内容正文:
第1节 免疫系统的组成和功能
[学习目标] 1.明确免疫细胞、免疫器官和免疫活性物质等是免疫调节的结构与物质基础。 2.理解人体的免疫包括生来就有的非特异性免疫和后天获得的特异性免疫。
任务一 免疫系统的组成
1.免疫系统主要包括免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质。
(1)免疫器官的组成及功能
(2)免疫细胞
①组成及来源
②抗原呈递细胞(APC):B细胞、树突状细胞和巨噬细胞都能摄取和加工处理抗原,并且可以将抗原信息暴露在细胞表面,以便呈递给其他免疫细胞。
(3)免疫活性物质
①定义:由免疫细胞或其他细胞产生(并非只有免疫细胞产生)的、并发挥免疫作用的物质。
②实例:抗体、溶菌酶(由免疫细胞、唾液腺、泪腺产生的蛋白质)、细胞因子(如白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子等)。
2.抗原与抗体
概念
特性
抗原
能与免疫细胞表面的受体结合,从而引起免疫反应的物质
特异性、大分子性和异物性:一般是外来异物
抗体
机体产生的专门应对抗原的蛋白质
特异性:一种抗体只能与特定抗原结合
1.T细胞、B细胞属于淋巴细胞,
巨噬细胞不是淋巴细胞。2.免疫活性物质并非都由免疫细胞产生,如唾液腺、泪腺细胞都可产生溶菌酶。
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【自我诊断】
1.各种免疫器官都能产生免疫细胞。 (×)
2.免疫细胞就是淋巴细胞。 (×)
3.免疫活性物质是免疫细胞产生的发挥免疫作用的物质。 (×)
4.血液、淋巴液和淋巴结中都含有T细胞和B细胞。 (√)
5.骨髓和胸腺是免疫细胞分化并发育成熟的地方。 (√)
【活动1】 免疫系统的组成
材料1:依据免疫系统的部分组成图示,据图回答下列问题。
(1)写出图中标号①②③免疫细胞或分子结构的名称。
①巨噬细胞;②抗体;③树突状细胞。
(2)免疫细胞分化并发育成熟的地方是骨髓和胸腺;上述图示中具有吞噬功能的细胞有①③;呈递抗原的免疫细胞有B淋巴细胞、树突状细胞(③)和巨噬细胞(①)。
(3)若敲除了免疫基因的小白鼠无法产生免疫细胞,小白鼠体内还会产生免疫活性物质吗?
提示:小白鼠体内缺少的细胞主要是B淋巴细胞和T淋巴细胞。小白鼠体内会产生免疫活性物质,因为除了免疫细胞,其他细胞也能产生免疫活性物质,如唾液腺、泪腺细胞产生溶菌酶。
材料2:病毒、细菌等表面有一些特定的蛋白质等物质,能够与免疫细胞表面的受体结合,从而引发免疫反应,称为抗原。每种抗原表面都有特定的化学集团,称之为抗原决定簇。结合图示回答问题:
(1)根据图1所示,描述病原体和抗原之间的数量关系。
提示:图1所示冠状病毒表面所携带的三种蛋白质即刺突蛋白(S)、包膜蛋白(E)、膜糖蛋白(M)都属于抗原,说明一种病原体可以携带多种抗原。
(2)根据图2、3所示,描述抗原和抗体之间的数量关系。
提示:图3所示抗原表面有三种抗原决定簇,每种抗原决定簇可以结合一种抗体,所以一种抗原可以结合多种抗体,再结合图2可知,一种抗体只能和一种抗原结合。
【归纳总结】
1.免疫细胞的来源与功能
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2.抗原和抗体的比较
类型
特性
表现
抗原
异物性
①进入人体的外来物质,如细菌、病毒、花粉等
②非正常组织:自身破损、衰老、癌变的细胞,外源细胞、组织、器官
大分子性
