特异性免疫的教学设计刘欣北京师范大学附属中学100052一、教学目标知识目标：概述细胞免疫和体液免疫的过程说明特异性免疫的特点能力目标：小组合作，制作特异性免疫应答的思维导图运用特异性免疫的原理解决生活中的相关问题情感态度价值观目标：关注特异性免疫与自身生活的密切联系认同特异性免疫是生物体适应性的体现认同免疫调节是人体与各种病原体长期协同进化的结果二、指导思想在高中生物课程标准的内容标准中，“概述人体免疫系统在维持稳态中的作用”是稳态与环境模块中的核心内容之一，而“特异性免疫”又是免疫调节中的核心概念。

特异性免疫的过程微观、抽象、复杂，本身就很难，而我校所用的浙科版教材与人教版教材比起来，内容更是又多又深。

因此，考虑到教学时间和学生的能力有限，本节课对教材中多出人教版教材的内容进行了适当的取舍，保留了能使学生建立的知识网络更清晰有序的有关T细胞分类的知识，舍弃了MHC分子等枝节性的知识本节课的教学设计是以新课程的基本理念为指导思想的。

课标明确指出“倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念”，因此，本节课以“免疫系统如何抵抗甲流病毒”这一实际问题为线索，引导学生先根据适应性原则猜测特异性免疫的大致过程，再借助动画和教材插图等直观材料分别学习细胞免疫和体液免疫，之后小组合作，绘制抵抗甲流病毒的特异性免疫应答的思维导图，最后分析思维导图，提炼出特异性免疫的特点。

学生在学习过程中，从事实出发，经过抽象概括和逻辑推理形成概念，再应用概念解决问题，最终在理解基础上建构形成了特异性免疫的知识网络结构。

三、教学重点和难点概述细胞免疫和体液免疫的过程四、教学手段演示多媒体课件五、教学过程第一环节：引入我们生活的世界看似鸟语花香、风平浪静，实则危机四伏，有各种病原体在窥探着我们，伺机掠夺我们的营养，破坏机体的稳态。

例如，从去年四月开始，一场甲流席卷全球，迄今已造成了18449人死亡。

大家都亲历过甲流大流行，还记得咱们为了防控甲流，都采取了哪些措施吗？生：公共场所检测体温，隔离病人，戴口罩，接种疫苗等。

这些措施中，最有效的是什么呢？生：接种疫苗。

为什么接种甲流疫苗能够预防甲流呢？生：能产生相应的抗体。

抗体的产生，属于特异性免疫。

今天，我们继续学习“第二节特异性反应”中的第四个大问题——特异性免疫的过程。

第二环节：引导学生根据适应性原则推测特异性免疫的大致过程（展示甲流病毒的模式图）甲流病毒是一种传播力和繁殖力都很强的RNA病毒，病毒表面有一种叫做血凝素的蛋白质，一旦病毒侵入内环境，就会利用血凝素与宿主细胞表面的特定蛋白相结合，侵入宿主细胞，在宿主细胞内大量繁殖。

当然，我们的机体也会全力抵抗甲流病毒的入侵，想一想，从甲流病毒到达呼吸道上皮开始，会遭遇到机体的哪些抵抗呢？生：呼吸道黏膜的阻挡，巨噬细胞的吞噬作用，抗体等等。

呼吸道黏膜的阻挡属于体表屏障，巨噬细胞的作用属于非特异性免疫，它们虽然启动速度很快，但强度不够，一旦病毒大量繁殖，就无能为力了。

内环境中的病毒主要靠抗体的作用清除，而病毒藏身在宿主细胞中，就像敌人藏在碉堡中一样，抗体和巨噬细胞都鞭长莫及，这时候靠谁来解决问题呢？生：效应Tc细胞效应Tc细胞就是董存瑞，炸掉碉堡，让病毒无处藏身。

靠抗体发挥效应的免疫过程称为体液免疫，而靠效应T细胞发挥效应的免疫过程称为细胞免疫，它们共同组成了特异性免疫。

在甲流病毒入侵之前，人体内有抗甲流病毒的抗体和效应T细胞吗？生：没有（展示淋巴器官中存在多种淋巴细胞的模式图）在淋巴器官中有很多初始B细胞和T细胞，这些细胞都处于沉默状态，没有攻击能力。

