層級(jí)Ⅲ　強(qiáng)化真應(yīng)用•落腳實(shí)踐解決問題

價(jià)值引領(lǐng)活動(dòng)目標(biāo)(1)近年來由病毒引起的公共衛(wèi)生事件嚴(yán)重威脅人類健康，而人類健康問題是歷年來高考的熱點(diǎn)。(2)通過“病毒”相關(guān)問題的探究，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移、發(fā)散思維和解決實(shí)際問題的能力，提高學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí)。(1)構(gòu)建以“病毒”為核心的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系，通過構(gòu)建“知識(shí)網(wǎng)絡(luò)”，浸潤(rùn)“生命觀念”，搭建解題“思維模型”。(2)借助“病毒”，探究、深挖、串聯(lián)與之相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)與功能、物質(zhì)運(yùn)輸、繁殖過程、中心法則、體液免疫與細(xì)胞免疫、病毒的檢測(cè)和預(yù)防、病毒的分類鑒定及實(shí)踐應(yīng)用等。活動(dòng)項(xiàng)目(一)通過探究病毒的結(jié)構(gòu)，深化理解“結(jié)構(gòu)與功能觀”情境素材(一)病毒的結(jié)構(gòu)和組成1．病毒的結(jié)構(gòu)病毒都具有核酸和衣殼蛋白，有的病毒還具有包膜和刺突等結(jié)構(gòu)。2．病毒的化學(xué)組成(1)核酸：病毒的核酸是DNA或RNA，據(jù)此分為DNA病毒和RNA病毒。(2)蛋白質(zhì)衣殼蛋白構(gòu)成病毒的衣殼，保護(hù)病毒的核酸；無囊膜病毒的衣殼蛋白參與病毒的吸附、侵入，決定病毒的宿主嗜性；病毒的表面抗原囊膜蛋白或稱刺突蛋白囊膜糖蛋白多為病毒吸附蛋白。有些病毒的囊膜糖蛋白還介導(dǎo)病毒進(jìn)入細(xì)胞毒粒酶是存在于病毒殼粒內(nèi)的酶，如逆轉(zhuǎn)錄酶等(3)脂質(zhì)和糖類：病毒的脂質(zhì)是從宿主細(xì)胞獲得的，主要存在于病毒的囊膜中。病毒的糖類主要存在于病毒糖蛋白和糖脂中，糖蛋白還是重要的免疫原。[問題探究]1．根據(jù)病毒的化學(xué)組成分析，組成病毒的化學(xué)元素主要有哪些？提示：病毒大都含有核酸、蛋白質(zhì)，因此其主要元素組成為C、H、O、N、P。2．請(qǐng)從結(jié)構(gòu)與功能的角度解釋為什么病毒的生活方式為寄生？提示：病毒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有為其生命活動(dòng)提供物質(zhì)和能量的結(jié)構(gòu)，其生命活動(dòng)所需物質(zhì)和能量來自宿主細(xì)胞，導(dǎo)致其生命活動(dòng)必須依賴于宿主細(xì)胞。3．病毒所具有的多種蛋白質(zhì)是怎樣合成的？提示：在宿主細(xì)胞內(nèi)，利用宿主細(xì)胞的原料和結(jié)構(gòu)合成。4．根據(jù)遺傳物質(zhì)的化學(xué)組成，可將病毒劃分為DNA病毒和RNA病毒兩種類型。請(qǐng)利用放射性同位素標(biāo)記法，以體外培養(yǎng)的宿主細(xì)胞等為材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以確定流感病毒的類型，簡(jiǎn)要說明實(shí)驗(yàn)思路、結(jié)果及結(jié)論。提示：實(shí)驗(yàn)思路甲組——將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記尿嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種流感病毒。