免疫系统与免疫功能

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1、第三章 免疫系统与免疫功能教材分析：分子生物学（Molecular Biology）、免疫学（Immunology）、细胞生物学（Cell Biology）被称为推动现代生命科学前进的三架马车，其中免疫学在医学界和生命科学方面有着重要意义。对其机理的研究，有助于治疗和预防人类疾病，解决人类生活和工作中的疑难问题。通过本章教学，可以调动学生学习的内在动力，提高探索生物奥秘的兴趣，增加使命感。本章包括人体对抗病原体感染的非特异性防卫、特异性反应（免疫应答）、免疫系统的功能异常三节内容 ，讲述机体可以通过第一道防线和第二道防线来防御大多数病原体的侵入，当入侵者突破身体的前两道防线，第三道防线就发挥作

2、用，即免疫应答。教材着重分析了免疫应答的具体过程，首先是淋巴细胞识别入侵者，启动细胞免疫和体液免疫，使毒性减弱或消失。教材最后还举例说明了免疫系统过强或过弱都会引起机体的病变。总之，本章教材结合人们的日常生活，使学生不仅了解人体健康的有关知识，而且为学生在实际生活中运用有关知识打下了良好的基础，因此这部分内容是对学生进行生活习惯教育、道德观教育、STS教育的良好素材。 本章知识与基因工程的成果、单克隆抗体、发酵工程在医药工业上的应用，酶制剂的应用等内容有关。本章免疫的内容相对抽象，有分子水平的物质基础、有细胞水平的结构基础，还有个体水平上的调控和表现，因此在教与学两方面都有一定的难度。第一节

3、人体对抗病原体感染 的非特异性防卫教案一教学目标：1知识目标：（1）免疫的概念。（2）免疫的三道防线。（3）体表屏障的种类及防御原因。（4）体内非特异性反应的种类及防御过程。2能力方面：（1）通过各种病例，启发学生提出问题，培养学生观察、分析、推理、概括及表达能力。（2）通过学生主动参与感知、抽象、整合、内化的学习过程，培养学生思维能力和理论联系实际的能力。（3）运用学导式教学模式的应用，培养学生的阅读能力、自学能力、理解能力。3情感态度和价值观方面： （1）通过自学、小组讨论等方式，培养学生一定的协作精神、团队精神，使思维的新颖性、广阔性与独特性得到一定的提升，提高学生的科学素质。（2）通过

4、对各种病例的引入，培养学生理论联系实际、学以致用的学习意识，及增强学生STS意识。二教学重点、难点：1 重点：体表屏障和体内的非特异性反应过程。2难点：第二道防线的防御过程。 这两道防线与学生生理现象、生活实际紧密结合，故教师提供了四个病例、一个实验、一幅图、五个问题，教学过程中尽量鼓励学生借助自身的知识内存，挖掘丰富的教学信息，开拓学生的思维，以延伸对知识的理解和应用。为了更好地说明重点问题，本案在体表屏障中解释了物理屏障、化学屏障、微生物屏障。 第二道防线的防御过程是本节课的重点也是难点，特别是中性粒细胞、单核细胞的吞噬作用，学生从未接触过这两种细胞，故在讲解防御过程前，应先补充有关白细胞

5、的知识，以便学生对知识了解的连贯性。同时又增加了“中性粒细胞的吞噬杀菌过程”的图解，以加强直观性，降低难度，提高教学难度。三学情分析：1免疫的概念、免疫系统的功能在初中科学中已学过，因此通过观看视频片段，大多数学生能回忆并总结出来。2非特异性防卫在生活中广为接触，报刊杂志等媒体也经常介绍，故学生已积累了一定的知识基础。3白细胞的防御作用，虽然学生已学过，但中性粒细胞、单核细胞等吞噬细胞的吞噬作用学生还是不熟悉。四教学设计：1设计思路：本节课是免疫的第一节课，因此，教师先介绍免疫学在科技前沿中的地位，激发学生学习热情，引导学生关注科学的发展史，并从社会的热点问题禽流感出发，诱发探究的欲望，培养分

