聚焦热点:高考中与病毒有关的试题分析
2016-05-28江曾武
江曾武
摘 要: 本文对2015年高考中与病毒有关的试题进行分析,并对相关考点进行归纳和总结,达到举一反三的效果。
关键词: 热点 高考 病毒 试题分析
病毒是生物学科领域研究的热点之一,人类的许多疾病都与病毒有关,因此病毒成为历年高考考查的重点。2015年的高考试题中就有不少直接考查与病毒有关的知识点,本文对相关考点和试题进行归纳和分析。
1.与病毒有关的考点归纳
1.1病毒基本特征
病毒主要是由一个核酸分子(DNA或RNA)与蛋白质构成的核酸-蛋白质复合体,少数仅由有感染性的RNA或蛋白质构成[1]。病毒个体微小,没有细胞结构,由于没有实现新陈代谢所必需的基本系统,因病毒自身不能复制,只能在宿主细胞中增殖。
1.2病毒分类
每种病毒只含有一种核酸,不是DNA就是RNA,这是病毒分类的依据之一。如DNA病毒有噬菌体、疱疹病毒、腺病毒等,RNA病毒有流感病毒、HIV病毒、SARS病毒、烟草花叶病毒等。还有其他一些特殊的病毒,如朊病毒,仅由蛋白质构成。
病毒进行胞内寄生生活,不同的病毒只能寄生在特定的宿主细胞内,具有专一性,这也是病毒分类的另一个重要依据。如专门寄生在动物细胞中的称为动物病毒(HIV病毒病毒等),专门寄生在植物细胞中的称为植物病毒(烟草花叶病毒等),专门寄生在细菌细胞中的称为细菌病毒(噬菌体)。
1.3病毒与癌变
致癌病毒能够引起细胞发生癌变,主要是因为它们含有病毒癌基因,以及与之有关的核酸序列。它们感染人的细胞后,将基因组整合进入人的基因组中,从而诱发人的细胞癌变,如Rous肉瘤病毒等[2]。据英国流行病学家对癌症诱因的统计分析,病毒感染约占10%~15%。
1.4病毒的培养和标记(赫尔希和蔡斯实验)
1952年,赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料,利用放射性同位素标记的新技术证明了T2噬菌体亲代的各种性状是通过DNA遗传给后代的,从而说明了遗传物质是DNA。
由于病毒只能生活在活细胞中,因此用放射性同位素标记病毒要分两步完成:第一步用含放射性同位素的培养基培养宿主细胞;第二步用病毒侵染已被标记的宿主细胞。比如要用P标记噬菌体,首先用含有P的培养基培养大肠杆菌,得到含P的大肠杆菌;再用噬菌体去侵染含P的大肠杆菌,即可得到P的噬菌体。
1.5病毒与中心法则
中心法则是指遗传信息从DNA传递给RNA,再从RNA传递给蛋白质,即完成遗传信息的转录和翻译的过程;也可以从DNA传递给DNA,即完成DNA的复制过程。这是所有细胞结构的生物所遵循的法则。在某些病毒中的RNA自我复制和在某些病毒中能以RNA为模板逆转录成DNA的过程是对中心法则的补充和发展,具体见下表:
1.6病毒与免疫
由于病毒都是营寄生生活,因此在病毒的感染过程中,人体往往先通过体液免疫的作用来阻止病毒通过血液循环而扩散,再通过细胞免疫的作用来裂解靶细胞,使病毒没有藏身之所而被抗体消灭。治疗病毒性感染不能使用抗生素类药物,应该使用干扰素、病毒灵等抗病毒药物。病毒作为一种抗原,人们可利用病毒的相关特征制备疫苗,进行免疫预防。目前使用的抗感染疫苗可以分为三类:减毒活疫苗、灭活疫苗、亚单位疫苗。
减毒活疫苗是通过不同的手段,使病毒的毒力减弱或丧失,机体在接受该疫苗后不发生或出现很轻的临床症状,刺激机体的免疫系统产生针对该病毒的免疫反应,使之在以后接触该病毒时,保护机体不患病或患病较轻。
灭活疫苗由完整的病毒组成,使其致病性丧失或减弱,但是仍然保持病毒的全部或部分免疫原性,接种后病毒抗原可以刺激机体产生免疫应答,达到保护作用。灭活疫苗和减毒疫苗的差别在于疫苗中的病毒不具有感染性,在体内不能增殖。
