人工免疫系统(莫宏伟,左兴权著)思维导图

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B细胞及其介导的免疫应答思维导图,脑图

B细胞及其介导的免疫应答思维导图,脑图

B细胞及其介导的免疫应答B淋巴细胞分化发育在中枢免疫器官中的分化发育1. 祖 B 细胞(pro-B cell)--表达 Igα/Igβ 异源二聚体2. 前 B 细胞(pre-B cell)--表达 μ 链及替代轻链,表达 pre-BCR3. 未成熟 B 细胞(immature B cell)--表达 BCR,为 mIgM4. 成熟 B 细胞(mature B cell)--同时表达 mIgM 和 mIgD——活化后只表达一种在中枢免疫耐受的形成克隆清除未成熟B细胞表达mIgM,若与自身抗原结合,导致B细胞凋亡,发生克隆清除,称为B细胞的阴性选择。

生物学意义:清除自身反应性B细胞克隆,产生自身耐受。

受体编辑部分完成VH、VL基因重排的未成熟的自身反应性B细胞识别自身抗原后,未被克隆清除,而引起VH或VL基因再次重排,改变原来的BCR特异性,增加了BCR的多样性。

若受体编辑不成功,则B细胞发生凋亡。

表面分子BCR-IgαIgβ复合物BCR识别抗原,Igα、Igβ 转导 BCR 接受的抗原刺激信号。

1. 膜表面免疫球蛋白(mIg)B细胞抗原受体(BCR)B细胞特异性表面标志BCR包括 mIgM 和 mIgD2、Igα/Igβ(CD79a/CD79b)胞质区较长,含有ITAM结构,转导抗原与BCR结合所产生的信号。

B细胞共受体促进BCR对抗原的识别及B细胞的活化CD19、CD21 和 CD81 非共价相联,形成 B 细胞的多分子共受体,增强 BCR 与抗原结合的稳定性并与 Igα/Igβ 共同传递 B 细胞活化的第一信号。

共刺激分子CD40分子与活化T细胞表面CD40L结合后传递第二信号,导致B细胞活化、增殖和分化;促进抗体类别转换组成性表达于成熟B细胞;CD80和CD86分子(B7)静息B细胞不表达,活化B细胞高表达;与T细胞表面CD28相互作用,活化T细胞;与T细胞表面CTLA-4相互作用,抑制T细胞活化。

