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1、第第2525讲免疫系统和免疫调节讲免疫系统和免疫调节知识1 免疫系统的组成与功能知识2 免疫接种和免疫功能异常知知识识梳梳理理考点一 免疫系统的组成与功能考点二 免疫接种和免疫功能异常考考点点突突破破知识知识1 1免疫系统的组成与功能免疫系统的组成与功能一、免疫系统的组成一、免疫系统的组成教材研读1.第一道防线第一道防线:人体对抗病原体的第一道防线是体表屏障,包括身体表面的物理屏障和化学防御。2.第二道防线第二道防线:人体对抗病原体的第二道防线是体内的非特异性反应,包括内环境中某些白细胞的吞噬作用和血浆蛋白对病原体的破坏作用。3.第三道防线第三道防线:第三道防线是特异性免疫,包括细胞免疫和体液
2、免疫。二、特异性免疫二、特异性免疫1.淋巴细胞的分化淋巴细胞的分化比较项目B淋巴细胞T淋巴细胞起源骨髓中的淋巴干细胞发育场所骨髓(哺乳动物)、腔上囊(鸟类)胸腺分化条件受抗原刺激受抗原刺激分化结果形成效应B细胞和记忆B细胞形成效应细胞毒性T细胞和记忆细胞毒性T细胞2.免疫细胞的来源和功能免疫细胞的来源和功能细胞名称来源功能巨噬细胞造血干细胞吞噬并消化病原体,使抗原降解为多肽并与MHC蛋白结合形成抗原MHC复合体呈递给T淋巴细胞B淋巴细胞淋巴干细胞识别抗原,分化成为效应B细胞、记忆B细胞辅助性T细胞淋巴干细胞识别抗原MHC复合体,分泌多种蛋白质和白细胞介素-2,促进淋巴细胞的增殖和分化细胞毒性T
3、细胞淋巴干细胞识别、分化成效应细胞毒性T细胞、记忆T细胞效应B细胞B淋巴细胞或记忆B细胞分泌抗体效应细胞毒性T细胞细胞毒性T细胞或记忆T细胞与靶细胞结合发挥免疫效应3.抗原与抗体抗原与抗体(1)抗原:可使机体产生特异性免疫应答的“非己”物质,化学成分为蛋白质、大分子多糖、黏多糖等。抗原都具有分子标志。人体细胞膜上的分子标志是主要组织相容性复合体(MHC),它的本质是糖蛋白,不同的人具有不同的MHC。(2)抗体:效应B细胞产生的具有免疫功能的蛋白质。4.淋巴细胞对入侵者的识别淋巴细胞对入侵者的识别(1)当病原体侵入人体内发生感染时,巨噬细胞便会将其吞噬。(2)病原体被消化,其上的抗原分子被降解成
4、多肽,然后与巨噬细胞的MHC蛋白结合,形成抗原MHC复合体。(3)这些巨噬细胞细胞膜上的抗原MHC复合体,一旦与人体中已经存在的淋巴细胞上的相应的受体结合,便会在其他因素的辅助下,促使淋巴细胞分裂,产生大量的淋巴细胞,启动免疫应答。5.细胞免疫细胞免疫(1)细胞免疫的对象:被病原体感染的细胞和癌细胞以及移植器官的异体细胞。(2)细胞免疫的过程6.体液免疫体液免疫(1)体液免疫的主要对象:细胞外的病原体和毒素。(2)体液免疫的过程知识知识2 2免疫接种和免疫功能异常免疫接种和免疫功能异常一、免疫接种一、免疫接种1.概念概念:免疫接种是以诱发机体免疫应答为目的,预防某种传染性疾病的方法。2.免疫方
5、式免疫方式:有主动免疫和被动免疫。3.疫苗种类疫苗种类:灭活的微生物、分离的微生物成分或其产物、减毒的微生物。预防接种时常采取两次或多次接种,使机体产生更多的效应细胞和记忆细胞来增强效果,使免疫持续时间延长甚至终生保持免疫力。二、免疫系统的功能异常二、免疫系统的功能异常1.免疫系统的过度反应免疫系统的过度反应:由致敏原引起的过敏反应,能引发过敏反应的物质叫致敏原。2.免疫系统功能减退免疫系统功能减退:分为先天性的免疫缺乏病和后天获得的免疫缺乏病(如艾滋病)。(1)艾滋病是HIV感染引起的免疫缺乏病。(2)HIV的遗传物质是RNA,HIV进入人体后,攻击的主要对象是辅助性T淋巴细胞。1.(201
