新教材适用2024-2025学年高中生物第4章免疫调节第2节特异性免疫学案新人教版选择性必修1

第2节特异性免疫课标要求1．4.3阐明特异性免疫是通过体液免疫和细胞免疫两种方式，针对特定病原体发生的免疫应答核心素养1．运用结构与功能观，理解各免疫细胞在体液免疫过程中的作用(生命观念、科学思维)2．运用结构与功能观，理解各免疫细胞在细胞免疫过程中的作用(生命观念、科学思维)3．基于对两种免疫方式的学习，能描述出体液免疫和细胞免疫的过程，并能分析二者的区分和联系(科学思维)4．从系统的视角、信息的视角相识神经调整、体液调整、免疫调整的相互关系(科学思维)一、免疫系统对病原体的识别1．病毒进入机体后，具有_吞噬__作用的细胞会主动吞噬它们，免疫细胞是靠细胞表面的_受体__来分辨它们的。2．第三道防线的“作战部队”主要是众多的_淋巴细胞__，“作战”方式分为_体液__免疫和_细胞__免疫两种。二、体液免疫1．B细胞激活后可以产生_抗体__，其存在于_体液__中。2．基本过程：3．结果：抗体与病原体结合可以抑制病原体的_增殖__或对人体细胞的_黏附__。在多数状况下，抗原、抗体结合后形成_沉淀__等，进而被其他_免疫__细胞吞噬消化。三、细胞免疫1.2．结果：细胞毒性T细胞_活化__后，_识别__并裂解被同样病原体感染的靶细胞，病原体可被_抗体__结合或干脆被其他免疫细胞吞噬、歼灭。四、体液免疫与细胞免疫的协调协作1．B细胞与细胞毒性T细胞的活化离不开_协助性T__细胞的协助。2．体液免疫与细胞免疫的联系：抗体能歼灭_细胞外液__中的病原体；而歼灭侵入细胞内的病原体，要靠_细胞__免疫将靶细胞裂解。3．神经系统、内分泌系统与免疫系统之间通过_信息分子__构成一个困难网络。┃┃学霸记忆__■1．体液免疫：B细胞激活后可以产生抗体，由于抗体存在于体液中，所以这种主要靠抗体“作战”的方式称为体液免疫。2．细胞免疫：当病原体进入细胞内部，就要靠T细胞干脆接触靶细胞来“作战”，这种方式称为细胞免疫。3．体液免疫和细胞免疫奇妙协作，亲密合作，共同完成对机体稳态的调整。4．体液免疫与细胞免疫的过程┃┃活学巧练__■推断对错，正确打“√”，错误打“×”。1．抗体可以进入细胞歼灭寄生在其中的结核分枝杆菌。(×)2．内环境中形成的抗原—抗体复合物可被巨噬细胞吞噬消化。(√)3．机体能够通过非特异性免疫产生记忆细胞。(×)4．协助性T细胞可接受抗原呈递细胞传递的抗原。(√)5．在特异性免疫中，只有细胞毒性T细胞产生记忆细胞。(×)6．全部的抗原呈递细胞只在非特异性免疫中发挥作用。(×)7．免疫细胞靠细胞表面的受体来辨别病原体。(√)思索：1．B细胞活化的条件？提示：2．细胞免疫能将抗原彻底歼灭吗？提示：不能学问点1免疫系统对病原体的识别(1)人体全部细胞膜的表面，都有作为分子标签来起作用的一组蛋白质，能被自身的免疫系统所识别。(2)病毒、细菌等病原体也带有各自的身份标签，当它们侵入人体后，能被免疫细胞识别出来。(3)免疫细胞靠细胞表面的受体来识别“己方”(人体细胞)和“敌方”(病毒或细菌等病原体)。受体一般是蛋白质分子。┃┃典例剖析__■典例1在人体免疫过程中，淋巴细胞表面能识别“非己”的物质是(C)A．抗原B．抗体C．淋巴细胞表面的受体D．抗原—抗体复合物解析：抗原和抗体以及抗原—抗体复合物都不是淋巴细胞表面具有识别作用的物质。在人体的免疫过程中，能识别“非己”的物质是淋巴细胞表面的受体。变式训练1．MHC(主要组织相容性复合体)分为MHCⅠ类和MHCⅡ类分子，MHCⅠ类分子的主要作用是与胞内蛋白、核蛋白和病毒蛋白形成抗原－MHCⅠ类复合物，并呈递给细胞毒性T细胞，诱发特异性细胞杀伤效应；MHCⅡ类分子主要表达于抗原呈递细胞(如树突状细胞、B细胞等)上，主要作用是以抗原－MHCⅡ类复合物的形式将抗原呈递给协助性T细胞，下列有关叙述错误的是(C)A．MHC分子在胚胎发育中产生，在人体全部细胞上都存在B．