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.明确体液免疫是针对内环境中的病原体发生的免疫应答。 2.掌握体液免疫的过程和作用机理。 3.理解二次免疫的过程、特点及应用。
任务 免疫系统对病原体的识别及体液免疫
1.免疫系统对病原体的识别
(1)在人体所有细胞膜的表面,都有作为分子标签来起作用的一组蛋白质,能被自身的免疫细胞所识别(识别“己方”)。
(2)病毒、细菌等病原体带有各自的身份标签,能被免疫细胞识别出来(识别“敌方”)。
(3)免疫细胞靠细胞表面的受体来识别“己方”(人体正常细胞)和“敌方”(病毒或细菌等病原体或异常细胞等)。受体一般是蛋白质分子。
2.主要免疫细胞的种类
在特异性免疫中,免疫细胞主要有:树突状细胞、巨噬细胞、T细胞、B细胞和记忆细胞。
(1)树突状细胞、巨噬细胞能摄取和加工处理抗原并呈递抗原。
(2)B细胞主要与抗体的分泌有关,参与体液免疫。
(3)辅助性T细胞分泌细胞因子,参与体液免疫和细胞免疫。
(4)细胞毒性T细胞参与细胞免疫。
(5)记忆细胞参与二次免疫。
3.体液免疫——主要靠抗体“作战”
(1)概念:B细胞激活后可以产生抗体,抗体存在于体液(内环境)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
ⅰ.B细胞活化的条件
ⅱ.B细胞的增殖分化
a.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。抗体与病原体结合后形成沉淀等,进而被免疫细胞吞噬消化。
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b.通常一个B细胞只针对一种特异的病原体,活化、增殖后只产生一种特异性的抗体。
(3)记忆细胞
①寿命长。
②对曾经入侵的病原体十分敏感,且可存活几年甚至几十年。
③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。
浆细胞不能识别抗原,不能分裂分化,是唯一能产生抗体的细胞。
【自我诊断】
1.病原体可直接刺激并激活辅助性T细胞。 (×)
2.通常情况下,一个B细胞只针对一种特异的病原体,活化、增殖后只产生一种特异性的抗体。 (√)
3.同种抗原再次进入机体,记忆B细胞会迅速增殖并产生抗体。 (×)
4.当同种抗原再次进入机体时,浆细胞均来自记忆B细胞。 (×)
5.B细胞活化需要两个信号的刺激,此外,还需要细胞因子的作用。 (√)
[活动1] 分析体液免疫的过程
材料:阅读教材P72体液免疫基本过程示意图,完成体液免疫过程模型建构:
(1)参与体液免疫的细胞都能识别抗原吗?
提示:不都能。参与体液免疫的细胞有抗原呈递细胞、辅助性T细胞、B细胞、浆细胞、记忆B细胞,浆细胞不能识别抗原,其他细胞都能识别抗原,但抗原呈递细胞没有特异性。
(2)辅助性T细胞在体液免疫中的作用是什么?
提示:在体液免疫中,辅助性T细胞接受抗原呈递细胞呈递的抗原,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,同时会分泌细胞因子,促进B细胞的迅速增殖分化。
(3)在体液免疫中,抗体与抗原发生特异性结合,抗体能彻底清除抗原吗?
