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聚焦高考题中的“病毒”

2016-08-11河北刘晓菊

教学考试(高考生物) 2016年2期
关键词:噬菌体博拉宿主

河北 刘晓菊

聚焦高考题中的“病毒”

河北 刘晓菊

研究2015年高考题,不难发现以“病毒”为材料的考题在各地高考题中频现,例如全国新课标卷Ⅰ的第1题涉及T2噬菌体,第5题涉及朊粒(朊病毒),第40题涉及HIV病毒;全国新课标卷Ⅱ的第5题涉及Rous肉瘤病毒;北京卷第1题涉及乙肝病毒,第2题涉及T2噬菌体,等等,其余不再列举。

“病毒”为什么成为了高考命题的热点呢?这与近年来各种新型病毒在全球各地的爆发不无关系,2014年2月起,

埃博拉病毒在几内亚、尼日利亚、利比亚等多个国家爆发;近期“中东呼吸综合征”又输入韩国,引起人们心理上的恐慌,让人想起2003年曾经肆虐的“非典”(感染SARS病毒引起);还有H7N9禽流感仍不时光顾某些地区;艾滋病(感染HIV病毒引起)仍是人类很难攻克的“世纪绝症”。这些社会热点也必将成为今后高考命题者易选的“材料”来源。在人教版高中生物教材中,并没有专门的章节来讲述“病毒”,相关知识分散在必修1、必修2、必修3及选修3中,因此有必要将病毒相关知识整合并系统化,现其规律,把握相关考点。

考点一:典型噬菌体(细菌病毒)与基因工程知识的整合命题

病毒可以在基因工程中作为运载体,把目的基因送入受体细胞并且使目的基因在受体细胞中大量增殖,例如:大肠杆菌的λ噬菌体。

以噬菌体为中心整合相关知识网如下图:

【例1】(2015·安徽卷)Q β噬菌体的遗传物质(Q β RNA)是一条单链RNA,当噬菌体侵染大肠杆菌后,Q β 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Q β RNA 。下列叙述正确的是 ( )

A. Q β RNA的复制需经历一个逆转录过程

B. Q β RNA的复制需经历形成双链RNA的过程

C. 一条Q β RNA模板只能翻译出一条肽链

D. Q βRNA复制后,复制酶基因才能进行表达

【解析】本题通过题干信息给出Q β噬菌体的遗传物质是一条单链RNA,即Q β RNA,由题中信息可知Q β噬菌体的RNA的复制是以RNA为模板合成RNA的过程,而逆转录是以RNA为模板合成DNA链的过程,A项错误;RNA的复制是以RNA为模板合成按照碱基互补配对原则合成另一条互补RNA的过程,再以这一条互补RNA为模板合成自身,需经历形成双链RNA的过程,B项正确;由图可知,一条Q β RNA可翻译出多种蛋白质,例如外壳蛋白和成熟蛋白、RNA复制酶等,C项错误;Q β RNA在复制时需要复制酶的催化,可推测复制酶要先合成,复制酶基因要先表达,D项错误。

【答案】B

1.病毒与细胞癌变

细胞癌变的原因很多,致癌因子主要有三类:物理因子(如强烈的辐射)、化学因子(如甲醛、亚硝胺等)、生物因子(如致癌病毒)。致癌病毒含有病毒癌基因,它们通过感染宿主细胞,将其基因组整合到宿主细胞的基因组中,从而诱发宿主细胞癌变,如Rous肉瘤病毒等。

2.病毒作为抗原引起的免疫及免疫预防

病毒作为病原体,对抗生素不敏感,对干扰素(一种淋巴因子)敏感。病毒能成为抗原,可引起机体的特异性免疫,因为病毒是胞内寄生病原体,所以必须有细胞免疫来参与。病毒感染后,人体先通过体液免疫的作用来阻止病毒通过血液循环的散播,再通过细胞免疫的作用来裂解靶细胞,使病毒没有藏身之处,最终通过体液免疫来消灭之。

病毒经人工减毒、灭活或人工定向变异,可制成疫苗,用于预防病毒性传染病。制成疫苗的病毒失去了繁殖能力,即失去了致病性,但保留了其免疫原性。接种了疫苗后,引起了机体的相应的免疫反应,产生了相应的抗体,能够预防相应的病毒感染引起的疾病。例如脊髓灰质炎疫苗、麻疹疫苗。

【例2】(2015·全国新课标卷Ⅱ)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】本题考查了免疫知识、病毒致癌因子与细胞癌变等知识。抗体在内环境中起作用,不进入细胞内,A项错误;抗体抵抗病毒的机制是抗体能与相应的病毒特异性结合形成沉淀,然后被吞噬细胞吞噬处理,而溶菌酶杀灭细菌是将细菌细胞壁破坏分解,所以二者机制不同,B项错误;致癌因子包括物理因子、化学因子和生物因子,Rous肉瘤病毒是病毒致癌因子,属于生物因子,与人体细胞癌变有关,C项错误;HIV病毒专门攻击人体的T淋巴细胞,使体内T淋巴细胞数量减少,影响特异性免疫,人感染HIV后的症状与体内该病毒浓度和T细胞数量有关,D项正确。

