【鼎尖教案】高中生物第三册 第一章 人体生命活动的调节和免疫 2免疫(备课资料)(人教大纲版)

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【鼎尖教案】高中生物第三册 第一章 人体生命活动的调节和免疫 2免疫(备课资料)(人教大纲版)

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●备课资料
一、从人痘到牛痘
我国发明的人痘接种法,不但有效地保障了儿童的健康,而且不久流传到国外,对世界的保健事业也做出了贡献。
我国的人痘接种法,不久即引起其他国家的注意与仿效。清康熙二十七年(公元一六八八年),俄国首先派医生来北平学习种痘及检痘法。据史籍记载:“康熙时俄罗斯遣人至中国学痘医,由撒纳特衙门移会理藩院衙门,在京城肄业。”这是文献上记载的最先派医生来我国学习种痘的国家。
十八世纪,我国的人痘接种术由俄国传至土耳其,英国驻土耳其大使人蒙塔古(M. W. Montague 1689~1762)在士坦丁堡看到当地人为孩子种痘以预防天花,效果很好,颇为感动。由于她的兄弟死于天花,她自己也曾感染此病,因此,她决定给她的儿子接种人痘。一七一七年在大使馆外科医生的照顾下,为她的儿子种了人痘,事后,她把成功的消息写信回国告诉了她的朋友。一七一八年六月蒙塔古夫人返英后,又大力提倡种痘,从此,人痘接种术在英国流传起来。随后,欧洲各国和印度也试行接种人痘,十八世纪初叶,非洲北部突尼斯也推行此法。
公元一七四四年,杭州人李仁山去日本九洲长崎,把种痘法传授给折隆元、堀江元道两人。乾隆十七年(公元一七五二年),《医宗金鉴》传入日本,于是种痘法在日本也流传起来。中国的种痘法传入欧洲后,遭到顽固保守分子的反对,他们责骂种痘是“狂人“的逻辑,一些基督教牧师胡说“天花是上帝的天恩”,凡人不能逆天行事。有些国家竟出令禁止种痘。当时,法国启蒙思想家伏尔泰却倍加赞扬。他在《谈种痘》的信中写道:“我听说一百年来中国人一直就有这习惯,这是被认为全世界最聪明最讲礼貌的一个民族的伟大先例和榜样”。
自从中国的种痘术传入英国以后,在英国流传达四十年。英国的一个乡村医生琴纳(E. Jenner1749~1823)幼时也种过人痘,后来他在行医过程中,从挤牛乳的妇女知道:得过牛痘后就不会再生天花了。琴纳由此得到启发,想到这可能是牛痘使他们对天花产生了抵抗力,于是在一七九六年五月十四日琴纳首次从正在患牛痘的挤奶女孩手上,沾了一些痘浆接种在一个八岁的未患天花的男孩手臂上,接种部位生了一个典型的牛痘,六周后琴纳特意给这个男孩接种天花痘浆,结果这个男孩安然无恙,证明他对天花有免疫力。后来,经过反覆试验,证明接种牛痘后确能预防天花。
公元一八○五年(清嘉庆十年),种牛痘法由澳门葡萄牙商人传入我国,因为牛痘比人痘更为安全,我国民间也因此用牛痘。这说明我国不仅善于发明创造,同时也善于接受外来的文化。
二、白细胞
白细胞无色、呈球形,直径在7~20 μm之间。经复合染料染色后,可根据其形态差异和细胞质内有无特有的颗粒可分为两大类五种细胞。
1.粒细胞根据颗粒的着色性质不同又分为:①中性粒细胞;②嗜酸性粒细胞;③嗜碱性粒细胞三种。
2.无粒细胞又分为单核细胞与淋巴细胞两种。
白细胞是机体防御系统的一个重要组成部分。它通过吞噬和产生抗体等方式来抵御和消灭入侵的病原微生物。
白细胞中的中性粒细胞和单核细胞的吞噬作用很强,它们可以通过毛细血管的内皮间隙,从血管内渗出,在组织间隙中游走。吞噬侵入的细菌、病毒、寄生虫等病原体和一些坏死的组织碎片。
