内容正文:
第2节 特异性免疫
第1课时 体液免疫
学习目标
1.运用结构与功能观,说出参与体液免疫的免疫细胞、免疫器官和免疫活性物质。
生命观念
2.构建体液免疫过程示意图和二次免疫曲线模型。
科学思维
一、免疫系统对病原体的识别
1.身份标签
(1)成分:一般为蛋白质。
(2)特点:病毒、细菌等病原体带有各自的身份标签。
2.识别方式:免疫细胞靠细胞表面的受体来辨认。
二、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细胞提供了第一个信号。
(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,然后传递给辅助性T细胞。
(4)辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这是激活B细胞的第二个信号;辅助性T细胞开始分裂、分化,并分泌细胞因子。
(5)B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、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。
19世纪后期,科学家研究发现,用白喉或破伤风毒素免疫动物后可产生具有中和毒素作用的物质,称之为抗毒素,随后引入“抗体”一词来泛指抗毒素类物质。抗体主要存在于血清中,是介导体液免疫的重要效应分子,能与相应抗原特异性结合,发挥免疫功能。
结合所学知识判断:
(1)病毒、细菌及人体细胞的分子标签是不同的。(√)
(2)抗原呈递细胞是指辅助性T细胞。(×)
(3)B细胞受到抗原直接刺激后会增殖分化形成浆细胞。(×)
(4)辅助性T细胞分裂分化产生浆细胞并分泌细胞因子。(×)
(5)当相同的抗原再次入侵机体时,记忆B细胞会迅速产生大量抗体,消灭抗原。(×)
(6)浆细胞会在抗原的刺激作用下产生抗体。(×)
(7)当同一种抗原再次进入机体时,产生的浆细胞均来自记忆细胞。(×)
探究点 体液免疫
1.如图是B细胞活化示意图,结合教材回答问题:
(1)结合体液免疫的过程,分析B细胞的活化需要哪些条件?
提示:需要两个信号的刺激:第一个信号是病原体和B细胞接触;第二个信号是辅助性T细胞接受呈递的抗原后表面的特定分子发生变化并与B细胞结合。还需要细胞因子的作用。
(2)图中③细胞因子是什么细胞分泌的?其作用是什么?
提示:由辅助性T细胞分泌,作用是促进B细胞的分裂、分化。
2.阅读教材,结合体液免疫过程模型构建,回答问题。
(1)抗原呈递细胞包括树突状细胞、巨噬细胞和B细胞,它们在体液免疫中的作用是摄取、加工处理和呈递抗原。
(2)浆细胞不能(填“能”或“不能”)识别抗原,原因是浆细胞膜表面没有识别抗原的受体。
(3)相同抗原再次入侵时,浆细胞可由B细胞和记忆B细胞分化而来;此时记忆B细胞不能(填“能”或“不能”)产生抗体。
3.体液免疫过程中,浆细胞会产生抗体与抗原特异性结合。图中抗体浓度变化曲线为a,患病程度变化曲线为b。据此回答:
(1)相同抗原再次入侵时,免疫系统的主要反应是什么?