6、6浙江4月选考,4,2分)皮肤中腺体的分泌物能抑制某些细菌和真菌。这属于人体防御病原体的(A)A.第一道防线B.第二道防线C.体液免疫D.细胞免疫解析解析本题考查人体对抗病原体的三道防线。人体对抗病原体的第一道防线是体表屏障,包括物理屏障和化学防御。如皮肤的表面有一层死细胞,病原体不能在这种环境中生存,皮肤中的油脂腺分泌的油脂也能抑制真菌和某些细菌,为第一道防线,属于非特异性免疫,A对。2.下列对艾滋病患者的建议中,合理的是(C)A.不与人共餐,以免通过食物传播B.外出戴口罩,以免通过空气传播C.不参加献血,以免通过血液传播D.不与人握手,以免通过接触传播解析解析艾滋病是传染病,传播途径是血液
7、传播、性传播、母婴传播,不会通过一般的身体接触或空气途径(如打喷嚏、咳嗽)传播。故C正确。3.(2018浙江4月选考,16,2分)取某实验小鼠皮肤片,分别移植到同种小鼠甲和切除胸腺的同种小鼠乙身上。一段时间后,观测到该皮肤片在小鼠乙身上的存活时间比小鼠甲的长。由此推断,对该皮肤片发生排斥反应(一般指移植物作为“非已”成分被免疫系统识别、破坏和清除的免疫反应)的主要细胞是(B)A.中性粒细胞B.T淋巴细胞C.B淋巴细胞D.巨噬细胞解析解析本题考查免疫相关知识。T淋巴细胞在胸腺中生长成熟,是重要的免疫细胞,其中效应细胞毒性T细胞能识别并攻击靶细胞,移植皮肤片在切除胸腺的小鼠乙身上存活时间更长,说明
8、主要是T淋巴细胞在皮肤移植手术中起到了排斥异体皮肤的作用,B正确。4.中性粒细胞能够吞噬细菌,这属于人体防御病原体的(B)A.第一道防线B.第二道防线C.体液免疫D.细胞免疫解析解析中性粒细胞吞噬细菌属于人体的第二道防线。5.如图表示人体免疫某一过程的示意图,分析并回答有关的问题:(1)图中所示的是免疫过程,b细胞的名称为,d是。(2)若图中抗原再次进入人体内,不能被细胞a、b、c中细胞识别。二次免疫过程的特点是。(3)若该抗原为HIV,侵入人体后,攻击的主要对象是细胞。答案答案(1)体液记忆细胞抗体(2)c反应迅速,产生抗体多(3)辅助性T淋巴解析解析(1)该免疫过程有B淋巴细胞的参与,为体
9、液免疫,b细胞由B淋巴细胞增殖分化而来,不产生抗体,因此为记忆细胞。(2)图中a为B淋巴细胞,b为记忆细胞,c为效应B细胞,a、b、c中不具有抗原识别功能的是c细胞。当相同抗原再次进入人体时,记忆细胞迅速增殖分化形成大量效应B细胞,产生大量抗体,所以二次免疫过程的特点是反应迅速,产生抗体多。(3)HIV主要攻击人体的辅助性T淋巴细胞。考点一免疫系统的组成与功能考点一免疫系统的组成与功能一、非特异性免疫与特异性免疫一、非特异性免疫与特异性免疫考点突破项目种类 非特异性免疫特异性免疫区别来源遗传而来,人人都有的先天性免疫出生后与病原体斗争过程中形成的后天性免疫对象所有病原体某一特定的病原体(或异物
