第1节免疫系统的组成和功能

第4章

免疫调节解读章首图文培养学习志向·勇担社会责任本章章首页由一段关于卡介苗的文字情境描述、一张巨噬细胞正在吞噬结核分枝杆菌的照片及一首小诗组成。卡介苗是用来预防结核病的，是减毒的活疫苗，所以在注射后会引发身体局部反应，形成卡疤。卡介苗和卡疤几乎与我们每一个人的生活息息相关，但我们未必了解。情境描述之后提出了4个小问题，这几个问题直指本章的重要内容。其中，“接种卡介苗之后，我们体内发生了什么反应”问的是特异性免疫的过程，这是本章的重点和难点；“我国及世界卫生组织为什么规定新生儿要接种卡介苗”体现了社会责任，让我们从生物学的角度来理解国家相关规定的合理性，也希望我们学完本章内容，在以后遇到类似关于疫苗的问题时，能够理性地分析，作出明智的决定。文字描述中的“新生儿在满足条件的情况下，需在出生24h后尽快注射卡介苗”，这里是指什么条件？为什么要满足条件才能注射呢？“没有感染艾滋病病毒的新生儿或儿童需尽快接种卡介苗”，为什么做这样的限定？这都蕴含着科学知识，也是训练我们批判性思维的素材。理清本章架构初识概念体系·具备系统思维第1节免疫系统的组成和功能学有目标——课标要求必明记在平时——核心语句必背1．概述免疫系统的基本组成。2．概述免疫系统在维持稳态中的作用。1．骨髓、胸腺、脾、淋巴结等免疫器官，淋巴细胞和树突状细胞、巨噬细胞等免疫细胞，以及体液中的各种抗体和细胞因子等免疫活性物质，共同组成了人体的免疫系统，这是免疫调节的结构基础和物质基础。2．免疫系统的三大基本功能：①免疫防御；②免疫自稳；③免疫监视。

[主干知识梳理]一、免疫系统的组成1．免疫系统的组成2．抗原：病原体表面一些

，能引发

的物质的统称。3．抗体：机体产生的专门应对抗原的

。4．抗原呈递细胞(APC)：是

等细胞的统称，它们都能

抗原，并且可以将

暴露在细胞表面，以便呈递给

细胞。二、免疫系统的功能1．保卫人体的三道防线保卫人体的第一道防线：

；保卫人体的第二道防线：

中的杀菌物质(如

)和吞噬细胞(如

细胞和

细胞)；第三道防线是机体在个体发育过程中与

接触后获得的。特定的蛋白质免疫反应蛋白质B细胞、树突状细胞和巨噬细胞摄取和加工处理抗原信息其他免疫皮肤、黏膜体液溶菌酶巨噬树突状病原体2．两大免疫分类：保卫人体的三道防线根据是否针对特定抗原起作用，分为

