4.1 免疫系统的组成和功能(教学设计)2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修1
2026-08-12
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普通
摘要:
该高中生物学教学设计聚焦“免疫系统的组成和功能”核心知识点,通过回顾神经-体液调节网络,结合卡疤、扁桃体发炎、伤口化脓等生活实例导入,搭建从已知稳态调节到未知免疫调节的学习支架。
此资料以“安全保卫部”比喻构建免疫系统概念模型,将免疫器官、细胞、活性物质分别比作“军事基地”“战士”“武器”,体现科学思维。结合卡介苗接种、新冠康复者血清等实例培养态度责任,通过问题情境引导探究实践,助学生具象化抽象知识,提升教师教学效率。
内容正文:
课题名称
4.1 免疫系统的组成和功能(1课时)
学习者 分析
本节内容的授课对象为高二(6)班的学生,本班学生的基础较为不错,但是由于女生占比较多,逻辑思维的发展上存在较大差异,对于模型的建构能力可能有所欠缺。
教学目标
1、 概述免疫系统的基本组成;
2、 概述免疫系统在维持稳态中的作用。
教学重点
1、 免疫系统的组成;
2、 免疫系统的功能。
落实教学重点的方法:
结合多媒体和板书引导学生构建免疫系统结构和功能的概念模型。
教学难点
1、 免疫结构的概念模型建构;
2、 免疫系统的功能。
突破教学难点的方法:
结合多媒体和板书引导学生构建免疫系统结构和功能的概念模型。
教学资源 选择
教师用书、教材、题单、天天练
技术手段的使用:
电子白板、板书、多媒体
课时:
1课时
核心问题
免疫系统的组成和主要功能是什么?
教学过程设计
问题情境
教学活动设计 (学习活动设计)
设计意图
新课导入
关于人体内环境的稳态维持,以机体的各器官和系统协调一致地正常运行为基础,通过神经-体液-免疫调节网络进行调节其处于相对稳定状态。其中神经调节和体液调节常常相互联系共同调节机体的生命活动,我们通过对水盐平衡调节和体温调节以及血糖平衡调节的学习,可以总结出两者的关系体现在两个方面:少内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节,在这种情况下,体液调节可以看作是神经调节的一个环节;另一方面,内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。比如甲状腺激素可以影响神经系统的发育和兴奋性。那么关于稳态调节机制的神经调节和体液调节是如何为了维持内环境稳态做出贡献我们已经了解清楚,那么,免疫调节又是如何参与到内环境的稳态维持的呢?今天,我们进入第四章免疫调节的学习。
你可能会发现你的手臂外侧,你很可能会发现一个微小的疤痕,这是你在刚出生的时候接种预防肺结核的卡介苗所留下的印记,称为卡疤。卡介苗是什么?什么时候接种?预防什么疾病?小时候接种的卡介苗,长大了还管用吗?
——卡介苗是减毒的结核分枝杆菌所制的活疫苗,在新生儿出生24小时后,未感染艾滋病的儿童要及时注射卡介苗,用于预防结核病(主要是肺结核),特别是严重的结核病,如结核性脑膜炎,该疫苗的保护作用可持续10-15年。
生活中你肯定经历过扁桃体发炎或者伤口化脓,扁桃体、淋巴结发炎肿大原因:机体受到病原体侵染时,会引发免疫反应,位于扁桃体、淋巴结等处的免疫细胞大量增殖,开始与病原体做斗争。
伤口感染化脓的脓液:机体组织发炎时产生的混合物,包括变性、坏死的免疫细胞、细菌的分解产物等。【脓液是机体组织在发生炎症过程中形成的混合物。脓液中的物质主要包含变性、坏死的免疫细胞,细菌分解产物等。】
要搞清楚机体是如何与病原体作斗争,又是如何产生脓液的,我们需要先去探索支撑免疫调节的结构,也就是免疫系统的组成。
回顾旧知,建立前后知识联系。
结合生活中学生亲身经历的卡疤、扁桃体发炎以及伤口化脓等现象导入免疫调节,激发学生的学习兴趣。
问题情境
教学活动设计 (学习活动设计)
设计意图
免疫系统的组成成分有哪些?