巨噬细胞吞噬病原体呈递的是抗原－MHCⅡ类复合物C．新形成的细胞毒性T细胞会攻击自身带有抗原－MHCⅡ类分子的巨噬细胞D．癌细胞表面嵌有抗原－NHCⅠ类复合物，因而可以被细胞毒性T细胞特异性识别解析：MHC分子是标记性分子，在胚胎发育中产生，在全部的身体细胞上都存在，A正确；MHCⅡ类分子主要表达于抗原呈递细胞上，因此吞噬细胞吞噬病原体呈递的是抗原－MHCⅡ类复合物，B正确；新形成的细胞毒性T细胞会攻击自身带有抗原－MHCⅠ类分子的细胞，不会攻击带有抗原－MHCⅡ类复合物的巨噬细胞，C错误；癌细胞表面嵌有抗原－MHCⅠ类复合物，因而可以被细胞毒性T细胞特异性识别，成为被细胞毒性T细胞攻击的对象，D正确。学问点2体液免疫和细胞免疫1．体液免疫(1)概念B细胞激活后可以产生抗体，由于抗体存在于体液中，所以这种主要靠抗体“作战”的方式称为体液免疫。(2)基本过程①一些病原体可以和B细胞接触，这为激活B细胞供应了第一个信号。②一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取。③抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面，然后传递给协助性T细胞。④协助性T细胞表面的特定分子发生改变并与B细胞结合，这是激活B细胞的其次个信号；协助性T细胞起先分裂、分化，并分泌细胞因子。⑤B细胞受到两个信号的刺激后起先分裂、分化，大部分分化为浆细胞，小部分分化为记忆B细胞。细胞因子能促进B细胞的分裂、分化过程。⑥浆细胞产生和分泌大量抗体，抗体可以随体液在全身循环并与这种病原体结合。抗体与病原体的结合可以抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附。(3)基本过程示意图特殊提示：(1)B细胞活化的条件eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(两个信号的刺激\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①病原体,②协助性T细胞表面的特定,分子发生改变并与B细胞结合)),细胞因子的作用——由协助性T细胞分泌，可,以促进B细胞分裂、,分化的过程))(2)通常状况下，一个B细胞只针对一种特异性病原体，活化、增殖后只产生一种特异性的抗体。(3)抗原呈递过程的实现与细胞膜上的糖蛋白有关。(4)多数状况下，抗体与病原体结合后会发生进一步改变，如形成沉淀等，进而被其他免疫细胞吞噬消化。2．细胞免疫(1)概念当病原体进入细胞内部，就要靠T细胞干脆接触靶细胞来“作战”，这种方式称为细胞免疫。(2)基本过程①被病原体(如病毒)感染的宿主细胞(靶细胞)膜表面的某些分子发生改变，细胞毒性T细胞识别改变的信号。②细胞毒性T细胞分裂并分化，形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞，细胞因子能加速这一过程。(注：协助性T细胞的活化及分泌细胞因子的过程见体液免疫过程示意图)③新形成的细胞的毒性T细胞在体液中循环，它们可以识别接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞。④靶细胞裂解、死亡后，病原体失去了寄生的基础，因而可被抗体结合或干脆被其他免疫细胞吞噬、歼灭。此后，活化的免疫细胞的功能受到抑制，机体将渐渐复原到正常状态。(3)基本过程示意图特殊提示：(1)细胞毒性T细胞活化的条件靶细胞表面分子(信号)的刺激、细胞因子(主要由协助性T细胞分泌)的刺激等。细胞免疫过程中细胞因子的作用：加速细胞毒性T细胞的分裂和分化。(2)靶细胞凋亡：活化的细胞毒性T细胞与靶细胞接触并使其裂解、死亡属于细胞凋亡。(3)靶细胞裂解、死亡并释放病原体后，许多时候仍旧须要体液免疫过程中的抗体进一步作用来清除病原体。