10、)特点无特异性,作用弱,时间短有特异性,作用强,时间长基础第一道防线(体表屏障),第二道防线(某些白细胞和血浆蛋白)第三道防线(主要是淋巴细胞)联系特异性免疫是在非特异性免疫的基础上形成的特异性免疫的形成过程又反过来增强了机体的非特异性免疫分类来源功能中性粒细胞造血干细胞吞噬作用巨噬细胞(单核细胞)吞噬、消化病原体,形成并呈递抗原MHC复合体,吞噬抗原抗体结合物辅助性T细胞淋巴干细胞(胸腺中发育)识别抗原MHC复合体,分泌多种蛋白质,促进淋巴细胞的增殖和分化细胞毒性T细胞淋巴干细胞(胸腺中发育)识别抗原MHC复合体,分化为效应细胞毒性T细胞和记忆细胞毒性T细胞二、免疫细胞的起源与功能分析二、免
11、疫细胞的起源与功能分析分类来源功能效应细胞毒性T细胞细胞毒性T细胞或记忆细胞毒性T细胞识别并消灭已被感染的体细胞或癌细胞记忆细胞毒性T细胞细胞毒性T细胞或记忆细胞毒性T细胞识别抗原MHC复合体,在二次免疫中更快速地分化为效应细胞毒性T细胞和新的记忆细胞B淋巴细胞淋巴干细胞(骨髓中发育)识别抗原,分化为效应B细胞和记忆B细胞效应B细胞B淋巴细胞或记忆B细胞分泌抗体记忆B细胞B淋巴细胞或记忆B细胞识别抗原MHC复合体,在二次免疫中更快速地分化为效应B细胞和新的记忆细胞知能拓展知能拓展(1)能特异性识别抗原的细胞有辅助性T细胞、细胞毒性T细胞、效应细胞毒性T细胞、B淋巴细胞、记忆细胞。巨噬细胞也能识
12、别抗原,但无特异性。效应B细胞不能识别抗原。(2)巨噬细胞既可以在非特异性免疫中发挥作用直接吞噬消灭各种病原微生物;又可在特异性免疫中发挥作用吞噬处理抗原,吞噬抗原抗体结合物。(3)体液免疫和细胞免疫中都有巨噬细胞和辅助性T细胞的参与。(4)当辅助性T淋巴细胞受损(如HIV侵入)时,细胞免疫和体液免疫都会被削弱。三、两种免疫应答比较分析三、两种免疫应答比较分析免疫类型体液免疫细胞免疫源头B淋巴细胞T淋巴细胞免疫物质特异性抗体、白细胞介素-2多种蛋白质作用对象侵入内环境的抗原被抗原侵入的宿主细胞(即靶细胞)、癌细胞和移植器官的异体细胞作用方式效应B细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合活化的细胞毒
13、性T细胞识别嵌有抗原MHC复合体的细胞(已被感染的体细胞或癌细胞)并消灭之免疫异常病过敏反应自身免疫病过程关系二者各有其独特的作用又相互配合。对于外毒素,体液免疫发挥作用;对于细胞内寄生物,体液免疫先起作用,阻止寄生物的传播感染,当寄生物进入细胞后,细胞免疫将抗原释放,再由体液免疫最后清除体液免疫和细胞免疫识别技巧体液免疫和细胞免疫识别技巧“三看法三看法”一看参战对象:若以“物质(抗体)”参战,为体液免疫;若以“细胞(效应细胞毒性T细胞)”参战,则为细胞免疫。二看攻击目标:对付细胞外的抗原体液免疫;对付细胞内的抗原及细胞(包括坏死或病变、衰老细胞)细胞免疫。三看免疫结果:如果免疫引起靶细胞裂解
14、并释放其中隐藏的抗原,则为细胞免疫;如果两种成分结合,形成了沉淀或细胞集团,则为体液免疫。典例典例1若H7N9禽流感病毒侵入人体,机体在免疫应答过程中不会发生的是(C)A.巨噬细胞摄取和处理病毒B.辅助性T细胞合成并分泌白细胞介素-2C.浆细胞进行分裂并分泌抗体D.B细胞增殖分化形成记忆细胞解题关键掌握特异性免疫应答过程中巨噬细胞、T淋巴细胞和B淋巴细胞的作用,理解特异性免疫应答的基本过程。解析解析本题主要考查人体细胞免疫和体液免疫的相关知识。病毒侵入人体后,巨噬细胞摄取和处理病毒,暴露出病毒的特有抗原,并将其传递给辅助性T细胞,辅助性T细胞将抗原传递给B细胞;辅助性T细胞接受抗原刺激后,能合