求解0-1背包问题的克隆选择算法

求解0-1背包问题的克隆选择算法



86 一
科 黑江 技信息 — 龙— — —

信 息产 业 l 『 J
求解 0 1 - 背包 问题 的克隆选择算法
杨 玉
( 工学 院 计算机 工程 学院 , 苏 连云 港 2201 淮海 江 205
摘 要: 针对传统克隆选择算法中随机点变异求解 O 背包问题中存在的不足 , -1 将受体编辑功能引入克隆选择算法中, 出了基于混合克隆选择算法 提 的O 1背包问题求解算法。受体编辑机制 中基 因片断反转功能能够有效促进克隆进化。实验结果表明, - 与传统克隆选择算法相比, 该算法对 O 1 - 背包问题 有着较好的寻优能力和执行效率。 关键词: 克隆选择算法;受体编辑: - O 1背包问题
1 概述 表 1传 统和 混 合 克 隆 选择 算 法仿 真 结 果 ’ 随着人们对生物系统认识的不断深人 , 越来 物 品 数 指 标 — 两 一 越多的生物启发算法被提出并成功应用于许多工 量 法 法 ¥ 10 O 程领域的实际问题_ 而高级生物系统 中的信息处 l 】 。 最 好 平 均 理 系 统 : 经 系统 、 传 系统 、 神 遗 内分 泌 系 统 和 免疫 最 差 系统更是 吸引了来自理论研究和工程应用方面学 国 勰 拙 册 d 者的研究兴趣[] 2。特别是基于免疫系统机理而发 1 3 最 好 平 均 展的人工免疫系统 , 自动控制 、 在 模式识别 、 最优 最 差 化、 人侵检测等方面都有出色表现[ 4 1 。 d 0I - 背包 问题, 作为一种经典 N P难问题 , 既 5o 0 最 好 平 均 有理论研究意义 , 在资本预算 、 资源优化和存储分 3 o 最 差 配等方面有着实际应用价值 。 I 1 种 2 舯 203 , 绷 : 5 I -' - 0 鳓 10 1 t , 5 d 本文针对传统克 隆选择算法中随机点变异 如 旬 由 7 ∞ 5 ∞ 2 ∞ D 钾 ∞ ∞ D O ∞ 在背包问题中效率低下的缺点 ,提出了基于受体 图 1物 品 数 量 为 1 0时的 对 比结 果 0 编辑的混合算法。第 2 节介绍人工免疫系统的概 念和克隆选择算法,第 3节针对 0 1 - 背包问题进 行 仿真 验证 , 4节 给 出了本 文 的结论 。 第 2克隆选择算法 O50 00O. . .O0 0 ¨ 如前所述, 人工免疫系统是受生物免疫系统 启发解决实际问题 的智能计算方法。包括基于免 疫网络理论的人工免疫网络模型、基于免疫特异 硒 : : 档 柏 l ∞ 2 妻 。 性的否定选择算法 以及基于克隆选择学说的克隆 选择算法等I 其中克隆选择算法及其改进算法 已 3 ] 。 经在函数优化、 组合优化 、 模式识别 、 机器人控制 等 方面 得到 应用 。 克 隆选 择 本 质 上 是 一 个 亲 合 度 成 熟 ( ii a ny f t i0 3 H j ) 瓤】 疆 2 : 3 日 l 淞n ; 《 l0 喜 { 三 I } 1 2 《 2 0 b 0 I 3 ‘ : 0 4 0 { 岳} i 5 0 量) m trtn的过程 。 a ao) u i 在此过程 中亲合度较低的抗体 图 3 物 品数 量 为 5 0时 的 对 比 结果 0 图 2 物 品 数量 为 2 0时 的 对 比 结果 5 在克隆选择机制的作用下 ,经历增殖复制和变异 后, 逐步提高亲合度而“ 成熟” 。具体步骤如下所 1说明第 i , 个物品被选中放人包 中, 否则没有被 本文在传统克隆选择算法的基础上加人了受体编 示: 选 中 。