随着高考改革的推進,2021年開始,河北、遼甯、江蘇、湖北、湖南、廣東、重慶、福建8個省份,将會實行新的高考方案。為了讓學生适應這種新的模式,2021年的1月23日到1月25日将會進行八省聯考,讓學生提前适應新高考。八省聯考在即,老師和同學們都在積極備考,生物課程組特推出生物學高考熱點專題,助力聯考。
近幾年的生物學科高考試題幾乎都會以諾貝爾獎為知識背景出題,今年的諾貝爾生理學或醫學獎頒發給3位丙型肝炎病毒的發現者,這一知識情景與高中生物各個模塊知識點密切相關。
一、丙肝病毒
丙肝病毒 HCV(Hepatitis C Virus)是一種RNA病毒,為單股正鍊RNA病毒,其宿主細胞是肝細胞。整個病毒體呈球形,在核衣殼外包含有衍生于宿主細胞的脂雙層膜,膜上插有病毒基因組編碼的糖蛋白。丙肝病毒由RNA基因組和病毒包膜構成,包膜糖蛋白E1和E2暴露在表面。丙肝病毒的基因組編碼了一個大型多蛋白,這個多蛋白最終被分割為多個結構和非結構蛋白。
關聯知識點:
1. 病毒是一類特殊的生物,沒有細胞結構,由蛋白質衣殼和核酸構成,衣殼和核酸合稱為核衣殼。有的病毒還有囊膜和刺突等特殊結構,其核酸DNA或RNA,這是區别病毒、原核生物和真核生物的重要特征之一。
2. 病毒沒有細胞結構,隻能寄生于活細胞中,說明細胞是生物體結構和功能的基本單位,生命活動離不開細胞。
3. 病毒需要依靠活細胞合成蛋白質,說明蛋白質是生命活動的主要承擔者。
4. 丙肝病毒和新冠病毒的遺傳物質是單股正鍊RNA,它的基本組成單位是核糖核苷酸,可以被吡羅紅染液染色。
5. 冠狀病毒和細胞膜上的結合位點ACE2結合從而入侵細胞說明細胞膜具有進行信息交流的功能,也說明細胞膜控制物質進出的功能是相對的。
6. 直接參與子代病毒在細胞内的組裝過程的結構有核糖體、内質網、高爾基體、囊泡,提供能量的細胞器是線粒體,說明各生物模在結構和功能上緊密聯系。
7. 子代病毒通過囊泡排出細胞說明生物模具有的結構特性是一定的流動性。
8. 合成的RNA聚合酶隻對病毒所需RNA的合成起催化作用,說明酶具有專一性。病毒的遺傳物質進入細胞後可以在短時間内形成大量子代病毒,說明酶具有高效性。
9. 人體通過促使被病毒感染的細胞凋亡從而清除病毒,說明細胞凋亡有利于生物内部環境穩定,抵禦外界各種因素幹擾。
10. 細胞由于病毒的增殖而裂解死亡不屬于細胞凋亡。
11. 根據遺傳物質不同,可分為DNA病毒和RNA 病毒,可考查核DNA和RNA的鑒定實驗。
二、RNA病毒與中心法則
丙肝病毒和新冠病毒均是一種以單股正鍊RNA( RNA)作為遺傳物質的RNA病毒,其遺傳信息的傳遞過程如下:
而艾滋病毒雖然也是一種RNA病毒,但它是一種逆轉錄病毒,遺傳信息的傳遞過程如下:
拓展:根據RNA能否直接起mRNA作用而分成單股正鍊RNA病毒(正股RNA病毒)與單股負鍊RNA病毒(負股RNA病毒)兩種。正股RNA病毒(如脊髓灰質炎病毒)的單股RNA可直接起mRNA作用,轉譯早期蛋白質,包括RNA多聚酶和抑制宿主細胞合成代謝的調控蛋白。負股RNA病毒(如正粘病毒、副粘病毒、彈狀病毒)的單股RNA不能作為mRNA,稱為負股,須先合成互補股(正股)作為mRNA,再轉譯蛋白分子,而後産生核酸的複制型,成為合成子代病毒RNA的模闆。
關聯知識點:
1. 冠狀病毒的單股正鍊RNA進入宿主細胞後,首先翻譯的是RNA聚合酶;這一過程需要的條件有:
模闆:冠狀病毒的單股正鍊RNA;
原料:氨基酸、能量、酶、tRNA、rRNA;
進行的場所:宿主細胞的核糖體;
說明:單股正鍊RNA的作用最類似與人體的mRNA。
2. 單股正鍊RNA上結合多個核糖體的意義是少量單股正鍊RNA可以迅速合成大量病毒所需的蛋白質。
3. 以單股正鍊RNA位模闆合成單股負鍊RNA的過程所遵循的堿基配對原則與DNA為遺傳物質的中心法則中的翻譯過程相同。
4. RNA病毒容易形成重組RNA而發生的變異,屬于基因重組。
5. RNA病毒相對DNA病毒更容易發生變異,這是由于RNA分子是單鍊,DNA分子具有雙螺旋結構,因此RNA比DNA容易發生堿基的增添,替換和缺失。
6. 類比“赫爾希和蔡斯用噬菌體侵染細菌的實驗”,設計實驗證明丙肝病毒/新冠病毒/艾滋病毒遺傳物質是RNA。(難度較大的探究實驗類題目)
三、病毒與免疫應答
關聯知識點:
1. 丙肝病毒/新冠病毒/艾滋病毒侵入人體後需要淋巴細胞和吞噬細胞消滅,淋巴細胞直接生活的環境主要是血漿和淋巴。
2. 丙肝病毒/新冠病毒/艾滋病毒主要通過呼吸道侵入人體,鼻腔中的黏膜和毛發屬于保衛人體的第一道防線。
3. 丙肝病毒/新冠病毒/艾滋病毒進入人體後,吞噬細胞可以對其進行識别和吞噬,這屬于非特異性免疫,是人體的第二道防線。
4. 丙肝病毒/新冠病毒/艾滋病毒突破前兩道防線後引發人體特異性免疫反應的物質稱為抗原,如冠狀病毒病毒表面的蛋白質。
5. 丙肝病毒/新冠病毒/艾滋病毒感染後,免疫系統對肺細胞的攻擊引發肺炎,此時可以通過适度使用免疫抑制劑對病人進行治療以避免肺部嚴重受損。
6. 已被治愈的患者短期内不容易再次被病毒感染,這是由于他們體内産生了記憶細胞,當再次接觸冠狀病毒抗原時可以迅速增殖分化為漿細胞(産生抗體)和效應T細胞(體液免疫)。
7. 吞噬細胞對病毒進行攝取和處理後,将抗原呈遞給T細胞。這說明吞噬細胞既能參與特異性免疫又能參與非特異性免疫。
8. 丙肝病毒/新冠病毒/艾滋會入侵體細胞要将其完全清除需要經過細胞免疫和體液免疫過程。同時參與這兩個過程的淋巴細胞是T細胞。
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