資源簡介

第 4 章 第 2 節 特異性免疫
一、教材分析：
本節課是人教版高中生物選擇性必修 1 第 4 章第 2 節《特異性免疫》第 1 課時。新課 程標準對本節內容的要求是“闡明特異性免疫是通過體液免疫和細胞免疫兩種方式，針對 特定病原體發生的免疫應答 ”。《教師教學用書》建議本節內容安排 2 課時。教材在內容編 寫上先簡要描述免疫系統對病原體的識別原理，再介紹體液免疫和細胞免疫的過程，闡明 體液免疫和細胞免疫的協調配合，最后闡述神經系統、內分泌系統與免疫系統通過信息分 子構成一個復雜調節網絡，對三個系統間關系作概述性小結。其中，描述免疫系統對病原 體的識別原理，教材僅有少量文字介紹，且不能與非特異性免疫中吞噬細胞識別病原體的 情況相區分，沒有闡明特異性免疫針對特定病原體發生的免疫應答機制。若要理解特異性 免疫的特異性，必須了解主要組織相容性抗原（MHC，人類的稱作 HLA），且本章第 4 節在 器官移植相關內容中，教材也試圖介紹人類組織相容性抗原 HLA 來解釋器官排斥現象。若 本節內容補充 MHC 分子的相關知識，有助于理解特異性免疫的特異性，也為后續教學奠定 基礎，這既是必要的，也是合理的。考慮到補充內容專業性較高，故第 1 課時僅完成“體 液免疫的過程 ”、“體液免疫具有特異性 ”、“二次免疫應答過程及特點”教學。
二、學情分析：
通過本章第 1 節內容的學習，學生已經了解免疫系統的組成和人體免疫的三道防線，
能說出 B、T 淋巴細胞、樹突狀細胞等細胞的種類及功能，也對抗體、細胞因子等免疫活性 物質有一定了解，這對學習體液免疫的過程奠定了基礎。但該過程較為復雜，教學中先呈 現體液免疫研究重要事件等相關資料，由學生小組討論形成繪制體液免疫過程圖，然后比 對教材過程圖，再師生討論小結該過程。此教學形式有助于提高學生參與度，在修正中加 深對體液免疫過程的認識。在“體液免疫的特異性”教學中，先讓學生提出疑惑，再由教 師引導下深入探討， 一定程度上可以激發學生的求知欲，有助于教學目標的達成。最后，
由記憶 B 細胞的特異性引出二次免疫應答過程及特點，并讓學生認識到特異性免疫是后天 建立的，這符合學生的認知規律。
三、教學目標：
1.通過視圖及文字資料分析，闡述體液免疫的過程。
2.通過思考與討論活動，闡明體液免疫具有特異性。
3.了解二次免疫應答的過程及特點。
四、教學重點、難點：
1.教學重點
（1）闡述體液免疫的過程；
（2）闡明體液免疫具有特異性。
2.教學難點
闡明體液免疫具有特異性。
五、開放性學習環境：
主要通過學生小組討論、師生探討的形式開展教學，黑板板書呈現題干知識，多媒體 投放討論所需的文字、圖片等資料。
六、教學過程：
學習任務 教師活動 學生活動 設計意圖
了解感冒癥 狀產生的原因， 說出非特異性免 疫的弊端。 問題探討：天氣突然降溫，某同學不停地打噴嚏， 初步判斷是感冒。身邊的好朋友都勸她趕快去醫 院，但她堅持不去，說：“反正我去不去醫院、吃 不吃藥都得一周左右才能好。 ” 這位同學說的有沒有道理，為什么？ 答：有一定道理。人體免疫系統可以識別并清 除流感病毒， 一般需要一周左右。但嚴重感冒時， 藥物可以減緩癥狀，提高免疫機能，有助于自愈。 為什么會出現感冒癥狀呢？這其實和我們的免 學生討論 回答。 導入新課。