中性粒细胞内的颗粒为溶酶体,能消化其所摄取的病原体或其他异物。另外,嗜酸性粒细胞游走能力很强,也有一定的吞噬作用。
单核细胞由骨髓生成,在血液内仅生活3~4天,即进入肝、脾、肺和淋巴等组织转变为巨噬细胞。变为巨噬细胞后,体积加大,溶酶体增多,吞噬和消化能力也增强。但其吞噬对象主要为进入细胞内的致病物,如病毒、疟原虫和细菌等。巨噬细胞还参与激活淋巴细胞的特异免疫功能。此外,它还具有识别和杀伤肿瘤细胞,清除衰老与损伤细胞的作用。
淋巴细胞是免疫细胞。血液中淋巴细胞按其发生和功能的差异,又可分为T淋巴细胞和B淋巴细胞两类。
细胞免疫主要是由T细胞来实现的。这种细胞在血液中占淋巴细胞总数的80%~90%。T细胞受抗原刺激变成致敏细胞后,直接接触并攻击具有特异抗原性的异物,如肿瘤细胞,异体移植细胞;分泌多种淋巴因子,破坏含有病原体的细胞或抑制病毒繁殖;并同B细胞协同来杀灭病原微生物。
体疫免疫主要是通过B细胞来实现的。当B细胞受到抗原刺激变成具有免疫活性的浆细胞后,产生并分泌多种抗体,抗体通过与相应抗原发生免疫反应,中和、沉淀、凝集或溶解抗原,消除其对抗体的有害作用。
嗜碱性粒细胞的颗粒内含有组织胺、肝素和过敏性慢反应物质等。肝素有抗凝血作用,组织胺可改变毛细血管的通透性。过敏性慢反应物质是一种脂类分子,能引起平滑肌收缩。机体发生过敏反应与这些物质有关。
嗜酸性粒细胞平时只占白细胞总数的3%,但在患有过敏反应及寄生虫病时其数量明显增加,这类细胞吞噬细菌能力较弱,但吞噬抗原抗体复合物的能力较强。此外,这类细胞尚能限制嗜碱性粒细胞和肥大细胞在过敏反应中的作用。
三、艾滋病
1.什么是艾滋病?
艾滋病是英语“AIDS”中文名称,AIDS是获得性免疫缺陷综合征的英文缩写。它是由于感染了人类免疫缺陷病毒(简称HIV)后引起的一种致死性传染病。HIV主要破坏人体的免疫系统,使机体逐渐丧失防卫能力而不能抵抗外界的各种病原体,因此极易感染一般健康人所不易患的感染性疾病和肿瘤,最终导致死亡。一个感染上艾滋病病毒的人,也许会在很长的一段时间内看上去或是自我感觉起来很好,但是他们却可以把病毒传染给别人。艾滋病从发现至今还不到20年,但它在全球所引起的广泛流行,已使3000多万人受到感染,1000多万人失去了生命。目前,世界上每天有万余人新感染上艾滋病病毒。不但医学界在竭尽全力研究预防治疗艾滋病,各国政府,社会各阶层也都纷纷投入了对抗艾滋病的运动。但到目前为止,我们人类还没有找到一种治疗此病的方法。因此,为了自身的健康和家庭的幸福,大家都应该关注艾滋病、了解艾滋病,进而预防艾滋病。
2.HIV感染就是艾滋病吗?
HIV感染是指艾滋病病毒进入人体后的带毒状态,个体即称为艾滋病病毒感染者。HIV感染是终生的,感染者终生有传染性。艾滋病是HIV感染最后的,并且也是最危急的状态。此时HIV感染者出现较为严重的临床症状,称之为艾滋病人。艾滋病人必须是感染者,而感染者却不一定是艾滋病人。大多数感染者在感染病毒后很多年内没有任何症状,也不发生任何疾病。在很多年里,从外表上看不出与健康人有什么不同。他们可以像平常人一样的生活和工作。当艾滋病病毒感染者的免疫系统受到病毒的严重破坏,以至不能维持最低的抗病能力时,感染者才发展成为艾滋病病人,这个过程一般要经过5~8年的时间(发达国家平均8~10年,发展中国家要短些)。随着时间的推延,会有越来越多的人发生艾滋病。总之,无症状的HIV阳性者称为HIV感染者,有症状者方可称为AIDS病人。但是要特别说明的是,不论是艾滋病病毒感染者还是艾滋病病人都能将病毒传播给他人。
3.我国的艾滋病的发病情况如何?