免疫和

免疫。3．免疫系统的功能

、

、免疫监视。非特异性特异性免疫防御免疫自稳[边角知识发掘]下图既有分子结构示意图，也有免疫细胞示意图和免疫系统的基本功能示意图(教材第68～69页相关图示)，请将正确的名称与对应的图示连线。[教材问题提示]问题探讨(教材第66页)1．扁桃体是人体重要的免疫器官，主要作用是抵御经空气传播的病原微生物的感染。医生通过检查扁桃体能够初步判断患者的患病情况。扁桃体肿大意味着扁桃体有炎症，患者可能被病菌感染了。2．一方面，扁桃体具有免疫功能，同时它作为易被观察的免疫器官，肿大后可以起到指示机体是否被病菌感染的作用，能用于判断疾病状况；另一方面，扁桃体作为人体的器官，充血肿大后易形成脓肿，表现出吞咽食物时有疼痛感等症状，同时引发其他并发症状。淋巴血液循环和淋巴循环骨髓胸腺(3)抗原呈递细胞(APC)的种类和作用是什么？提示：抗原呈递细胞包括B细胞、树突状细胞和巨噬细胞。它们的作用是摄取和加工处理抗原，并且可以将抗原信息暴露在细胞表面，以便呈递给其他免疫细胞。(4)细胞因子也属于免疫活性物质，主要有哪些种类？它们的来源和化学本质是什么？提示：细胞因子的种类有白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子等，它们都是由淋巴细胞分泌的蛋白质。2．分析材料，回答问题：材料Ⅰ：斯坦曼因发现能够激活并调节适应性免疫的树突状细胞(DC)而获得了诺贝尔奖。DC是一种免疫细胞，能高效地摄取、加工处理和呈递抗原，从而激发免疫应答。材料Ⅱ：当一个入侵者所携带的“非己”标志被识别后，B细胞受到刺激，开始分裂，同时分化成不同的群体，对入侵者作出反应。(1)材料Ⅰ说明DC能高效地摄取、加工处理和呈递抗原，与此功能相似的细胞还有哪些细胞？它们统称为什么细胞？提示：B细胞、巨噬细胞；抗原呈递细胞(APC)(2)材料Ⅱ中“非己”成分在免疫学中称为什么？B细胞受到刺激开始分裂，其识别的结构基础是什么？提示：抗原；B细胞识别抗原的结构基础是其表面的特异性受体。[师说重难]

1．主要免疫细胞的比较项目淋巴细胞树突状细胞巨噬细胞T淋巴细胞B淋巴细胞模式图分布在胸腺中成熟，位于淋巴液、血液和淋巴结中在骨髓中成熟，位于淋巴液、血液和淋巴结中分布于皮肤、消化道、呼吸道等很多上皮组织和淋巴器官内，成熟时具有分支几乎分布于机体的各种组织中功能细胞毒性T细胞特异性识别抗原，增殖、分化为新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞；辅助性T细胞分泌细胞因子，促进B细胞增殖、分化为浆细胞和记忆B细胞特异性识别抗原，增殖、分化为浆细胞和记忆B细胞具有强大的吞噬、呈递抗原功能具有吞噬消化、抗原处理和呈递功能备注可分为辅助性T细胞和细胞毒性T细胞等B细胞、树突状细胞和巨噬细胞都能摄取和加工处理抗原，并且可以将抗原信息暴露在细胞表面，以便呈递给其他免疫细胞，因此，这些细胞统称为抗原呈递细胞(antigenpresentingcell,APC)续表2．抗原和抗体的比较项目概念物质特点应用抗原病原体进入机体后，其表面一些特定的蛋白质等物质，能够与免疫细胞表面的受体结合，引发免疫反应，这些能引发免疫反应的物质称为抗原大多数抗原是蛋白质，它既可以游离，也可以存在于细菌、病毒等病原微生物以及细胞上，能刺激机体产生免疫反应①免疫原性：具有刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答的能力②免疫反应性：具有与相应的免疫应答产物在体内外发生特异性结合的能力，又称抗原性免疫预防时接种疫苗，使人在不患病的情况下，获得免疫力抗体机体产生的专门应对抗原的蛋白质抗体是一种免疫活性物质，能随血液循环和淋巴循环到达身体的各个部位抗体能与相应抗原发生特异性结合，即一种抗体只能与一种抗原结合注射含有相应抗体的血清达到免疫治疗的目的续表3．有关免疫活性物质溶菌酶1.免疫活性物质并非都由免疫细胞产生。如唾液腺、泪腺细胞都可产生溶菌酶。2.溶菌酶并非只在第二道防线中发挥作用。如唾液、泪液中的溶菌酶属于第一道防线，体液中的溶菌酶则属于第二道防线，但溶菌酶的杀菌作用一定属于非特异性免疫。3.溶菌酶是一种能水解细菌中黏多糖的碱性酶，使细胞壁中的不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽，导致细胞壁破裂内容物逸出而使细菌溶解，因此溶菌酶不能叫肽聚糖酶。[在应用中悟][典例]下列有关免疫系统组成的叙述，错误的是