每个淋巴细胞表面只有一种抗原受体，每种抗原受体只能跟一种抗原决定簇结合。

因为人体的资源有限，所以淋巴器官中每种淋巴细胞的数量都很少，甚至只有一两个。

在这种情况下，甲流病毒入侵后，可能会发生什么样的应答过程呢？生：可能要先找到那个能跟甲流病毒结合的淋巴细胞，然后这个淋巴细胞再大量增殖，分化成效应细胞。

我们猜测的这种应答模式能够以最少的资源对抗最多种类的病原体，听起来很合理。

事实是否如此呢？我们一起来观看一个描述细胞免疫过程的动画。

第三环节：演示动画，讲授细胞免疫的过程（演示细胞免疫全过程的动画）细胞免疫的过程跟我们的猜测是否一致呢？生：是的。

细胞免疫确实要经历抗原识别、增殖分化和发挥效应这样3个阶段。

（分阶段演示动画）在识别抗原的过程中，还出现了一个角色——巨噬细胞，我们常把巨噬细胞比作红娘，为什么呢？巨噬细胞对抗原做了什么？生：吞噬抗原，把抗原呈递给T细胞。

对，巨噬细胞吞噬抗原之后，将抗原水解，然后将抗原决定簇呈递到细胞表面。

再然后，巨噬细胞移动到最近的淋巴器官，在这里遇到很多T细胞，当某个T细胞的抗原受体能与抗原决定簇稳定结合时，红娘的任务完成了，而这个T细胞就被活化了。

T细胞活化后就开始分裂，每天分裂2~3次，连续分裂3~4天，这样1个T细胞就分裂成了几千个T细胞，其中大部分分化成效应T细胞，小部分分化成记忆T细胞。

根据名称猜猜看，记忆T细胞有什么功能呢？生：记住抗原的样子，抗原再次入侵时进行攻击。

对，确实是这样的。

效应T细胞形成后，就会离开淋巴器官，奔赴病毒感染的组织。

在这里，它对组织细胞逐个进行检查，如果组织细胞被病毒侵染了，就会将病毒的抗原决定簇呈递到细胞表面，一旦效应T细胞发现了表面有病毒抗原决定簇的靶细胞，就会对靶细胞进行攻击，向靶细胞分泌穿孔素之类的有毒物质，直至靶细胞裂解死亡，病毒无处藏身。

这就是细胞免疫的全过程。

我们是以细胞毒T细胞为例来进行学习的，辅助性T细胞的抗原识别和增殖分化阶段跟细胞毒T细胞完全相同，只是效应不同而已。

我们一起用一个示意图来总结一下由效应Tc细胞发挥效应的细胞免疫的全过程。

抗原最先登场，然后依次出场的角色有哪些呢？生：吞噬细胞、Tc细胞、效应Tc细胞、靶细胞。

（用PPT课件逐一呈现这些名词）它们之间有什么关系呢？抗原被吞噬细胞吞噬，水解，呈递给Tc细胞，Tc细胞增殖分化为效应细胞和记忆细胞，效应Tc细胞攻击靶细胞，使靶细胞裂解死亡，释放抗原。

（用PPT课件逐一呈现上述名次间关系，形成细胞免疫的过程示意图）大家还有什么问题吗？——解答学生疑问第四环节：利用问题串引导学生观察体液免疫的教材插图，学习体液免疫内环境中也有很多甲流病毒，有些是从外界入侵的，也有些是从宿主细胞中释放出来的子代病毒。

机体是怎样通过体液免疫消灭病毒的呢？请大家翻到课本P54，观察体液免疫示意图。

图的左上角有一段文字——“MHC标志”，这是巨噬细胞表面用来呈递抗原的蛋白质。

旁边的“抗原-MHC复合体”就是巨噬细胞呈递的抗原了。

体液免疫的核心角色当然是B细胞，大家先找到B细胞，然后观察一下，B细胞是怎样被活化的呢？生：B细胞跟抗原结合，受到辅助性T细胞的刺激。

对，抗甲流病毒的B细胞的活化需要两个信号。

第一个信号是与内环境中游离病毒的直接结合；第二个信号是效应Th细胞分泌的淋巴因子。

Th细胞被巨噬细胞呈递的甲流病毒抗原决定簇活化后，增殖分化成效应细胞和记忆细胞，效应Th细胞一旦遇到表面结合有甲流病毒的B细胞，就会向B细胞分泌淋巴因子，促进它的增殖。