提示:记忆B细胞能迅速增殖分化为浆细胞,浆细胞快速产生大量抗体消灭抗原。
(2)与初次免疫相比,概括图中二次免疫反应的特点。
提示:二次免疫反应速率更快、抗体浓度更高、免疫程度更强,所以患病程度低。
1.记忆细胞的特点
(1)寿命长。
(2)对曾经入侵的病原体十分敏感,且可通过分裂更新,在体内存在几年甚至几十年。
(3)是发生二次免疫反应的基础,当相同抗原再次入侵时,记忆细胞会迅速增殖、分化,产生更强的特异性免疫反应。
2.初次免疫与二次免疫的区别(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情况如图所示。
主要区别
初次免疫
二次免疫
浆细胞的来源不同
浆细胞是由B细胞分化形成的
不仅B细胞能分化成浆细胞,记忆B细胞还能更快地增殖分化出更多的浆细胞
反应速度不同
从抗原侵入至B细胞接受刺激所花时间较长
记忆B细胞对抗原十分敏感,当相同抗原再次入侵时,记忆B细胞直接接受刺激并迅速增殖、分化产生大量浆细胞
反应强度不同
反应较快、抗体数量相对第二次少
反应更快、更强烈、抗体产生的数量更多
1.(2023·怀化期末)人体免疫系统是覆盖全身的防卫网络。如图是人体初次接触某病原体后发生的部分免疫过程示意图,图中①~④表示细胞,甲和乙表示物质。下列说法正确的是( )
A.细胞①是抗原呈递细胞,能特异性识别病原体
B.细胞②和细胞③发育、成熟的场所均相同
C.细胞④是浆细胞,由记忆细胞增殖分化形成
D.新型病毒感染患者体内会产生物质甲和乙
解析 据图分析,该图表示的是体液免疫的过程,①为抗原呈递细胞,②为辅助性T细胞,③为B细胞,④为浆细胞,甲为细胞因子,乙为抗体。抗原呈递细胞识别抗原没有特异性,A错误;细胞②和细胞③分别为辅助性T细胞和B细胞,两者发育的场所相同都是骨髓,但成熟的场所不同,B错误;由题干信息可知,该过程是初次免疫,则细胞④浆细胞,由③B细胞增殖分化而来,C错误。
答案 D
2.某研究小组为了研究初次免疫和再次免疫的作用,取若干只实验小鼠进行实验,实验分组及处理见下表。下列说法正确的是( )
小鼠分组
A组
B组
初次注射抗原
抗原甲
抗原甲
隔一段时间再注射抗原
抗原甲
抗原乙
A.可以通过检测小鼠体内抗体数量来确定是否有免疫应答
B.再次注射抗原后,A组小鼠体内有大量抗体,B组小鼠没有抗体
C.再次注射抗原后,A组小鼠体内抗原甲的抗体比B组低
D.如果实验小鼠之前都接触过抗原甲,对实验结果没有影响
解析 A组小鼠和B组小鼠初次注射抗原甲后,体内都会产生针对抗原甲的记忆B细胞,A组小鼠再次注射抗原甲后,记忆B细胞迅速增殖分化,分化后快速产生大量针对抗原甲的特异性抗体;B组小鼠注射的抗原乙不能刺激针对抗原甲的记忆B细胞分化为浆细胞产生抗体,但是B组小鼠通过对抗原乙的初次免疫应答,能产生抗体,B错误;再次注射抗原后,A组小鼠由于二次免疫体内产生大量抗体甲,B组小鼠发生初次免疫产生少量抗体乙,故再次注射抗原后,A组小鼠体内抗原甲的抗体比B组高,C错误;如果实验小鼠之前接触过抗原甲,会直接影响初次注射抗原甲时两组小鼠的抗体数量,D错误。
答案 A
明确免疫细胞的三个“唯一”
[课堂小结]
[课堂巩固]
1.B细胞和T细胞的共同点不包括( )
A.它们都具有特异性
B.它们的细胞表面都含有受体,可以识别相应的抗原
C.它们都来自骨髓的造血干细胞,并在骨髓中成熟
D.刺激后,都可以经历活化、增殖过程
解析 B细胞和T细胞都参与特异性免疫,都具有特异性,A正确;T细胞和B细胞的细胞表面都具有能识别抗原的特异性受体,B正确;B细胞在骨髓中产生、成熟,T细胞在骨髓中产生,在胸腺中成熟,C错误;细胞毒性T细胞受到刺激后可以增殖、分化为新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞,B细胞受到刺激后可以增殖分化为浆细胞和记忆B细胞,D正确。
答案 C
2.在人体免疫过程中,淋巴细胞表面能识别“非己”的物质是( )
