第1節(jié)免疫系統(tǒng)的組成和功能

第4章

免疫調節(jié)解讀章首圖文培養(yǎng)學習志向·勇?lián)鐣熑伪菊抡率醉撚梢欢侮P于卡介苗的文字情境描述、一張巨噬細胞正在吞噬結核分枝桿菌的照片及一首小詩組成?？ń槊缡怯脕眍A防結核病的，是減毒的活疫苗，所以在注射后會引發(fā)身體局部反應，形成卡疤?？ń槊绾涂ò處缀跖c我們每一個人的生活息息相關，但我們未必了解。情境描述之后提出了4個小問題，這幾個問題直指本章的重要內容。其中，“接種卡介苗之后，我們體內發(fā)生了什么反應”問的是特異性免疫的過程，這是本章的重點和難點；“我國及世界衛(wèi)生組織為什么規(guī)定新生兒要接種卡介苗”體現(xiàn)了社會責任，讓我們從生物學的角度來理解國家相關規(guī)定的合理性，也希望我們學完本章內容，在以后遇到類似關于疫苗的問題時，能夠理性地分析，作出明智的決定。文字描述中的“新生兒在滿足條件的情況下，需在出生24h后盡快注射卡介苗”，這里是指什么條件？為什么要滿足條件才能注射呢？“沒有感染艾滋病病毒的新生兒或兒童需盡快接種卡介苗”，為什么做這樣的限定？這都蘊含著科學知識，也是訓練我們批判性思維的素材。理清本章架構初識概念體系·具備系統(tǒng)思維第1節(jié)免疫系統(tǒng)的組成和功能學有目標——課標要求必明記在平時——核心語句必背1．概述免疫系統(tǒng)的基本組成。2．概述免疫系統(tǒng)在維持穩(wěn)態(tài)中的作用。1．骨髓、胸腺、脾、淋巴結等免疫器官，淋巴細胞和樹突狀細胞、巨噬細胞等免疫細胞，以及體液中的各種抗體和細胞因子等免疫活性物質，共同組成了人體的免疫系統(tǒng)，這是免疫調節(jié)的結構基礎和物質基礎。2．免疫系統(tǒng)的三大基本功能：①免疫防御；②免疫自穩(wěn)；③免疫監(jiān)視。

[主干知識梳理]一、免疫系統(tǒng)的組成1．免疫系統(tǒng)的組成2．抗原：病原體表面一些

，能引發(fā)

的物質的統(tǒng)稱。3．抗體：機體產生的專門應對抗原的

。4．抗原呈遞細胞(APC)：是

等細胞的統(tǒng)稱，它們都能

抗原，并且可以將

暴露在細胞表面，以便呈遞給

細胞。二、免疫系統(tǒng)的功能1．保衛(wèi)人體的三道防線保衛(wèi)人體的第一道防線：

；保衛(wèi)人體的第二道防線：

中的殺菌物質(如

)和吞噬細胞(如

細胞和

細胞)；第三道防線是機體在個體發(fā)育過程中與

接觸后獲得的。特定的蛋白質免疫反應蛋白質B細胞、樹突狀細胞和巨噬細胞攝取和加工處理抗原信息其他免疫皮膚、黏膜體液溶菌酶巨噬樹突狀病原體2．兩大免疫分類：保衛(wèi)人體的三道防線根據是否針對特定抗原起作用，分為