疫系統有密切關系。接下來看一個視頻。 視頻：為什么會出現感冒癥狀。 問題 1：視頻中與流感病毒作戰的“部隊”是 人體第幾道防線？ 答：第二道防線。 問題 2：人體免疫第一、二道防線具有怎么的 特點？ 答：與生俱來；不針對某一類特定病原體，對大 多數病原體都能有效防御。 因此叫作非特異性免疫，其缺點是無法精準 “作戰 ”，往往“殺敵一千，自損八百。 ” 當流感病毒大量增殖，突破第一、二道防線， 第三道防線的“部隊”就會緊急動員起來，產生特 異性免疫，它能精準“作戰 ”。今天讓我們一起來學 習相關知識。 思考回 答。 回顧非特異 性免疫和特 異性免疫的 特點，導入 新課。
通過視圖分 析，闡述體液免 疫的過程。 初步建立體 液免疫中細胞間 的相互關系。 【板書】 第 2 節特異性免疫（第 1 課時） 為方便研究， 人們根據特異性免疫“作戰 ”方式， 將它分為體液免疫和細胞免疫兩類。 【板書】一、特異性免疫的類型 其中， 體液免疫是指主要靠激活 B 細胞后， 向體 液分泌抗體參與“作戰”的方式。 科學家是如何發現體液免疫的呢？首先， 來看一 則資料。 【資料 1】體液免疫的研究過程中的重要事件 （1）1948 年，法格雷烏斯證明抗體是受抗原 刺激后，由淋巴細胞轉化成的漿細胞產生的。（2） 1965 年，庫珀通過實驗證實淋巴細胞分為兩類，即 B 細胞和 T 細胞，且證明 B 細胞轉化成漿細胞（3） 1967 年，克拉曼和米切爾等科學家證實抗體的產生 需要 T 細胞和 B 細胞協同作用。（4）1970 年，米勒 證實輔助性 T 細胞雖不產生抗體，但能協助 B 細胞 產生抗體。（5）1973 年拉爾夫﹒斯坦曼首次發現樹 突狀細胞，后證明其具有激活輔助性 T 細胞的功能。 （6）20 世紀 70 年代烏納努埃等證明巨噬細胞也具 有樹突狀細胞類似的激活輔助 T 細胞的重要作用。 根據資料，完成學習任務單上的問題。 問題：哪些細胞參與了體液免疫？ 答：樹突狀細胞、巨噬細胞、 B 細胞（包括漿 細胞）、T 細胞。 學生活動 1：根據資料，繪制參與體液免疫的細胞 之間的相互關系。 通過科學家們的深入研究，現在我們清楚了體 液免疫的過程。接下來觀看一個視頻，了解流感病 毒突破第二道防線后，人體體液免疫的應答過程。 觀看資 料，小組 討論完成 學習任務 單問題。 繪制細胞 間相互關 系。 觀看視 頻。繪制 體液免疫 的過程。
繪制體液免 疫的過程圖，并 修正。 了解體液免 疫具體過程中的 細節信息。 嘗試獨立思 考，提出問題。 【資料 2】視頻：體液免疫的過程。 學生活動 2：根據視頻信息，在活動 1 繪圖的基礎 上補充完善，繪制體液免疫的過程。 請學生參看課本 P72 頁插圖，糾正繪圖中存在 的問題。 接下來，我們一起來了解體液免疫的過程。 【板書】二、體液免疫的過程 PPT 展示體液免疫的過程圖片。 通過師生互動交流，學習體液免疫的具體過 程。 這節課開始時我們討論過，相較于非特異性免 疫，特異性免疫的優勢是具有特異性，能精準地 “戰斗 ”。在學完體液免疫的過程后，大家對體液免 疫的特異性，還有什么疑問嗎？ 請學生小組交流，并自由地發表自己的觀點。 要理解體液免疫具有特異性，我們至少需要弄 清楚這三個問題。 1. 免疫細胞是如何區分“己方”和“敵方”？ 2. 免疫細胞又是如何準確識別“來敵是誰”？ 3. 漿細胞如何生產出“精準武器”？ 舉手回 答。 小組交 流，提出 問題。