相对分子质量大于1万的大分子物质,如蛋白质
特异性
①只能与相应的抗体或细胞毒性T细胞发生特异性结合
②基础:抗原决定簇
抗体
化学本质
免疫球蛋白(又称抗毒素或凝集素)
分布
血清(主要)、组织液和外分泌液
功能
能与抗原特异性结合,消灭抗原
3.关于抗体的3点说明
(1)只有浆细胞能够产生抗体。
(2)每个浆细胞只分泌一种特异性抗体。
(3)抗体是分泌蛋白,与其合成、加工、运输有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。
针对练1.下列有关免疫细胞和免疫器官的叙述,错误的是( )
A.免疫器官是免疫细胞生成、成熟或集中分布的场所
B.机体产生的专门应对抗原的蛋白质称为抗体
C.胸腺是人体的免疫器官,也能分泌激素
D.各种免疫器官都能产生免疫细胞
答案:D
解析:免疫器官是免疫细胞生成、成熟或集中分布的场所,包括骨髓、胸腺、脾、淋巴结、扁桃体等,A正确;抗体的本质是蛋白质,可以特异性的和相应的抗原结合,B正确;胸腺是人体的免疫器官,也具有分泌激素的功能,能分泌胸腺激素,C正确;不是所有免疫器官都能产生免疫细胞,如扁桃体、脾等不产生免疫细胞,D错误。
针对练2.(2020·全国Ⅲ卷)下列有关人体免疫调节的叙述,合理的是( )
A.若病原体不具有细胞结构,就不会使人体产生抗体
B.病原体裂解后再注射到人体,就不会使人体产生抗体
C.病原体表面若不存在蛋白质分子,就不会使人体产生抗体
D.病原体经吞噬细胞处理后暴露出的抗原可使人体产生抗体
答案:D
解析:病毒不具有细胞结构,但是可刺激机体发生免疫反应,产生相应抗体,A错误;只要病原体的致病结构不被破坏,即具有抗原性,就可以引起人体产生抗体,B错误;抗原不一定是蛋白质,病原体含有的大分子多糖、黏多糖等特异性物质,也能引起机体发生免疫反应产生抗体,C错误;病原体需经过吞噬细胞的吞噬和处理,暴露出相应抗原,抗原进一步刺激淋巴细胞,引起人体产生抗体,D正确。
任务二 免疫系统的功能
1.免疫系统的三道防线
2.免疫系统的三大基本功能
1.非特异性免疫包括哪几道防线?有什么作用?
提示:非特异性免疫包括第一道和第二道防线。多数情况下,这两道防线可以防止病原体对机体的侵袭。
2.溶菌酶杀菌一定为第二道防线吗?为什么?
提示:不一定。溶菌酶杀菌一定是非特异性免疫。若在唾液中杀菌,则为第一道防线,若在血浆中杀菌,则为第二道防线。
【自我诊断】
1.泪液中溶菌酶杀菌,属于免疫系统的第一道防线。 (√)
2.免疫监视是指机体清除衰老或损伤的细胞进行自我调节。 (×)
3.体内肿瘤细胞的清除体现了免疫系统的免疫防御功能。 (×)
4.人体免疫能力越强,则越不容易患病。 (×)
5.免疫防御是机体排除外来抗原性异物的一种免疫防护作用。 (√)
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[活动2] 分析免疫系统的三道防线和免疫系统的功能
材料:
右图为人体内的吞噬细胞杀灭病菌的示意图,据图思考讨论:
(1)该吞噬细胞吞噬病菌的方式和结构基础分别是什么?
提示:胞吞;细胞膜的流动性。
(2)泪液、胃液和唾液都具有杀菌作用,它们属于第几道防线?在三道防线中,有吞噬细胞参与的防线有哪些?
提示:泪液、唾液和胃液等不是体液的组成成分,因此属于第一道防线;有吞噬细胞参与的有第二、三道防线。
(3)机体内的细胞因致癌因素的诱导而发生癌变,机体免疫功能正常时,可识别这些突变的肿瘤细胞,然后调动一切免疫因素将其消除。这体现了免疫系统的什么功能?
