2019-2020年高中生物 《特異性免疫》教學設計 新人教版必修3.doc

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2019-2020年高中生物 《特異性免疫》教學設計 新人教版必修3 一、教學目標 知識目標： 概述細胞免疫和體液免疫的過程 說明特異性免疫的特點 能力目標：小組合作，制作特異性免疫過程的概念圖 運用特異性免疫的原理解決生活中的相關問題 情感態(tài)度價值觀目標： 關注特異性免疫與自身生活的密切聯(lián)系 認同特異性免疫是生物體適應性的體現(xiàn) 認同免疫調(diào)節(jié)是人體與各種病原體共同進化的結(jié)果 二、指導思想 本節(jié)課的教學設計是以新課程的基本理念為指導思想的。 在高中生物課程標準的內(nèi)容標準中，“概述人體免疫系統(tǒng)在維持穩(wěn)態(tài)中的作用”是穩(wěn)態(tài)與環(huán)境模塊中的核心內(nèi)容之一，而“特異性免疫”又是免疫調(diào)節(jié)中的核心概念。 特異性免疫的過程本身就比較難，浙科版教材與人教版教材相比，內(nèi)容更多更深，本節(jié)課根據(jù)學生能力對教材內(nèi)容進行了適當?shù)娜∩?，其中有關T細胞分類的知識能使學生建立的知識網(wǎng)絡更清晰有序，予以保留，而MHC分子等枝節(jié)性的知識則進行了舍棄。 本節(jié)課對傳統(tǒng)的教學內(nèi)容進行了深化，不僅學習了特異性免疫的過程，還學習了特異性免疫的特點，因為特異性免疫之所以在維持穩(wěn)態(tài)中有重要作用，正是因為具有特異性和記憶性，而這些特點本就蘊含在過程中，將其提煉出來不但不會增加學生負擔，還能使學生對過程的理解更加透徹。本節(jié)課教學內(nèi)容中還溶入了進化與適應的觀點，這是因為特異性免疫是進化的結(jié)果，體現(xiàn)了人體對充斥著各種病原體的復雜環(huán)境的適應，學生從這個角度去看特異性免疫，更能理解其合理性與必然性，同時對生物學核心觀點的認同也得到了強化。 學生學習新概念有一定的認知規(guī)律，需要從事實出發(fā)，經(jīng)過邏輯推理和歸納概括生成概念，再在新情況中運用概念，直至新概念內(nèi)化成自身概念體系的一部分。因此，本節(jié)課以“免疫系統(tǒng)如何抵抗甲流病毒”這一實際問題為線索，引導學生先復習非特異性免疫如何抵抗病毒，再根據(jù)邏輯推理猜測免疫系統(tǒng)消滅病毒的大致過程，建立特異性免疫三大階段的框架，然后借助動畫、模型和教材插圖等直觀材料分別學習消滅甲流病毒的細胞免疫和體液免疫，從而抽象概括出特異性免疫的過程和特點，最后，再用這一概念去解決其他實際問題，最終在理解基礎上建構(gòu)形成了特異性免疫的知識網(wǎng)絡。 本節(jié)課選擇甲流病毒作為線索，是因為甲流病毒感染引起的特異性免疫非常有代表性，而且學生親歷過甲流大流行，對甲流非常熟悉，有探索的欲望。除此之外，本節(jié)課還設計了對“移植的器官會受到怎樣的攻擊？”、“為什么接種甲流疫苗能預防甲流”等現(xiàn)實問題的探討，都體現(xiàn)了“注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系”這一新課程基本理念。 本節(jié)課設計了多種多樣的學生活動，其意圖在于促進學生改變學習方式，培養(yǎng)學生的探究能力。例如，組織學生小組合作，繪制特異性免疫過程的概念圖并進行展示和交流，這一活動既能促使學生梳理和建構(gòu)知識體系，又能作為評價的依據(jù)，還為下一步提煉特異性免疫的特點提供了材料，在活動過程中，學生的交流與合作等能力都得到了提升。 