提示:不能。抗体与抗原的特异性结合,只是抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附,抗原与抗体结合后会形成沉淀或细胞集团,最终被巨噬细胞或其他细胞吞噬消化。
【归纳总结】
1.B细胞活化需要两个信号(第一个信号:病原体与B细胞接触,第二个信号:辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合)和一个作用(细胞因子的作用)。
2.明确免疫细胞的三个“唯一”
针对练1.当人被银环蛇咬后会引起机体出现一系列反应。如图是α-银环蛇毒引发机体免疫反应的部分示意图。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞①可能是树突状细胞,能识别α-银环蛇毒,但不具有特异性
B.细胞②是辅助性T细胞,与α-银环蛇毒一起作为信号激活细胞③
C.物质A是细胞因子,物质B是抗体,都参与了体液免疫过程
D.当再次被银环蛇咬伤后,细胞④会快速增殖并产生抗体
答案:D
解析:图中α-银环蛇毒为抗原,细胞①为抗原呈递细胞,其中树突状细胞可以非特异性识别抗原,A正确。激活B细胞需要两个信号,第一个信号是一些病原体可以和B细胞接触,第二个信号是辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合。图中细胞②是辅助性T细胞,α-银环蛇毒为抗原,两者一起作为信号激活细胞③(B细胞),B正确。物质A是细胞因子,物质B是抗体,两者都是免疫活性物质,都参与了体液免疫过程,C正确。细胞④是记忆B细胞,当再次被银环蛇咬伤后,记忆B细胞会快速增殖、分化形成浆细胞,并由浆细胞产生抗体,D错误。
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针对练2.膜表面免疫球蛋白(BCR)是分布在B细胞表面的一种受体。多个BCR与病原体表面的抗原结合而聚集在一起,会为激活B细胞提供信号。下列说法错误的是( )
A.BCR聚集的过程体现了细胞膜的流动性
B.据图推测,记忆B细胞表面也具有BCR
C.B细胞表面的BCR与其分化为浆细胞后产生的抗体,可结合不同的抗原
D.在免疫过程中,B细胞与辅助性T细胞可相互提供信息
答案:C
解析:多个BCR与病原体表面的抗原结合而聚集在一起,体现了细胞膜的流动性,A正确;膜表面免疫球蛋白(BCR)是分布在B细胞表面的一种受体,记忆B细胞也能识别抗原,所以记忆B细胞表面也具有BCR,B正确;B细胞表面的BCR与病原体表面的抗原结合而聚集在一起,会为激活B细胞提供信号,则B细胞表面的BCR与其分化为浆细胞后产生的抗体识别相同的抗原,C错误;B细胞等抗原呈递细胞摄取病原体,而后对抗原进行处理,呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞,辅助性T细胞接触抗原后,细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合激活B细胞,所以在体液免疫过程中,B细胞与辅助性T细胞可相互提供信息,D正确。
[活动2] 分析二次免疫的特点
材料:在某种哺乳动物体内注射m抗原和n抗原后,机体内产生的抗体水平的变化情况如下图所示。请据图回答下列问题:
在第28 d注射m抗原和n抗原之后,机体针对它们产生的抗m抗体和抗n抗体的浓度为什么会有如此大的差异?
提示:28 d前已经注射过m抗原,因此,此次注射m抗原引起的免疫反应属于二次免疫,而对n抗原的免疫反应则属于初次免疫。二次免疫相对初次免疫而言,反应更加迅速、高效,产生的抗体浓度差异也就更大。
针对练3.(不定项)(2024·海门中学高二检测)某研究小组为了研究初次免疫和二次免疫的作用,取若干只实验小鼠进行实验,实验分组及处理如下表。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组高
D.如果实验小鼠之前都接触过抗原甲,会对实验结果造成影响
答案:ACD
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(浆细胞)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。
“三看法”判断初次免疫和二次免疫
针对练4.下列有关初次免疫应答和二次免疫应答过程的叙述,正确的是( )
A.与初次免疫相比,二次免疫反应更加迅速,但产生抗体量较少
B.初次免疫应答过程中产生的记忆细胞能够记忆病原体的特性
C.二次免疫过程发生于患病之后,能够迅速消灭病原体并且使患者康复
D.对同种抗原的二次免疫主要通过初次免疫过程中存留的抗体发挥作用
答案:B
解析:初次免疫应答过程中产生的记忆细胞能够记忆病原体的特性,因此当相同的病原体再次进入机体时,记忆细胞快速增殖分化产生更多的浆细胞,产生大量的抗体,A错误,B正确;二次免疫在患病前后都可以发生,只是免疫能力强弱不同,C错误;对同种抗原的二次免疫主要通过初次免疫过程中产生的记忆细胞发挥作用,D错误。