有 关物 品重 量和 价值 的取 值有 如下 约定 [ 辑机制,该机制能够克服传统算法中随机点变异 6 1 : 步骤 l通过随机初始化产生包含有 M个抗 c =rn o 1 】 o a d m[ V , f 带来搜索能力低下的缺点 ,通过抗体基因片断的 3 1 体的抗体集合; =u +r () 反转提 升 克隆变 异 的有效 性 。基 于背 包 问题 的仿 4 步骤 2计算抗体集合 中抗体 的亲和度并按 C= 2 v f1 真实 验也 证明 了该 算法 的 良好性 能 。 5 照降序排列 ; 参 考文献 其 中 v 1, 5 =0r 。 = 步骤 3选取前 N个抗体,复制产生新的抗 【] P tn R C m uig w t boo ia 1 ao . o p t i i g l n h l c 3 . 2仿真结果 体集合。复制的数量与抗体的亲合度成正比; tp o s o d n a ma l,2 01 在以往求解优化问题时, 克隆选择算法抗体 me a h r .L n o :Ch p n Hal 0 . 步骤4执行变异操作。 在随机点变异的基础 初始化采取随机赋值的方法, 然而这对背包 问题 f1周 明,孙树栋 .遗传算法原理及应用【 2 M] 北 上, 加入受体编辑机制 , 提升变异效率。 这也是本 并不适合,我们假设初始状态下没有任何物品放 京 :国 防 工业 出版 社 . 9 . 1 9 9 文所提算法与传统算法的不同。 [】焦 李成,杜 海峰 ,刘芳,公 茂果.免 疫优 3 人背包 , : 即 步骤 5如果算法没有满足终止条件 , 则转到 化—— 计算 、 学习与 识 4M】 京:科 学 出版 【 北 i ,2 ) 0 , 0 =(1 , 五 …, =(, …, 0 ) 20 步骤 2否则算法结束。 , 为验证混合克隆选择算法的有效性,分别采 社 -0 6. 4 M】 3仿真实验 取 传统克 隆选择 算法 和混合 算法对 物品数 为 f】莫宏 伟 ,左 兴 权 .人 工 免 疫 系统 【 .北 京 : 31O l 包 问题 . —背 10、5 、0 0 20 50的背包 问题 进行 求 解测试 。 1 出 科 学 出版社 ,0 9 表 给 20. 01 L 背包 问题 可 以描 述 如下 : I 给定 1个 物 品 了进化 世代 数 为 50运 行 2 次 的平 均结 果 。 5 3 f] 5 史亮 , 董槐林 , 王备战 , 龙飞. 求解大规模 0 1 — 0、 0 和一个容量为 c的背包,从物品集合中挑选若干 从表 1 以看出, 可 随着物品数量的增加 , 混合 背 包 问题 的主 动遗 传 算 法 IJ 算机 工程 , J .计 0 7 7 3 -3 . 1 个物品使得如下价值函数 x ) 最大化 : 算 法表 现 出越来 越好 的性 能 。为 了更 加清 晰地 对 2 0 , : 3 比这两种算法 ,图 l23分别给出了物品数量为 [] Mih l 、、 6 t el c M. G nt A grh + D t eei lo tm c i a a ,x=∑p, () 1I x = 4 …, 1020 50情况 下最 好解 的进 化过 程 。 Sr c r s = E ouin P o rms M] e i t t e v lt rga I . d m uu o B 0 、5 、0 并同 时满 足 : ‘ ( 2 ) S rn e - ra , 1 9 . p i g r Ve l g 9 9 4 结论 其中 , x , , , 取 值 0 1 x=(, ) a , 或 ,是 P 作 者 简 介 : 玉 f9 9 1 女 , 教 , 要 研 杨 17 ~ , 助 主 克隆选择算法作为人工免疫系统中最重要的 物品 i 的价值, 是物品 i 的重量 。如果 取值为 个 分支 , 优化 问题 方面 有着 重要 的应用 前 景 。 究领 域 为 人 工 免 疫 系统 及 其 应 用 。 在