免疫和

免疫。3．免疫系統(tǒng)的功能

、

、免疫監(jiān)視。非特異性特異性免疫防御免疫自穩(wěn)[邊角知識發(fā)掘]下圖既有分子結構示意圖，也有免疫細胞示意圖和免疫系統(tǒng)的基本功能示意圖(教材第68～69頁相關圖示)，請將正確的名稱與對應的圖示連線。[教材問題提示]問題探討(教材第66頁)1．扁桃體是人體重要的免疫器官，主要作用是抵御經空氣傳播的病原微生物的感染。醫(yī)生通過檢查扁桃體能夠初步判斷患者的患病情況。扁桃體腫大意味著扁桃體有炎癥，患者可能被病菌感染了。2．一方面，扁桃體具有免疫功能，同時它作為易被觀察的免疫器官，腫大后可以起到指示機體是否被病菌感染的作用，能用于判斷疾病狀況；另一方面，扁桃體作為人體的器官，充血腫大后易形成膿腫，表現(xiàn)出吞咽食物時有疼痛感等癥狀，同時引發(fā)其他并發(fā)癥狀。淋巴血液循環(huán)和淋巴循環(huán)骨髓胸腺(3)抗原呈遞細胞(APC)的種類和作用是什么？提示：抗原呈遞細胞包括B細胞、樹突狀細胞和巨噬細胞。它們的作用是攝取和加工處理抗原，并且可以將抗原信息暴露在細胞表面，以便呈遞給其他免疫細胞。(4)細胞因子也屬于免疫活性物質，主要有哪些種類？它們的來源和化學本質是什么？提示：細胞因子的種類有白細胞介素、干擾素、腫瘤壞死因子等，它們都是由淋巴細胞分泌的蛋白質。2．分析材料，回答問題：材料Ⅰ：斯坦曼因發(fā)現(xiàn)能夠激活并調節(jié)適應性免疫的樹突狀細胞(DC)而獲得了諾貝爾獎。DC是一種免疫細胞，能高效地攝取、加工處理和呈遞抗原，從而激發(fā)免疫應答。材料Ⅱ：當一個入侵者所攜帶的“非己”標志被識別后，B細胞受到刺激，開始分裂，同時分化成不同的群體，對入侵者作出反應。(1)材料Ⅰ說明DC能高效地攝取、加工處理和呈遞抗原，與此功能相似的細胞還有哪些細胞？它們統(tǒng)稱為什么細胞？提示：B細胞、巨噬細胞；抗原呈遞細胞(APC)(2)材料Ⅱ中“非己”成分在免疫學中稱為什么？B細胞受到刺激開始分裂，其識別的結構基礎是什么？提示：抗原；B細胞識別抗原的結構基礎是其表面的特異性受體。[師說重難]

1．主要免疫細胞的比較項目淋巴細胞樹突狀細胞巨噬細胞T淋巴細胞B淋巴細胞模式圖分布在胸腺中成熟，位于淋巴液、血液和淋巴結中在骨髓中成熟，位于淋巴液、血液和淋巴結中分布于皮膚、消化道、呼吸道等很多上皮組織和淋巴器官內，成熟時具有分支幾乎分布于機體的各種組織中功能細胞毒性T細胞特異性識別抗原，增殖、分化為新的細胞毒性T細胞和記憶T細胞；輔助性T細胞分泌細胞因子，促進B細胞增殖、分化為漿細胞和記憶B細胞特異性識別抗原，增殖、分化為漿細胞和記憶B細胞具有強大的吞噬、呈遞抗原功能具有吞噬消化、抗原處理和呈遞功能備注可分為輔助性T細胞和細胞毒性T細胞等B細胞、樹突狀細胞和巨噬細胞都能攝取和加工處理抗原，并且可以將抗原信息暴露在細胞表面，以便呈遞給其他免疫細胞，因此，這些細胞統(tǒng)稱為抗原呈遞細胞(antigenpresentingcell,APC)續(xù)表2．抗原和抗體的比較項目概念物質特點應用抗原病原體進入機體后，其表面一些特定的蛋白質等物質，能夠與免疫細胞表面的受體結合，引發(fā)免疫反應，這些能引發(fā)免疫反應的物質稱為抗原大多數(shù)抗原是蛋白質，它既可以游離，也可以存在于細菌、病毒等病原微生物以及細胞上，能刺激機體產生免疫反應①免疫原性：具有刺激機體免疫系統(tǒng)產生特異性免疫應答的能力②免疫反應性：具有與相應的免疫應答產物在體內外發(fā)生特異性結合的能力，又稱抗原性免疫預防時接種疫苗，使人在不患病的情況下，獲得免疫力抗體機體產生的專門應對抗原的蛋白質抗體是一種免疫活性物質，能隨血液循環(huán)和淋巴循環(huán)到達身體的各個部位抗體能與相應抗原發(fā)生特異性結合，即一種抗體只能與一種抗原結合注射含有相應抗體的血清達到免疫治療的目的續(xù)表3．有關免疫活性物質溶菌酶1.免疫活性物質并非都由免疫細胞產生。如唾液腺、淚腺細胞都可產生溶菌酶。2.溶菌酶并非只在第二道防線中發(fā)揮作用。如唾液、淚液中的溶菌酶屬于第一道防線，體液中的溶菌酶則屬于第二道防線，但溶菌酶的殺菌作用一定屬于非特異性免疫。3.溶菌酶是一種能水解細菌中黏多糖的堿性酶，使細胞壁中的不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽，導致細胞壁破裂內容物逸出而使細菌溶解，因此溶菌酶不能叫肽聚糖酶。[在應用中悟][典例]下列有關免疫系統(tǒng)組成的敘述，錯誤的是

