第三章免疫系统与免疫功能教材分析:分子生物学(Molecular Biology)、免疫学(Immunology)、细胞生物学(Cell Biology)被称为推动现代生命科学前进的三架马车,其中免疫学在医学界和生命科学方面有着重要意义。
对其机理的研究,有助于治疗和预防人类疾病,解决人类生活和工作中的疑难问题。
通过本章教学,可以调动学生学习的内在动力,提高探索生物奥秘的兴趣,增加使命感。
本章包括《人体对抗病原体感染的非特异性防卫》、《特异性反应(免疫应答)》、《免疫系统的功能异常》三节内容,讲述机体可以通过第一道防线和第二道防线来防御大多数病原体的侵入,当入侵者突破身体的前两道防线,第三道防线就发挥作用,即免疫应答。
教材着重分析了免疫应答的具体过程,首先是淋巴细胞识别入侵者,启动细胞免疫和体液免疫,使毒性减弱或消失。
教材最后还举例说明了免疫系统过强或过弱都会引起机体的病变。
总之,本章教材结合人们的日常生活,使学生不仅了解人体健康的有关知识,而且为学生在实际生活中运用有关知识打下了良好的基础,因此这部分内容是对学生进行生活习惯教育、道德观教育、STS教育的良好素材。
本章知识与基因工程的成果、单克隆抗体、发酵工程在医药工业上的应用,酶制剂的应用等内容有关。
本章免疫的内容相对抽象,有分子水平的物质基础、有细胞水平的结构基础,还有个体水平上的调控和表现,因此在教与学两方面都有一定的难度。
第一节人体对抗病原体感染的非特异性防卫教案一.教学目标:1.知识目标:(1)免疫的概念。
(2)免疫的三道防线。
(3)体表屏障的种类及防御原因。
(4)体内非特异性反应的种类及防御过程。
2.能力方面:(1)通过各种病例,启发学生提出问题,培养学生观察、分析、推理、概括及表达能力。
(2)通过学生主动参与感知、抽象、整合、内化的学习过程,培养学生思维能力和理论联系实际的能力。
(3)运用学导式教学模式的应用,培养学生的阅读能力、自学能力、理解能力。
3.情感态度和价值观方面:(1)通过自学、小组讨论等方式,培养学生一定的协作精神、团队精神,使思维的新颖性、广阔性与独特性得到一定的提升,提高学生的科学素质。
(2)通过对各种病例的引入,培养学生理论联系实际、学以致用的学习意识,及增强学生STS意识。
二.教学重点、难点:1.重点:体表屏障和体内的非特异性反应过程。
2.难点:第二道防线的防御过程。
这两道防线与学生生理现象、生活实际紧密结合,故教师提供了四个病例、一个实验、一幅图、五个问题,教学过程中尽量鼓励学生借助自身的知识内存,挖掘丰富的教学信息,开拓学生的思维,以延伸对知识的理解和应用。
为了更好地说明重点问题,本案在体表屏障中解释了物理屏障、化学屏障、微生物屏障。
第二道防线的防御过程是本节课的重点也是难点,特别是中性粒细胞、单核细胞的吞噬作用,学生从未接触过这两种细胞,故在讲解防御过程前,应先补充有关白细胞的知识,以便学生对知识了解的连贯性。
同时又增加了“中性粒细胞的吞噬杀菌过程”的图解,以加强直观性,降低难度,提高教学难度。
三.学情分析:1.免疫的概念、免疫系统的功能在初中科学中已学过,因此通过观看视频片段,大多数学生能回忆并总结出来。
2.非特异性防卫在生活中广为接触,报刊杂志等媒体也经常介绍,故学生已积累了一定的知识基础。
3.白细胞的防御作用,虽然学生已学过,但中性粒细胞、单核细胞等吞噬细胞的吞噬作用学生还是不熟悉。
四.教学设计:1.设计思路:本节课是免疫的第一节课,因此,教师先介绍免疫学在科技前沿中的地位,激发学生学习热情,引导学生关注科学的发展史,并从社会的热点问题——禽流感出发,诱发探究的欲望,培养分析问题和理论联系实际的意识。