免疫系统

免疫系统

免疫系统思维导图免疫系统胸腺淋巴结脾淋巴组织免疫细胞淋巴细胞抗原呈递细胞生发中心免疫系统详细信息主要淋巴细胞1.T 细胞(胸腺依赖淋巴细胞):产生于胸腺, 淋巴细胞的75%,体积小,胞质含少量溶酶体。

参与细胞免疫。

2.B 细胞(骨髓依赖淋巴细胞):产生于骨髓, 约占10-15%,体积略大, 不含溶酶体, 有少量RER。

分化为浆细胞, 产生抗体, 参与体液免疫。

3. NK 细胞(自然杀伤细胞):产生于骨髓,约占10%, 中淋巴细胞, 溶酶体较多。

细胞毒性T细胞细胞毒性T细胞(cytotoxic T cell,Tc细胞)30%,表面CD8抗原受体,能识别MHC-I1)Tc细胞能直接攻击进入体内的异体细胞、带有变异抗原的肿瘤细胞和病毒感染细胞。

它们和靶细胞接触后,释放穿孔素(perforin),嵌入靶细胞膜内形成有孔的聚合体,细胞外液进入,膨胀破裂死亡。

2)Tc细胞分泌颗粒酶(grsnzyme),从小孔进入,诱导细胞凋亡10%,表面表达CD4、CD25膜分子细胞核表达Foxp3分子免疫无反应性和免疫抑制性•接触•分泌抑制性细胞因子抑制抗原特异性T细胞的增殖、分化及其活性,减弱、抑制免疫应答辅助性T细胞65%,表面CD4膜分子·能识别MHC-II分子·分泌多种细胞因子·种类:Th1细胞:参与细胞免疫及迟发性超敏性炎症反应Th2细胞:辅助B细胞分化为抗体分泌细胞,参与体液免疫·艾滋病:Th细胞被破坏而导致免疫功能瘫痪B细胞B细胞与体液免疫感应阶段·抗原侵入·吞噬细胞的摄取和处理·暴露抗原决定簇·呈递给T细胞,产生淋巴因子刺激B细胞反应阶段·增殖分化形成效应B细胞(浆细胞)·部分成为记忆细胞效应阶段·浆细胞产生抗体与抗原特异结合·后续等被吞噬消化NK细胞成熟的NK细胞不表达T细胞和B细胞的膜分子和受体•无需抗原提呈细胞的中介•可不借助抗体,直接杀伤病毒感染细胞和肿瘤细胞淋巴细胞再循环淋巴器官和淋巴组织内的淋巴细胞可经淋巴管进入血液,循环于全身,又可通过弥散淋巴组织内的毛细血管后微静脉,再返回淋巴器官或淋巴组织。

中图版 必修三 人体免疫系统 课件(13张)

中图版 必修三 人体免疫系统 课件(13张)
• 抗原的特异性: 抗原的特异性取决于抗原物 质表面具有的某些特定的化学基 团,这些化学基团叫做抗原决定 簇。是免疫细胞识别抗原的重要 依据。 • 抗原决定簇:
1)各种抗原的决定簇数目不同。 2)抗原决定簇大多存在于抗原表面。 3)有的决定簇隐藏在抗原内部,需暴露才 能发挥作用。

(2)抗体:
1、抗原和抗体
4、某大学教授,担心他儿子患病,十分注重小孩的个人卫生, 小孩用的餐具,玩具,衣裤通通都是高压灭菌处理,然而上 学时,他儿子却比其它同学更容易患病,你认为可能的原因 是什么?
环境中存在着各种各样的抗原,可 以刺激我们的机体产生相对应的抗体, 如果太爱干净,使我们无法经常接受抗 原的刺激,因而体内的抗体种类和数量

免 疫 系 统 的 组 成
免疫器 免疫细胞生成、成熟或 集中分布的场所 官
免 疫 系 统
(胸腺,骨髓、脾、淋巴结、扁桃体
免疫细 胞
淋巴细 T细胞 分别在哪里成熟? 胞 所在部位? B细胞
吞噬细胞 (发挥免疫作用的细 胞) 抗体、淋巴因子、 溶菌酶等
(由免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的
免疫活性物 质
一定时间内可由于获得母体乳汁内的抗体 而获得免疫。)
下列关于抗原的叙述中,正确的是(
D )
A、机体自身的组织和细胞不可能成为抗原 B、抗原能与抗体或效应细胞结合,发生免 疫反应
C、蛋白质及其水解产物都会引起特异性免
疫反应
D、抗原能与相应的抗体或效应T细胞结合,
发生特异性免疫反应
在临床治疗上已证实,将 SARS病毒 感染后治愈者(甲)的血清,注射到另一 SARS患者(乙)体内能够提高治疗效果。 甲的血清中具有治疗作用的物质是 疫苗 C. 抗体 C. 抗体