(

)A．免疫系統(tǒng)由免疫器官、免疫細胞和免疫活性物質組成B．淋巴細胞包括吞噬細胞、T細胞和B細胞等C．T細胞起源于骨髓中的造血干細胞，遷移到胸腺中成熟D．免疫調節(jié)是依靠免疫系統(tǒng)來實現(xiàn)的[解析]免疫系統(tǒng)由免疫器官、免疫細胞和免疫活性物質組成，A正確；淋巴細胞包括T細胞和B細胞等，不包括吞噬細胞，B錯誤；T細胞起源于骨髓中的造血干細胞，遷移到胸腺中成熟，C正確；免疫調節(jié)是依靠免疫系統(tǒng)來實現(xiàn)的，D正確。[答案]

B[在訓練中評]1．下列不屬于免疫系統(tǒng)的組成成分的是

(

)A．淋巴結 B．吞噬細胞C．垂體

D．溶菌酶解析：人體免疫系統(tǒng)包括免疫器官、免疫細胞和免疫活性物質。免疫器官包括胸腺、骨髓、淋巴結、扁桃體和脾臟等；免疫細胞是指淋巴細胞(B細胞、T細胞)和吞噬細胞；免疫活性物質包括細胞因子、抗體和溶菌酶等。垂體屬于內分泌腺。答案；C

2．關于免疫細胞和免疫活性物質的敘述，錯誤的是

(

)A．B細胞、T細胞都是在胸腺中成熟的B．血液和淋巴液中都含有T細胞和B細胞C．吞噬細胞和B細胞都屬于免疫細胞D．干擾素、腫瘤壞死因子屬于免疫活性物質解析：B細胞是在骨髓中發(fā)育成熟的，A錯誤；吞噬細胞、B細胞均屬于免疫細胞，B細胞和T細胞形成后隨血液循環(huán)進入血液和淋巴液中，B、C正確；干擾素、腫瘤壞死因子都是細胞因子，屬于免疫活性物質，D正確。答案；A

皮膚、黏膜溶菌酶巨噬細胞和樹突狀細胞多種病原體非特異性病原體特定的抗原特異性免疫防御外來抗原性異物(4)免疫自穩(wěn)的含義是什么？提示：免疫自穩(wěn)是指機體清除衰老或損傷的細胞，進行自身調節(jié)，維持內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的功能。(5)什么是免疫監(jiān)視功能？提示：免疫監(jiān)視功能是指機體識別和清除突變的細胞，防止腫瘤發(fā)生的功能。2．分析材料，回答問題：材料：艾滋病是一種免疫缺陷病，是由人類免疫缺陷病毒(HIV)引起的，死亡率極高。如圖表示HIV感染人體后，體液中HIV濃度和人體內主要的免疫細胞——輔助性T細胞的數(shù)量變化過程。(1)請簡述圖中T細胞的起源和成熟。提示：T細胞的起源是骨髓中的造血干細胞，然后遷移到胸腺分化成熟。(2)概述HIV濃度第5年快速增加和患者最終死亡的直接原因。這一過程體現(xiàn)了免疫系統(tǒng)的什么功能？提示：HIV濃度第5年快速增加與T細胞的數(shù)量大幅減少有關。最后患者的免疫功能喪失，往往死于嚴重感染或惡性腫瘤，這說明正常的免疫系統(tǒng)具有免疫防御和免疫監(jiān)控的功能。[師說重難]