三、教學重點和難點 概述細胞免疫和體液免疫的過程 四、教學手段 演示多媒體課件、演示模型 五、教學過程 教學 內(nèi)容 教師活動 學生活動 設計意圖 引入 我們生活的世界，看似風平浪靜，實則危機四伏，有各種病原體在窺探著我們，伺機掠奪我們的營養(yǎng)，破壞機體的穩(wěn)態(tài)。例如，從xx年4月開始，一場甲流席卷全球，迄今已造成了一萬八千多人死亡。大家都親歷過甲流大流行，還記得咱們?yōu)榱朔揽丶琢?，都采取了哪些措施嗎? 這些措施中，最有效的是什么呢？ 為什么接種甲流疫苗能夠預防甲流呢？ 接種甲流疫苗確實能引起相應抗體的產(chǎn)生，這屬于特異性免疫的范疇，今天，我們繼續(xù)學習“第二節(jié) 特異性反應”。 但是，長期保護我們的，卻不是抗體，究竟是什么呢？ 我們通過學習第四個大問題──“特異性免疫的過程”來解決這個問題。 回答：檢測體溫，隔離病人，公共設施消毒，戴口罩，接種疫苗等。 回答：接種疫苗。 回答：能使人體產(chǎn)生相應的抗體。 創(chuàng)設情境，點出本節(jié)課的主線。 引入新課學習。 特異性免疫的大致過程 大家看，這是甲流病毒的真面目（展示甲流病毒的電鏡照片和模式圖）。甲流病毒是一種傳播力和繁殖力都很強的RNA病毒，一旦侵入內(nèi)環(huán)境，就會利用表面的蛋白質(zhì)與宿主細胞表面的特定蛋白相結(jié)合，侵入宿主細胞，在宿主細胞內(nèi)大量繁殖。 當然，我們的機體也不會坐以待斃，想一想，從甲流病毒到達呼吸道上皮開始，會遭遇到機體的哪些抵抗呢？ 呼吸道黏膜的阻擋屬于體表屏障，巨噬細胞的作用屬于非特異性免疫，它們雖然啟動速度很快，但強度不夠，一旦病毒大量繁殖，就無能為力了。 內(nèi)環(huán)境中的病毒主要靠抗體清除。而病毒藏身在宿主細胞中，就像敵人躲在碉堡中一樣，抗體夠不著它。這時候該怎么辦呢？效應T細胞就是炸碉堡的，它會破壞宿主細胞，讓病毒無處藏身。 抗體在體液中起作用，所以我們把由抗體發(fā)揮效應的免疫過程稱為體液免疫，而靠效應T細胞發(fā)揮效應的免疫過程稱為細胞免疫，它們共同組成了特異性免疫。 在甲流病毒入侵之前，人體內(nèi)有抗甲流病毒的抗體和效應T細胞嗎？ 甲流病毒入侵幾天后，相應的抗體和效應T細胞才產(chǎn)生，這是為什么呢？ （展示淋巴器官中存在多種淋巴細胞的模式圖）我們剛出生時，淋巴器官中就儲備了很多淋巴細胞，每種淋巴細胞表面都有一種糖蛋白──抗原受體，不同淋巴細胞的抗原受體是不一樣的。病原體種類雖多，淋巴細胞種類更多，T細胞和B細胞都可以多達1011種。但是，人體資源有限，不知道究竟哪些病原體會入侵，不能浪費資源胡亂投資，因此每種淋巴細胞的數(shù)量都很少，而且沒有發(fā)揮效應的能力。 請大家思考、討論一下，在這種情況下，甲流病毒入侵后，會引起T細胞和B細胞發(fā)生什么變化？ 就是說，淋巴細胞要先進行抗原識別，然后增殖分化，發(fā)揮效應（用示意圖展示特異性免疫的三階段）。事實是否如此呢？我們來一起學習一下特異性免疫的過程。 回答：呼吸道黏膜的阻擋，巨噬細胞的吞噬作用等等。 回答：沒有 討論后，回答：要先找到那個能跟甲流病毒結(jié)合的淋巴細胞，然后這個淋巴細胞再大量增殖，分化成效應細胞，發(fā)揮作用。 復習非特異性防衛(wèi)。 學習特異性免疫的組成。 根據(jù)生物體適應性的原則對特異性免疫過程進行推測。 建立對特異性免疫過程的框架性的認識。 細胞 免疫 我們首先學習細胞免疫的過程。請大家觀看細胞免疫的動畫（演示細胞免疫動畫），細胞免疫的過程跟我們的猜測是否一致呢？ 細胞免疫確實要經(jīng)歷抗原識別、增殖分化和發(fā)揮效應這樣3個階段。 （演示抗原識別階段的動畫和抗原模型）在識別抗原的過程中，還出現(xiàn)了一個角色──巨噬細胞，我們常把巨噬細胞比作紅娘，病毒是鶯鶯小姐，T細胞呢，就是張生啦?？乖囊恍┛乖瓫Q定簇隱藏在內(nèi)部，好比鶯鶯小姐的心里話不好意思說出來。