15、成并分泌白细胞介素-2;B细胞受到抗原刺激后,在白细胞介素-2的作用下,能增殖、分化为浆细胞和记忆细胞,故A、B、D项均会发生;浆细胞是高度分化的细胞,能分泌抗体,但不具有细胞分裂能力,故C项不会发生。1-1(2018浙江11月选考,24,2分)下列关于特异性免疫的叙述,错误的是(B)A.一个记忆B细胞膜上能与抗原特异性结合的受体只有一种B.T细胞特异性识别巨噬细胞膜上的MHC分子后会被激活C.白细胞介素-2能促进细胞毒性T细胞的增殖和分化D.抗体两臂上的结合位点可与病毒特异性结合解析解析记忆B细胞具有特异性,细胞膜上只有一种能与抗原特异性结合的受体(即抗体分子),A正确;T细胞被激活必须两个
16、信号刺激,一个是识别经巨噬细胞吞噬、处理呈递到膜表面上的抗原-MHC复合体,另一个是辅助性T细胞分泌的多种蛋白质的刺激,B错误;辅助性T细胞分泌多种蛋白质(包括白细胞介素-2),白细胞介素-2能促进细胞毒性T细胞的增殖和分化,也能促进致敏B淋巴细胞的增殖和分化,C正确;抗体两臂上有两个相同的抗原结合位点,可与抗原特异性结合,D正确。1-2如图是人体特异性免疫的过程示意图(序号表示过程,字母表示细胞),请回答:(1)图中B细胞和C细胞都起源于骨髓中A,但这两类细胞成熟的部位不同,其中B细胞是在中发育成熟的。(2)E和F都是细胞,发生过程后,分别分裂分化产生D和G。(3)细胞免疫与体液免疫的主要区
17、别:细胞免疫中,机体活化的D细胞可以识别嵌有的细胞(已被感染的体细胞或癌细胞)并消灭它。而体液免疫中,抗体免疫的主要对象是。(4)C细胞的增殖分化不仅需要抗原的刺激,还需要细胞分泌的白细胞介素-2等的刺激。答案答案(1)淋巴干细胞胸腺(2)记忆效应细胞毒性T细胞(或活化细胞毒性T淋巴细胞)效应B细胞(或浆细胞)(3)抗原MHC复合体细胞外的病原体和毒素(4)活化的辅助性T解析解析(1)由图示分析知:B为T淋巴细胞,C为B淋巴细胞,两者均起源于骨髓中的淋巴干细胞。一部分淋巴干细胞在胸腺中发育形成T淋巴细胞。(2)图中E和F均为记忆细胞。(3)在细胞免疫中,活化的细胞毒性T淋巴细胞识别嵌有抗原MH
18、C复合体的细胞并消灭之。而在体液免疫中抗体主要是对抗细胞外的病原体和毒素。(4)体液免疫过程中,B淋巴细胞的增殖分化不仅需要抗原刺激,还需要活化的辅助性T细胞分泌的白细胞介素-2等的刺激。考点二免疫接种和免疫功能异常考点二免疫接种和免疫功能异常一、主动免疫与被动免疫一、主动免疫与被动免疫项目主动免疫被动免疫概念利用二次免疫的特点,用疫苗引起机体的初次免疫应答,而使机体在真正被病原体侵入时,启动二次免疫过程,将病原体遏制于萌芽阶段。可以通过两次或多次接种疫苗的方法使机体产生更多的记忆细胞和效应细胞通过接种针对某病原体的抗体(抗血清,即含抗体血清)而获得免疫力特点产生抗体较慢,所以要提前注射疫苗,
19、但维持时间较长与主动免疫相比,效应快,一经输入立即获得免疫力,但维持时间短知能拓展知能拓展疫苗是将病原微生物(如细菌、病毒等)及其代谢产物,经过人工减毒、灭活或利用基因工程等方法制成的用于预防传染病的制剂。疫苗保留了病原体刺激动物体免疫系统的特性(抗原性),但没有感染性,不会在生物体内繁殖。二、二次免疫应答及其特点二、二次免疫应答及其特点1.记忆细胞的特点记忆细胞的特点:寿命长,对抗原十分敏感,能“记住”入侵的抗原。某些抗原诱发产生的记忆细胞可对该抗原记忆终生,从而使动物或人体对该抗原具有终生免疫能力,如天花、麻疹、伤寒等,患者痊愈后可终生具有抵抗力。2.二次免疫反应二次免疫反应:相同抗原再次