“人体对抗病原体感染的非特异性防卫的过程”这部分内容与人体健康密切关系,与学生的生活实际紧密相关。
因此,本节课的课堂教学设计突出以人为本的思想,突出健康生活的主题,借助于人类的生理现象,充分利用学生原有的知识和生活经历,经过教师的精心设疑,引导学生分析有关的免疫问题,使学生从宏观到微观逐步深入地去探究生命活动的本质和规律。
通过本节课的教学,可充分发挥学生的能动作用,让学生主动参与感知、抽象、整合、内化的学习过程,促进学生智力的发展、能力的提高。
为了更好地了解前两道防线,本节课对体表屏障的种类、白细胞的种类、中性粒细胞的吞噬杀菌过程进行补充,以扩大学生的视野,增强学生以生物学知识解决实际问题的能力。
第二道防线中吞噬细胞的吞噬过程,是本节课的难点,特别是中性粒细胞、单核细胞,学生可能从未接触过,故在讲解防御过程前,应先补充小资料中有关白细胞的知识,以便学生对知识了解连贯性。
五.练习:1.免疫是机体的一种重要的保护性功能,下列不属于免疫过程的是:( D )A.花粉引起体内毛细血管扩张B.移植器官被排斥C.抗SARS病毒的抗体清除SARS病毒D.青霉素消灭肺炎双球菌2.下列各项不属于免疫功能的是( D )A.维持内环境的平衡稳定,清除衰老或受损伤的细胞B.识别并杀伤体内的突变细胞,进行棉衣监视C.抵抗病原体侵袭,防御感染D.铜、铅等金属化合物在肝脏内转化为无毒物质,随胆汁进入人体肠道并排出。
3.下列属于人体第一道防线的是:( C )①胃液对病菌的杀灭作用②唾液中溶菌酶对病原体的分解作用③吞噬细胞的内吞作用④呼吸道纤毛对病菌的外排作用⑤皮肤的阻挡作用⑥效应T细胞与靶细胞接触⑦抗毒素与细胞外毒素结合A.②⑤B.④⑤ C.①②④⑤ D.②③⑤⑥⑦4.人体皮肤大面积烧伤后容易发生感染,这是由于( D )A.体液大量损失 B.特异性免疫能力减弱 C.营养物质不能及时补充 D.非特异性免疫能力减弱六.相关链接:1.非特异性免疫:非特异性免疫一般包括以下几个方面。
(1)屏障作用屏障作用可以分为皮肤和黏膜的屏障,血脑屏障和胎盘屏障。
皮肤和黏膜的屏障和防御作用人体表面覆盖着完整的皮肤,人体与外界相通的腔道(如消化道、呼吸道和泌尿道)表面也有完整的黏膜。
健康和完整的皮肤和黏膜,鼻孔中的鼻毛,呼吸道表面的黏液和纤毛,都有阻挡和排除病原体的作用。
这是因为皮肤的汗腺能够分泌乳酸,使汗液和皮肤表面呈酸性,不利于大多数病菌的生长;皮脂腺分泌的脂肪酸,也有一定的杀菌作用。
另外,黏膜分泌的多种物质,如溶菌酶、胃酸和蛋白水解酶等,也有明显的杀菌作用。
血脑屏障血脑屏障主要是由软脑膜、脑毛细血管壁和包在血管壁外的星状胶质细胞形成的胶质膜所构成的。
这些组织结构致密,能够阻挡病原体及其毒性产物从血流进入脑组织和脑脊液,从而起到保护中枢神经系统的作用。
婴幼儿的血脑屏障因为尚未发育完善,所以比较容易发生脑膜炎、流行性乙型脑炎。
胎盘屏障胎盘屏障是由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿的绒毛膜共同构成的。
该屏障不妨碍母体与胎儿之间的物质交换,但却能阻止母体内可能存在的病菌的通过,从而保护胎儿免受感染。
胎盘屏障的作用与妊娠期有关,在妊娠的头三个月内,胎盘结构尚未发育完全,如果孕妇在此期间感染某些病毒(如风疹病毒、肝炎病毒),病毒由母体通过胎盘进入胎儿体内,可导致胎儿畸形、流产或死胎等。
(2)吞噬作用人体内有许多具有吞噬能力的细胞,统称为吞噬细胞。
