高中生物苏教版 (2019)选择性必修1 稳态与调节第一节 人体的免疫应答第2课时学案及答案
展开第2课时 特异性免疫应答
课标内容要求 | 核心素养对接 |
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。 | 生命观念——基于对免疫系统各组成成分之间相互作用、相互配合,共同完成免疫功能的理解,阐释生命的本质。 |
一、特异性免疫应答
1.概念:机体针对某种特定的病原体,由特异性免疫细胞参与的免疫应答。
2.参与细胞:主要是淋巴细胞。
3.抗原提呈细胞:吞噬细胞、被病毒感染的宿主细胞。
4.体液免疫
(1)概念:主要通过产生抗体实现免疫应答的方式称为体液免疫。
(2)过程:当病原体(如细菌)初次侵入人体时,一方面,病原体的抗原会与B细胞表面特定的受体相结合;另一方面,辅助T细胞经抗原提呈细胞(如吞噬细胞)提呈抗原等过程激活后,会分泌白介素作用于B细胞。上述过程促进了B细胞活化并增殖分化为浆细胞和记忆B细胞。其中,浆细胞的寿命比较短,可产生抗体以对抗相应的病原体;记忆B细胞寿命比较长,在相同病原体再次入侵时,它们能迅速活化、增殖和分化,形成大量的浆细胞,产生相应的抗体,及时清除病原体。
5.细胞免疫
(1)概念:主要通过T细胞实现免疫应答的方式称为细胞免疫。
(2)过程:当外界病原体(如病毒)初次侵入人体时,抗原提呈细胞(如吞噬细胞)向辅助T细胞提呈抗原,激活的辅助T细胞分泌白介素等作用于细胞毒性T细胞;同时,被病毒感染的宿主细胞(靶细胞)也能向细胞毒性T细胞提呈抗原。上述过程刺激细胞毒性T细胞增殖分化为激活的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。激活的细胞毒性T细胞寿命较短,可以与靶细胞结合,使靶细胞肿胀、溶解,以致死亡;记忆T细胞寿命比较长,在相同病原体再次侵入细胞时,能迅速活化、增殖和分化,形成大量激活的细胞毒性T细胞,及时攻击相应的被感染细胞。
6.免疫系统的功能:防御、监控、清除。
二、免疫制剂
1.免疫制剂是指依据免疫学原理,人工生产的具有免疫作用的生物制品,接种后可使机体获得相应的免疫力。
2.人工主动免疫是通过人工接种的方法向机体输入抗原性物质(如疫苗),刺激机体主动产生特异性免疫力,主要用于疾病的特异性预防。
3.通过给机体注射含特异性抗体的免疫血清或细胞因子等免疫制剂,使机体及时获得特异性免疫力的免疫方式称为人工被动免疫。
三、神经调节、体液调节和免疫调节的相互关系
免疫调节和神经调节、体液调节相互作用,相互协调。
判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.辅助T细胞合成并分泌细胞因子。 ( )
2.B细胞增殖分化形成记忆细胞,浆细胞进行分裂并分泌抗体。 ( )
3.细胞毒性T细胞受到抗原刺激后可直接转变为活化的细胞毒性T细胞。
( )
4.若H7N9禽流感病毒侵入人体,机体则需通过细胞免疫使靶细胞裂解,体液免疫将释放出来的抗原消灭。 ( )
5.信号分子与受体的结合具有特异性。 ( )
提示:1.√
2.× 浆细胞不再分裂。
3.× 细胞毒性T细胞受到刺激后先经过增殖,然后部分分化为活化的细胞毒性T细胞。
4.√ 5.√
体液免疫
1.过程
2.病原体再次入侵时的免疫反应
(1)记忆B细胞的特点:迅速增殖分化为浆细胞,产生大量抗体、寿命长、对相应抗原十分敏感。
(2)二次免疫反应:相同抗原再次入侵时,记忆细胞很快分裂产生新的浆细胞和记忆B细胞,浆细胞产生抗体消灭抗原。
(3)二次免疫特点:反应快、反应强烈,在抗原再次入侵时,能快速、高效地产生大量抗体,将抗原清除,如图所示。
(1)B细胞活化的条件