(

)A．免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质组成B．淋巴细胞包括吞噬细胞、T细胞和B细胞等C．T细胞起源于骨髓中的造血干细胞，迁移到胸腺中成熟D．免疫调节是依靠免疫系统来实现的[解析]免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质组成，A正确；淋巴细胞包括T细胞和B细胞等，不包括吞噬细胞，B错误；T细胞起源于骨髓中的造血干细胞，迁移到胸腺中成熟，C正确；免疫调节是依靠免疫系统来实现的，D正确。[答案]

B[在训练中评]1．下列不属于免疫系统的组成成分的是

(

)A．淋巴结 B．吞噬细胞C．垂体

D．溶菌酶解析：人体免疫系统包括免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质。免疫器官包括胸腺、骨髓、淋巴结、扁桃体和脾脏等；免疫细胞是指淋巴细胞(B细胞、T细胞)和吞噬细胞；免疫活性物质包括细胞因子、抗体和溶菌酶等。垂体属于内分泌腺。答案；C

2．关于免疫细胞和免疫活性物质的叙述，错误的是

(

)A．B细胞、T细胞都是在胸腺中成熟的B．血液和淋巴液中都含有T细胞和B细胞C．吞噬细胞和B细胞都属于免疫细胞D．干扰素、肿瘤坏死因子属于免疫活性物质解析：B细胞是在骨髓中发育成熟的，A错误；吞噬细胞、B细胞均属于免疫细胞，B细胞和T细胞形成后随血液循环进入血液和淋巴液中，B、C正确；干扰素、肿瘤坏死因子都是细胞因子，属于免疫活性物质，D正确。答案；A

皮肤、黏膜溶菌酶巨噬细胞和树突状细胞多种病原体非特异性病原体特定的抗原特异性免疫防御外来抗原性异物(4)免疫自稳的含义是什么？提示：免疫自稳是指机体清除衰老或损伤的细胞，进行自身调节，维持内环境稳态的功能。(5)什么是免疫监视功能？提示：免疫监视功能是指机体识别和清除突变的细胞，防止肿瘤发生的功能。2．分析材料，回答问题：材料：艾滋病是一种免疫缺陷病，是由人类免疫缺陷病毒(HIV)引起的，死亡率极高。如图表示HIV感染人体后，体液中HIV浓度和人体内主要的免疫细胞——辅助性T细胞的数量变化过程。(1)请简述图中T细胞的起源和成熟。提示：T细胞的起源是骨髓中的造血干细胞，然后迁移到胸腺分化成熟。(2)概述HIV浓度第5年快速增加和患者最终死亡的直接原因。这一过程体现了免疫系统的什么功能？提示：HIV浓度第5年快速增加与T细胞的数量大幅减少有关。最后患者的免疫功能丧失，往往死于严重感染或恶性肿瘤，这说明正常的免疫系统具有免疫防御和免疫监控的功能。[师说重难]

一．非特异性免疫和特异性免疫1.非特异性免疫和特异性免疫的比较项目非特异性免疫特异性免疫含义机体在长期进化过程中遗传下来的不针对某一类特定的病原体，而是对多种病原体都有防御作用机体在个体发育过程中与病原体接触后获得的，主要针对特定的抗原起作用，因而具有特异性来源遗传而来，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，并非人人都有特点①先天性；②对多种病原体都有防御作用；③作用弱、范围广、时间短①后天性；②主要针对特定的抗原起作用；③作用强、范围小、时间长项目非特异性免疫特异性免疫基础第一、第二道防线第三道防线联系①特异性免疫是在非特异性免疫基础上形成的；②特异性免疫中产生的免疫活性物质会加强非特异性免疫的功能；③两者共同担负着机体的免疫功能；2.判断非特异性免疫和特异性免疫的三个依据2．免疫系统三大功能归纳免疫功能含义正常异常免疫防御机体排除外来抗原性异物的一种免疫防护作用机体能抵抗病原体的入侵免疫反应过强、过弱或缺失，可能会导致组织损伤或易被病原体感染等问题免疫自稳机体清除衰老或损伤的细胞，进行自身调节，维持内环境稳态的功能免疫系统对自身的抗原物质不产生免疫反应容易发生自身免疫病免疫监视机体识别和清除突变的细胞，防止肿瘤发生的功能可识别突变的肿瘤细胞，然后调动一切免疫因素将其消除此功能低下或失调，机体会有肿瘤发生或持续的病毒感染

