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高一生物集体备课《第4节 免疫调节》

[日期:2011-07-12]   来源:生物百花园  作者:生物百花园   阅读:653[字体: ]

一、教学目标

1.概述免疫系统的组成。

2.概述免疫系统在维持稳态中的作用。

3.关注艾滋病的流行和预防。

4.关注器官移植所面临的问题,进一步探讨科学、技术与社会的关系。

二、教学重点和难点

1.教学重点

免疫系统的防卫功能。

2.教学难点

体液免疫和细胞免疫的过程。

三、教学策略

本节内容多而复杂,学生学习会感到比较困难。教学时可以艾滋病问题为切入口,围绕艾滋病问题的讨论而逐步展开。关于艾滋病的知识,学生通过初中生物课的学习已有所了解,近年来媒体的宣传,也使得艾滋病的知识得到了一定程度的普及,学生应该会对艾滋病的问题的讨论比较感兴趣。课前教师可布置学生收集有关艾滋病及其防治方面的资料,课上进行交流和讨论。可着重围绕以下几个方面。

(1)艾滋病的发现、艾滋病病毒、艾滋病的主要病症及其危害。

(2)目前全球及我国艾滋病的发展现状以及采取的预防措施。

(3)艾滋病传播有哪些途径?

(4)我们应如何对待艾滋病病人?面对艾滋病,我们能够做些什么?

(5)你知道世界艾滋病日吗?历年的主题是什么?开展世界艾滋病运动有什么意义?

通过以上交流和讨论,使学生能对艾滋病知识有更多的了解,认识到艾滋病发展的严峻形势,以及每一个人的责任和义务;认识到艾滋病患者是HIV的受害者,需要得到我们的关爱。

接着教师可引导学生深入讨论:艾滋病的病因是什么?艾滋病的死因是什么?为什么艾滋病病人最后往往是患不同的疾病而死亡?为什么艾滋病又叫获得性免疫缺陷综合症?通过这些问题的讨论揭示艾滋病与人体免疫系统的关系,引入对免疫系统功能的学习。

让学生联系初中所学的知识,分析讨论人体需要通过哪些途径来抵御病原体的攻击。教师可指出,我们的身体无时无刻不处在病原体的包围之中,我们吃的食物中含有病原体,吸入的气体中含有病原体,周围的空气中含有大量的病原体,但在一般情况下我们并不得病,这是为什么?人被HIV感染后,也并不立即得病,一般有几年时间的潜伏期,这是什么原因?要求学生分析出人体防御病原体的途径以及这些途径的特点,最后对人体的三道防线作归纳。

在三道防线中,第一、二道防线是比较好理解的,第三道防线是如何起作用的呢?由于学生在初中已学习过抗体,所以可从体液免疫开始讨论。抗体是怎么产生的?又是如何发挥作用的?教师提出问题后让学生阅读课文相关的内容,然后让学生进行分析。如果觉得学生自己进行阅读和分析有困难,教师也可以带着学生一起进行分析。要让学生分析清楚吞噬细胞、T细胞、B细胞、浆细胞、记忆细胞与抗体形成的关系,最后教师可与学生一起归纳体液免疫的过程。

通过体液免疫机体只能消灭体液中的病原体,如果病原体侵入了细胞,抗体就无能为力了,消灭这些病原体通过什么途径呢?可用类似的方法进行细胞免疫的教学,最后进行归纳。

在分析清楚体液免疫和细胞免疫的基础上,可以让学生归纳两者的区别与联系。从分析比较中引导学生思考,在免疫过程需要哪些成分参与呢?引入免疫系统的组成。由于已清楚了体液免疫和细胞免疫的过程,与免疫有关的成分大多已涉及,此时只需引导学生从器官水平、细胞水平和分子水平对免疫系统的组成进行归类就可以了。

前面讨论的主要是免疫系统的防卫功能,人体通过这种防卫功能,使机体能有效地防御病原体,那么免疫系统的防卫功能是不是越强越好呢?由此引导学生分析,教师也可通过列举一些过敏反应及自身免疫疾病的实例进行分析,帮助学生进一步理解,从而使学生明白,正常的免疫功能是维持内环境稳态所必需的,免疫功能过强或过弱,都可能引起机体功能的紊乱。免疫系统只有防御功能吗?可从艾滋病的死因引出免疫系统的监控和清除功能。