所以我们说，B细胞虽然是个神枪手，但是斗志不足，需要Th细胞这个宣传兵鼓动一下才能上阵。

只有极少数的B细胞能够不需Th的辅助，直接被抗原活化。

B细胞活化后，会发生什么变化呢？生：增殖分化成效应B细胞和记忆B细胞。

那么，效应B细胞形成后又会怎样呢？生：分泌抗体。

抗体跟病毒结合。

对，B细胞分化成效应B细胞之后，B细胞表面的抗原受体就由膜蛋白变成了分泌蛋白，效应B细胞不再识别抗原，但却能源源不断的分泌抗体。

抗体与抗原结合之后又会怎样呢？生：病毒失去侵染细胞的能力，凝聚成团被巨噬细胞吞噬。

（在与学生问答的过程中，用PPT课件逐一呈现学生答案，形成体液免疫的示意图）这就是体液免疫的全过程，大家观察一下示意图，体液免疫的过程跟我们设想的应答模式一致吗？生：一致。

对，体液免疫也分为抗原识别，增殖分化和发挥效应这样三个阶段。

看来，这确实是进化中形成的最佳免疫调节模式。

大家还有什么疑问吗？——解答学生疑问第五环节：学生小组合作，绘制和展示免疫调节对抗甲流病毒的思维导图刚才我们分别学习了细胞免疫和体液免疫，事实上，它们在对抗病原体的过程中，是水乳交融，并肩作战的。

请同桌的两位同学互助合作，在发的学案上画出甲流病毒入侵人体后，免疫系统消灭甲流病毒的完整过程。

然后我们利用实物投影对同学们的成果进行展示和交流。

学生两人一组，进行讨论和绘图。

请一个小组展示成果，其他小组进行评价和修正。

第六环节：总结特异性免疫的特点最后，咱们来总结一下特异性免疫的特点。

特异性免疫最大的特点当然是特异性，每一种抗原都会引发机体产生特异的效应细胞和抗体，归根结底，是因为抗原和淋巴细胞上的什么结构具有特异性呢？生：抗原上的抗原决定簇和淋巴细胞上的抗原受体。

对，正是因为抗原的抗原决定簇和淋巴细胞表面的抗原受体是一一对应的，才导致了特异性的产生。

这种特异性取决于生物大分子结构的特异性，归根结底，还是取决于基因结构的特异性。

特异性免疫的第二个特点跟我们刚上课时提出的一个问题有关：为什么接种甲流疫苗能够预防甲流？真的是因为产生的抗体能够长期保存吗？生：不是。

是记忆细胞的作用。

（展示初次免疫和二次免疫抗体含量变化的图片）各种效应细胞在病毒被消灭后就失去了用武之地，会很快凋亡，再加上抗体不能重复使用，因此抗体含量会迅速减少。

而记忆细胞能周期性的增殖，存活几年甚至几十年。

一旦同种抗原再次入侵，就能迅速增殖分化成大量效应细胞，迅速消灭抗原，使我们免于患病。

因此，特异性免疫的第二大特点就是记忆性。

记忆细胞能存活很多年，但接种甲流疫苗只能保护我们一年，这是为什么呢？生：病毒变异了。

对，流感病毒的特点就是善于“变形”，很容易发生变异，一年后再来，我们的记忆细胞就不认得它了。

在亿万年协同进化的过程中，我们形成了强大的免疫调节能力，而病原体也获得了各种各样对抗免疫系统的能力。

比如，有的病原体善于伪装，像曼氏血吸虫就能表达宿主细胞的糖蛋白，骗过免疫系统；还有的善于躲藏，像疟原虫寄生在红细胞里，红细胞没有细胞核，所以不能表达相关蛋白，不能把疟原虫抗原呈递到细胞表面，这样效应T细胞永远找不到靶细胞。

艾滋病毒更厉害，专门寄生在T细胞里，免疫系统还没消灭它，它先把免疫系统打垮了。

只要人类不灭绝，人类与病原体的这场军备竞赛，就会无休无止的进行下去。

最后，我们布置一个小作业。

特异性免疫是在非特异性免疫基础上进化形成的，请同学们列表比较一下二者间的联系和区别。