(2)通常情况下,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)多数情况下,抗体与病原体结合后会发生进一步变化,如形成沉淀等,进而被其他免疫细胞吞噬消化。
1.(2021·安徽宿州十三所重点中学期中改编)如图为人体体液免疫的部分过程示意图,有关叙述正确的是( )
A.图中E细胞具有识别抗原的功能,一个B细胞可增殖产生不同的抗体
B.M细胞被同种抗原再次刺激时可增殖分化形成E细胞
C.E细胞接触被病原体入侵的靶细胞,可导致靶细胞裂解
D.体液免疫不能对侵入人体的病毒发挥相应的作用
B [依据题图分析可知,E细胞为浆细胞,M细胞为记忆B细胞。浆细胞产生和分泌的抗体可以与病原体特异性结合,浆细胞没有识别抗原的功能;通常情况下,一个B细胞活化增殖后只产生一种特异性的抗体,A错误。M细胞为记忆B细胞,同种抗原再次刺激机体会发生二次免疫反应,M细胞会迅速增殖分化形成浆细胞和记忆B细胞,B正确。E细胞(浆细胞)不与被抗原入侵的靶细胞接触,也不导致靶细胞裂解,C错误。体液免疫可以对侵入人体的病毒发挥作用,D错误。]
2.如图表示某一健康人注射疫苗前后,不同时间采血所测得的抗体水平(箭头表示疫苗注射时间)。下列叙述错误的是( )
A.a与d时间所注射的疫苗不同
B.d时间是再次接种引发的二次免疫反应
C.产生甲、乙抗体的浆细胞不同
D.不同种类的抗体在体内存留的时间可能有较大的差异
B [图中a与d时间注射疫苗后,抗体量都从0开始增加,说明两次注射的疫苗不同,即d时间注射疫苗后引发的免疫为初次免疫反应,A正确、B错误;一种浆细胞只能产生一种特定的抗体,由于a与d时间注射的疫苗不同,故甲抗体和乙抗体为不同的抗体,则产生甲、乙抗体的浆细胞不同,C正确;据图可知,甲抗体在体内存留的时间长,乙抗体在体内存留的时间短,甲、乙两种抗体在体内存留的时间长短有较大的差异,D正确。]
细胞免疫与体液免疫的比较
1.细胞免疫——靠T细胞直接接触靶细胞来“作战”
病毒只有侵入细胞才能增殖,有些致病细菌如结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌等,也是寄生在细胞内。当病原体进入细胞内部,就要靠细胞免疫来起作用。
(1)细胞毒性T细胞的活化需要靶细胞、辅助T细胞等参与。
(2)细胞免疫过程中作用于细胞毒性T细胞的细胞因子,主要由辅助T细胞分泌,细胞毒性T细胞也可分泌细胞因子。
(3)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。
(4)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。靶细胞裂解死亡,释放抗原后,很多时候仍然需要体液免疫过程中的抗体进一步作用来清除抗原。
2.体液免疫与细胞免疫的比较
项目 | 体液免疫 | 细胞免疫 |
参与细胞 | B细胞、抗原提呈细胞、辅助T细胞、浆细胞、记忆B细胞 | 靶细胞、细胞毒性T细胞、抗原提呈细胞、辅助T细胞、记忆T细胞、巨噬细胞等 |
作用对象 | 侵入内环境的抗原 | 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 |
作用方式 | 浆细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合 | 细胞毒性T细胞与靶细胞密切接触 |
举例 | 外毒素 | 结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌 |
联系 | 二者各有其独特的作用,又相互配合。 ①对内环境中的抗原及其释放的外毒素:体液免疫发挥作用; ②对进入细胞内的抗原:细胞免疫先发挥作用,将抗原从靶细胞中释放出来,再由体液免疫将其彻底清除; ③若机体无胸腺或T细胞,则细胞免疫不存在,体液免疫也将大部分丧失。 |
3.与免疫有关的细胞的比较
名称 | 来源 | 功能 |
吞噬细胞 | 造血干细胞 | 吞噬异物,摄取和加工处理抗原,吞噬抗原—抗体复合物 |
B细胞 | 造血干细胞,在骨髓中成熟 | 识别抗原,摄取和加工处理抗原,分化为浆细胞和记忆B细胞 |
辅助T细胞 | 造血干细胞,在胸腺中成熟 | 识别抗原,分泌细胞因子 |
细胞毒性T细胞 | 造血干细胞,在胸腺中成熟;或记忆T细胞 | 识别被病原体感染的靶细胞;分化为记忆T细胞;与靶细胞结合使其裂解死亡,暴露病原体 |
浆细胞 | B细胞或记忆B细胞 | 产生和分泌抗体 |
记忆细胞 | B细胞或细胞毒性T细胞或记忆细胞 | 保持对抗原的记忆,当抗原再次入侵时,能迅速增殖分化为相应的效应细胞 |
有关免疫细胞的易错点
(1)细胞的分裂和分化情况:浆细胞不具有分裂、分化能力;B细胞、细胞毒性T细胞和记忆细胞都能进行分裂、分化。分裂、分化过程中细胞的遗传物质并未发生改变,细胞分化只是发生了基因的选择性表达。
(2)识别抗原问题:浆细胞没有识别功能;抗原提呈细胞能识别抗原,但没有特异性识别功能,其他淋巴细胞都有特异性识别功能。
(3)结构与功能问题:抗原识别过程与细胞膜上的糖蛋白(受体)有关,细胞毒性T细胞与靶细胞接触,体现了细胞膜的信息交流功能。靶细胞的裂解死亡属于细胞凋亡。
3.人体内细胞免疫的部分过程如图所示,其中甲、乙和丙表示相应的物质。下列叙述错误的是( )
A.图中巨噬细胞是由造血干细胞分化产生
B.巨噬细胞中溶酶体参与处理病原体,并将其降解为肽
C.乙为辅助T细胞识别抗原的受体分子,也就是相对应的抗体分子
D.丙物质中含有白细胞介素2,可促进细胞毒性T细胞的分裂
C [巨噬细胞来自造血干细胞,A项正确;巨噬细胞的溶酶体中含有许多水解酶,在处理病原体时,可将其降解为多肽,B项正确;辅助T细胞识别抗原的受体分子是糖蛋白,不是抗体,C项错误;白细胞介素2作为细胞因子,可促进细胞毒性T细胞的分裂,D项正确。]
4.如图为某免疫细胞X发挥免疫功能裂解靶细胞的示意图。下列叙述正确的是 ( )
A.每个X细胞表面只有针对一种抗原的受体
B.X细胞表面的受体也能识别游离在内环境中的抗原
C.X细胞起源于骨髓并在其中成熟
D.X细胞与靶细胞结合,引起靶细胞的裂解属于体液免疫
A [X是细胞毒性T细胞,其可特异性识别抗原,因此每个X细胞表面只有针对一种抗原的受体,A项正确;细胞毒性T细胞攻击的是靶细胞,其细胞膜上的受体不能识别游离在内环境中的抗原,B项错误;细胞毒性T细胞起源于骨髓,在胸腺中成熟,C项错误;细胞毒性T细胞与靶细胞结合,引起靶细胞的裂解属于细胞免疫,D项错误。]
“三看法”辨别体液免疫与细胞免疫
免疫学的应用
1.疫苗
(1)作用:预防病原体入侵引起的传染病。
(2)适用对象:具有潜在患病几率的健康人。
(3)疫苗种类:
①常规疫苗:灭活的或减毒的病原体。
②基因工程疫苗:将抗原特异性基因作为目的基因,通过基因工程获得的疫苗。
③DNA(核酸)疫苗:接种的核酸疫苗在人体内表达抗原特性物质,刺激机体产生特异性免疫反应。
2.人工主动免疫与人工被动免疫
比较项目 | 人工主动免疫 | 人工被动免疫 |
原理 | 抗原刺激机体主动产生免疫力 | 提高或降低免疫系统的功能 |
获得方式 | 抗原入侵获得;注射疫苗获得 | 用抗体、细胞因子等免疫活性物质进行免疫增强疗法 |
适用对象 | 健康人 | 患者或疑似患者 |
5.(2021·河北邢台高三一模)疫苗通常用灭活或减毒的病原体制成,接种后机体可产生相应的抗体,达到预防疾病的目的。下列叙述正确的是 ( )