关于免疫学的应用,教材主要介绍了三个方面,其中疫苗的应用学生比较熟悉,可让学生作简要的回顾,然后列举一些实例作简要的分析;利用免疫原理进行疾病的检测学生比较陌生,需要教师通过具体的实例加以分析和说明;免疫学在器官移植中的应用是这部分的重点。教师应充分利用教材所提供的资料,引导学生讨论。通过讨论,应使学生认识到,一方面解决器官的排异问题、克服免疫抑制药物对人体免疫力的影响,以及通过器官克隆等方法解决供体器官来源问题,都离不开科学技术的发展;另一方面,解决目前供体器官严重不足的问题需要人们科学地认识器官移植,更需要唤醒人们心灵深处的爱心。最后,可要求学生收集关于艾滋病或器官移植方面的资料,在校内或社区举办一次相关的宣传活动。

四、答案和提示

(一)问题探讨

1.神经系统感觉到病原体的存在一般是在有了病理反应之后,在病菌或病毒刚进入人体的时候,靠反射并不能对其作出反应。

2.不能。

3.会。

(二)资料分析1

1.由图中曲线可以看出,T细胞的多少与HIV浓度之间成反比例关系。

2.HIV浓度上升,会破坏更多的T细胞,使T细胞数目下降,从而导致人体免疫能力丧失,不能抵抗疾病的侵袭,进而使人死亡。由此可以看出,T细胞在人体内能够攻击侵入的病原体。

3.约9年。

(三)旁栏思考题

不能预防所有的传染病,因为疫苗只对特定的病原体起作用,有些传染病的病原体会发生变异,有些传染病的机理目前还没有完全研究清楚,或者是还没有研制出针对这些疾病的疫苗。

(四)资料分析2

1.移植的器官对于被移植者来说是异物,免疫系统具有排异反应,但是,当时没有针对这一问题采取任何措施。

2.必须控制适当的剂量,恰到好处才有望使移植的器官能够较长时间发挥作用。

3.不能。例如,解决供体器官短缺的问题,需要有更多的人自愿捐献器官。

(五)练习

基础题

1.(1)×;(2);(3)×。

2. D。

3.因为艾滋病病毒直接杀死的是在免疫系统中起重要作用的T淋巴细胞,当T淋巴细胞被杀死之后,免疫系统就处于瘫痪状态,因而不能抵御艾滋病病毒。

4.提示:牛痘疫苗中含有少量经过人工处理的减毒天花病毒。接种牛痘后,婴儿体内经过一定阶段,B细胞开始分化,小部分形成记忆B细胞,该细胞具有记忆和分化、产生抗体的功能。所以,当再遇到天花病毒侵染时,便能杀灭之。

拓展题

提示:建立骨髓库或造血干细胞捐献者资料库的意义。

造血干细胞移植是现在很多疾病,尤其是白血病的惟一的有效治疗手段。我国每年约有400多万患者等待着造血干细胞移植。全国每年新增白血病患者4万人,而且主要发病年龄在35岁以下,其中50%以上是儿童。我国现在20岁左右的青年、少年及儿童中独生子女多,这就意味着很难在有亲缘关系的兄弟姐妹中找到造血干细胞供者,而在非血缘关系者中具有相同HLA(人类白细胞抗原)配型、能够实施骨髓移植的概率只有1/10 000~1/5 000,甚至更小(如果供者与受者的HLA不同,便会发生严重的排斥反应,甚至危及患者的生命)。因此,只有尽快使中国造血干细胞捐献者资料库扩充到10万份以上,才可以初步适应临床的需要。成立志愿捐献者资料库就成为挽救患者的惟一途径。

(六)科学、技术、社会

2.以下行为有可能传染艾滋病,因为这些行为中都可能接触到含有HIV的体液:

(2)静脉吸毒者共用一个针管;

(5)与艾滋病患者共用纹身、纹眉器械;

(7)输入含有HIV的血液;