人体免疫系统整理

人体免疫系统整理

人体的三道防线
组成
第一道
功能
阻挡和杀灭病原 体,清扫异物 溶解、吞噬 和消灭病菌 产生抗体,消 灭病原体(抗原)
类型 非特异 性免疫
(先天性)
皮肤和黏膜
体液中的杀菌 第二道 物质(如溶菌酶) 和吞噬细胞
第三道
免疫器官和 免疫细胞
特异性 免疫
(后天性)
1、概念:能够引起机体产生 特异性免疫反应的物质。 2、特点: 异物性 大分子性 特异性 3、抗原决定簇: 病毒、细菌等病原体表面的蛋白 质等物质。
大剂量X射线 照射小鼠
小鼠丧失全部 免疫功能
只有输入淋巴细胞 后小鼠才恢复 免疫功能
切除小鼠 的胸腺 切除小鼠 的胸腺 切除小鼠 的胸腺
大剂量X射线 照射去胸腺 的小鼠 大剂量X射线 照射去胸腺 的小鼠 大剂量X射线 照射去胸腺 的小鼠
小鼠丧失全部 免疫功能 小鼠丧失全部 免疫功能 小鼠丧失全部 免疫功能
恢复全部 免疫功能
恢复全部 免疫功能, 不能产生抗体
不能恢复 免疫功能, 产生抗体的功能 得到一定恢复
淋巴细胞的起源和分化
起源:骨髓中的造血干细胞 分化:胸腺内分化成T细胞 骨髓内分化成B细胞
转移到淋巴器官中 转移到淋巴器官中 受抗原刺激
分布:大部分很快 死亡.小部分转移 到周围免疫器官, 接受抗原刺激成 为效应T(B)细胞.
A.造血干细胞 C.B淋巴细胞 B.T淋巴细胞 D.吞噬细胞
按自然来源分
免疫是机体的一种特殊的保护性生理 功能,通过免疫,机体能够识别“自己” ,排除“非己”,以维持内环境的稳态。
1、抵抗抗原的入侵,防止疾病。 2、及时清除体内衰老、死亡、损伤的细胞。 3、随时识别和清除体内产生的异常细胞(癌细胞)。

图解教材·人教版高中生物必修3(思维导图+微试题)2.4免疫调节 含答案

图解教材·人教版高中生物必修3(思维导图+微试题)2.4免疫调节 含答案

必修3 第2章动物和人体生命活动的调节(人教新课标)第4节免疫调节【思维导图】【微试题】1 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()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对试验药物b敏感【微探究】(1)免疫活性物质都是由免疫细胞产生的吗?提示: 不一定.如溶菌酶可由唾液腺细胞产生。

(2)浆细胞、B细胞、T细胞、记忆细胞都能增殖分化吗?提示:B细胞、T细胞和记忆细胞都能增殖分化产生其他细胞,但浆细胞不能增殖分化。

2 2014·重庆高考] 驻渝某高校研发的重组幽门螺杆菌疫苗,对该菌引发的胃炎等疾病具有较好的预防效果。

实验证明,一定时间内间隔口服该疫苗3次较1次或2次效果好,其主要原因是() A.能多次强化刺激浆细胞产生大量的抗体B.抗原的积累促进T细胞释放大量淋巴因子C.记忆细胞数量增多导致应答效果显著增强D.能增强体内吞噬细胞对抗原的免疫记忆【微探究】(1)T细胞在体液免疫和细胞免疫中的作用有何不同?提示:在体液免疫中,T细胞在抗原刺激下分泌淋巴因子,促进B 细胞的迅速增殖分化。

在细胞免疫中,T细胞受抗原刺激后能增殖分化成效应T细胞和记忆细胞.(2)在体液免疫中,浆细胞的来源有哪些?提示:B细胞和记忆细胞。

3 2015·福建高考] 有一种胰岛素依赖型糖尿病是由于患者体内某种T细胞过度激活为效应T细胞后,选择性地与胰岛B细胞密切接触,导致胰岛B细胞死亡而发病。

下列叙述正确的是( )A.这种胰岛素依赖型糖尿病属于自身免疫病B.患者血液中胰岛素水平高于正常生理水平C.效应T细胞将抗原传递给胰岛B细胞致其死亡D.促进T细胞增殖的免疫增强剂可用于治疗该病4 2014·四川高考] 某人行走时,足部突然受到伤害性刺激,迅速抬腿。

初中生物《免疫与健康》单元教学设计以及思维导图

初中生物《免疫与健康》单元教学设计以及思维导图

3、通过交流,增强团结协作的能力。通过阅读药品说明书,加强安全用 药意识 情感态度与价值观: 结合学生打预防针的亲身经历,使学生深刻认识到党和国家关心下一代 健康成长,为提高人口素质所进行的计划免疫的重要性,特别是改革开 放 20 年来我国在医药卫生事业和传染病的预防方面所取得的伟大成就, 向学生渗透爱国主义教育。
3、 说明安全用药的常识;区分处方药和非处方药 过程与方法: 1、 通过角色扮演,明确如何预防传染病,培养学生解决实际问题的 能力 2、 通过阅读药品说明书,加强安全用药意识 3、 通过搜集药品信息,学会区分处方药和非处方药 情感态度与价值观: 1、 养成文明健康的生活方式和生活习惯 2、 关注艾滋病人,树立正确的人生观和价值观
1、 我们周围有很多的病原体,但是我们并不经常生
专 题 问 题 设 病,这是为什么?