亚单位疫苗提取病原体刺激机体产生保护性免疫力的有效免疫成分制成的疫苗。其特点与灭活疫苗相似,主要区别是病毒亚单位的体积较小,免疫原性差,有些甚至是半抗原,需要与蛋白载体偶联后使用。正是由于仅用病毒的部分成分,可以去除病毒颗粒中一些引起不良反应的成分。
1.7病毒的应用
由于中东呼吸综合征、乙肝、艾滋病、重症急性呼吸综合征、流感等这些病症都是相应病毒入侵的结果,因此一提起病毒人们往往不寒而栗。实际上,随着人类对病毒认识的不断深入和科学技术的发展,病毒在生产实践中也有着广泛的应用:①在基因工程方面:病毒可作为基因工程的运载体,如噬菌体或某些动植物病毒等。②在细胞工程方面:动物细胞融合常用灭活的仙台病毒作为诱导剂促进动物细胞融合。③在免疫预防方面的应用,上文已有阐述。
2.考题分析
2.1安徽卷第4题
Qβ噬菌体的遗传物质(Qβ RNA)是一条单链RNA。当噬菌体侵染大肠杆菌后,Qβ RNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如图所示),然后利用该复制酶复制Qβ RNA。下列叙述正确的是
A.Qβ RNA的复制需经历一个逆转录过程
B.Qβ RNA的复制需经历形成双链RNA的过程
C.一条Qβ RNA模板只能翻译出一条肽链
D.Qβ RNA复制后,复制酶基因才能进行表达
解析:RNA复制酶是催化RNA复制过程的,说明该病毒能以RNA为模板,直接合成RNA,没有逆转录过程,A错误。RNA虽然为单链,但复制过程中必然有合成的新链和原来的母链形成双链RNA的过程,B正确。从图中看出,不同蛋白肯定由不同的肽链组成,C错误。结合题意,先合成RNA复制酶,才能催化RNA的合成,D错误。答案为B。
2.2新课标Ⅰ卷第5题
人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrP),该蛋白无致病性。PrP的空间结构改变后成为PrP(朊粒),就具有了致病性。PrP可以诱导更多PrP的转变为PrP,实现朊粒的增殖,可以引起疯牛病。据此判,下列叙述正确的是
A.朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中
B.朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同
C.蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化
D.PrP转变为PrP的过程属于遗传信息的翻译过程
解析:本题属于信息题,以朊粒为命题点考查了翻译,细菌的增殖,蛋白质的结构与功能。朊粒的化学本质为蛋白质,由PrP(一种无毒蛋白)空间结构改变而成;PrP(朊粒,一种有毒蛋白)进入机体后不能整合到宿主细胞基因组中;肺炎双球菌的增殖方式为二分裂;翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的多肽链的过程。答案为C。
2.3新课标Ⅱ卷第5题
下列与病原体有关的叙述,正确的是( )
A.抗体可以进入细胞消灭寄生在其中的结核杆菌
B.抗体抵抗病毒的机制与溶菌酶杀灭细菌的机制相同
C.Rous肉瘤病毒不是致癌因子,与人的细胞癌变无关
D.人体感染HIV后的症状与体内该病毒浓度和T细胞数量有关