(4)细胞免疫主要对抗细胞型病原体、被病原体感染的细胞和癌细胞，以及来自异体的移植组织、器官等。(5)抗原识别过程与细胞膜上的糖蛋白有关，细胞毒性T细胞与靶细胞接触，体现了细胞膜的信息沟通功能。┃┃典例剖析__■典例2下列关于体液免疫和细胞免疫的表述，不正确的是(C)A．B细胞和细胞毒性T细胞分别在体液免疫和细胞免疫中发挥重要作用B．在体液免疫中，抗体和抗原发生特异性结合，发挥免疫效应C．细胞免疫和体液免疫中都能产生记忆细胞，浆细胞和活化的细胞毒性T细胞都能产生抗体D．在细胞免疫中，活化的细胞毒性T细胞会攻击已经被病毒感染的宿主细胞解析：B细胞激活后可产生抗体，在体液免疫中发挥重要作用；细胞免疫过程中，细胞毒性T细胞可以与已经被抗原入侵的宿主细胞(靶细胞)接触，使靶细胞裂解、死亡，释放出其中的病原体，A、D项正确。体液免疫中，浆细胞分泌抗体，抗体与抗原发生特异性结合，发挥免疫效应，B项正确。只有浆细胞能产生抗体，C项错误。变式训练2．下图为人体内几种免疫细胞参加机体免疫机制的图解，其中①表示抗原，②③表示某种物质，④⑤⑥⑦⑧⑨⑩代表某种细胞。据图分析下列叙述不正确的是(C)A．人体内的细胞⑩有吞噬细胞等B．图中细胞④⑤分别代表协助性T细胞和B细胞C．④将抗原传递给⑤，促使⑤增殖、分化出相应的免疫细胞D．初次感染病毒以后，机体会产生⑦和⑨两种细胞解析：细胞⑩是抗原呈递细胞，人体内的吞噬细胞，如树突状细胞、巨噬细胞都具有吞噬、处理和呈递抗原的作用，A项正确；图中细胞④能产生细胞因子，为协助性T细胞，细胞因子可促进细胞⑤(B细胞)增殖、分化形成浆细胞和记忆B细胞，B项正确、C项错误；初次感染病毒以后，机体会发生体液免疫和细胞免疫过程，所以机体可以产生⑦(记忆B细胞)和⑨(记忆T细胞)两种细胞，D项正确。学问点3体液免疫和细胞免疫的协作1．体液免疫和细胞免疫的关系免疫类型体液免疫细胞免疫作用对象游离于体液中的抗原被抗原侵入的宿主细胞、自身突变细胞和来自异体的移植组织、器官等参加细胞抗原呈递细胞、协助性T细胞、B细胞、记忆B细胞、浆细胞等抗原呈递细胞、协助性T细胞、细胞毒性T细胞、记忆T细胞等免疫时间过程较快速，所需时间短过程较缓慢，所需时间长作用结果抗体与抗原特异性结合，进一步发生改变，如形成沉淀，进而被免疫细胞吞噬消化细胞毒性T细胞可以与被抗原入侵的宿主细胞亲密接触，使其裂解死亡，释放出病原体，病原体进而与抗体结合或干脆被其他免疫细胞吞噬联系(1)B细胞和细胞毒性T细胞的活化离不开协助性T细胞的协助，可见协助性T细胞在体液免疫和细胞免疫中都起着关键作用。(2)体液免疫和细胞免疫各有其独特作用又奇妙协作、亲密合作，共同完成对机体稳态的调整：①体液免疫中产生的抗体，能歼灭细胞外液中的病原体；②歼灭侵入细胞内的病原体，先靠细胞免疫将靶细胞裂解，使病原体失去藏身之所，再由体液免疫发挥作用2．神经调整、体液调整与免疫调整构成主要的内环境稳态调整网络项目神经调整体液调整免疫调整调整方式反射体液运输非特异性免疫和特异性免疫结构基础反射弧主要是内分泌腺以及兼有内分泌功能的细胞主要由免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质共同组成的免疫系统三种调节的共性与相互作用神经调整、体液调整和免疫调整的实现都离不开信号分子(如神经递质、激素和细胞因子等)，这些信号分子的作用方式，都是干脆与受体接触。受体一般是蛋白质分子，不同受体的结构各异，因此信号分子与受体的结合具有特异性。通过这些信号分子，困难的机体才能够实现统一协调，稳态才能够得以保持┃┃典例剖析__■典例3在下列关于体液免疫与细胞免疫的关系的叙述正确的是(D)A．只有体液免疫才须要抗体的参加，只有细胞免疫才须要淋巴细胞的参加B．体液免疫和细胞免疫分别组成人体内防止病原体入侵的其次、第三道防线C．对侵入人体的病原体由体液免疫发挥作用，对癌细胞由细胞免疫发挥作用D．