通過思考與 討論，闡明體液 免疫具有特異 性。 了解 MHC 分 子相關知識。 理解 MHC 可 以作為表明身份 的標簽物質的原 因。 【板書】三、體液免疫的特異性 要理解免疫細胞是如何區分“敵我 ”，先要了解 組織細胞自身攜帶的一組膜蛋白抗原，稱作主要組 織相容性抗原，簡稱 MHC（人類的 MHC 叫作 HLA）。 （一）參與特異性免疫的 MHC 參與特異性免疫的MHC 包括兩類，即MHCⅠ和MHC Ⅱ。MHCⅠ是所有的有核細胞均表達的一類膜蛋白。 MHCⅡ主要在抗原呈遞細胞（APC）表達。 MHCⅠ結合加工后的抗原，形成 MHCⅠ抗原復合 物，呈遞到細胞膜表面，可以激活細胞毒性 T 細 胞； MHCⅡ結合加工后的抗原，形成 MHCⅡ抗原復合 物，呈遞到細胞膜表面，可以激活輔助性 T 細胞。 （二）免疫細胞是如何區分“己方”和“敵 方”的呢？ 【資料 3】一條人類 6 號染色體的 HLA 主要基因 位點和等位基因數（截至 2016 年 6 月）。 觀看信息 介紹 MHC 的 相關知識， 為解釋體液 免疫的特異 性鋪墊。 通過師生探 討，理解體 液免疫的特 異性的內 涵，有助于 學生理解免
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理解輔助性 T 細胞和 B 細胞 識別病原體種 類，并協調配合 產生特異性免疫 應答的機制。 思考： 1.僅考慮 HLA-A、B、C 基因位點 ，一個人最多 具有幾種 HLA I 類基因？能表達幾種 HLA I 類分 子？ 答： 6種； 6種。 2.HLA-A、B、C 的等位基因數如此多樣，沒有 血緣關系的兩個人的 HLA I 類分子相同的概率高嗎 為什么？ 答：由于等位基因數很多，排列組合的可能性 極為多樣。 小結：每個人的細胞表面都帶有一組與別人不 同的 HLA，是標明身份的標簽物質， T 細胞“熟悉” 自身 HLA 而不發生攻擊。 T 細胞是如何“熟悉”MHC 的呢？ 在 MHC 上有 T 細胞的識別和結合位點， T 細胞通 過其細胞膜上特異性受體識別。研究表明， T 細胞在 胸腺成熟過程中， 不能識別并結合的被淘汰， 稱作正 向淘汰；過度緊密結合的也被淘汰，稱作反向淘汰； 只有能識別并適度結合的 T 細胞被保留，這些就是 “熟悉”MHC 的 T 細胞。雖在 T 細胞成熟過程中被保 留的大約只有 2%，其受體理論上多達 1011 種，且每 個 T 細胞只有一種特異性受體,能緊密結合 MHC+特定 抗原復合物。該復合物是激活 T 細胞的第一個信號。 所以說， T 細胞借助 MHC 區分“己方 ”和“敵方 ”。 （三）淋巴細胞是如何從眾多抗原物質中，準 確識別“來敵是誰”呢？ 輔助性 T 細胞可以通過特異性受體，與抗原呈 遞細胞暴露在細胞膜表面的 MHCⅡ抗原復合物緊密 結合。這些加工的抗原是一些短肽，稱作抗原肽， 如圖所示。 圖中紅色小球表示抗原肽上氨基酸 R 基，有部 分嵌入 MHCⅡ與其緊密結合，另一部分則暴露在外 側，供 T 細胞受體識別。不同病原體加工后的抗原 肽是不同的，因此暴露在外側的 R 基具有特異性， 這是確認病原體“身份”的關鍵信息。在眾多類型 輔助性 T 細胞中，僅有能特異性識別這些信息的少 思考并回 答。 參與師生 互動，理 解淋巴細 胞識別病 原體種類 的機制。 疫系統區分 “己方”和 “敵方”的 機制。 闡述特異性 受體識別 MHCⅡ抗原 復合物機 理，有助于 理解免疫細 胞能特異性 識別特定病 原體。