6、析问题和理论联系实际的意识。“人体对抗病原体感染的非特异性防卫的过程”这部分内容与人体健康密切关系，与学生的生活实际紧密相关。因此，本节课的课堂教学设计突出以人为本的思想，突出健康生活的主题，借助于人类的生理现象，充分利用学生原有的知识和生活经历，经过教师的精心设疑，引导学生分析有关的免疫问题，使学生从宏观到微观逐步深入地去探究生命活动的本质和规律。通过本节课的教学，可充分发挥学生的能动作用，让学生主动参与感知、抽象、整合、内化的学习过程，促进学生智力的发展、能力的提高。为了更好地了解前两道防线，本节课对体表屏障的种类、白细胞的种类、中性粒细胞的吞噬杀菌过程进行补充，以扩大学生的视野，增强学生

7、以生物学知识解决实际问题的能力。第二道防线中吞噬细胞的吞噬过程，是本节课的难点，特别是中性粒细胞、单核细胞，学生可能从未接触过，故在讲解防御过程前，应先补充小资料中有关白细胞的知识，以便学生对知识了解连贯性。2、教学过程：教学流程教师活动学生活动教学意图【引言】1免疫学的发展：2免疫的概念：3免疫系统的功能：4免疫的三道防线：推动现代生命科学前进的三架马车：分子生物学（Molecular Biology）； 免疫学（Immunology）； 细胞生物学（Cell Biology）1。免疫学的发展：【观看】：免疫学的发展片段（以下是片段介绍内容）早在1000多年前，人们就发现了免疫现象，免于疫患

8、、免除瘟疫免疫。并由此发展起来对传染病的免疫预防。中国人首先发明了用人痘痂皮接种以预防天花，并且在十五世纪中后期的明朝隆庆年间有较大改进，并得到广泛的应用。后来，这一伟大发明传播到日本朝鲜、俄国、土耳其和英国等许多国家。后英国医生琴纳据此研究出用牛痘菌预防天花的方法，为免疫学对传染病的预防开辟了广阔的前景。20世纪中期，随着组织器官移植的开展，认识到过去把免疫过程局限于抗传染免疫的片面性，也认识到免疫应答是既可防御传染和保护机体、又可造成免疫损害和引起疾病的一个生物学过程。也就是说，免疫是生物体对一切非己分子进行识别与排除的过程，是维持机体相对稳定的一种生理反应，是机体自我识别的一种普遍生物学

9、现象。【要求】：根据介绍总结免疫的概念和功能。2 免疫的概念：免疫是身体对抗病原体引起的疾病的能力。3免疫系统的功能：功能生理性病理性免疫防御（Defence）防御病原微生物侵害变态反应/免疫缺陷症免疫自稳（Homeostasis）清除损伤或衰老细胞自身免疫病免疫监视（Surveilance）清除复制错误/突变细胞细胞癌变、持续感染【过渡】：人体生活在充满着各种病原体的环境中，那么机体是如何防御的呢？请观察画面。4免疫的三道防线：【播放】：2005年11月8日,世卫提醒全球为人类禽流感大流行作好准备的视频播报，最后把画面定在禽流感传播图解。（视频和图解可参照新浪网）【解释】：禽流感病毒的传播途

10、径是：通过飞沫及接触呼吸道分泌物。如果直接接触带有相当数量病毒的物品，如家禽的粪便、羽毛、呼吸道分泌物、血液等，也可经过眼结膜和破损皮肤引起感染。【置疑】：根据禽流感传播图解分析人体有几道防线来阻止流感病毒的侵袭？观察免疫学发展片段（参照免疫信息网)、并了解发展过程。根据画面总结。观察分析、讨论，得出结论：体表屏障；体内的非特异性保护；特异性免疫反应。激发学生学习热情，引导学生关注科学的发展史，并进行爱国主义教育。培养学生收集信息、分析、判断、概括和总结能力承上启下，引出新问题。与社会热点问题相结合，诱发探究的欲望，培养分析问题和理论联系实际的意识。一人体对抗病原体的第一道防线是体表屏障1物理