在反抗病毒感染中，往往经过体液免疫—细胞免疫—体液免疫的作用过程解析：淋巴细胞分T淋巴细胞和B淋巴细胞，不论是体液免疫还是细胞免疫都须要淋巴细胞的参加，A错误；体液免疫和细胞免疫都属于人体的第三道防线，B错误；对于侵入人体的病原体，在细胞外由体液免疫发挥作用，假如进入细胞内则由细胞免疫和体液免疫共同发挥作用，C错误；病毒属于寄生在细胞内的生物，病毒未进入细胞之前由体液免疫发挥作用，进入细胞内由细胞免疫发挥作用，使靶细胞裂解、释放出病毒，然后再由体液免疫将病毒歼灭，D正确。变式训练3．如图为神经系统、内分泌系统与免疫系统之间相互联系的示意图，据图回答：(1)神经系统、内分泌系统与免疫系统之间通过信息分子相互作用。图中神经系统、内分泌系统、免疫系统各自产生的信息分子分别是_②④__、_①⑦__(填序号)和免疫活性物质，信息分子可干脆与靶细胞细胞膜表面的_(特异性)受体__结合。(2)焦虑、惊慌等应激刺激可使下丘脑分泌的_促肾上腺皮质激素释放__激素含量上升，最终导致血液中糖皮质激素的浓度_上升__，使免疫功能受抑制。(3)三大系统相互协作，借助信息分子相互作用，构成了_神经—体液—免疫__调整网络，共同维持内环境的稳态。例如成年人甲状腺激素分泌不足，会使神经系统的兴奋性_降低__。解析：(1)图中神经系统、内分泌系统、免疫系统各自产生的信息分子分别是促甲状腺激素释放激素和乙酰胆碱、甲状腺激素和糖皮质激素、免疫活性物质；神经递质、激素、免疫活性物质都可干脆与靶细胞细胞膜表面的特异性受体结合。(2)焦虑、惊慌等状态会促进下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素，导致血液中糖皮质激素的浓度上升，使免疫功能受抑制。(3)由图可知三大系统之间相互协作，借助信息分子相互作用，构成了神经—体液—免疫调整网络，共同维持内环境的稳态。成年人甲状腺激素分泌不足，会使神经系统的兴奋性降低。一、二次免疫1．含义：记忆细胞可以在抗原消逝后存活几年甚至几十年，当再接触这种抗原时，能快速增殖、分化产生更强的特异性免疫反应。二次免疫中既有体液免疫又有细胞免疫。2．初次免疫与二次免疫的区分(以体液免疫为例)初次免疫与二次免疫反应过程中抗体的浓度和患病程度状况如图所示。二者的主要区分：(1)浆细胞的来源不同初次免疫时，浆细胞是由B细胞分化形成的；二次免疫时，不仅B细胞能分化成浆细胞，记忆细胞还能更快地增殖分化出更多的浆细胞。(2)反应速度不同初次免疫时，从抗原侵入至B细胞接受刺激所花时间较长；二次免疫过程中，记忆细胞对抗原非常敏感，当相同抗原再次入侵时，记忆细胞干脆接受刺激并快速增殖、分化产生大量浆细胞，因此，二次免疫比初次免疫反应快。(3)反应强度不同二次免疫反应与初次免疫反应相比，具有反应更快、更剧烈、抗体产生的数量更多的特点。有些抗原诱发产生的记忆细胞能对这种抗原记忆终生(如天花、麻疹、伤寒等患者痊愈后可终生对相应抗原具有反抗力)。特殊提示：(1)二次免疫发生的过程中，初次免疫反应依旧发生。(2)二次免疫发生过程中，浆细胞的来源有两个：一是由B细胞增殖分化而来，二是由记忆B细胞增殖分化而来。典例4如图所示为在抗原注射前后的不同时间采血所测得的抗体水平(箭头指示为抗原注射时间)。下列叙述错误的是(B)A．a与d时间所注射的为不同种抗原，甲、乙两曲线代表的抗体由不同的浆细胞产生B．甲曲线表明每个抗体分子可以多次与同种抗原结合发挥作用C．甲、乙两曲线表明，不同种类的抗体在体内存留的时间可有较大的差异D．c时间段甲抗体水平突然上升，可能是受到了与a时间注射的抗原类似的抗原的刺激解析：若a、d时间所注射的抗原相同，则在d时间注射抗原后，抗体产生的速度较初次注射应当更快，抗体含量也应更多，故两次注射的应当是不同抗原，因此甲、乙两曲线代表的抗体应是由不同的浆细胞产生的，A正确。