【答案】D

【例3】(2015·重庆卷)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,帮助非洲防控埃博拉疫情。

(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,使其不能暴露该病毒的_________,以致感染信息不能呈递给__________,从而无法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________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________________。

(3)用埃博拉病毒的某种蛋白免疫小鼠,通过_______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)正常情况下,抗原侵入机体能被吞噬细胞处理暴露抗原决定簇即抗原肽-MHC复合物,而埃博拉病毒通过靶向感染、破坏吞噬细胞的方式阻止该过程的发生,抗原信号不能呈递给T细胞,不能正常激活细胞免疫和体液免疫应答过程,即影响人体的特异性免疫。(2)注射疫苗后,机体能产生相关免疫细胞,效应B细胞分泌相应抗体,另外

考点二:病毒与细胞癌变、免疫等知识整合命题

还能产生记忆细胞,效应T细胞等免疫细胞。(3)制备单克隆抗体需要用细胞融合或细胞杂交技术获得所需的杂交瘤细胞,用来生产相关单克隆抗体。

【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

这些新型病毒包括埃博拉病毒、HIV病毒、SARS病毒、朊病毒、H7N9禽流感病毒等,题目常常与免疫、基因工程、细胞工程、病毒结构及繁殖等知识整合,难度不大,但涉及面广综合性强。

考点三:病毒的分类和结构命题

1.病毒分类

病毒没有细胞结构,因其结构特殊性,生物学家将它单独列为病毒界。病毒基本都是由蛋白质衣壳包裹核酸成分的核心构成的颗粒,比细菌要小得多,必须借助电子显微镜才能观察,因不具细胞结构而不能独立生存,必须寄生在宿主细胞中才有活性,每种病毒只含有一种核酸(DNA或RNA),例如SARS病毒和埃博拉病毒、HIV病毒都是含RNA的病毒,T2噬菌体和乙肝病毒 (HBV)是含DNA的病毒。

可按不同的分类标准来分类,见下表。

___划分依据_______分类_________实例动物病毒SARS病毒和埃博拉病__________________毒、HIV病毒等_______按病毒专一寄生的宿主细胞植物病毒烟草花叶病毒、车前草__________________病毒等_______________细菌病毒(噬菌体)T2噬菌体、痢疾杆菌噬________________________________菌体等_______________DNA病毒乙肝病毒、T2噬菌体等按照病毒内的遗传物质(核酸)RNA病毒脊髓灰质炎病毒、禽流感病毒、烟草花叶病毒、Qβ噬菌体等

关于朊病毒(仅含有蛋白质)和类病毒(仅含有RNA分子)与病毒(含蛋白质和核酸)的关系,并不是包含关系,而应是并列关系,他们都属于非细胞结构的生物,也就是说朊病毒和类病毒并不属于我们通常说的病毒,朊病毒和类病毒是比病毒还要简单的生物。

2.病毒的结构

病毒的结构包括基本结构和特殊结构,基本结构包括核心和衣壳,有的病毒还有囊膜、刺突等特殊结构,所有的病毒都有基本结构,并不都有特殊结构,如表所示。

结构_____组成____位置________功能衣壳(蛋白质)包在核心外病毒主要支架结构,有保护作用,能决定病毒抗原特异性__________基本结构核________________________衣壳核心(RNA或DNA)位于病毒颗粒的中心病毒的遗传物质,贮存着病毒的全部遗传信息,控制着病毒的形态结构及致病性等性状囊膜特殊结构蛋白质、多糖、脂质___有些病毒的囊膜上有刺突__囊膜的有无与病毒的宿主的专一性有关______刺突多糖与蛋白质的复合物有的病毒核衣壳外包有囊膜刺突因病毒种类而异,可用来鉴定病毒

例如乙肝病毒(HBV)是一种含DNA的病毒,HBV只对人和猩猩有易感性,引发乙型病毒性肝炎疾病,直径为42纳米,其结构如图所示。

【例4】(2015·浙江卷)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】HIV属于逆转录病毒,在逆转录酶的作用下合成双链DNA分子,然后插入宿主细胞染色体DNA,所以可用某些逆转录酶抑制剂来阻断HIV病毒增殖,治疗艾滋病,A项正确;HIV病毒通过体液接触,不是唾液,一般是通过血液或性接触传播及母婴传播,食物不能传播,由于昆虫不是HIV病毒的适宜宿主,进入昆虫体内后它会失活,不再具有感染能力,所以蚊子等昆虫不能传播艾滋病,B项错误;HIV的遗传物质是RNA,不能直接整合到宿主细胞的染色体中,C项错误;HIV病毒主要攻击T细胞,T细胞既参与细胞免疫也参与体液免疫,所以患者的细胞免疫功能严重减退,而体液免疫也部分丧失,D项错误。

【答案】A

(作者单位:河北省卢龙县中学)

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