20、入侵时,记忆B细胞比普通的B淋巴细胞更快地作出反应,即很快分裂、分化产生新的效应B细胞和记忆B细胞,效应B细胞再产生抗体消灭抗原。记忆细胞毒性T细胞比普通的细胞毒性T细胞能更快地分裂、分化出新的效应细胞毒性T细胞和记忆细胞毒性T细胞。3.二次免疫特点二次免疫特点:比初次反应快,也比初次反应强烈,能在抗原侵入但机体尚未患病之前将它们消灭。4.坐标曲线图示坐标曲线图示由图示信息可知:二次免疫产生抗体既快又多。比较内容过敏反应体液免疫激发因素致敏原抗原反应时机机体再次接触致敏原机体第一次及以后各次接触抗原抗体分布吸附在某些细胞的表面血清、组织液、细胞外分泌液反应结果引发过敏反应使抗原形成沉淀或细胞集
21、团关系过敏反应是异常的体液免疫三、过敏反应与体液免疫的比较三、过敏反应与体液免疫的比较知能拓展知能拓展致敏原具有个体差异性,而抗原不具有个体差异性。四、艾滋病的流行和预防四、艾滋病的流行和预防1.病因病因:人类免疫缺陷病毒(HIV)能攻击人体的免疫系统,特别是能够侵入辅助性T细胞,使之大量死亡,导致患者免疫功能严重衰退,各种传染病则乘虚而入。2.传播途径传播途径:性接触、血液传播、母婴传播等。3.HIV:HIV是RNA病毒,进入辅助性T细胞以后,就通过逆转录形成DNA,整合到宿主的DNA中,人体没有能力使其分开,更没有力量杀灭它,但是人们可以用逆转录酶抑制剂来抑制它。HIV只能在活细胞内生存,
22、对外界环境抵抗力弱,离开人体后,在自然条件下不能存活。但HIV变异能力很强,这也是研制HIV疫苗存在较大困难的原因。1.器官摘除器官摘除在免疫系统功能的探究实验中,常采用摘除器官的方法来进行实验。这是因为免疫系统中的淋巴细胞是在相应的器官中分化成熟的,摘除了相应器官就可引起免疫系统功能的相应变化。探究免疫系统功能的方法探究免疫系统功能的方法器官功能骨髓造血干细胞、淋巴干细胞分化的场所;淋巴干细胞进一步分化成为各种带有不同抗原受体的B淋巴细胞的场所胸腺淋巴干细胞分化成为各种带有不同抗原MHC复合体受体的辅助性T淋巴细胞和细胞毒性T淋巴细胞的场所摘除胸腺的实验动物,无法正常地产生辅助性T细胞及细胞
23、毒性T细胞,使细胞免疫能力丧失,体液免疫较大程度受损。摘除胸腺是实验组,而其对照组,通常采用“假手术”的方法来遵循单因子变量原则,即手术切开后立即缝合,不摘除胸腺。知能拓展知能拓展B淋巴细胞和细胞毒性T细胞分化出相应的效应细胞和记忆细胞是在它们接触到抗原之后,接触抗原的场所和分化的场所都是血浆、组织液等内环境或外周淋巴器官。2.用放射性物质射线杀伤特定淋巴细胞用放射性物质射线杀伤特定淋巴细胞各种免疫细胞中,有许多免疫细胞具有特异性识别抗原,并与之结合的特点。因此可以利用含放射性同位素的特定抗原与相应的淋巴细胞结合,利用同位素的放射性来破坏淋巴细胞的功能,从而满足实验研究的要求。典例典例2人感染
24、乳头瘤病毒(HPV)可诱发宫颈癌等恶性肿瘤。研究机构为评估某种HPV疫苗的效果,在志愿者中进行接种。一段时间后,统计宫颈出现癌前病变(癌变前病理变化,可发展为恶性肿瘤)的人数,结果见表。组别接种物总人数癌前病变人数A(接种前未检出HPVDNA)A1对照剂786383A2疫苗78484B(接种前检出HPVDNA)B1对照剂1125126B2疫苗1121125(1)为制备该疫苗,将HPV外壳蛋白L1基因与连接,导入受体细胞。受体细胞将目的基因转录,再以为原料翻译出L1蛋白。这样就获得了疫苗的有效成分。(2)人体接种该疫苗后,作为抗原刺激机体产生特异性抗体。一旦HPV侵入机体,会迅速增殖、分化,产生