吞噬细胞主要有在血液中游走的中性粒细胞,和主要分布在淋巴结、脾、肝、骨、肺等脏器中的巨噬细胞。
吞噬细胞吞噬、杀菌的过程可以分成三个阶段:第一个阶段是吞噬细胞向侵入的病原体移动;第二个阶段是吞噬细胞将病原体吞入细胞内,形成吞噬体;第三个阶段是胞浆中的溶酶体与吞噬体融合成为吞噬溶酶体,溶酶体中的多种水解酶将病原体消化,最后将消化后的残体排出细胞。
(3)正常体液的抗菌作用正常人的体液中,含有一些特殊物质,如溶菌酶、补体等,这些物质具有抑菌、杀菌以及协助加强吞噬等作用。
2、白细胞白细胞为无色有核的球形细胞,体积比红细胞大,能作变形运动,具有防御和免疫功能。
成人白细胞的正常值为4000~10000个/μl。
男女无明显差别。
婴幼儿稍高于成人。
血液中白细胞的数值可受各种生理因素的影响,如劳动、运动、饮食及妇女月经期,均略有增多。
在疾病状态下,白细胞总数及各种白细胞的百分比值皆可发生改变。
光镜下,根据白细胞胞质有无特殊颗粒,可将其分为有粒白细胞和无粒白细胞两类。
有粒白细胞又根据颗粒的嗜色性,分为中性粒细胞、嗜酸性粒细胞用嗜碱性粒细胞。
无粒白细胞有单核细胞和淋巴细胞两种。
1.中性粒细胞中性粒细胞占白细胞总数的50%-70%,是白细胞中数量最多的一种。
细胞呈球形,直径10-12μm,核染色质呈团块状。
核的形态多样,一般说核分叶越多,表明细胞越近衰老,但这不是绝对的,在有些疾病情况下,新生的中性粒细胞也可出现细胞核为5叶或更多叶的。
中性粒细胞具有活跃的变形运动和吞噬功能。
当机体某一部位受到细菌侵犯时,中性粒细胞对细菌产物及受感染组织释放的某些化学物质具有趋化性,能以变形运动穿出毛细血管,聚集到细菌侵犯部位,大量吞噬细菌,形成吞噬小体。
吞噬小体先后与特殊颗粒及溶酶体融合,细菌即被各种水解酶、氧化酶、溶菌酶及其它具有杀菌作用的蛋白质、多肽等成分杀死并分解消化。
由此可见,中性粒细胞在体内起着重要的防御作用。
中性粒细胞吞噬细胞后,自身也常坏死,成为脓细胞。
中性粒细胞在血液中停留约6~7小时,在组织中存活约1~3天。
2.嗜酸性粒细胞嗜酸性粒细胞占白细胞总数的0.5%-3%。
细胞呈球形,直径10~15μm,胞质内充满粗大(直径0.5~1.0μm)、均匀、略带折光性的嗜酸性颗粒,颗粒含有酸性磷酸酶、芳基硫酸酯酶、过氧化物酶和组胺酶等,因此它也是一种溶酶体。
嗜酸性粒细胞也能作变形运动,并具有趋化性。
它能吞噬抗原抗体复合物,释放组胺酶灭活组胺,从而减弱过敏反应。
嗜酸性粒细胞还能借助抗体与某些寄生虫表面结合,释放颗粒内物质,杀灭寄生虫。
故而嗜酸性粒细胞具有抗过敏和抗寄生虫作用。
在过敏性疾病或寄生虫病时,血液中嗜酸性粒细胞增多。
它在血液中一般仅停留数小时,在组织中可存活8~12天。
3.嗜碱性粒细胞嗜碱性粒细胞数量最少,占白细胞总数的0~15。
细胞呈球形,直径10-12μm。
胞质内含有嗜碱性颗粒,颗粒内含有肝素和组胺,可被快速释放。
肝素具有抗凝血作用,组胺参与过敏反应。
嗜碱性粒细胞在组织中可存活12-15天。
4.单核细胞单核细胞占白细胞总数的3%~8%。
它是白细胞中体积最大的细胞。
直径14~20μm,呈圆形或椭圆形。
颗粒内含有过氧化物酶、酸性磷酸酶、非特异性酯酶和溶菌酶,这些酶不仅与单核细胞的功能有关,而且可作为与淋巴细胞的鉴别点,颗粒具溶酶体样结构。
单核细胞具有活跃的变形运动、明显的趋化性和一定的吞噬功能。
单核细胞是巨噬细胞的前身,它在血流中停留1-5天后,穿出血管进入组织和体腔,分化为巨噬细胞。
单核细胞和巨噬细胞都能消灭侵入机体的细菌,吞噬异物颗粒,消除体内衰老损伤的细胞,并参与免疫。