细胞
促进
特异性免疫过程模式图
巴斯德
法国科学家_______有关疫苗的研制，开创了_____地进行________的新时期。
巴斯德
科学
免疫接种
资料：巴斯德主要成就——巴氏消毒法、研制狂犬疫苗等
（2）概念：
通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。
（3）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。
（4）实例
①天花疫苗的发明和使用，根除了天花这种传染病。
②卡介苗、脊髓灰质炎疫苗和麻疹疫苗等的研制。
③人乳头瘤病毒(HPV)疫苗可以预防由HPV引起的几种子宫颈癌，是世界上第一个预防癌症的疫苗。
④2018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疫苗。这种新型的基因工程疫苗，未来将有广阔的前景。
卡疤
（5）应用原理
疫苗的应用是人们根据免疫反应的规律来设计的，这样可以促进对机体有利的免疫反应，从而维护人体健康。
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。
（6）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。狂犬疫苗的研制者。
③2006年,世界上第一个预防癌症的疫苗——___________________________获得美国的批准。
④2018年5月,我国首个人和动物的_____________获得新兽药证书,用于预防某个亚型的禽流感,这是新型的______________疫苗。
人乳头瘤病毒(HPV)疫苗
DNA疫苗
基因工程
①为什么接种疫苗可能会有轻微的反应？
②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
③疫苗必须包含一个完整的病原体吗？
有些接种疫苗之后，机体会产生特异性免疫，可能会出现轻微发热或其他症状。
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：四联疫苗可预防百日咳、白喉、破伤风及由b型流感嗜血杆菌引起的脑膜炎、肺炎、心包炎等。
不必包含完整的病原体。一般情况下引起免疫反应的是病原体所含有的抗原。
思考 讨论
④患免疫缺陷的儿童能否接种疫苗，尤其是减毒活疫苗？为什么？
⑤为什么注射疫苗一段时间后才会起作用？
一般情况下，不建议接种疫苗，特别是减毒疫苗，因为儿童的免疫力低，疫苗相当于抗原，有可能引起强烈的免疫反应。
疫苗作为抗原进入人体后，要经过处理、传递、识别以及淋巴细胞的增殖、分化后才能产生抗体。因此，注射疫苗一段时间后，人体才具有免疫力。
我国疫苗分为I类和II类。
I类是免费的国家免疫规划疫苗，每个人都需要接种，
II类疫苗公民自费，自愿接种。
通过本节课的学习，请你利用网络资源，查询一种II类疫苗并评估自己是否需要接种。
目前应用的主要疫苗
2.器官移植
2.器官移植
2.器官移植
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？
最初受到器官保存技术、外科手术方法、高效免疫抑制剂的出现等限制。
在进行器官移植或骨髓移植时，都要先进行配型，这是因为，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。
思考 讨论
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？
组织相容性抗原与自身相同，不会发生免疫排斥。
及时检测，调整免疫抑制剂的用量，情绪调整，适度锻炼，避免感染。
小结
生理功能
MHC
蛋白质
供者与受者
一半以上
（4）器官移植面临的问题及希望：
①问题：免疫排斥、供体器官短缺等。
使用免疫抑制剂
为什么认同器官捐献的人很少呢？
分析供体器官短缺问题
A. 中国传统思想的伦理困境。
B .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。
C.心死亡器官捐献，心跳停止后，器官容易缺血，仅在短时间内（约15分钟）符合捐献标准。
D.离体器官保存时限短：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。
如何保证供体器官公平合理地分配给器官坏死的患者？
病情紧急程度和供受者匹配程度
2007年，国务院颁布了《人体器官移植条例》；
2011年，全国人大常委会通过了《刑法修正案（八）》明确禁止人体器官买卖，增加了“器官买卖罪”；
同年，《人体器官捐献登记管理办法（试行）》和《人体器官捐献协调员管理办法（试行）》发布；
2013年，我国人体器官分配与共享计算机系统正式启用。
人们普遍认为，患者自身干细胞（iPSC）分化而成的细胞，移植回体内之后不会引起免疫排斥。
没有风险的器官捐献可能称为现实
胚胎干细胞培养的心脏
（4）器官移植面临的问题及希望：
②希望：利用干细胞培养相应的组织、器官；
更多的人自愿捐献器官。
免疫预防
免疫诊断
免疫治疗
检测病原体、肿瘤标志物等
免疫增强疗法、免疫抑制剂、
癌症的免疫疗法
疫苗
3.免疫学在临床实践中的应用
3.免疫学在临床实践中的应用
(1)免疫预防
①概念：是指在患病前将各种人工制备的免疫制剂（菌苗、疫苗或血清等）接种到人体内，使人体产生抗体及记忆细胞，增强人的免疫力，以达到预防传染病的目的。
灭活疫苗：
减毒疫苗：
如伤寒菌苗、卡介苗
如乙脑疫苗、牛痘苗
如白喉、破伤风类毒素
如亚单位疫苗、核酸疫苗
类 毒 素：
新型疫苗：
主动免疫
抗原
3.免疫学在临床实践中的应用
(1)免疫预防
（2）免疫治疗
①概念：患病后的措施。即通过对人体输入抗体、胸腺素、淋巴因子等某些药物或生物制剂等，调整病人的免疫功能，从而达到治疗疾病的目的。
②种类：主要包括_____________和_____________。例如，风湿性关节炎、系统性红斑狼疮用_____________。
（2）免疫治疗
免疫抑制疗法
免疫增强疗法
免疫抑制剂
项目 免疫预防 免疫治疗
时间
注射的物质
目的
病原体感染前的预防
病原体感染后的治疗
疫苗（经处理的抗原）
抗体、细胞因子、血清等
激发机体自身免疫反应，
产生抗体和记忆细胞
直接注射免疫活性物质，
增强人体抵御病原体的能力
（3）免疫诊断
由于抗原抗体反应的高度特异性，免疫学技术和制剂在临床诊断上得到了广泛的应用，如检测病原体和肿瘤标志物。