(1)发病及死亡人数:2000年我国艾滋病疫情呈平稳上升趋势,与上一年相比,报告HIV感染者人数增加11.2%,艾滋病病例增加1.3%。截止2000年底,全国31个省、自治区、直辖市(不包括台湾省、香港和澳门特别行政区)累积报告HIV感染者22 517例,其中艾滋病病例880例。报告死亡病例496例( AIDS死亡466例)。2000年报告艾滋病死亡病例110例,HIV感染者死亡17例。
(2)感染途径:从全国范围来看,静注毒品仍是目前导致HIV感染流行的主要原因。本年度报告经静注毒品感染的人数3 460例,占全年报告感染者总数的66.5%。经性途径感染的人数占年度感染者总数的8.1%(419/5 201),感染途径不详者占21.0%。本年度报告233例艾滋病病例,其中94例经静注毒品感染,65例经性途径感染。
(3)分布地区:有20个省(直辖市、自治区)报告感染者数较上一年度增加。其中广西、广东、四川、江西等省市报告感染人数明显增加,主要以吸毒者为主。本年度报告感染人数最多的四个省份分别为云南(1 348例)、新疆(1109例)、广西(832例)和广东(700例),四省报告人数合计3 989例,占总数的76.7%,说明艾滋病疫情在地区分布上仍较聚集。艾滋病病例主要来自云南(113例),其次广东(15例),北京(13例),新疆和上海(各12例),福建(10例)等省市。
(4)性别年龄分布:本年度报告的HIV感染者中男性为4 134例,女性1 008例,男女比例为4.1∶1。在已知年龄的HIV感染者中,20~29岁年龄组感染人数最多(51.9%),其次为30~39岁年龄组(30.6%)和40~49岁年龄组(5.9%)。艾滋病病例也以男性为主,男女比例约为3.0∶1(169/57);年龄以青壮年为主。
四、免疫学发展简史
与其他学科一样,免疫学也是随着社会的发展和科学的进步而逐渐发生、发展和成熟的。免疫学的发展可分为原始、传统和现代三个时期。
1.原始免疫学时期 免疫学起源于中国。我国古代医师在医治天花的长期临床实践中,发现康复后的天花患者及护理者,或穿过沾染患者痘痂的衣服的人不再患天花,于是就大胆创用了将天花痂粉吹入正常人鼻孔的方法来预防天花,这是世界上最早的原始疫苗。据考证,这种人痘苗在唐代开元年间(公元713~741年)就已出现,至10世纪时已在民间广为流传,并逐渐传播到国外。
大约在15世纪,人痘苗法传到中东。当地人把鼻孔吹入法改良为皮内接种法,免疫效果更加显著。1721年,英国驻土耳其大使夫人MaryMontagu把这种接种法传入英国,并且很快遍及欧洲。但是这种经验性的人痘苗虽然有一定免疫效果,却不十分可靠,而且还有人工感染的危险,所以未能为人们普遍接受。
到了18世纪末,英格兰乡村医生E.Jenner从挤奶女工多患牛痘(一种轻型的局部痘疹)、但不患天花的现象中得到启示,经过一系列实验后,于1798年成功地创制出牛痘苗,并公开推行牛痘苗接种法。这是世界上第一例成功的疫苗,为人类最终战胜天花做出了不朽的贡献。但当时微生物学尚未发展起来,人们尚不认识天花和牛痘的病原体,所以这种孤立的成功并未得到理论上的升华。此后一个世纪内,免疫学一直停留在这种原始的经验状态。
2.传统免疫学时期 19世纪后期,微生物学的发展为免疫学的形成奠定了基础。1880年,法国微生物学家L.Pasteur偶然发现接种陈旧的鸡霍乱杆菌培养物可使鸡免受毒性株的感染,转而成功地创制了炭疽杆菌病毒疫苗和狂犬病疫苗,并开始了免疫机制的研究。1883年,俄国动物学家E.Metchnikoff发现了白细胞的吞噬作用并提出了细胞免疫(cellularimmunity)学说。1890年,德国医师E.vonBehring和日本学者北里发现了白喉抗毒素。1894年比利时血清学家J.Bordet发现了补体。这此发现支持体液免疫(humoralimmunity)学说。两种学派曾一度论战不休,直到20世纪初英国医师A.Wright发现了调理素,德国学者P.Ehrlich提出侧链学说,才将两种学说统一起来。1901年,“免疫学”一词首先出现在《IndexMedicus》中,1916年《JournalofImmunology》创刊。作为一门学科,免疫学至此才正式为人们所承认。