11、屏障2化学屏障3微生物屏障：【小结】一人体对抗病原体的第一道防线是体表屏障1皮肤黏膜的屏障作用：物理屏障【观看】：病例：小张同学在篮球比赛时脚上不慎破损了一大块皮肤，校医马上进行杀菌处理，包扎好伤口，并向小张交代了几天内的注意事项。【讨论】：校医采用如此措施的原因？【小结】：象这样由于皮肤和黏膜上皮细胞及其附属成分构成的屏障成为体表物理屏障。皮肤还有其他防御方法，请观看大屏幕。化学屏障【观看】：实验：把一种有毒的链球菌涂在健康人的皮肤上，120 min以后再检查，发现90%以上的链球菌都被消灭了。【思考】：这说明什么？为什么皮肤会有这种现象呢?【小结】：皮肤和黏膜分泌物中的杀、抑菌物质构成体表

12、化学屏障：如脂肪酸、乳酸、胃酸、溶菌酶等。微生物屏障除了上述两种屏障外，皮肤和某些腔道黏膜表面的正常菌群也可以构成体表微生物屏障。寄居在皮肤和黏膜表面的正常菌群，一般情况下对人体无害，而且对某些病菌有抑制作用。例如，口腔中的唾液链球菌产生的过氧化氢，能够抑制白喉杆菌和脑膜炎双球菌；肠道内大肠杆菌的酸性产物，能够抑制痢疾杆菌等。【小结】：体表将人体保护起来，使人体对外界形成了一个密闭的系统，当有害物质将要侵入人体时，首先是体表将外界致病因素阻挡在体外。所以体表屏障是人体抗感染的第一道防线。学生讨论，归纳：平时，人体表面依附大量细菌、病毒等病原微生物，但人体不会被感染，其原因是因为皮肤的表面有一层

13、死细胞，病原体不能在这种环境中生存，故构成了一层屏障。小张同学因失去了皮肤的屏障作用。故细菌容易入侵而发生感染。学生讨论，归纳说明皮肤有很强的杀菌作用。因为皮肤的汗腺能够分泌乳酸，使汗液和皮肤表面呈酸性，不利于大多数病菌的生长；皮脂腺分泌的脂肪酸，也有一定的杀菌作用。另外，黏膜分泌的多种物质，如溶菌酶、胃酸和蛋白水解酶等，也有明显的杀菌作用。学会利用所学知识解释周围的生理现象，培养学以致用的学习意识。激发学生的智力参与，体现了生物学科的实验性。 【过渡】【过渡】：如果病原体突破体表屏障，某些白细胞和血浆蛋白便会产生反应，以对付任何侵犯人体的病原体。因不是针对某些特定的病原体，故称为非特异性反应

14、。精心设疑承上启下二体内的非特异性反应是人体对抗病原体的第二道防线1白细胞的种类：2中性粒细胞的吞噬过程3实例分析：二体内的非特异性反应是人体对抗病原体的第二道防线【观看】：病例：赵女士右眼常溢泪，眼睑红肿，医生说她患了慢性泪囊炎，是因鼻泪管阻塞，细菌感染所致。【思考】：为何鼻泪管阻塞会引起细菌感染？【小结、过渡】：人的正常体液包括唾液、泪液、汗液等，富含一种物质名为溶菌酶，这些物质具有抑菌、杀菌以及协助加强吞噬等作用。血液中的中性粒白细胞也含此物质，且白细胞内还含有吞噬作用的细胞，所以白细胞具有防御功能。白细胞细胞质有无颗粒颗粒细胞无颗粒细胞中性粒细胞嗜酸性粒细胞嗜碱性粒细胞淋巴细胞单核细胞