[在应用中悟][典例]人体感染白喉杆菌后，将启动系列免疫反应，其中属于特异性免疫的是

(

)A．鼻腔黏膜分泌杀菌物质抑制白喉杆菌繁殖B．巨噬细胞通过溶酶体将吞入的白喉杆菌消化C．口腔中的链球菌产生过氧化氢杀死白喉杆菌D．机体识别突变的肿瘤细胞并调动一切免疫因素将其消灭[解析]鼻腔黏膜分泌杀菌物质抑制白喉杆菌繁殖，属于非特异性免疫；巨噬细胞通过溶酶体将吞入的白喉杆菌消化，属于非特异性免疫；口腔中的链球菌产生过氧化氢杀死白喉杆菌，不属于免疫反应；机体识别突变的肿瘤细胞并将其消灭，是针对特定抗原，属于特异性免疫。[答案]

D[名师点睛]本题考查免疫类型的判别，非特异性免疫是先天产生的，没有特异性，而特异性免疫是后天建立的，有特异性。[在训练中评]1．下列关于人体三道防线的叙述，正确的是

(

)A．第一、二道防线先天就有，作用范围广，针对性强B．多数情况下人防御病原体侵袭是第一、二道防线发挥了作用C．溶菌酶、抗体等免疫活性物质在第三道防线中起作用D．第三道防线的结构最复杂，功能最强大，没有人与人之间的差异解析：人体免疫系统的第一、二道防线属于非特异性免疫，是先天就有的，作用范围广，但不具有特异性、针对性，A错误；人时刻处在病原体的包围之中并未不适，主要是第一、二道防线发挥了作用，B正确；溶菌酶等杀菌物质在第一、二道防线中起作用，抗体在第三道防线中起作用，C错误；第三道防线是机体在发育过程中与病原体接触后获得的，针对不同的病原体发挥作用，人与人之间有差异，D错误。答案；B

2．如图表示人体某种免疫过程中细胞A进入组织间隙吞噬病原体，下列根据此图的叙述，正确的是

(

)A．图中细胞A是T细胞B．该过程是人体免疫的第三道防线C．该过程属于特异性免疫D．该防线能防御多种病原体解析：细胞A能穿过毛细血管壁，并对病原体进行吞噬和加工处理，为吞噬细胞，该过程表示属于人体免疫的第二道防线，人体免疫的第二道防线属于非特异性免疫，A、B、C错误。多数情况下，该防线能防御多种病原体对机体的侵袭，D正确。答案；D