巨噬細胞吞噬抗原后，對抗原進行處理，把隱藏的抗原決定簇呈遞在細胞表面，然后轉(zhuǎn)移到最近的淋巴器官中。這么多T細胞，哪一位是張生呢？巨噬細胞挨個試探，當抗原決定簇與某個T細胞上的抗原受體恰好能結(jié)合時，T細胞就被活化了。 （演示增殖分化階段的動畫）T細胞活化后就開始分裂，每天分裂2～3次，連續(xù)分裂3～4天，這樣1個T細胞就分裂成了幾千個T細胞，其中大部分分化成效應T細胞，小部分分化成記憶T細胞。 （演示效應階段的動畫）效應T細胞形成后，就離開淋巴器官，奔赴被病毒感染的組織。在這里，它對組織細胞逐個進行檢查，如果組織細胞被病毒侵染了，也會把病毒的抗原決定簇呈遞到細胞表面，一旦效應T細胞發(fā)現(xiàn)了這樣的靶細胞，就會對其進行攻擊，向靶細胞分泌有毒害作用的物質(zhì)，直至靶細胞裂解死亡，病毒無處藏身。 這就是細胞免疫的全過程。我們是以細胞毒T細胞為例來進行學習的，輔助性T細胞的抗原識別和增殖分化過程跟細胞毒T細胞完全相同，只是效應不同而已。 咱們一起用示意圖來總結(jié)一下細胞免疫的過程。 在抗原識別階段，抗原登場后，會發(fā)生什么呢？ Tc細胞活化后呢？ 效應Tc細胞形成之后呢？ （在問答過程中，用PPT課件逐一呈現(xiàn)關鍵知識點，形成細胞免疫的示意圖）細胞免疫的核心是T細胞，T細胞經(jīng)過抗原識別、增殖分化，最終發(fā)揮效應，使靶細胞裂解死亡，病毒釋放到內(nèi)環(huán)境中。 大家還有什么疑問嗎？ 解答學生疑問，并對提出新問題的學生予以表揚。 觀看動畫，回答：一致。 回答：巨噬細胞吞噬抗原，處理后呈遞給Tc細胞。 回答：增殖分化成效應細胞和記憶細胞。 回答：效應Tc細胞攻擊靶細胞，使靶細胞裂解死亡，釋放抗原。 提出問題。 借助動畫、模型等直觀材料學習細胞免疫的過程 體液 免疫 內(nèi)環(huán)境中有很多甲流病毒，有些是從外界入侵的，也有些是從宿主細胞中釋放出來的子代病毒。這些病毒，主要靠體液免疫來消滅。 體液免疫的過程是怎樣的呢？請大家翻到課本P54，觀察體液免疫示意圖。 大家先整體看一下這張圖，體液免疫也能分為抗原識別、增殖分化和發(fā)揮效應3個階段嗎？如果能的話，請你在課本上用大括號標注出來。 看來，我們的猜想完全正確，體液免疫也要經(jīng)歷抗原識別、增殖分化和發(fā)揮效應的過程。這種應答模式能夠用最少的資源對抗最多種類的病原體，是進化的必然結(jié)果。 下面咱們分階段進行學習。 請觀察圖片，B細胞的活化需要幾個信號？ 對，首先，B細胞要跟游離病毒直接結(jié)合。B細胞是個神槍手，但是斗志不夠昂揚，需要有人對它喊喊口號，喊口號的是誰呢？Th細胞。Th細胞被巨噬細胞呈遞的甲流病毒抗原決定簇活化后，增殖分化成效應細胞和記憶細胞，效應Th細胞一旦遇到表面結(jié)合有甲流病毒的B細胞，就會向B細胞分泌淋巴因子，促進它的增殖分化。所以，B細胞的活化需要雙信號刺激──游離抗原和淋巴因子。 B細胞活化之后會怎樣？ （展示巨噬細胞吞噬抗原抗體復合物的圖片）抗體跟病毒結(jié)合后，病毒就失去了侵染細胞的能力，凝聚成團被巨噬細胞吞噬。 （在問答過程中，用PPT課件逐一呈現(xiàn)關鍵知識點，形成體液免疫的示意圖）體液免疫的核心是B細胞，B細胞經(jīng)過抗原識別、增殖分化，最終通過分泌的抗體發(fā)揮效應，使病毒被徹底消滅。 大家還有什么疑問嗎？ 解答學生疑問，并對提出新問題的學生予以表揚。 觀察教材插圖，在圖上標注出3個階段。 回答：兩個信號。B細胞跟抗原結(jié)合，受到輔助性T細胞的刺激。 回答：增殖分化成效應B細胞和記憶B細胞。效應B細胞分泌抗體，抗體與病毒結(jié)合。 提出問題。 借助教材插圖和與細胞免疫的類比學習體液免疫的過程 細胞免疫和體液免疫的關系 剛才，我們分別學習了細胞免疫和體液免疫，事實上，它們在對抗病原體的過程中，是水乳交融，并肩作戰(zhàn)的。 