2、 哪些免疫是生来就有的,哪些是后天形成的?
3、 什么是计划免疫?
所需教学环境和教学资源
多媒体课件、网络资源、挂图等
学习活动设计
【活动一】分析讨论,合作探究——与生俱来的免疫力 问题引领:我们周围有很多的病原体,但是我们并不经常生病,这是为 什么? 自主探究 1:结合图 3.6-1,思考以下问题: 人体完整的皮肤为什么有保护、屏障作用?而被烫伤的皮肤则容易感染?
自主探究 2:观看动画,总结人体三道免疫防线。 自主探究 3:小组讨论,表格分析特异性免疫和非特异性免疫的区别。 总结归纳:师生共同总结归纳,突出重点。 学习效果:以学生为主体,教师引导,进行合作探究。培养了学生的探 究能力以及团队意识。 【活动二】事例分析,总结归纳——免疫功能 问题引领: 免疫对人体都是有益的吗? 自主探究:出示不同免疫功能图片及事例,学生小组合作,总结免疫三 大功能。 学习效果:通过大量的事例,小组合作讨论。培养了学生自主归纳总结 的能力。 【活动三】问题探究,深入思考——计划免疫 问题引领: 我们从小打了很多疫苗,为什么要打疫苗呢? 问题讨论: 1、从免疫角度说,疫苗属于什么?它为什么不会使人患病?

第四章免疫算法

第四章免疫算法

亲和力计算
记忆细胞分化
N 抗体促进和抑制
满足终止 条件? Y 结束
群体更新
免疫算法
₪ (1)识别抗原:免疫系统确认抗原入侵。 ₪ (2)产生初始抗体群体:激活记忆细胞产生抗体,清除以 前出现过的抗原,从包含最优抗体(最优解)的数据库中 选择出来一些抗体。 ₪ (3)计算亲和力:计算抗体和抗原之间的亲和力。 ₪ (4)记忆细胞分化:与抗原有最大亲和力的抗体加给记忆 细胞。由于记忆细胞数目有限,新产生的与抗原具有更 高亲和力的抗体替换较低亲和力的抗体。 ₪ (5)抗体促进和抑制:高亲和力抗体受到促进,高密度抗 体受到抑制。通常通过计算抗体存活的期望值来实施。 ₪ (6)抗体产生:对未知抗原的响应,产生新淋巴细胞
免疫算法
₪ 一般的免疫算法可分为三种情况: ₪ 模仿免疫系统抗体与抗原识别,结合抗体产生过 程而抽象出来的免疫算法; ₪ 基于免疫系统中的其他特殊机制抽象出的算法, 例如克隆选择算法; ₪ 与遗传算法等其他计算智能融合产生的新算法, 例如免疫遗传算法。
免疫算法的一般步骤
免疫算法
抗原识别
初始抗体生成
基本免疫方法
₪ 在最初的算法描述中,候选的监测器是随机产生 的,然后测试以删除与自身字串相匹配的监测器, 算法中采用的匹配规则是r-连续位匹配,即当两 个字符串至少存在连续r位相同是才发生匹配。 ₪ 该过程重复进行,直到所需数量的监测器被产生 出来。通常用概率分析方法来估算为了满足一定 的可靠性所应有的监测器的数目。
一门新兴的研究领域
₪ Farmer等人在1986年首先在工程领域提出免疫 概念; ₪ Varela等人受免疫网络学说的启发,提出并进而 完善免疫网络模型。
人工免疫网络模型
₪ 独特型免疫网络(Jerne); ₪ 互联耦合免疫网络(Ishiguro); ₪ 免疫反应网络(Mitsumoto); ₪ 对称网络(Hoffmann); ₪ 多值免疫网络(Tang).
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