培養(yǎng)一段時(shí)間后收集病毒并檢測(cè)其放射性。乙組——將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種流感病毒。培養(yǎng)一段時(shí)間后收集病毒并檢測(cè)其放射性。結(jié)果及結(jié)論若甲組收集的病毒有放射性，乙組無，即為RNA病毒；反之為DNA病毒。情境素材(二)病毒侵染細(xì)胞的方式某病毒的S蛋白和宿主細(xì)胞膜上的ACE2“接頭”，一旦“暗號(hào)”對(duì)上，細(xì)胞胞吞病毒，將病毒“請(qǐng)”進(jìn)細(xì)胞；溶酶體幫助病毒溶解囊膜和結(jié)構(gòu)蛋白，病毒正好借此將RNA釋放，利用宿主細(xì)胞的核糖體翻譯病毒早期蛋白；病毒利用RNA指導(dǎo)的RNA聚合酶大量復(fù)制病毒的遺傳物質(zhì)，并大量翻譯結(jié)構(gòu)蛋白；在高爾基體將病毒的遺傳物質(zhì)和結(jié)構(gòu)蛋白組裝成新的病毒；新病毒利用宿主細(xì)胞的膜泡運(yùn)輸系統(tǒng)，通過胞吐釋放出去，完成整個(gè)生活史(如下圖所示)。[問題探究]5．該病毒通過什么方式進(jìn)出細(xì)胞？體現(xiàn)了細(xì)胞膜的什么特點(diǎn)？提示：胞吞、胞吐；細(xì)胞膜的流動(dòng)性。6．分析該病毒與T2噬菌體侵染大腸桿菌過程有何異同？提示：T2噬菌體：吸附→侵入→合成→組裝→釋放。該病毒：吸附→侵入→脫殼→合成→組裝→釋放。7．能否利用噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的原理和方法，分別用被放射性同位素32P、35S標(biāo)記了RNA和蛋白質(zhì)的該病毒，侵染人肺細(xì)胞的方法來探究該病毒的遺傳物質(zhì)是RNA還是蛋白質(zhì)？請(qǐng)分析原因。提示：不能。因?yàn)樵摬《厩秩舅拗骷?xì)胞時(shí)，病毒衣殼蛋白和核酸一起進(jìn)入宿主細(xì)胞，無法確定放射性來源于蛋白質(zhì)還是RNA。思維建?！び|類旁通歸納不同病毒侵染宿主細(xì)胞的方式不同的病毒由于其組成和結(jié)構(gòu)不同，在侵染方式上會(huì)存在差異，但總體都有吸附→侵入→脫殼→生物合成→組裝和釋放幾個(gè)步驟。病毒吸附到細(xì)胞膜表面上后，可以通過多種方式侵入細(xì)胞，常見的有注射式侵入、細(xì)胞內(nèi)吞、膜融合三種。(1)注射式侵入：一般為有尾噬菌體的侵入方式，通過尾部收縮將衣殼內(nèi)的DNA基因組注入宿主細(xì)胞內(nèi)，如圖1。(2)細(xì)胞內(nèi)吞：動(dòng)物病毒常見的侵入方式，經(jīng)細(xì)胞膜內(nèi)陷形成吞噬泡，使病毒粒子進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，如圖2。(3)膜融合：有包膜病毒侵入過程中病毒包膜與細(xì)胞膜融合，如圖2?；顒?dòng)項(xiàng)目(二)歸類病毒增殖過程，理清病毒遺傳信息傳遞情境素材(一)乙肝病毒是一種DNA病毒，主要依靠病毒包膜上的相關(guān)蛋白與肝細(xì)胞膜上的NTCP結(jié)合而侵入肝細(xì)胞，其入侵及增殖過程如下圖所示：情境素材(二)流感病毒和艾滋病毒分別是流感和獲得性免疫缺陷綜合征的致病病原體，下圖表示流感病毒和艾滋病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)增殖的過程(①～⑥代表生理過程)。[問題探究]1.請(qǐng)用文字和箭頭表示乙肝病毒遺傳信息的傳遞方向。學(xué)生留空提示：2．目前用于抗乙肝病毒的藥物主要是干擾素和核苷類似物。干擾素通過誘導(dǎo)細(xì)胞合成抗病毒蛋白發(fā)揮效應(yīng)，但效率低且有副作用；核苷類似物通過抑制病毒基因組復(fù)制抑制病毒繁殖，但療程不確定且易耐藥。