A.接种疫苗可激发人体免疫反应来抵抗各种疾病
B.接种疫苗后,机体产生的抗体可一直起防卫作用
C.灭活或减毒的病原体保留了其抗原特性但不会致病
D.接种疫苗后同种病原体再次侵染时,浆细胞只来自记忆细胞的分化
C [接种的疫苗是特定的抗原,能引发机体产生特异性免疫反应,并不能激发人体抵抗各种疾病,A错误;接种疫苗后,机体浆细胞分泌的抗体可存在一段时间,记忆细胞存在的时间长至几年甚至终生,B错误;病原体灭活或减毒后仍有抗原特性,可引起机体的免疫反应,接种减毒的疫苗可能会有轻微的反应,但是不会导致机体患病,C正确;二次免疫时,浆细胞来自记忆细胞和B细胞的分化,D错误。]
6.下列关于流感疫苗和人体对流感的免疫的叙述,正确的是( )
A.人感染流感病毒后,通过注射流感疫苗来获得抗体
B.体液免疫通过抗体对流感病毒起防御作用
C.细胞毒性T细胞能使被病毒入侵的宿主细胞和病毒一起裂解死亡
D.抗体既能作用于细胞外的禽流感病毒,也能作用于侵入细胞内的禽流感病毒
B [人感染流感病毒后,应直接注射相应抗体进行治疗,在感染病毒之前,应注射抗原获得相应抗体,A错误;体液免疫通过抗体对流感病毒起防御作用,B正确;细胞毒性T细胞能使被病毒入侵的宿主细胞裂解死亡,但不能使其中的病毒裂解死亡,C错误;抗体分布在细胞外,因此只能作用于细胞外的禽流感病毒,不能作用于侵入细胞内的禽流感病毒,D错误。]
体液免疫和细胞免疫过程
借助体液免疫和细胞免疫过程的思维导图,分析不同种类T细胞的作用,认同体液免疫与细胞免疫,既各自有其独特作用,又可相互配合,共同发挥免疫效应,形成局部与整体观。
1.研究发现,辅助T细胞活性下降时,会引起机体生成抗体的能力下降。结合所学知识,讨论分析其原因。(科学思维)
(1)辅助T细胞的直接作用是什么?
提示:体液免疫中,辅助T细胞提呈抗原,作为刺激B细胞分裂、分化的第二个信号。
(2)辅助T细胞分泌的细胞因子有什么作用?
提示:促进B细胞分裂、分化。
2.T细胞在体液免疫和细胞免疫中均能发挥作用,试分析不同种类的T细胞的作用。(科学思维)
(1)体液免疫中发挥作用的T细胞是哪种?其作用是什么?
提示:辅助T细胞。辅助T细胞提呈抗原,并分泌细胞因子,促进B细胞分裂、分化。
(2)在细胞免疫中,细胞毒性T细胞的作用是什么?辅助T细胞分泌的细胞因子的作用是什么?
提示:细胞毒性T细胞的作用是识别、裂解靶细胞。细胞因子的作用是加速细胞毒性T细胞分裂并分化,形成新的细胞毒性T细胞和记忆细胞。
3.有人说侵入体液中的病原体只激发体液免疫,侵入细胞中的病原体只激发细胞免疫。这种观点正确吗?为什么?(科学思维)
提示:不正确。侵入细胞中的病原体同时激发体液免疫和细胞免疫。
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建 | 核 心 语 句 背 诵 |
1.辅助T细胞分泌细胞因子,既参与体液免疫,也参与细胞免疫。 2.细胞因子可以促进B细胞和细胞毒性T细胞的增殖分化。 3.体液免疫的“作战武器”是抗体;细胞免疫的“作战武器”是细胞毒性T细胞。 4.体液免疫与细胞免疫,既各自有其独特的作用,又可相互配合共同发挥免疫效应。 5.神经调节、体液调节和免疫调节的实现都离不开信号分子,而这些信号分子的作用方式,都是直接与受体接触。 |
1.寨卡病毒病是通过伊蚊传播的一种疾病。如图表示寨卡病毒进入人体后发生的免疫过程(Ⅰ~Ⅳ表示细胞或物质),下列相关叙述正确的是( )
A.Ⅰ为T细胞,受抗原刺激后增殖分化为Ⅱ和Ⅲ
B.该病毒能与Ⅱ发生特异性结合
C.Ⅲ为记忆B细胞,参与二次免疫
D.Ⅳ的化学本质是多糖