為了加深對這一問題的理解，請大家完成一個小任務：同桌的兩位同學互助合作，在學案上畫出甲流病毒入侵人體后，免疫系統(tǒng)消滅甲流病毒的過程，并用大括號注明哪部分是細胞免疫，哪部分是體液免疫。 巡視，對有疑問的小組進行指導。 找一個繪圖有錯誤的小組進行展示。 點出概念圖中的錯誤，請其他同學進行修正 用紅筆在展示小組的概念圖上進行修改，并給與展示小組鼓勵性評價。 找一個繪圖科學、清晰、美觀的小組展示成果。 對該小組進行表揚。 當病毒入侵時，需要細胞免疫和體液免疫并肩齊上。但是，有時候抗原不是病毒，例如，當抗原是在內(nèi)環(huán)境中生活繁殖的細菌時，主要靠什么來消滅它呢？ 如果抗原是移植器官的組織細胞，主要會受到誰的攻擊呢？ 細胞免疫和體液免疫既有合作，又有分工，它們都是特異性免疫不可缺少的組成成分，共同組成了一個整體。 學生兩人一組，合作繪制特異性免疫過程的概念圖。 被指定小組用實物投影展示自己的概念圖，并進行解說。 修正展示小組概念圖中的錯誤。 被指定小組用實物投影展示自己的概念圖，并進行解說。 回答：體液免疫。 回答：細胞免疫。 小組合作繪制概念圖，對細胞免疫和體液免疫的知識進行梳理，構(gòu)建特異性免疫過程的知識體系。 運用所學知識解決新問題，學習細胞免疫和體液免疫間的關系。 特異性免疫的特點 最后，咱們來總結(jié)一下特異性免疫的特點。 特異性免疫最大的特點當然是特異性，每一種抗原都會引發(fā)機體產(chǎn)生特異的效應細胞和抗體，歸根結(jié)底，是因為抗原和淋巴細胞上的什么結(jié)構(gòu)具有特異性呢？ 對，正是因為抗原的抗原決定簇和淋巴細胞表面的抗原受體是一一對應的，才導致了特異性的產(chǎn)生。這種特異性取決于生物大分子結(jié)構(gòu)的特異性，歸根結(jié)底，還是由基因結(jié)構(gòu)的特異性決定的。 特異性免疫的第二個特點跟我們剛上課時提出的一個問題有關：為什么接種甲流疫苗能夠預防甲流？ （展示初次免疫和二次免疫抗體含量變化的圖片）免疫系統(tǒng)會根據(jù)抗原的量來調(diào)節(jié)抗體的量，當抗原減少時，各種效應細胞就會很快凋亡，抗體含量會迅速減少。 所以長期保護我們的，不是抗體，究竟是什么呢？ 記憶細胞能周期性的增殖，存活幾年甚至幾十年。一旦同種抗原再次入侵，就能迅速增殖分化成大量效應細胞，迅速消滅抗原，使我們免于患病。 因此，特異性免疫的第二大特點就是記憶性。 記憶細胞能存活很多年，但接種甲流疫苗只能保護我們一年，這是為什么呢？ 對，流感病毒的特點就是善于“變形”，很容易發(fā)生變異，一年后再來，我們的記憶細胞就不認得它了。在億萬年共同進化的過程中，我們形成了強大的免疫調(diào)節(jié)能力，而病原體也獲得了各種各樣對抗免疫系統(tǒng)的能力。比如，有的病原體善于“偽裝”，像曼氏血吸蟲就能表達宿主細胞的糖蛋白，騙過免疫系統(tǒng)；還有的善于“躲藏”，像瘧原蟲寄生在紅細胞里，紅細胞沒有細胞核，所以不能把瘧原蟲抗原呈遞到細胞表面，這樣效應T細胞永遠找不到靶細胞。HIV病毒更厲害，專門攻擊免疫系統(tǒng)，咱們的軍隊還沒消滅它，它先把軍隊打垮了。所以，只要人類不滅絕，人類與病原體的這場軍備競賽，就會永無休止的進行下去。 最后，我們布置一個小作業(yè)。 特異性免疫是在非特異性免疫基礎上進化形成的，請同學們列表比較一下二者間的聯(lián)系和區(qū)別。 回答：抗原上的抗原決定簇和淋巴細胞上的抗原受體。 回答：記憶細胞。 回答：病毒變異了。 提煉出特異性免疫的特點并分析其原因。 理解免疫系統(tǒng)和各種病原體是共同進化的。 全面比較非特異性免疫與特異性免疫，深化對免疫調(diào)節(jié)的理解。 注：本文榮獲“中國教育學會生物學教學專業(yè)委員會全國中學生物課程改革經(jīng)驗交流會（xx年10月安徽黃山）”說課一等獎