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了解漿細胞 產生特異性抗體 的過程，進一步 理解體液免疫的 特異性。 歸納不同免 疫細胞識別病原 體的能力區別， 加深對特異性內 涵的理解。 數輔助性 T 細胞被激活。 B 細胞的細胞膜表面也有特異性識別抗原的受 體。 B 細胞成熟過程中也分化出許多類群，其受體 理論上多達 109 種，且每個 B 細胞只有一種特異性 受體。和 T 細胞不同的是，病原體表面的抗原能被 B 細胞受體直接識別，不需要加工，這是激活 B 細 胞的第一個信號。 之前談到， B 細胞的激活還需要第二個信號， 這 是為了防止過度免疫應答。 輔助性 T 細胞和 B 細胞如何相互確認身份， 彼此 針對的是同種病原體呢 前一節課我們學習過，B 細胞屬于抗原呈遞細 胞， 所以能吞噬、處理抗原， 并形成 MHCⅡ抗原復合 物呈遞在細胞膜表面。被同種病原體初始激活的輔助 性 T 細胞，其膜上的特異性受體能識別 B 細胞膜表面 的 MHCⅡ抗原復合物。因此，B 細胞和輔助性 T 細胞 協調配合的關鍵信息交流， 是 MHC Ⅱ+抗原復合物與 特異性受體識別和結合。 所以， B、T 淋巴細胞是借助特異性受體識別“來敵 是誰 ”，并實現彼此相互配合。 （四）漿細胞如何生產出“精準武器”？ B 細胞與輔助性 T 細胞相互激活，都開始分 裂、分化。輔助性 T 細胞分泌多種細胞因子，促進 B 細胞分裂、分化。 （1）分裂、分化過程中， B 細胞編碼抗體的基因不 斷隨機重排，產生不同抗體。 （2）產生抗體和抗原緊密結合的漿細胞被保留，否 則被淘汰。漿細胞逐漸喪失特異性受體， 分泌抗體的 特異性卻越來越強。 （3）分化還產生少數壽命很長的記憶 B 細胞，其膜 表面有特異性很強的受體。 小結：綜上所述，體液免疫的特異性是通過這 三個方面來實現的： 1.T 細胞借助 MHC 區分“己方”和“敵方 ”。 2.淋巴細胞借助特異性受體識別“來敵是誰 ”。 3.漿細胞通過基因重排和淘汰機制產生特異性抗 體。 思考：參與體液免疫的細胞，哪些能特異性地識 別抗原呢？哪些能非特異性識別？ 答： B 細胞、輔助性 T 細胞、記憶 B 細胞。而 樹突狀細胞、巨噬細胞屬于非特異性識別細胞，而 漿細胞在成熟后不再表達特異性受體，喪失識別抗 原的能力。 思考交 流。 思考并回 答。 介紹特異性 抗體的產生 過程，進一 步理解體液 免疫能針對 特定病原 體。
了解二次免 疫應答的特點， 比較與初次免疫 應答的區別。 尤其需要強調的是，在病原體消滅后，記憶 B 細胞可以存活幾年甚至幾十年。當同種病原體再次 侵入機體，可以直接激活相應的記憶 B 細胞發揮作 用。這個過程稱作二次免疫應答。 【板書】四、二次免疫應答
記憶 B 細胞受同種病原體激活，在記憶輔助性 T 細胞協助下，迅速分裂、分化形成大量漿細胞， 快速分泌出大量特異性抗體，能極快消滅入侵的病 原體。 思考：相較于初次免疫，二次免疫應答有什么 特點？ 答：應答更迅速、產生抗體更多。 小結：消滅再次入侵的病原體，主要依靠初次 免疫存留內環境中的特異性抗體和相應的記憶細 胞。而初次免疫產生的特異性抗體，也是在接觸病 原體后形成的。所以說，特異性免疫是機體與病原 體接觸后獲得的，是后天建立起來的。 病毒和部分致病菌能寄生在細胞內，如果有病 原體侵入細胞，抗體還能消滅這些病原體嗎？對于 這種情況，免疫系統該如何應對呢？下節課我們會 繼續學習。 思考并回 答。 介紹二次免 疫應答的過 程及特點。 理解特異性 免疫是后天 建立的。
七、板書設計
第 2 節 特異性免疫（第 1 課時）
一、特異性免疫的種類
1.體液免疫
2.細胞免疫
二、體液免疫的過程
三、體液免疫的特異性
四、二次免疫應答

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