C [Ⅰ为B细胞,A错误;Ⅱ为浆细胞,该病毒不能与Ⅱ发生特异性结合,B错误;Ⅲ为记忆B细胞,再次遇到寨卡病毒时可迅速增殖分化为浆细胞,C正确;Ⅳ为抗体,其化学本质是蛋白质,D错误。]
2.(2021·河南郑州模拟改编)结核分枝杆菌是结核病的病原菌,初次感染结核分枝杆菌时,机体进行的免疫应答反应不包括( )
A.细胞毒性T细胞分裂、分化为新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞
B.记忆B细胞分化为浆细胞
C.浆细胞产生抗体
D.细胞毒性T细胞使靶细胞裂解死亡
B [在被病原体感染的靶细胞和细胞因子的作用下,细胞毒性T细胞分裂、分化为新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞,A不符合题意;初次感染结核分枝杆菌时,机体内产生记忆B细胞,在二次免疫应答反应中记忆B细胞才分化为浆细胞,B符合题意;初次感染结核分枝杆菌时,体液免疫中浆细胞产生抗体,C不符合题意;初次感染结核分枝杆菌时,细胞免疫中细胞毒性T细胞使靶细胞裂解死亡,D不符合题意。]
3.人体受到病毒感染后,不可能出现的现象是 ( )
A.抗病毒抗体可特异性地与血液中游离的病毒结合并直接使其降解
B.某些病毒可破坏其感染的免疫细胞从而造成免疫系统受损
C.病毒抗原和细胞因子可参与B细胞分裂、分化成浆细胞的过程
D.细胞毒性T细胞接触被病毒感染的细胞后,可引起被感染细胞的裂解
A [抗病毒抗体可特异性地与血液中游离的病毒结合形成沉淀,最终通过免疫细胞将其降解,A项符合题意;某些病毒如HIV,可破坏其感染的免疫细胞,从而造成免疫系统受损,B项不符合题意;病毒抗原和细胞因子可参与B细胞分裂、分化成浆细胞的过程,C项不符合题意;细胞毒性T细胞接触被病毒感染的细胞后,可引起被感染细胞的裂解,D项不符合题意。]
4.如图表示机体特异性免疫的部分过程,下列有关叙述错误的是( )
A.过程Ⅰ属于体液免疫,过程Ⅱ属于细胞免疫
B.吞噬细胞也参与图示免疫过程
C.细胞a只能为B细胞,细胞b只能为细胞毒性T细胞
D.细胞c为浆细胞,细胞d只能为细胞毒性T细胞
C [过程Ⅰ属于体液免疫,过程Ⅱ属于细胞免疫,A正确;吞噬细胞既参与体液免疫,也参与细胞免疫,B正确;细胞a为B细胞或记忆B细胞,细胞b为细胞毒性T细胞或记忆T细胞,C错误;细胞c产生抗体,为浆细胞,细胞d能与靶细胞结合,为细胞毒性T细胞,D正确。]
5.下图所示为某种免疫过程示意图,据图回答下列问题:
(1)b细胞为________,溶酶体分解抗原的过程在免疫学上属于____________免疫。
(2)d细胞为_______________,在机体中该细胞可由_____________________增殖分化而来。
(3)若用大剂量的X射线杀死c细胞,对机体免疫会造成什么影响?____________________________________。
(4)由该抗原刺激机体产生以上免疫过程的同时,还刺激机体产生其他特异性免疫,即________。
[解析] b细胞能吞噬入侵的抗原,是吞噬细胞。溶酶体中有多种水解酶,能水解多种抗原,属于非特异性免疫。d细胞能与靶细胞接触,使靶细胞裂解,因此是细胞毒性T细胞。c细胞是T细胞,在细胞免疫和体液免疫中有重要作用,T细胞死亡,细胞免疫丧失,体液免疫能力下降。在该抗原刺激机体产生图中所示细胞免疫过程时,抗原进入靶细胞之前也刺激机体产生体液免疫。
[答案] (1)吞噬细胞 非特异性
(2)细胞毒性T细胞 细胞毒性T细胞或记忆T细胞
(3)c细胞被大量杀死,细胞免疫丧失,体液免疫能力下降
(4)体液免疫
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