科学视野——细胞因子及“细胞因子风暴”细胞因子是由细胞分泌的、具有介导和调节免疫过程等作用的一类小分子蛋白质，它们通过自分泌、旁分泌和内分泌(较少)等方式来发挥作用。目前已经发现的人类细胞因子有200多种，根据结构和功能一般可分为白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子、集落刺激因子、趋化因子、生长因子等。白细胞介素(interleukin，Ⅱ)在被命名时是指由白细胞分泌又在白细胞间发挥作用的细胞因子；但后来发现，它也可以由其他细胞产生，也可以作用于其他细胞。目前已经发现近40种白细胞介素，按其发现顺序给予Ⅱ序号。例如，ⅡL2由活化的T细胞产生，可以增强T细胞自身的生长和增殖；Ⅱ12可由树突状细胞、B细胞、单核巨噬细胞产生，可以诱导T细胞定向分化为1型的辅助性T细胞。干扰素因其具有干扰病毒感染和复制的功能而得名。目前已发现的10余种干扰素可以分为α、β、γ三种类型，它们分别又被分为不同的亚型。α型和β型干扰素主要由受病毒感染的细胞产生，γ型干扰素主要由活化的T细胞和自然杀伤细胞产生。肿瘤坏死因子(TumorNecrosisFactor，TNF)因最初被发现能使肿瘤发生出血坏死而得名，分为TNFα和TNFβ两种，前者主要由活化的单核巨噬细胞分泌，后者主要由活化的T细胞分泌。近年来，肿瘤坏死因子超家族的成员又增加了许多。细胞因子在免疫细胞的发育分化、免疫应答及免疫调节过程中都具有重要作用，但它也是一把“双刃剑”，在一定条件下可参与多种疾病的发生。例如，在免疫应答时，免疫细胞分泌大量的细胞因子，细胞因子又刺激免疫细胞，这样的正反馈调节如果失灵，就会引起“细胞因子风暴”。“细胞因子风暴”可发生在多种疾病，如急性呼吸窘迫综合征、SARS(重症急性呼吸综合征)和流感等。[素养评价]1．细胞因子是由免疫细胞和某些非免疫细胞经抗原刺激而合成、分泌的一类具有广泛生物学活性的小分子物质，具有调节细胞生长和分化、调控免疫应答的功能。当机体感染病原微生物引起调控失灵时会导致免疫细胞产生过量细胞因子引起异常免疫应答，称为细胞因子风暴。下列叙述错误的是

(

)A．体液免疫过程中辅助性T细胞分泌的细胞因子能促进B细胞的分裂、分化过程B．细胞免疫过程中辅助性T细胞分泌的细胞因子参与细胞毒性T细胞的活化过程C．细胞因子既是细胞间进行信息传递的物质也能够参与细胞代谢并提供能量D．细胞因子风暴可能会导致免疫功能过强进而对机体的正常组织和器官造成损伤解析：体液免疫过程中辅助性T细胞产生的细胞因子可以促使B细胞增殖分化，形成浆细胞和记忆B细胞，A正确；细胞免疫过程中辅助性T细胞分泌的细胞因子可以使细胞毒性T细胞增殖分化，B正确；细胞因子可以在细胞间进行信息传递，但是不能够参与细胞代谢并提供能量，C错误；细胞因子风暴可能会导致免疫功能过强进而引起机体的正常组织过度损伤，D正确。答案；C2．最新研究表明，新冠病毒会引起人体发生细胞因子风暴(CS)，其过程是病毒入侵机体后，受感染的上皮细胞和免疫细胞产生约15种细胞因子帮助抵御病毒，细胞因子会引起更多免疫细胞透过毛细血管，并激活这些免疫细胞，被激活的免疫细胞则会产生更多的细胞因子，导致细胞因子风暴。由于肺部毛细血管极为丰富，故血管通透性增加后将产生极其严重的后果，除此以外CS还会引起多种器官的衰竭。以下有关新冠肺炎的叙述错误的是

(

)A．新冠肺炎患者肺部毛细血管通透性增加会导致肺部组织水肿B．新冠肺炎患者富含毛细血管的器官(如肾脏)也可能受CS损伤C．新冠肺炎患者产生细胞因子风暴(CS)是个负反馈调节过程D．服用使免疫细胞增殖受阻的药物(如类固醇)可缓解患者的症状解析：根据题目信息可知，新冠肺炎患者肺部毛细血管通透性增加，会导致血浆外渗，从而引起肺部组织水肿，A正确；富含毛细血管的器官，免疫细胞更容易透过毛细血管并激活这些免疫细胞产生更多的细胞因子，因此新冠肺炎患者这些器官也可能受CS损伤，B正确；由题干信息可知，细胞因子风暴(CS)是一个正反馈调节过程，C错误；服用使免疫细胞增殖受阻的药物可减少细胞因子的产生，因此可缓解患者的症状，D正确。答案；C

3．细胞因