于此同时,研究抗原体反应的学问棗血清学(serology)也逐渐形成和发展起来。1896年H.Durham等人发现了凝集反应,1897年R.Kraus发现了沉淀反应,1900年K.Landsteiner发现了人类ABO血型,J.Bordet发现了补体结合反应。这些实验逐渐在临床检验中得到应用。此后的几十年中,血清学研究代表了免疫学发展的主流。
3.现代免疫学时期 20世纪中期以后,免疫学众多新发现频频向传统免疫学观念挑战。1945年R.Owen发现同卵双生的两只小牛的不同血型可以互相耐受,1948年C.Snell发现了组织相容性抗原,1953年R.Billingham等人成功地进行了人工耐受试验,1956年Witebsky等人建立了自身免疫病动物模型。这些免疫生物学现象迫使人们必须跳出抗感染的圈子,甚至站在医学领域之外去看待免疫学。
于是一个免疫学的新理论棗克隆选择学说(cloneselectiontheory)于1958年由澳大利亚学者F.Burnet提出。该学说认为:体内存在识别各种抗原的免疫细胞克隆;抗原通过细胞受体选择相应的克隆重并使之活化和增殖,变成抗体产生细胞和免疫记忆细胞;胚胎时期与抗原接触的免疫细胞可被破坏或抑制,称为禁忌细胞株(forbiddenclone);部分免疫细胞可因突变而与自身抗原起反应。这个理论虽不十分完善,但解释了大部分免疫现象,为多数学者所接受并被后来的实验所证明,可以说是一个划时代的免疫学理论。
此后,细胞免疫以一个崭新的面貌再度兴起。1956年B.Glick发现了腔上囊的作用,1961年J.Miller发现了胸腺的功能,1966年H.Claman等人区分出B细胞与T细胞,并且发现了它们的免疫协同作用,以后又相继发现了T细胞中不同的亚群及其鉴定方法,以及免疫细胞间朴素作用的机制和主要组织相容性复合体限制性。
同时,体液免疫继续向纵深发展。自40年代初确认抗体是血清丙种球蛋白之后,1950年R.Porter用蛋白酶水解获得了抗体的片段,G.Edelman用化学断裂法得到了抗体的多肽链,共同证明了抗体的分子结构;60年代统一了免疫球蛋白的分类和名称;1957年G.Kǒhler和C.Milstein等人用B细胞杂交瘤技术制备出单克隆抗体;1978年S.Tonegawa发现了免疫球蛋白的基因重排。
80年代以来,众多的细胞因子相继被发现。对它们的受体、基因及其生物活性的研究促进了分子免疫学的蓬勃发展,有人称之为“分子免疫学时期”,但从理论上并未突破克隆重选择学说,只是从技术手段上把免疫学研究推向一个新水平。
五、典型例题分析
[例1]特异性免疫中发挥免疫作用的主要是
A.抗体 B.抗原
C.淋巴细胞 D.吞噬细胞
分析:特异性免疫中的免疫作用是指抗体对抗原的消灭作用,也指淋巴因子在细胞免疫中的作用,同样也指效应T细胞对靶细胞的结合并使其裂解。由此可见,抗体的免疫作用只是淋巴细胞免疫作用的一部分,吞噬细胞的免疫作用主要体现在第二道防线中对“非己”成分的识别和消灭。吞噬细胞的作用是参与了非特异性免疫和特异性免疫两个过程:①在第二道防线中对“非己”成分的消灭和识别是非特异性免疫;②在抗原入侵机体后,吞噬细胞对抗原的吞噬处理和呈递是特异性免疫。
答案:C
[例2]儿童受脊髓灰质炎病毒感染后,有的不表现出明显症状,却获得了对小儿麻痹症的抵抗力,这种免疫是
A.非特异性自然免疫
B.非特异性人工免疫
C.特异性自然免疫
D.特异性人工免疫