15、12其中中性粒细胞具有活跃的变形运动和吞噬功能。如图。【观看】：小张同学在皮肤破损后的第二天会出现了疼痛、发红、肿胀、发热的现象，过几天伤口又会出现了脓液？【要求】：根据图结合书本知识说明出现该现象的原因。【说明】：各脏器中也有许多吞噬细胞，这些细胞可以防止、抵抗致病微生物对机体侵袭。【观看】：小张同学在出现上述症状的同时，在同侧的大腿根也起了一个枣大小的肿块，有些痛。【讨论】：根据同学们的生活常识，能否解释该现象？【解释】：当病原体侵入机体后，中性粒细胞由毛细血管游出，向病原体侵入的部位聚集，进而将大部分病原体就地吞噬消化。未被吞噬的病原体经淋巴管到达附近的淋巴结，可被淋巴结内的巨噬细胞吞噬

16、消化。整个淋巴循环可以对入侵的致病微生物起到过滤、清除和吞噬的作用。观察、分析：正常泪道粘膜有很强抵抗力，泪液有抑菌作用，鼻泪管堵塞后，泪液不能通畅的冲洗眼球，细菌潴留而导致眼睛感染。观察、思考、推理观察、阅读、思考、回答：疼痛：毛细血管和细胞破坏后，人体释放一种多肽类的物质，引发神经冲动，使人产生痛觉。发红：受损部位微动脉和毛细血管舒张、扩大，引起皮肤发红。肿胀：毛细血管的通透性升高，蛋白质和液体逸出，形成局部肿胀。发热：由于局部体温升高。它可增强白细胞吞噬侵入病原微生物的作用。脓液：中性粒细胞和吞噬细胞发挥吞噬作用时，一些白细胞死亡，这些白细胞和一些坏死组织、坏死细胞、死细菌和活的白细胞结

17、合在一起形成脓液。观察、分析：人体的某部分出现感染时，其周围的淋巴结就会参与作战，以阻挡病原微生物的入侵。淋巴结肿大的原因是淋巴细胞正在抵抗脚上感染的细菌，以防止炎症蔓延到全身。培养思维的广阔性，提高分析问题的能力。扩大知识面，便于对重点是突破。加强直观性，降低难度，提高教学效率，培养学生的阅读能力、自学能力、理解能力。充分发挥学生的能动作用，让学生主动参与感知、抽象、整合、内化的学习过程，促进学生智力的发展，能力的提高。借助自身的知识内存，挖掘丰富的教学信息，开拓学生的思维，以延伸对知识的理解和应用。【小结】人体的非特异性防卫【小结】：以上两道防线是人体抵抗外界病原体入侵的重要防线，是对多种

18、致病因素都有防御作用，而并非只对一种致病因素，所以称之为人体对抗病原体感染的非特异性防卫。 如果入侵者突破了身体的第一、第二道防线，第三道防线就会发挥作用，即针对特异性病原体发生的特异性反应。这就是下一节课我们来学习的内容，有兴趣的同学课后可以预习。概括性总结知识要点。为下节课作好铺垫【作业】见本案练习五练习：1免疫是机体的一种重要的保护性功能，下列不属于免疫过程的是： （ D ）A花粉引起体内毛细血管扩张 B移植器官被排斥 C抗SARS病毒的抗体清除SARS病毒 D青霉素消灭肺炎双球菌2下列各项不属于免疫功能的是 （ D ）A 维持内环境的平衡稳定，清除衰老或受损伤的细胞 B 识别并杀伤体内