提示:免疫监视。
【归纳总结】
非特异性免疫与特异性免疫
项目
种类
非特异性免疫
特异性免疫
区别
来源
遗传而来,人人都有的先天性免疫
出生后与病原体斗争过程中形成的后天性免疫,并非人人都有
对象
对所有病原体起作用
对特定的病原体(或异物)起作用
特点
无特异性、作用弱、时间短
有特异性、作用强、时间长
基础
第一道防线(皮肤、黏膜);第二道防线(体液中的杀菌物质和吞噬细胞)
第三道防线(发挥作用的主要是淋巴细胞)
联系
起主导作用的特异性免疫是在非特异性免疫的基础上形成的,两者共同担负着机体的免疫
针对练3.人体有三道防线保护自身免受外来病原体的侵袭,下列关于人体三道防线的叙述,错误的是( )
A.体表屏障的作用属于人体的第一道防线
B.前两道防线属于非特异性免疫,需要抗体参与,作用范围广
C.第三道防线可以清除特定的病原体,属于特异性免疫
D.三道防线共同起作用,承担起免疫系统的免疫防御、免疫自稳和免疫监视功能
答案:B
解析:人体的三道防线是:第一道防线由皮肤和黏膜组成,能够阻挡和杀死病原体;第二道防线由体液中的杀菌物质和吞噬细胞组成,能够溶解杀死病原体;第三道防线包括免疫器官和免疫细胞,能够产生抗体来抵抗病原体。其中第一道防线和第二道防线是人人生来就有的,对多种病原体都有防御功能,因此叫作非特异性免疫。其不需要抗体参与,作用范围广。第三道防线包括免疫器官和免疫细胞,能够产生抗体来抵抗病原体,第三道防线是后天获得的,只针对某一特定的病原体或异物起作用,因此叫作特异性免疫,A、C正确,B错误。三道防线共同起作用,承担起免疫系统的免疫防御、免疫自稳和免疫监视功能,D正确。
判断非特异性免疫与特异性免疫的依据
针对练4.(不定项)免疫系统在保护人体健康方面具有重要作用。下列说法错误的是( )
A.人体三道防线都能针对特定病原体发挥高效免疫功能
B.免疫防御是免疫系统最基本的功能,越强越好
C.免疫系统通过免疫自稳功能清除体内衰老或损伤的细胞
D.免疫监视功能异常容易患自身免疫病
答案:ABD
解析:只有第三道防线才能针对特定病原体发挥高效免疫功能,A错误;免疫防御是免疫系统最基本的功能,但不是越强越好,B错误;免疫系统通过免疫自稳功能清除体内衰老或损伤的细胞,C正确;免疫监视功能异常容易患肿瘤,D错误。
区分免疫系统的三大功能的主要依据:免疫的对象。
免疫防御:针对外来抗原性异物,如病原体、异体移植的细胞。
免疫自稳:针对机体内衰老、损伤的细胞。
免疫监视:针对机体内突变的细胞,如癌细胞。
区分免疫系统的三大功能的主要依据:免疫的对象。
免疫防御:针对外来抗原性异物,如病原体、异体移植的细胞。
免疫自稳:针对机体内衰老、损伤的细胞。
免疫监视:针对机体内突变的细胞,如癌细胞。
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思维导图
要语必背
1.免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质组成。
2.免疫活性物质是由免疫细胞或其他细胞产生的,并发挥免疫作用的物质。
3.胸腺是T细胞分化、发育、成熟的场所。
4.B细胞、树突状细胞和巨噬细胞都是抗原呈递细胞,都能摄取和加工处理抗原,并将抗原信息暴露在细胞表面,呈递给其他免疫细胞。
5.人体的三道防线是统一的整体,共同实现免疫防御、免疫自稳和免疫监视三大基本功能。
1.下列关于免疫系统的叙述,正确的是( )
A.B细胞属于淋巴细胞,不是APC细胞
B.溶菌酶只能由免疫细胞产生并在非特异性免疫中发挥作用
C.树突状细胞具有强大的吞噬、呈递抗原的功能
D.胸腺是T细胞产生、分化、发育、成熟的场所
答案:C
解析:B细胞和树突状细胞都能摄取和加工处理抗原,并将抗原呈递给其他细胞,所以属于APC细胞,A错误;溶菌酶是可以由免疫细胞或其他细胞分泌产生并在非特异性免疫中发挥作用,并非只有免疫细胞才能产生,B错误;树突状细胞有强大的吞噬功能,摄取处理抗原并将其呈递给辅助性T细胞,C正确;T细胞产生于骨髓中的造血干细胞,在胸腺中发育成熟,D错误。
2.(2024·昆明高二期末)下列关于免疫系统组成的叙述,正确的是( )
A.B细胞、T细胞、树突状细胞和巨噬细胞都属于淋巴细胞
B.T淋巴细胞又可以分为辅助性T细胞和细胞毒性T细胞等
C.溶菌酶主要由唾液腺、泪腺分泌,因此不属于免疫活性物质
D.免疫活性物质主要包括抗体、溶酶体、干扰素、白细胞介素和肿瘤坏死因子等
答案:B