一．非特異性免疫和特異性免疫1.非特異性免疫和特異性免疫的比較項目非特異性免疫特異性免疫含義機體在長期進化過程中遺傳下來的不針對某一類特定的病原體，而是對多種病原體都有防御作用機體在個體發(fā)育過程中與病原體接觸后獲得的，主要針對特定的抗原起作用，因而具有特異性來源遺傳而來，人人都有的先天性免疫出生后與病原體斗爭過程中形成的后天性免疫，并非人人都有特點①先天性；②對多種病原體都有防御作用；③作用弱、范圍廣、時間短①后天性；②主要針對特定的抗原起作用；③作用強、范圍小、時間長項目非特異性免疫特異性免疫基礎第一、第二道防線第三道防線聯(lián)系①特異性免疫是在非特異性免疫基礎上形成的；②特異性免疫中產生的免疫活性物質會加強非特異性免疫的功能；③兩者共同擔負著機體的免疫功能；2.判斷非特異性免疫和特異性免疫的三個依據2．免疫系統(tǒng)三大功能歸納免疫功能含義正常異常免疫防御機體排除外來抗原性異物的一種免疫防護作用機體能抵抗病原體的入侵免疫反應過強、過弱或缺失，可能會導致組織損傷或易被病原體感染等問題免疫自穩(wěn)機體清除衰老或損傷的細胞，進行自身調節(jié)，維持內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的功能免疫系統(tǒng)對自身的抗原物質不產生免疫反應容易發(fā)生自身免疫病免疫監(jiān)視機體識別和清除突變的細胞，防止腫瘤發(fā)生的功能可識別突變的腫瘤細胞，然后調動一切免疫因素將其消除此功能低下或失調，機體會有腫瘤發(fā)生或持續(xù)的病毒感染

[在應用中悟][典例]人體感染白喉桿菌后，將啟動系列免疫反應，其中屬于特異性免疫的是

(

)A．鼻腔黏膜分泌殺菌物質抑制白喉桿菌繁殖B．巨噬細胞通過溶酶體將吞入的白喉桿菌消化C．口腔中的鏈球菌產生過氧化氫殺死白喉桿菌D．機體識別突變的腫瘤細胞并調動一切免疫因素將其消滅[解析]鼻腔黏膜分泌殺菌物質抑制白喉桿菌繁殖，屬于非特異性免疫；巨噬細胞通過溶酶體將吞入的白喉桿菌消化，屬于非特異性免疫；口腔中的鏈球菌產生過氧化氫殺死白喉桿菌，不屬于免疫反應；機體識別突變的腫瘤細胞并將其消滅，是針對特定抗原，屬于特異性免疫。[答案]

D[名師點睛]本題考查免疫類型的判別，非特異性免疫是先天產生的，沒有特異性，而特異性免疫是后天建立的，有特異性。[在訓練中評]1．下列關于人體三道防線的敘述，正確的是

(

)A．第一、二道防線先天就有，作用范圍廣，針對性強B．多數(shù)情況下人防御病原體侵襲是第一、二道防線發(fā)揮了作用C．溶菌酶、抗體等免疫活性物質在第三道防線中起作用D．第三道防線的結構最復雜，功能最強大，沒有人與人之間的差異解析：人體免疫系統(tǒng)的第一、二道防線屬于非特異性免疫，是先天就有的，作用范圍廣，但不具有特異性、針對性，A錯誤；人時刻處在病原體的包圍之中并未不適，主要是第一、二道防線發(fā)揮了作用，B正確；溶菌酶等殺菌物質在第一、二道防線中起作用，抗體在第三道防線中起作用，C錯誤；第三道防線是機體在發(fā)育過程中與病原體接觸后獲得的，針對不同的病原體發(fā)揮作用，人與人之間有差異，D錯誤。答案；B

2．如圖表示人體某種免疫過程中細胞A進入組織間隙吞噬病原體，下列根據此圖的敘述，正確的是

(

)A．圖中細胞A是T細胞B．該過程是人體免疫的第三道防線C．該過程屬于特異性免疫D．該防線能防御多種病原體解析：細胞A能穿過毛細血管壁，并對病原體進行吞噬和加工處理，為吞噬細胞，該過程表示屬于人體免疫的第二道防線，人體免疫的第二道防線屬于非特異性免疫，A、B、C錯誤。多數(shù)情況下，該防線能防御多種病原體對機體的侵襲，D正確。答案；D