19、的突变细胞，进行棉衣监视 C抵抗病原体侵袭，防御感染 D铜、铅等金属化合物在肝脏内转化为无毒物质，随胆汁进入人体肠道并排出。3下列属于人体第一道防线的是： （ C ）胃液对病菌的杀灭作用 唾液中溶菌酶对病原体的分解作用 吞噬细胞的内吞作用 呼吸道纤毛对病菌的外排作用 皮肤的阻挡作用 效应T细胞与靶细胞接触 抗毒素与细胞外毒素结合A B C D4人体皮肤大面积烧伤后容易发生感染，这是由于 （ D ）A体液大量损失 B特异性免疫能力减弱 C营养物质不能及时补充 D非特异性免疫能力减弱六相关链接： 1非特异性免疫：非特异性免疫一般包括以下几个方面。（1）屏障作用 屏障作用可以分为皮肤和黏膜的屏障，血

20、脑屏障和胎盘屏障。 皮肤和黏膜的屏障和防御作用 人体表面覆盖着完整的皮肤，人体与外界相通的腔道(如消化道、呼吸道和泌尿道)表面也有完整的黏膜。健康和完整的皮肤和黏膜，鼻孔中的鼻毛，呼吸道表面的黏液和纤毛，都有阻挡和排除病原体的作用。这是因为皮肤的汗腺能够分泌乳酸，使汗液和皮肤表面呈酸性，不利于大多数病菌的生长；皮脂腺分泌的脂肪酸，也有一定的杀菌作用。另外，黏膜分泌的多种物质，如溶菌酶、胃酸和蛋白水解酶等，也有明显的杀菌作用。 血脑屏障 血脑屏障主要是由软脑膜、脑毛细血管壁和包在血管壁外的星状胶质细胞形成的胶质膜所构成的。这些组织结构致密，能够阻挡病原体及其毒性产物从血流进入脑组织和脑脊液，从而

21、起到保护中枢神经系统的作用。婴幼儿的血脑屏障因为尚未发育完善，所以比较容易发生脑膜炎、流行性乙型脑炎。 胎盘屏障 胎盘屏障是由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿的绒毛膜共同构成的。该屏障不妨碍母体与胎儿之间的物质交换，但却能阻止母体内可能存在的病菌的通过，从而保护胎儿免受感染。胎盘屏障的作用与妊娠期有关，在妊娠的头三个月内，胎盘结构尚未发育完全，如果孕妇在此期间感染某些病毒(如风疹病毒、肝炎病毒)，病毒由母体通过胎盘进入胎儿体内，可导致胎儿畸形、流产或死胎等。（2）吞噬作用 人体内有许多具有吞噬能力的细胞，统称为吞噬细胞。吞噬细胞主要有在血液中游走的中性粒细胞，和主要分布在淋巴结、脾、肝、骨、肺等脏器

22、中的巨噬细胞。吞噬细胞吞噬、杀菌的过程可以分成三个阶段：第一个阶段是吞噬细胞向侵入的病原体移动；第二个阶段是吞噬细胞将病原体吞入细胞内，形成吞噬体；第三个阶段是胞浆中的溶酶体与吞噬体融合成为吞噬溶酶体，溶酶体中的多种水解酶将病原体消化，最后将消化后的残体排出细胞。（3）正常体液的抗菌作用 正常人的体液中，含有一些特殊物质，如溶菌酶、补体等，这些物质具有抑菌、杀菌以及协助加强吞噬等作用。2、白细胞白细胞为无色有核的球形细胞，体积比红细胞大，能作变形运动，具有防御和免疫功能。成人白细胞的正常值为400010000个。男女无明显差别。婴幼儿稍高于成人。血液中白细胞的数值可受各种生理因素的影响，如劳动