免疫指的是机体识别“自己”和“非己”,并清除“非己”的一种保护性生理功能。这里的非己指的是:侵入身体的各种病原体(致病的细菌、真菌、病毒等) 以及自身衰老、死亡、损伤、癌变的细胞。结构正常和完整的免疫系统可以保证免疫调节正常进行。我们可以把免疫系统看成是机体的安全保卫部,这一支安全保卫部有专门的军事基地,即免疫器官,也有参与其中的战士们,即免疫细胞,还有战士们战场上厮杀所用的各种武器,即免疫活性物质。
(一)免疫器官——“军事基地”
我们先来了解一下免疫调节进行的军事基地,免疫器官,主要由淋巴组织构成,并借助于血液循环和淋巴循环相互联系,常见的免疫器官包括:骨髓、胸腺、脾、淋巴结和扁桃体等。其中骨髓和胸腺是免疫细胞产生并发育成熟的地方,就像部队的大本营和训练基地,脾、扁桃体和淋巴结就是免疫细胞集中分布的场所,也是部队的作战战场。
1、 骨髓:骨髓中含有造血干细胞,必修一学习细胞分化的时候,我们知道植物的体细胞具有全能性,动物的细胞核具有全能性,以及动物的造血干细胞具有高度的分化分裂能力,它可以分化成各种细胞,包括各种免疫细胞。其中骨髓还是B细胞分化、发育和成熟的场所。
2、 胸腺:位于胸骨的后面,呈扁平的椭圆形,分左、右两叶。胸腺随年龄而增长,在青春期时达到高峰,以后逐渐退化。胸腺是 T 细胞分化、发育、成熟的场所。
3、 脾:呈椭圆形,在胃的左侧,内含大量的淋巴细胞;也参与制造新的血细胞与清除衰老的血细胞等。
4、 淋巴结:呈圆形或豆状,是淋巴细胞集中的地方;沿淋巴管遍布全身,主要集中在颈部、腋窝部和腹股沟部等处;能阻止和消灭侵入体内的微生物。
5、 扁桃体:通常指咽腭部的扁桃体,左右各一,形状像扁桃。其内部有很多免疫细胞,具有防御功能。
(2) 免疫细胞——“战士”
在军事基地训练产生的士兵是要上战场打仗的,那么这些战士又有哪些呢?免疫细胞是执行免疫功能的细胞,都是来自骨髓的造血干细胞,包括各种类型的白细胞,如淋巴细胞、树突状细胞和巨噬细胞等。
B淋巴细胞又叫做B细胞,T淋巴细胞又叫做T细胞,T细胞又可以辅助性T细胞和细胞毒性T细胞等。
树突状细胞分布于皮肤、消化道、呼吸道等很多上皮组织及淋巴器官内,成熟时具有分支;具有强大的吞噬、呈递抗原功能。巨噬细胞几乎分布于机体的各种组织,具有吞噬消化、抗原处理和呈递功能。树突状细胞和巨噬细胞统称为吞噬细胞。
由此可看到,树突状细胞和巨噬细胞都可以吞噬消化呈递抗原,那么什么是抗原呢?病原体进入机体后,病原体表面的一些特定的蛋白质等物质能够和免疫细胞表面的受体结合,从而引发免疫反应,这些能够引发免疫反应的物质就叫抗原。一般来说,大多数抗原是蛋白质,它既可以游离,也可以存在于细菌、病毒等病原微生物以及细胞上,能刺激机体产生免疫反应。
当抗原进入机体后,就会被B细胞、树突状细胞和巨噬细胞摄取并且加工处理,这类细胞我们称之为抗原呈递细胞(APC),抗原呈递细胞将抗原摄取后怎么处理的呢?它们可以将抗原信息暴露在抗原呈递细胞表面,以便呈递给其他免疫细胞。
(3) 免疫活性物质——武器
战士在战场上要消灭敌人是需要武器的,也就是免疫活性物质,免疫活性物质是指由免疫细胞或其他细胞产生、并发挥免疫作用的物质。刚刚讲到抗原呈递细胞可以将抗原暴露在细胞表面,但是并没有消除掉对吧,而机体可以产生的专门应对抗原的蛋白质,也就是抗体。抗体能与相应抗原发生特异性免疫结合,即一种抗体只能与一种抗原结合,抗体就是免疫活性物质,它可以随着血液循环和淋巴循环到达身体的各处部位,抗体和抗原结合以后可以抑制病原体的增殖和对人体细胞的黏附,这个我们后面会讲。
抗体主要分布在:
1)血清(主要)
2)组织液及外分泌液(如乳汁中)
如课本上的相关信息里有介绍:新型冠状病毒肺炎康复者的血清中含有针对新型冠状病毒的抗体,提取这样的血清输给临床病人,其中的抗体可以与新型冠状病毒结合,使病毒失活,有助于病人康复。母乳是产后女性乳房产生的用作哺育婴儿的汁液,母乳内含有乳铁蛋白(重要)、碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质、脂肪酸和牛磺酸等