(10)与艾滋病病人共用剃须刀。

以下行为不会传染艾滋病,因为这些行为中都不接触含有HIV的体液:

(1)与艾滋病病人共同进餐;

(3)在运动中撞到艾滋病患者;

(4)与艾滋病患者拥抱;

(6)触摸艾滋病患者摸过的门把手;

(8)叮咬过艾滋病患者的蚊蝇叮咬正常人;

(9)与艾滋病患者共用冲水马桶。

五、参考资料

1.类风湿性关节炎简介

类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis)是以慢性对称性关节炎为主要临床表现的一种全身性自身免疫性疾病。该病以骨膜炎为主要特征,常见的症状是关节疼痛,晚期可引起关节强直、畸形和功能障碍,甚至残废。我国约有400万患者,患病率为0.32%~0.34%。约80%患者的发病年龄在20~45岁,男女之比为1.2∶4。病因尚未完全明确,它是一个与环境、细菌、病毒、遗传、性激素及精神状态等因素密切相关的疾病,寒冷、潮湿、疲劳、营养不良、创伤、精神因素等,常为本病的诱发因素,但多数患者常无明显诱因可查。初发病时很缓慢,患者先有几周到几个月的疲倦乏力、体重减轻、低热和手足麻木刺痛等前期症状,随后发生某一关节疼痛、僵硬,以后关节逐渐肿大、疼痛。开始时可能一两个关节受累,以后发展为对称性多关节炎。

目前类风湿性关节炎尚无特效疗法,仍停留于对炎症及后遗症的治疗。现行治疗的目的在于:控制关节及其他组织的炎症,缓解症状;保持关节功能和防止畸形;修复受损关节以减轻疼痛和恢复功能。治疗措施一般包括:(1)休息,风湿活动期应卧床休息,注意保暖,防止潮湿;病情稳定后适当活动和进行关节练习,以减少或防止关节强直和肌肉萎缩;(2)药物治疗,药物可选非甾体类抗炎药、金制剂、青霉胺、免疫抑制剂等;(3)理疗,如热敷、热浴、蜡疗等,同时配合按摩和锻炼;(4)手术,纠正关节畸形或进行关节成形术。

2.系统性红斑狼疮

红斑狼疮是自身免疫性疾病之一,属结缔组织病范围,分为系统性红斑狼疮(简称SLE)、盘状红斑狼疮(DLE)、亚急性皮肤型红斑狼疮、深部红斑狼疮等类型。红斑狼疮的发病缓慢,临床表现多样、变化多端。DLE损害以局部皮肤为主,SLE常累及多个脏器、系统。

参与人体免疫反应的T淋巴细胞和B淋巴细胞在正常情况下,两者的功能相辅相成,保持功能上的平衡,但在某些外界或人体内部因素作用下,如病毒感染、日光曝晒、精神创伤、药物、妊娠等,使两类细胞的功能失去平衡,T淋巴细胞功能下降,B淋巴细胞功能亢进,从而产生多种自身抗体,如抗核抗体(包括核蛋白抗体、DNA抗体等)、红细胞抗体、白细胞抗体、某些凝血因子的抗体等。这些抗体可与皮肤、血管、心、肝、肾、脑等脏器发生免疫反应,抗原抗体免疫复合物沉着于结缔组织等而导致脏器损害。

SLE患者广泛分布于世界各地,地区差别较大。据估算,我国大约有100万患者,并呈逐年增加趋势,多发于生育年龄女性。SLE是一种全身性疾病,起病常无特异表现,多缓慢,可能只有一个脏器的损害,也可能同时影响多个脏器,全身症状包括发热、乏力、体重减轻等,保护易感人群。HIV抗原性多肽疫苗及基因疫苗正在研究之中,但离大规模临床应用为时尚远,因此目前主要措施应加强个人防护,并定期检查,加强公用医疗器械和公用生活物品的消毒。

 