凝集反应
如ABO血型的鉴定、菌种鉴定
沉淀反应
如可溶性抗原与抗体结合，形成沉淀
标记技术
如免疫荧光法
扩展1：如何通过免疫学方法来测定血型？
个体表现型 A型 B型 O型 AB型
红细胞表面 抗原类型 A抗原 B抗原 无A抗原、无B抗原 既有A抗原又有B抗原
血清中抗体类型 抗B抗体 抗A抗体 即有A抗体、又有B抗体 无A抗体、
无B抗体
抗A抗原的抗体
抗B抗原的抗体
样品：自身指血
材料：无菌采血针、载玻片、碘酒棉球等
结果分析：
O型
A型
B型
AB型
扩展2：免疫豁免
机体某些特定部位，其在解剖上与免疫细胞隔绝或在局部微环境中存在抑制免疫应答的机制，从而一般不对外来抗原(包括移植物抗原)产生应答。
机体的某些特殊部位如眼、睾丸、脑在植入异体组织后不会发生排斥，且这些移植组织可以长期存活，这些组织称为免疫豁免区。免疫豁免的作用在于保护机体自身的组织尤其是那些重要器官不会因局部免疫应答反应而损伤，是一种重要的生理性自我保护机制。（P47实例2：睾丸分泌雄性激素的研究）
小结
一、概念检测
被称为“糖丸爷爷”的顾方舟“一生只做一件事情”，即研制“糖丸”——脊髓灰质炎活疫苗，为我国消灭脊髓灰质炎(俗称小儿麻痹症) 作出了重要贡献，判断下列相关表述是否正确
(1 )该“糖丸”是用灭活的病毒制成的。( )
(2 )该疫苗可以识别组织相容性抗原。( )
(3)当接种该疫苗后，机体会产生一定的免疫反应。 ( )
×
×
√
二、拓展应用
1. 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天的匀浆失去使家兔患病的作用。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， 小男孩活了下来。这位小男孩就是世界上第一位狂犬病疫苗的注射者。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。
二、拓展应用
1. 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天的匀浆失去使家兔患病的作用。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， 小男孩活了下来。这位小男孩就是世界上第一位狂犬病疫苗的注射者。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。
(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。
4.4 免疫学的应用
二、拓展应用
1. 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天的匀浆失去使家兔患病的作用。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， 小男孩活了下来。这位小男孩就是世界上第一位狂犬病疫苗的注射者。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。
(3 )现在用的狂犬病疫苗与巴斯德制作的疫苗有区别吗？是怎么制作出来的？有兴趣的同学, 请查阅资料并与同学分享。
本质上它们并没有区别，但制作方法是不一样的。通过查阅文献，学生应能知道。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。
复习与提高
一、选择题
1. B细胞、辅助性T细胞和细胞毒性T细胞的共同点不包括 ( )
A. 它们都具有特异性
B. 受刺激后，都可以经历活化、增殖过程
C. 它们都来自骨髓的造血干细胞，并在骨髓里成熟
D. 它们的细胞表面都含有受体，可以识别相应的抗原
2. 在制备抗蛇毒毒素血清时，需将减毒的蛇毒注入家兔体内以引起免疫反应，这一免疫反应和所用的蛇毒分别是 ( )
A. 特异性免疫，抗体
B. 特异性免疫，抗原
C. 非特异性免疫，抗体
D. 非特异性免疫，抗原
C
B
复习与提高
一、选择题
3. 环抱素A是霉菌的一种代谢产物，它能选择性地抑制辅助性T细胞的增殖。那么，环抱素A可用于 ( )
A. 预防和治疗艾滋病
B. 降低恶性肿瘤的发病率
C. 降低移植器官被排斥的概率
D. 清除宿主细胞内的结核分枝杆菌
C
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？
【答案】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。
【答案】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。
【答案】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
【答案】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。
【提示】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。
4. 我国对艾滋病病人实行“四免一关怀” 政策，请查阅资料，了解这项政策的具体内容, 谈一谈这样做的原因和必要性。
【答案】我国于2006年3月1号起实施《艾滋病防治条例》。该条例将“四免一关怀”政策制度化、法律化。条例第四章第四十四条规定了“四免”，即：(1)向农村艾滋病病人和城镇经济困难的艾滋病病人免费提供抗艾滋病病毒治疗药品；(2)对农村和城镇经济困难的艾滋病病毒感染者、艾滋病病人适当减免抗机会性感染治疗药品的费用；(3)向接受艾滋病咨询、检测的人员免费提供咨询和初筛检测；
4. 我国对艾滋病病人实行“四免一关怀” 政策，请查阅资料，了解这项政策的具体内容, 谈一谈这样做的原因和必要性。
【答案】(4)向感染艾滋病病毒的孕产妇免费提供预防艾滋病母婴传播的治疗和咨询。第四十六条和第四十七条体现了“一关怀”，即：县级以上地方人民政府应当对生活困难并符合社会救助条件的艾滋病病毒感染者、艾滋病病人及其家属给予生活救助；还应当创造条件，扶持有劳动能力的艾滋病病毒感染者和艾滋病病人，从事力所能及的生产和工作。“四免一关怀”是我国艾滋病防治有力的政策措施之一。这样做，能最大限度控制艾滋病的发病率及传播，还能消除群众的恐“艾”情绪，使全社会积极应对艾滋病的威胁，体现社会主义制度的优越性。