母乳是产后女性乳房产生的用作哺育婴儿的汁液,母乳内含有乳铁蛋白(重要)、碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质、脂肪酸和牛磺酸等
除了抗体,溶菌酶、淋巴细胞分泌的细胞因子等都属于免疫活性物质,其中溶菌酶可以由多种细胞如免疫细胞、唾液腺细胞、泪腺细胞都能合成,使细菌溶解,病毒失活。
而常见的细胞因子有白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子等,细胞因子的化学本质是一类小分子的蛋白质。
免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质共同组成免疫系统,因此我们可以构建出图4-1所示的组成模型。
通过比喻,学生可以将抽象的知识点具体化,加深学生理解免疫系统各部分所扮演的角色。
结合必修一细胞的分化引导学生构建免疫细胞的形成模型。
概念图构建加深学生对免疫细胞的种类理解,将繁琐的文字概括化。
运用所学知识解释社会热点问题,落实核心素养中对社会责任的培养。
问题情境
教学活动设计 (学习活动设计)
设计意图
免疫系统有何功能?
我们生活的环境中充满各种细菌,包括你的身上也有各种细菌,但我们偶尔才会出现有症状的疾病。这就是免疫系统在发挥它的功能。免疫系统其实可以组成三道防线,
第一道防线就是你的皮肤、黏膜:皮肤的表面有一层死细胞(角质细胞),病原体不易在这种环境下生存,皮肤皮脂腺分泌的油脂也能抑制真菌和某些细菌。黏膜——存在于吸入空气中的微生物会被呼吸道黏膜所分泌的黏液捕获,并通过呼吸道黏膜上纤毛的摆动,将黏液推向咽部,使潜在的入侵者离开肺部进入消化道。当感染源偶尔进入呼吸道和消化道时,身体会运用一些防御体系,像咳嗽、打喷嚏和呕吐等方式来抵御病原体。所以尽量不要去挖鼻孔,鼻孔里的黏膜是可以阻挡大部分细菌进入呼吸道的;
人体的第二道防线指的是体液中的杀菌物质(如溶菌酶)和吞噬细胞;我们刚刚讲到哪些细胞可以产生溶菌酶?除了免疫细胞,唾液腺、泪腺等细胞也可以产生溶菌酶,那么唾液中的溶菌酶属于第几道防线呢?——第一道防线,不属于体液。所以我们有时候被蚊虫叮咬喜欢用口水涂抹缓减症状。
这两道防线人人生来就有,是机体在长期进化过程中遗传下来的,不针对某一类特定的病原体,而是对多种病原体都有防御作用,因此叫作非特异性免疫,多数情况下,这两道防线可以防止病原体对机体的侵袭,这也是我们虽然时刻处在病原体的包围之中,但并不会经常感到不适的原因。
第三道防线指的是机体在发育过程中与病原体接触后获得的,主要针对特定的抗原起作用,因而具有特异性,叫做特异性免疫,是后天形成的。主要由免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环而组成的。比如我们讲的接种疫苗都是利用第三道防线的特点。这三道防线并非是独立的,它们构成统一的整体,共同实现免疫系统的三大基本功能:免疫防御、免疫自稳和免疫监视。
免疫防御是免疫系统的最基本功能,主要是排出外来抗原性异物的一种免疫防护作用;
免疫自稳指的是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;
免疫监视指的是机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生的功能。
正是因为免疫系统时时刻刻保护着我们,机体才得以进行正常的生命活动。
结合大量动图将抽象化的知识点具体化,帮助学生理解三道防线的含义。
结合生活中的趣味知识加深学生对该部分内容的印象。
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