4.淋巴细胞的种类、作用

根据淋巴细胞成长发育的过程和功能的不同,将其分成T细胞和B细胞两大类。在功能上T细胞主要与细胞免疫有关,B细胞则主要与体液免疫有关。

T细胞是指一群功能不同的异质性淋巴细胞,由于它在胸腺(thymus)微环境内分化成熟而得名。在血液的淋巴细胞中,T细胞约占70%~80%,在血液和淋巴组织之间反复循环,还可以停留在外周淋巴器官如淋巴结中。淋巴细胞的寿命较长,一般为数月,有的长达一年以上。T细胞被特异性的抗原物质激活后,进行增殖和分化,形成在功能上各异的两类细胞,即效应T细胞和记忆T细胞。长寿命的记忆T细胞在血液中不断循环,当它们再次遇到曾经接触过的抗原时,即使相隔几年之久仍能加以“识别”。在第二次与抗原接触时能激发一种继发反应,这种反应比原发反应更强烈地引起细胞增殖,在短时间内形成大量的效应T细胞。效应T细胞又可分为杀伤T细胞、辅助性T细胞和抑制性T细胞,它们的作用分别是对病原体具有杀伤作用,辅助或抑制T细胞与T细胞之间、T细胞与B细胞之间以及T细胞与巨噬细胞间的相互作用。

B细胞首先证明是在鸟类淋巴样器官法氏囊(bursa of Fabricius)内发育成熟的,故称之为B细胞。外周血中,B细胞占淋巴细胞总数的10%~15%。哺乳动物的B细胞在胚胎早期于肝脏,晚期至出生后则于骨髓内分化成熟。B细胞是体内惟一能产生抗体(免疫球蛋白,Ig)的细胞。体内含有识别特异性抗原的不同的抗体分子,其多样性是来自千百万种不同B细胞克隆。每一B细胞克隆的特性是由其遗传性决定的,可产生一种能与相应抗原结合的Ig分子。当成熟B细胞受到抗原刺激后活化,分裂增殖,并分化为浆细胞,在这个过程中抗原起关键性作用,多数情况必须有T细胞或其所产生的淋巴因子参与才能完成。浆细胞不在血液中循环,在它们生存的2~3 d时间里一直停留在组织中。有小部分受抗原刺激的B细胞发展成为记忆性B细胞,寿命很长,且保持特异性,由它们增殖生成的后代细胞也保持着这种特异性。当它们再次接触具有同样特异性的抗原时,便能迅速被激活。

5.骨髓移植需要骨髓提供者提供什么?为什么?

骨髓移植需要骨髓提供者提供造血干细胞。骨髓移植,是指在大剂量化疗和全身照射大量破坏患者的白血病细胞后,把健康人或自身已缓解的骨髓移植给患者,使其中造血干细胞持久地在患者骨髓腔分化增殖,从而恢复其正常造血和免疫功能的过程。骨髓移植是目前根治白血病的最先进的方法。骨髓移植可分为自体(身)移植和同种异体移植两大类,后者又分为同基因(同卵双胞胎)和同种异基因(同胞兄弟、姐妹或父母或子女等)两种。骨髓移植的具体适用条件是:年龄为自体<55岁,异体<45岁;白血病完全缓解后;无感染灶,无其他严重的疾病。在做异体骨髓移植前,需做组织配型等有关实验,以选择供者。

6.过敏反应的机理和过敏体质

有些人接触到过敏原时,在过敏原的刺激下,由效应B细胞产生一类抗体(IgE类抗体),这些抗体吸附在皮肤、呼吸道或消化道黏膜以及血液中某些细胞的表面。当相同的过敏原再次进入机体时,就会与吸附在细胞表面的相应抗体结合,使上述细胞释放出组织胺等化学物质。这些物质使血管壁通透性增强、毛细血管扩张、平滑肌收缩和腺体分泌增多。上述反应如果发生在皮肤,则出现红肿、荨麻疹等;如果发生在呼吸道,则出现流鼻涕、喷嚏、哮喘、呼吸困难等;如果发生在消化道,则出现呕吐、腹痛、腹泻等。个别病情严重的,可因支气管痉挛、窒息或过敏性休克而死亡(图2-5)。预防过敏反应发生的主要措施是尽量避免再次接触该过敏原,另外,抗组织胺类药物能抑制过敏症状的表现。