思维导图
要语必背
1.免疫细胞靠细胞表面的受体来辨认“自己”和“非己”。
2.体液免疫中,能特异性识别抗原的细胞有辅助性T细胞、B细胞、记忆B细胞。
3.体液免疫主要依靠浆细胞分泌到体液的抗体“作战”。浆细胞不能识别抗原,是唯一能产生抗体的细胞。
4.体液免疫中B细胞的活化需要抗原和辅助性T细胞的双重刺激,还需要细胞因子的作用。
5.抗体与病原体结合可以抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附。
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1.(2024·昆明高二期末)如图为人的体液免疫图解,下列说法错误的是( )
A.细胞①是抗原呈递细胞
B.细胞②是辅助性T细胞,能分泌细胞因子
C.细胞③是记忆B细胞,再次接触该抗原时可迅速增殖分化
D.细胞④寿命比较长,细胞⑤产生的物质化学本质为蛋白质
答案:C
解析:细胞①是抗原呈递细胞,具有强大的吞噬、呈递抗原的功能,A正确;细胞②是辅助性T细胞,分泌细胞因子,能促进B细胞的增殖和分化,B正确;细胞③是B淋巴细胞,接触抗原时可迅速增殖分化为浆细胞和记忆B细胞,C错误;细胞④是记忆B细胞,寿命比较长,细胞⑤浆细胞产生的物质为抗体,化学本质是蛋白质,D正确。
2.病原体侵入机体后,机体通过一系列反应最终将其清除,其部分反应过程如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.物质a、b分别是细胞因子和抗体,均为免疫活性物质
B.细胞①摄取和加工处理病原体使其暴露出特有抗原,并呈递给细胞②
C.细胞③受信号刺激后进行增殖分化,大部分分化为细胞⑤
D.当细胞④⑤再次受到同种病原体刺激后,会迅速作出免疫应答
答案:D
解析:物质a为细胞因子,物质b为抗体,二者均为免疫活性物质,A正确;细胞①为抗原呈递细胞,可摄取和加工处理病原体使其暴露出特有抗原,并将抗原呈递给细胞②(辅助性T细胞),B正确;细胞③为B细胞,在两个信号和细胞因子的作用下,B细胞进行增殖分化,大部分分化为细胞⑤(浆细胞),C正确;当细胞④(记忆B细胞)再次受到同种病原体刺激后,会迅速产生免疫反应,细胞⑤(浆细胞)由B细胞或记忆B细胞增殖分化而来,不能接受抗原刺激,D错误。
3.(不定项)下图所示为病原体感染人体后免疫细胞作出应答的部分过程,下列叙述错误的是( )
A.图中所示免疫方式是体液免疫
B.细胞D可由细胞C、E增殖、分化形成
C.图中的细胞均能识别抗原
D.当同种病原体再次入侵时,人体免疫系统发挥作用的主要过程是③⑥⑧
答案:CD
解析:图中所示的免疫方式中有抗体参与,属于体液免疫,A正确;细胞D为浆细胞,是由B细胞(细胞C)和记忆B细胞(细胞E)增殖分化形成的,B正确;图中细胞D(浆细胞)不能识别抗原,C错误;当同种病原体再次入侵时,记忆B细胞比普通的B细胞更快地作出反应,即很快增殖、分化产生新的浆细胞和记忆B细胞,浆细胞再产生大量抗体消灭抗原,即④⑦⑧过程,D错误。
4.(创新情境)每年的3月24日是世界防治结核病日。图1所示为结核杆菌侵入人体后机体发生的免疫调节过程;图2表示给某哺乳动物注射m抗原和n抗原后,体内产生的抗体水平的变化情况。回答下列问题:
(1)图1中作用于B细胞的T细胞属于 (填“辅助性T细胞”或“细胞毒性T细胞”),该细胞在体液免疫中的作用有 和 。
(2)图1细胞中,能特异性识别抗原的细胞有 。
(3)图2中第二次注射m抗原后,抗m抗体的相对浓度迅速增加,主要与图1中的
有关。结合图2分析,流感病毒疫苗要多次接种的原理是
。
答案:(1)辅助性T细胞 作为激活B细胞的信号 分泌细胞因子促进B细胞的分裂、分化 (2)B细胞、记忆B细胞(甲)、辅助性T细胞 (3)记忆B细胞(甲) 初次免疫产生的抗体量和记忆细胞少,需要通过多次免疫接种,免疫应答才能更快、更持久
解析:(1)辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与受刺激的B细胞结合,使B细胞开始增殖、分化,大部分分化为浆细胞,小部分分化为记忆B细胞。辅助性T细胞在体液免疫中的作用分别是:一是作为激活B细胞的信号,二是分泌细胞因子促进B细胞的分裂、分化。(2)图1细胞中,能特异性识别抗原的细胞有B细胞、记忆B细胞(甲)、辅助性T细胞,吞噬细胞和浆细胞没有特异性识别抗原的能力。(3)在第二次注射m抗原后,抗m抗体的相对浓度迅速增加,这是因为体内有记忆B细胞(甲),记忆B细胞在同种抗原的刺激下快速分裂、分化产生大量浆细胞,浆细胞进而产生大量抗体。流感病毒疫苗要多次接种的原理是初次免疫产生的抗体量和记忆细胞少,需要通过多次免疫接种,免疫应答才能更快更持久。
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