科學視野——細胞因子及“細胞因子風暴”細胞因子是由細胞分泌的、具有介導和調節(jié)免疫過程等作用的一類小分子蛋白質，它們通過自分泌、旁分泌和內分泌(較少)等方式來發(fā)揮作用。目前已經發(fā)現(xiàn)的人類細胞因子有200多種，根據結構和功能一般可分為白細胞介素、干擾素、腫瘤壞死因子、集落刺激因子、趨化因子、生長因子等。白細胞介素(interleukin，Ⅱ)在被命名時是指由白細胞分泌又在白細胞間發(fā)揮作用的細胞因子；但后來發(fā)現(xiàn)，它也可以由其他細胞產生，也可以作用于其他細胞。目前已經發(fā)現(xiàn)近40種白細胞介素，按其發(fā)現(xiàn)順序給予Ⅱ序號。例如，ⅡL2由活化的T細胞產生，可以增強T細胞自身的生長和增殖；Ⅱ12可由樹突狀細胞、B細胞、單核巨噬細胞產生，可以誘導T細胞定向分化為1型的輔助性T細胞。干擾素因其具有干擾病毒感染和復制的功能而得名。目前已發(fā)現(xiàn)的10余種干擾素可以分為α、β、γ三種類型，它們分別又被分為不同的亞型。α型和β型干擾素主要由受病毒感染的細胞產生，γ型干擾素主要由活化的T細胞和自然殺傷細胞產生。腫瘤壞死因子(TumorNecrosisFactor，TNF)因最初被發(fā)現(xiàn)能使腫瘤發(fā)生出血壞死而得名，分為TNFα和TNFβ兩種，前者主要由活化的單核巨噬細胞分泌，后者主要由活化的T細胞分泌。近年來，腫瘤壞死因子超家族的成員又增加了許多。細胞因子在免疫細胞的發(fā)育分化、免疫應答及免疫調節(jié)過程中都具有重要作用，但它也是一把“雙刃劍”，在一定條件下可參與多種疾病的發(fā)生。例如，在免疫應答時，免疫細胞分泌大量的細胞因子，細胞因子又刺激免疫細胞，這樣的正反饋調節(jié)如果失靈，就會引起“細胞因子風暴”?！凹毎蜃语L暴”可發(fā)生在多種疾病，如急性呼吸窘迫綜合征、SARS(重癥急性呼吸綜合征)和流感等。[素養(yǎng)評價]1．細胞因子是由免疫細胞和某些非免疫細胞經抗原刺激而合成、分泌的一類具有廣泛生物學活性的小分子物質，具有調節(jié)細胞生長和分化、調控免疫應答的功能。當機體感染病原微生物引起調控失靈時會導致免疫細胞產生過量細胞因子引起異常免疫應答，稱為細胞因子風暴。下列敘述錯誤的是

(

)A．體液免疫過程中輔助性T細胞分泌的細胞因子能促進B細胞的分裂、分化過程B．細胞免疫過程中輔助性T細胞分泌的細胞因子參與細胞毒性T細胞的活化過程C．細胞因子既是細胞間進行信息傳遞的物質也能夠參與細胞代謝并提供能量D．細胞因子風暴可能會導致免疫功能過強進而對機體的正常組織和器官造成損傷解析：體液免疫過程中輔助性T細胞產生的細胞因子可以促使B細胞增殖分化，形成漿細胞和記憶B細胞，A正確；細胞免疫過程中輔助性T細胞分泌的細胞因子可以使細胞毒性T細胞增殖分化，B正確；細胞因子可以在細胞間進行信息傳遞，但是不能夠參與細胞代謝并提供能量，C錯誤；細胞因子風暴可能會導致免疫功能過強進而引起機體的正常組織過度損傷，D正確。答案；C2．最新研究表明，新冠病毒會引起人體發(fā)生細胞因子風暴(CS)，其過程是病毒入侵機體后，受感染的上皮細胞和免疫細胞產生約15種細胞因子幫助抵御病毒，細胞因子會引起更多免疫細胞透過毛細血管，并激活這些免疫細胞，被激活的免疫細胞則會產生更多的細胞因子，導致細胞因子風暴。由于肺部毛細血管極為豐富，故血管通透性增加后將產生極其嚴重的后果，除此以外CS還會引起多種器官的衰竭。以下有關新冠肺炎的敘述錯誤的是

(

)A．新冠肺炎患者肺部毛細血管通透性增加會導致肺部組織水腫B．新冠肺炎患者富含毛細血管的器官(如腎臟)也可能受CS損傷C．新冠肺炎患者產生細胞因子風暴(CS)是個負反饋調節(jié)過程D．服用使免疫細胞增殖受阻的藥物(如類固醇)可緩解患者的癥狀解析：根據題目信息可知，新冠肺炎患者肺部毛細血管通透性增加，會導致血漿外滲，從而引起肺部組織水腫，A正確；富含毛細血管的器官，免疫細胞更容易透過毛細血管并激活這些免疫細胞產生更多的細胞因子，因此新冠肺炎患者這些器官也可能受CS損傷，B正確；由題干信息可知，細胞因子風暴(CS)是一個正反饋調節(jié)過程，C錯誤；服用使免疫細胞增殖受阻的藥物可減少細胞因子的產生，因此可緩解患者的癥狀，D正確。答案；C

3．細胞因