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。
答案 C
3.当病原体侵入人体后,抗原呈递细胞需对其进行吞噬、处理和呈递,该过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.抗原呈递细胞对病原体吞噬、处理不具有特异性
B.细菌等病原体在吞噬细胞内被溶菌酶消化分解
C.加工处理后的抗原先呈递给辅助性T细胞
D.加工处理后抗原可暴露在抗原呈递细胞表面
解析 抗原呈递细胞对病原体的吞噬、处理不具有特异性,A正确;细菌等病原体在吞噬细胞内的水解酶的作用下被消化分解,B错误;加工处理后的抗原先呈递给辅助性T细胞,C正确;加工处理后的抗原暴露在抗原呈递细胞表面才能呈递给辅助性T细胞,D正确。
答案 B
4.下图是特异性免疫的部分过程模式图,下列相关叙述正确的是( )
A.图中物质Ⅰ和物质Ⅱ都能与病菌特异性结合
B.病菌被细胞A特异性识别并处理后会暴露出它特有的抗原
C.与细胞C相比,细胞D含特有的与分泌物质Ⅱ相关的细胞器
D.细胞C的活化除了病菌和细胞B两个信号的刺激外,还需要物质Ⅰ的作用
解析 题图中物质Ⅰ为细胞因子,物质Ⅱ为抗体,细胞因子能促进B细胞的分裂、分化过程,不能与病菌特异性结合,抗体能与病菌特异性结合,A错误;细胞A为抗原呈递细胞,能识别大多数病菌,但其识别作用一般不具有特异性,B错误;细胞C为B细胞,细胞D为浆细胞,浆细胞中与分泌物质Ⅱ(抗体)相关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体,这些细胞器在B细胞中也都具有,C错误;B细胞活化需要两个信号的刺激,一些病原体可以和B细胞接触,这为激活B细胞提供了第一个信号,辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这是激活B细胞的第二个信号,此外,B细胞的分裂、分化还需要细胞因子的作用,D正确。
答案 D
5.如图为人体内的浆细胞结构图,请据图回答:
(1)该细胞是由B细胞经抗原刺激增殖、分化形成的浆细胞,由该细胞参与的特异性免疫称为________免疫。
(2)该细胞发挥免疫作用时需合成并释放一种称为____________的物质,这种物质合成的场所是细胞中的[ ]____________,对该物质加工和修饰的场所是[ ]________和[ ]________。
(3)多数情况下,抗原与该细胞产生的________结合后会发生进一步变化,如形成________,进而被________________吞噬消化。
(4)抗原初次侵入机体时需经____________处理,大多数抗原经________传递给__________,少数抗原直接刺激____________________。
(5)抗原初次侵入机体时,该细胞由__________增殖、分化产生;当同一种抗原再次侵入机体时,该细胞由________增殖、分化产生。抗原第二次侵入机体时,该细胞产生的速度比初次侵入时________,产生量比初次侵入时________。
解析 浆细胞由进入体液的抗原刺激B细胞增殖、分化而形成,它通过产生抗体参与体液免疫。抗体的化学本质是蛋白质,它在核糖体上合成,经内质网和高尔基体加工、运输,并以囊泡的形式运输至细胞膜,最后由细胞膜分泌至细胞外。抗体能够与抗原特异性结合,多数情况下,抗原与抗体结合后会发生进一步变化,如形成沉淀或细胞集团,进而被其他免疫细胞吞噬、消化。抗原初次侵入机体时,B细胞受抗原刺激增殖、分化产生浆细胞和记忆B细胞;当同一种抗原再次侵入机体时,记忆B细胞迅速增殖、分化,产生大量浆细胞。
答案 (1)体液 (2)抗体 ① 核糖体 ② 内质网 ④ 高尔基体 (3)抗体 沉淀 其他免疫细胞 (4)抗原呈递细胞 辅助性T细胞 B细胞 B细胞 (5)B细胞 记忆B细胞、B细胞 快 多
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