图2-5 过敏反应发生机理示意图

一般将容易发生过敏反应的人的体质称为“过敏体质”,过敏体质就是容易产生IgE类抗体的体质,因此目前是以体内IgE抗体的量,作为判断一个人是否为过敏体质的重要依据。考虑到出生婴儿几乎没有IgE类抗体,可认为过敏反应是随着年龄增加而出现的文明病。过敏体质、碰到能引发过敏的过敏原、足够量的过敏原是引发过敏反应的三要素。引起过敏反应的首要因素,是遗传因素──过敏体质。通常父母一方具有过敏体质,孩子约有15%的几率遗传过敏体质,若双亲都是过敏体质,几率更会提高到66%。如果你不曾发生过敏,并不代表没有过敏体质,可能是还未遇到过敏原。

7.疫苗的种类及研究进展

疫苗是提高人体免疫力来达到预防疾病目的的一种生物制品,它基本上是由微生物及其所含成分制成。在习惯上,人们把由细菌制成的称为菌苗,把由病毒制成的称为疫苗,也可将它们通称为疫苗。

目前应用的疫苗主要有三种类型,各有优缺点。(1)减毒活疫苗。接种后能感染人体而产生免疫力,从而达到预防效果。如小儿麻痹糖丸就是一种减毒活疫苗,口服后可预防小儿脊髓灰质炎。由于这类疫苗中的病毒仍有一定的活性,因此有些人接种后会发生副作用,不是很令人满意。(2)灭活的死疫苗。这类疫苗已将病毒杀死,安全性很好,但产生的免疫效果比减毒活疫苗要差,而且要多次强化免疫,如钩端螺旋体疫苗即属此类。(3)新型疫苗。包括基因工程疫苗,它是以现代基因工程的手段,由病毒DNA的一段无毒序列制成,如现在我国应用的新型乙肝疫苗。这种疫苗安全性很好,预防效果与灭活疫苗相似,但要多次强化才行。因而,可以说传统使用的疫苗尚不足以满足人们提出的安全、有效、简单、经济的高要求。为此,国内外许多科学家进行了艰辛的探索,研制和开发出了新型疫苗,即基因疫苗。

基因疫苗不仅安全性高,而且从阻止病毒进入人体细胞和清除已被病毒感染细胞的两个方面产生防治效果。基因疫苗不仅可用于防治病毒感染,还可用于防治肿瘤,其主要优点为可以诱导很有效的专一性T杀伤性细胞,后者可以杀死肿瘤细胞。基因疫苗的安全性极高,不存在对人体的毒性,机体耐受性好。因此,基因疫苗是未来疫苗研发的重点。将疫苗基因转移到植物,如香蕉、马铃薯等,已经成功地生产出狂犬病疫苗等可食用的疫苗。

自我检测的答案和提示

一、概念检测

1.填空

(1)下降,骨骼肌收缩。皮肤毛细血管收缩。下丘脑,肾上腺、胰岛、甲状腺等。

(2)脑干。(3)异物。

(4)过敏;过敏原,灰尘。

2.选择

(1) C;(2) D。

3.画概念图

(1) a神经元;b传入神经元;c传出神经元;d神经元;e效应器

二、知识迁移

1.D  2.D

三、技能应用

提示:红色曲线是糖尿病患者的,因为糖尿病患者的血糖浓度变化剧烈。

四、思维拓展

提示:这是一道比较开放的题,引导学生做发散性的思维。

电脑最基本的构成是处理器、内存和总线结构,它最基本的行为是对从外部输入或接收的信息和指令作出反应。人脑的功能单元是神经元,在电脑中则是硅晶体管。一个晶体管就是一个快速打开和关闭的开关,它在与它相连的电路中产生电脉冲,这就产生了电脑存储和调用数据的语言。人脑基本上是一个平行机,而现在的电脑大都是串行的。最大的电脑的记忆容量是1012个字节,人脑的记忆容量的字节数则大约为10后面跟8 432个零。电脑经历了几代的变革,计算速度和存储能力不断提高,所以在它的工具功能上,人脑自愧不如,如人的脑神经传递信息是毫秒数量级,而计算机的为纳秒,比人快了100万倍。但电脑仍存在很大弱点,那就是它本身没有思维能力,不具备人所具有的智力,它只能依照预定的程序运行。


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