25、大量抗体。这些抗体与游离HPV结合,阻止HPV。所以A2组出现癌前病变的比例明显低于对照组。(3)B1组人群中出现癌前病变的比例显著高于组,据此推测感染HPV是诱发癌前病变的因素之一。(4)B2组与B1组人群中出现癌前病变的比例没有明显差异,原因可能是该疫苗未能明显诱导清除体内HPV。(5)综上所述,该疫苗可用于宫颈癌的。解题关键解题关键掌握淋巴细胞的起源和分化,理解两种免疫应答的基本过程、免疫接种在实例中的应用。答案答案(1)载体氨基酸(2)L1蛋白记忆(B)细胞吸附宿(寄)主细胞(3)A1(4)细胞免疫(5)预防解析解析(1)在应用基因工程技术制备疫苗过程中,HPV外壳蛋白L1基因为目的基
26、因,将其与载体连接形成基因表达载体,然后导入受体细胞,在基因表达过程中,以氨基酸为原料翻译出L1蛋白,即获得HPV外壳蛋白。(2)人体接种疫苗后,HPV外壳蛋白L1作为抗原刺激机体产生特异性抗体。人体接种该疫苗后,一旦HPV侵入,体内记忆细胞会迅速增殖分化产生大量浆细胞,合成分泌大量抗体,这些抗体与体液中的HPV结合,使其不能吸附、侵染宿主细胞,所以注射疫苗组癌前病变比例明显低于对照组。(3)B1组接种前检出HPVDNA,癌前病变比例明显高于接种前未检测出HPVDNA的A1组,由此推测HPV是诱发癌前病变的因素之一。(4)B2组与B1组人群中出现癌前病变的比例没有明显差异,说明该疫苗未能明显诱
27、导细胞免疫使靶细胞内的HPV病毒释放进而被清除。(5)由表格结果可知:该疫苗可用于宫颈癌的预防。2-1下列是关于特异性免疫的叙述,正确的是(B)A.辅助性T细胞和B细胞能够与抗原MHC复合体结合B.每个成熟的T细胞只带有对应一种抗原的受体C.效应B细胞能特异性识别抗原并将其消灭D.细胞毒性T细胞受到相应抗原刺激后便立即分裂分化解析解析辅助性T细胞能和抗原MHC复合体结合,B细胞直接和抗原结合,A错误;每个成熟的T细胞只带有对应于一种抗原的受体,B正确;效应B细胞不能特异性识别抗原,其通过分泌抗体作用于抗原,C错误;细胞毒性T细胞的分裂分化需要满足两个条件:一是受到活化的辅助性T细胞分泌的多种蛋
28、白质的刺激,二是结合由巨噬细胞呈递的抗原MHC复合体,D错误。2-2示意图甲、乙、丙、丁为某实验动物感染HIV后的情况。下列叙述错误的是(D)A.从图甲可以看出,HIV感染过程中存在逆转录现象B.从图乙可以看出,HIV侵入后机体能产生体液免疫C.从图丙可以推测,HIV可能对实验药物a敏感D.从图丁可以看出,HIV对实验药物b敏感解析解析本题主要考查实验动物感染HIV的相关知识,其中涉及HIV遗传信息的传递、体液免疫以及HIV对实验药物的敏感度等问题。由图甲可知,HIV的RNADNA应为逆转录过程;由图乙可知,HIV感染实验动物后出现了抗HIV抗体含量的上升,说明机体能产生体液免疫;由图丙可知,加入实验药物a后,T细胞数量上升,说明加入的实验药物a抑制了HIV的增殖,HIV可能对实验药物a敏感;由图丁可知,加入实验药物b后,HIV的浓度仍上升,说明HIV对实验药物b不敏感。