解析:树突状细胞和巨噬细胞,属于免疫细胞,不属于淋巴细胞,A错误;T淋巴细胞又可以分为辅助性T细胞和细胞毒性T细胞等,B正确;溶菌酶可由唾液腺、泪腺等非免疫细胞产生,在非特异性免疫中发挥作用,属于免疫活性物质,C错误;免疫活性物质都是由免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质,主要包括抗体、细胞因子等,不包括溶酶体,D错误。
3.(2024·长春高二期末)自然杀伤(NK)细胞来源于骨髓淋巴样干细胞,其分化、发育依赖于骨髓及胸腺,主要分布于骨髓、外周血、肝、脾、肺和淋巴结。NK细胞能够非特异性地识别靶细胞,并通过释放颗粒酶和穿孔素等溶细胞蛋白迅速杀死靶细胞。下列叙述正确的是( )
A.NK细胞的起源与成熟场所均与B细胞相同
B.NK细胞识别靶细胞并发挥作用的过程属于人体的第一道防线
C.NK细胞识别并杀死靶细胞属于非特异性免疫
D.NK细胞释放的颗粒酶和穿孔素属于抗体类的免疫活性物质
答案:C
解析:NK细胞的起源与成熟场所分别是骨髓和胸腺,B细胞起源和成熟的场所都是骨髓,A错误;据题可知,NK细胞能够非特异性地识别靶细胞,所以其发挥作用的过程属于人体的第二道防线,B错误;NK细胞能够非特异性地识别靶细胞,并通过释放颗粒酶和穿孔素等溶细胞蛋白迅速杀死靶细胞,该过程属于非特异性免疫,C正确;NK细胞释放的颗粒酶和穿孔素属于免疫活性物质,但是不具有特异性,而抗体是具有特异性的免疫活性物质,D错误。
4.(不定项)下列关于免疫系统三大基本功能的叙述,正确的是( )
A.免疫防御功能过弱或缺失时,可能会导致机体的组织损伤
学生用书第100页
B.免疫系统对自身的抗原物质产生免疫反应可导致自身免疫病
C.免疫监视功能低下或失调,机体会有肿瘤发生的可能
D.及时清除体内衰老、损伤或死亡的细胞的过程属于免疫自稳
答案:BCD
解析:当免疫防御功能过强,可能会导致机体的组织损伤,免疫防御功能过弱,易被病原体感染,会引起免疫缺陷病,A错误;免疫防御过强可能会将不是抗原的物质当作抗原,或将自身的细胞当作抗原进行攻击,会导致过敏反应或自身免疫病,B正确;免疫监视功能异常时,不能识别和清除染色体畸变或基因突变的细胞,容易发生肿瘤,C正确;免疫自稳是指机体清除衰老或损伤的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态的功能,D正确。
5.(创新情境)中科院广州生物院历经数年,应用基因工程技术培育出有完全自主知识产权的“免疫缺陷小鼠”,这种小白鼠的科研价值非常之高。譬如,它们可以为肿瘤患者的精准治疗提供帮助。请回答下列问题。
(1)免疫系统是由 、 和免疫活性物质等组成的。
(2)免疫系统具有 等三大基本功能,该“免疫缺陷小鼠”比正常鼠更容易患上肿瘤,其主要是与免疫系统的 功能缺失有关。
(3)利用“免疫缺陷小鼠”构建人源化小鼠肿瘤模型,也就是让小鼠体内长出与肿瘤患者一样的肿瘤,然后评估各类药物的疗效。现有多只带有某癌症患者等量肿瘤细胞的小鼠、抗肿瘤药物X和药物Y等实验所需的材料,请完善下列方案为癌症患者筛选出疗效更强的抗肿瘤药物。
①将带有等量肿瘤细胞的小鼠均分为甲、乙、丙三组。
②给甲组鼠定期注射适量的用生理盐水配制的抗肿瘤药物X,给乙组鼠定期注射 ,给丙组鼠定期注射 作对照。
③将三组鼠置于相同且适宜的条件下,用相同的食物和饮水饲养一段时间,检测和评估三组鼠体内肿瘤细胞的数量。
预期结果:如果肿瘤细胞数量关系为 ,则说明抗肿瘤药物X和抗肿瘤药物Y对该患者的治疗都有效,且抗肿瘤药物X的疗效更显著。
答案:(1)免疫器官 免疫细胞 (2)免疫防御、免疫监视和免疫自稳 免疫监视 (3)②等量的用生理盐水配制的抗肿瘤药物Y 等量的生理盐水 ③丙组>乙组>甲组
解析:(1)免疫系统主要由免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质等组成。(2)免疫系统具有免疫防御、免疫自稳和免疫监视三大基本功能,其中免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生的功能,而该“免疫缺陷小鼠”比正常鼠更容易患上肿瘤,其主要是与免疫系统的免疫监视功能缺失有关。(3)②实验的自变量是抗肿瘤药物的种类,根据实验的单一变量原则和对照原则,甲组注射的是用生理盐水配制的抗肿瘤药物X,而丙组是对照组,应该注射等量的生理盐水,则乙组应该注射等量的用生理盐水配制的抗肿瘤药物Y。③根据以上实验分析,丙组是空白对照,且要求抗肿瘤药物X和药物Y均有一定抗肿瘤活性,则丙组的肿瘤细胞应该最多;还要求抗肿瘤药物X的疗效更显著,则甲组的肿瘤细胞数量最少,即肿瘤细胞的数量关系表现为丙组>乙组>甲组。
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