解析:考察了关于必修三里面免疫调节里面抗原、抗体、病原体的问题。说“抗体可以进入细胞”,一看到这就知道已经错了,最基本的体液免疫中,抗体在体液中对游离状态下的抗原发生作用,显然是不能进入细胞的,所以A错误。B答案说“抗体抵抗病毒的机制与溶酶体杀灭细菌的机制相同”,当然是不同的,抗体在体液中将抗原物质集结成团,而溶酶体是通过分解降解,所以它们在原理上是不一样的,机制不相同。C说Rous肉瘤病毒不是致癌因子,与人的细胞癌变无关,这是一个信息题,课本上有提到过这个,应该是有关的。“人感染HIV后的症状与体内该病毒浓度和T细胞数量有关”,HIV主要破坏的是T细胞,答案为D。这个题属于信息题,看起来有很多新词,但只要熟读课本认真掌握基础就能确定正确答案。
2.4浙江卷第1题
下列有关艾滋病(AIDS)的叙述,正确的是( )
A.某些逆转录酶抑制剂可用于治疗艾滋病
B.艾滋病主要是通过唾液、食物和昆虫传播的
C.HIV的遗传物质直接整合到宿主细胞的染色体中
D.患者的细胞免疫功能严重减退而体液免疫功能不受影响
解析:艾滋病病毒为逆转录病毒,需逆转录酶将RNA逆转录成DNA才能进行相关生命活动,故某些逆转录酶抑制剂可用于治疗艾滋病,A为正确答案;艾滋病病毒是通过体液接触传播的,一般不通过唾液、食物和昆虫传播,B错误;HIV的遗传物质是RNA,宿主细胞的遗传物质是DNA,所以不能直接整合到宿主细胞的染色体上,必须通过逆转录酶将RNA逆转录成DNA,然后插入到宿主细胞的染色体DNA上潜伏起来,C错误;艾滋病病毒破坏人体的T淋巴细胞,T淋巴细胞既参与细胞免疫又参与体液免疫,所以患者的体液免疫和细胞免疫的功能都会受到影响,D错误。
2.5重庆卷第7题
2014年埃博拉病在非洲蔓延,我国派出医疗队首次在境外组建医院,帮助治疗埃博拉疫情。
(1)研究表明,埃博拉病毒侵入机体后,通过靶向感染、破坏吞噬细胞等,使其不能暴露病毒的?摇 ?摇,以致感染信息不能呈递给?摇 ?摇,从而正常激活细胞免疫和体液免疫应答过程,导致机体对该病毒的?摇 ?摇免疫功能下降。因此,病毒在体内快速增殖、致病。
(2)对志愿者接种埃博拉试验疫苗后,机体免疫系统能产生相应抗体,还能产生的免疫细胞有?摇 ?摇。
(3)用埃博拉病毒的某种蛋白免疫小鼠,通过?摇 ?摇技术获得杂交瘤细胞,用于生产单克隆抗体治疗该病。
解析:(1)吞噬细胞在特异性免疫过程具摄取、处理和呈递抗原的作用,由于埃博拉病毒侵入机体后破坏了吞噬细胞,导致埃博拉病毒特有抗原(或抗原肽-MHC)无法暴露,导致感染信息不能呈递给T细胞,从而无法正常激活特异性免疫应答过程,导致机体对该该病毒的特异性免疫功能下降。(2)埃博拉试验疫苗能刺激机体能产生体液免疫和细胞免疫,因此机体除能产生分泌抗体的浆细胞以外,还能产生记忆细胞和效应T细胞。(3)用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞是由免疫过的小鼠的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞通过细胞融合技术获得的。
答案(1)特有抗原或抗原肽-MHC T细胞 特异性
(2)记忆细胞、效应T细胞
(3)细胞融合或细胞杂交
3.结语
现在的高考试题类型多为信息给予型,其创新点在于打通多考点之间的关系来综合考查,体现了高考命题“以能力立意为主”的指导思想。高考备考时教师和学生都要高度关注与生物学相关的社会热点与焦点问题(如MERS病毒、诺贝尔奖等),注意对命题背景的研究,让学生熟悉有关社会热点问题的生物学知识背景,做到知识迁移,更好地用书本知识解释社会热点问题。
参考文献:
[1]翟中和,王喜忠,丁明孝.细胞生物学[M].北京:髙等教育出版社,2000:20-21.
[2]朱正威,赵占良.普通高中课程标准实验教科书生物学分子与细胞.北京:人民教育出版社,2007:126.