23、、运动、饮食及妇女月经期，均略有增多。在疾病状态下，白细胞总数及各种白细胞的百分比值皆可发生改变。 光镜下，根据白细胞胞质有无特殊颗粒，可将其分为有粒白细胞和无粒白细胞两类。有粒白细胞又根据颗粒的嗜色性，分为中性粒细胞、嗜酸性粒细胞用嗜碱性粒细胞。无粒白细胞有单核细胞和淋巴细胞两种。1中性粒细胞 中性粒细胞占白细胞总数的5070，是白细胞中数量最多的一种。细胞呈球形，直径1012m，核染色质呈团块状。核的形态多样，一般说核分叶越多，表明细胞越近衰老，但这不是绝对的，在有些疾病情况下，新生的中性粒细胞也可出现细胞核为5叶或更多叶的。中性粒细胞具有活跃的变形运动和吞噬功能。当机体某一部位受到细菌侵

24、犯时，中性粒细胞对细菌产物及受感染组织释放的某些化学物质具有趋化性，能以变形运动穿出毛细血管，聚集到细菌侵犯部位，大量吞噬细菌，形成吞噬小体。吞噬小体先后与特殊颗粒及溶酶体融合，细菌即被各种水解酶、氧化酶、溶菌酶及其它具有杀菌作用的蛋白质、多肽等成分杀死并分解消化。由此可见，中性粒细胞在体内起着重要的防御作用。中性粒细胞吞噬细胞后，自身也常坏死，成为脓细胞。中性粒细胞在血液中停留约67小时，在组织中存活约13天。 2嗜酸性粒细胞 嗜酸性粒细胞占白细胞总数的0.53。细胞呈球形，直径1015m，胞质内充满粗大（直径0.51.0m）、均匀、略带折光性的嗜酸性颗粒，颗粒含有酸性磷酸酶、芳基硫酸酯酶、

25、过氧化物酶和组胺酶等，因此它也是一种溶酶体。 嗜酸性粒细胞也能作变形运动，并具有趋化性。它能吞噬抗原抗体复合物，释放组胺酶灭活组胺，从而减弱过敏反应。嗜酸性粒细胞还能借助抗体与某些寄生虫表面结合，释放颗粒内物质，杀灭寄生虫。故而嗜酸性粒细胞具有抗过敏和抗寄生虫作用。在过敏性疾病或寄生虫病时，血液中嗜酸性粒细胞增多。它在血液中一般仅停留数小时，在组织中可存活812天。 3嗜碱性粒细胞 嗜碱性粒细胞数量最少，占白细胞总数的015。细胞呈球形，直径1012m。胞质内含有嗜碱性颗粒，颗粒内含有肝素和组胺，可被快速释放。肝素具有抗凝血作用，组胺参与过敏反应。嗜碱性粒细胞在组织中可存活1215天。 4单核

26、细胞 单核细胞占白细胞总数的38。它是白细胞中体积最大的细胞。直径1420m，呈圆形或椭圆形。颗粒内含有过氧化物酶、酸性磷酸酶、非特异性酯酶和溶菌酶，这些酶不仅与单核细胞的功能有关，而且可作为与淋巴细胞的鉴别点，颗粒具溶酶体样结构。 单核细胞具有活跃的变形运动、明显的趋化性和一定的吞噬功能。单核细胞是巨噬细胞的前身，它在血流中停留15天后，穿出血管进入组织和体腔，分化为巨噬细胞。单核细胞和巨噬细胞都能消灭侵入机体的细菌，吞噬异物颗粒，消除体内衰老损伤的细胞，并参与免疫。 5淋巴细胞 淋巴细胞占白细胞总数的2030，圆形或椭圆形，大小不等。淋巴细胞并非单一群体，根据它们的发生部位、表面特征、寿命长短和免疫功能的不同，至少可分为T细胞、B细胞、杀伤（K）细胞和自然杀伤（NK）细胞等四类。 血液中的T细胞约占淋巴细胞总数的75，它参与细胞免疫，如排斥异移体移植物、抗肿瘤等，并具有免疫调节功能。B细胞约占血中淋巴细胞总数的1015。B细胞受抗原刺激后增殖分化为浆细胞，产生抗体，参与体液免疫。 （常山一中： 祝伟红）