分析:人体存在着抵抗病原体的三道防线:由皮肤和粘膜组成第一道防线,由体液中的杀菌物质和吞噬细胞组成第二道防线,这两道防线对多种病原体都有防御作用,并无特异性,叫做非特异性免疫。由免疫器官和免疫细胞组成的第三道防线的作用是:当某种病原体进入人体后,就会刺激淋巴细胞,淋巴细胞就会产生抗体。一种抗体只能对一种病原体抗原起作用,这叫特异性免疫。如果这种免疫是在自然条件下发生的,叫特异性自然免疫;如果这种免疫是通过人工方法获得的,叫特异性人工免疫。如儿童接种卡介苗预防肺结核等。儿童受脊髓灰质炎病毒感染后,不发病,但获得了抵抗该病的抗体,这种免疫是特异性的,不是通过人工方法获得的,故属于特异性自然免疫。
答案:C
[例3]下列属于特异性免疫的一组是
A.白细胞的吞噬作用和接种卡介苗
B.种牛痘预防天花与皮肤的屏障作用
C.患过麻疹的人不再患麻疹和注射百日咳针后不再患百日咳
D.溶菌酶的杀菌作用与服用糖丸预防小儿麻痹
分析:特异性免疫和非特异性免疫的区别是解答此题的关键,首先这种免疫是否只对某一特定病原体起作用,若具有这一特征,属于特异性免疫,否则不是。溶菌酶的杀菌作用具有广谱性,可以预防多种病原体;白细胞的吞噬作用、皮肤的屏障作用对多种病原体具有预防作用。因此,它们都属于非特异性免疫。
答案:C
[例4]现有一幼鼠,先天无胸腺,此鼠的免疫状况是
A.有全部的细胞免疫能力
B.丧失一切免疫能力
C.有全部的体液免疫能力
D.保留部分体液免疫能力
分析:幼鼠先天无胸腺,说明没有任何T淋巴细胞。T淋巴细胞是幼鼠细胞免疫必不可少的免疫细胞,因此,幼鼠丧失全部细胞免疫能力。而体液免疫中,多数抗原经吞噬细胞吞噬、处理、呈递的途径也因T细胞的不存在,路径不通,这样就只剩下少数抗原对B细胞的直接刺激。因此,只保留了部分的体液免疫能力。
答案:D
[例5]预防接种预防疾病的原理是
A.预防接种能消灭体内的细菌
B.预防接种能增强人的抵抗力
C.预防接种能提高人的兴奋性,加强新陈代谢,增强抗病能力
D.疫苗接种到健康人的体内,使人在不发病的情况下产生抗体,获得免疫力
分析:本题属于理解层次题,主要考查预防接种的作用。学生常常错误认为预防接种是直接消灭体内病菌的防治方法。实际上,预防接种是把人工培育的病菌、病毒等经过处理后接种在健康人的身体内,使人在不发病的情况下产生抗体,来获得免疫的方法。例如:种痘后人体内产生抵抗天花病毒的抗体,使人获得预防天花的免疫能力。
答案:D
拓展提升:预防接种和免疫治疗不同,预防接种是患病前在人体内接种疫苗,增强人的免疫力;而免疫治疗是患病后在人体内注射胸腺素、抗体或淋巴因子,调整人的免疫功能,从而增强抗病能力。
[例6]医生给一位肾功能衰竭病人移植了一个健康的肾脏。尽管医生的手术做得很成功,但几周后,这个移植的肾仍然坏死了。这是人体免疫反应造成的。这个免疫反应中,移植的肾属于
A.病原体 B.吞噬体
C.抗体 D.抗原
分析:本题属于理解层次题,主要考查抗原抗体的含义。在抗感染免疫中,能使人体产生抗体的病原体是抗原。在移植免疫中,异体组织属于抗原,移植的肾脏对于病人来说属于异体组织、器官。所以,它属于抗原,病人机体会识别、破坏和排斥它,最终使它坏死。
答案:D
[例7]用大剂量的X射线去照射去胸腺的小鼠,小鼠可失去全部免疫功能。此时如果输给来自胸腺的淋巴细胞,免疫功能得到部分恢复,但与正常小鼠不同,不能产生游离抗体。如果用X射线照射后,只输给来自骨髓的淋巴细胞,去胸腺的小鼠产生抗体的功能在一定程度上恢复。分析以上事实说明了什么
分析:去胸腺小鼠输入来自胸腺的淋巴T细胞,分裂分化形成效应细胞,产生淋巴因子,增强免疫力,但无抗体产生;若去胸腺小鼠输入来自骨髓的淋巴B细胞,分裂分化形成效应细胞,产生抗体。
答案:胸腺产生的是T细胞,T细胞接受刺激形成效应T细胞,细胞免疫。
骨髓产生的是B细胞,B细胞接受刺激形成效应B细胞,产生抗体,体液免疫。
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