在多数状况下，抗体发挥作用后会被分解失活，故每个抗体分子不能多次与抗原结合发挥作用，B错误。由甲、乙两曲线可以看出，不同种类的抗体在体内存留的时间有较大的差异，C正确。c时间段甲抗体水平突然上升，可能是受到了与a时间注射的抗原类似的抗原的刺激，人体发生了二次免疫反应，D正确。解疑答惑问题探讨⇨P711．该同学的说法有肯定的道理，感冒的病程一般为一周左右。这是因为人体的免疫系统首先要识别外来入侵的细菌或病毒，然后要作出反应直至最终清除病原体，这些过程都须要肯定的时间。2．开放性问题，答案合理即可。提示：人体在各个系统的协调协作下具有肯定的维持稳态的实力，一般的感冒在大多数状况下会自愈，可通过多休息、多喝水等方式提高免疫力，或者服用治疗感冒的非处方药等方法进行治疗。但是，感冒的缘由有多种，并发症也多种多样，不能一概而论。对于流行性感冒，假如不刚好治疗，有可能会引发严峻的并发症。思索·探讨⇨P741．体液免疫是通过两个信号，即病原体与B细胞接触形成的第一信号及协助性T细胞传递的其次个信号，保证针对某种病原体的特异性的，细胞免疫依靠细胞毒性T细胞识别宿主细胞表面分子的特异性改变，保证针对某种病原体的特异性。2．提示：协助性T细胞在免疫调整过程中起着关键的调控作用。在体液免疫中，协助性T细胞能够传递信息，激活B细胞并保证浆细胞的特异性。同时，协助性T细胞释放的细胞因子能促进B细胞和细胞毒性T细胞的增殖、分化。通过协助性T细胞，体液免疫和细胞免疫协调协作，共同维持机体稳态。3．体液免疫和细胞免疫之间的联系主要体现在两个方面。(1)协助性T细胞的介导作用能够使两者亲密协作。(2)两者相互协作清除病原体：体液免疫产生抗体，能歼灭细胞外液中的病原体；而歼灭侵入细胞内的病原体，要靠细胞免疫将靶细胞裂解，使病原体失去藏身之所，此时体液免疫就又能发挥作用了。练习与应用⇨P75一、概念检测1．(1)×提示：T细胞既参加体液免疫又参加细胞免疫。(2)×提示：分泌特异性抗体的是浆细胞，而B细胞要活化后才能增殖、分化形成浆细胞。B细胞的活化须要两个信号的刺激。(3)×提示：流感病毒变异性较强，刚得了感冒痊愈的人可能再感染其他不同类型的流感病毒，还可能再患流感。2．C提示：体液免疫中浆细胞分泌抗体，细胞免疫中细胞毒性T细胞使病原体感染的靶细胞裂解死亡。3.二、拓展应用1．提示：(1)28天前已经注射过m抗原，因此，此次注射m抗原引起的免疫反应属于二次免疫，而对n抗原的免疫反应则属于初次免疫。二次免疫相对初次免疫而言，反应更加快速、高效，产生的抗体浓度差异也就更大。(2)如下图所示。2．提示：这一推理过程缺失的部分主要是特异性免疫及二次免疫的部分环节，推理的完整性是科学思维重要的表现形式。这一推理过程是：流感病毒进入机体后，引发特异性免疫反应，当流感病毒被歼灭之后，机体会形成免疫记忆。假如流感病毒没有发生大的变异，当这些流感病毒再次进入机体时，记忆细胞会快速增殖、分化，机体会通过更剧烈的特异性免疫反应在流感病毒造成流感症状之前将其清除，因此不会有大规模流感暴发。1．人体感染白喉杆菌后，将启动一系列免疫反应，其中属于特异性免疫的是(D)A．鼻腔黏膜分泌杀菌物质抑制白喉杆菌繁殖B．吞噬细胞通过溶酶体将吞入的白喉杆菌彻底消化分解C．口腔中的链球菌产生过氧化氢杀死白喉杆菌D．体液中的免疫球蛋白与白喉杆菌毒素反应，中和其毒性解析：鼻腔黏膜分泌杀菌物质抑制白喉杆菌繁殖，属于非特异性免疫的第一道防线(皮肤、黏膜)，没有特异性，A错误；吞噬细胞通过溶酶体将吞入的白喉杆菌彻底消化分解，但吞噬细胞(如巨噬细胞和树突状细胞)属于非特异性免疫的其次道防线(体液中的杀菌物质和吞噬细胞)，没有特异性，B错误；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，C错误；体液中的免疫球蛋白与白喉杆菌毒素反应，中和其毒性，属于特异性免疫中的体液免疫，D正确。2．结核分枝杆菌是结核病的病原菌，初次感染结核分