請(qǐng)你結(jié)合圖中信息為抗乙肝病毒藥物的研發(fā)提出新思路：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：研發(fā)能與NTCP特異性結(jié)合的藥物，阻礙乙肝病毒包膜上的相關(guān)蛋白與NTCP結(jié)合，從而抑制乙肝病毒進(jìn)入肝細(xì)胞；抑制病毒外殼的組裝從而抑制病毒的繁殖。3．據(jù)圖可知流感病毒和艾滋病毒的基因是_______________________________________。提示：有遺傳效應(yīng)的RNA片段4．艾滋病毒的宿主細(xì)胞主要是T細(xì)胞，請(qǐng)用簡(jiǎn)圖畫出被艾滋病毒感染的T細(xì)胞中存在的遺傳信息傳遞途徑。學(xué)生留空提示：5．與艾滋病毒侵入T細(xì)胞相比，流感病毒侵入肺泡壁細(xì)胞后不會(huì)有的遺傳信息傳遞途徑為________，其特有的遺傳信息傳遞途徑為________。提示：逆轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制6．從理論上分析，能抑制圖示________(填序號(hào))過程的藥物對(duì)治療流感及艾滋病都有療效，但同時(shí)有可能帶來嚴(yán)重的副作用；用藥物抑制________(填序號(hào))過程，對(duì)治療艾滋病有明顯效果，同時(shí)副作用較小。提示：①

④思維建?！び|類旁通常見的病毒遺傳信息傳遞類型1．DNA病毒的遺傳信息傳遞多數(shù)的動(dòng)植物病毒、噬菌體等均為雙鏈DNA病毒。雙鏈DNA病毒的遺傳信息傳遞過程與真核細(xì)胞類似，過程表示如下：2．RNA病毒的遺傳信息傳遞(1)單鏈－RNA病毒，如流感病毒、狂犬病毒等。病毒RNA堿基序列與mRNA互補(bǔ)者，稱為負(fù)鏈RNA病毒。其遺傳信息傳遞過程如下圖：(2)單鏈＋RNA病毒，如脊髓灰質(zhì)炎病毒、煙草花葉病毒等。病毒RNA堿基序列與mRNA相同，稱為正鏈RNA病毒。其遺傳信息傳遞過程如下圖：(3)逆轉(zhuǎn)錄病毒，如人類免疫缺陷病毒等。逆轉(zhuǎn)錄病毒也是＋RNA病毒，但卻要發(fā)生逆轉(zhuǎn)錄過程，其遺傳信息傳遞過程如下圖：情境素材(一)甲型流感病毒檢測(cè)甲型流感病毒(IAV)是一種RNA包膜病毒。IAV表面存在2種糖蛋白，血凝素(HA)和神經(jīng)氨酸酶(NA)。前者幫助病毒識(shí)別宿主細(xì)胞表面的特定受體，后者促進(jìn)病毒膜與宿主膜的融合釋放病毒基因組。圖1表示雙抗夾心膠體金法檢測(cè)甲流的抗原檢測(cè)試劑盒內(nèi)部試紙條的構(gòu)造，其中抗體1、抗體2分別是以HA、NA為抗原制備的單克隆抗體，抗體3是針對(duì)抗體1的抗體，抗體2和抗體3分別固定在試紙條的檢測(cè)線(T線)和質(zhì)控線(C線)，抗體1進(jìn)行了膠體金標(biāo)記，若抗體1在T線或C線大量聚集，將使該處顯紅色?；顒?dòng)項(xiàng)目(三)關(guān)注病毒檢測(cè)與預(yù)防，崇尚健康生活方式圖2是4個(gè)人的檢測(cè)結(jié)果。情境素材(二)免疫預(yù)防——接種疫苗血凝素是流感病毒識(shí)別并感染靶細(xì)胞的重要蛋白，作為抗原被宿主免疫系統(tǒng)識(shí)別并應(yīng)答，因此血凝素是流感疫苗研發(fā)的重要靶點(diǎn)。下表是不同類型流感疫苗研發(fā)策略：類型研發(fā)策略滅活疫苗流感病毒經(jīng)培養(yǎng)、增殖，用理化方法滅活后制成疫苗腺病毒載體疫苗利用改造后無害的腺病毒作為載體，攜帶血凝素基因，制成疫苗。接種后，血凝素基因啟動(dòng)表達(dá)亞單位疫苗通過基因工程方法，在體外合成血凝素，制成疫苗核酸疫苗將編碼血凝素的核酸包裹在納米顆粒中，制成疫苗。接種后，在人體內(nèi)產(chǎn)生血凝素[問題探究]1．當(dāng)病毒侵入機(jī)體時(shí)，機(jī)體免疫的大體過程是怎樣的？提示：當(dāng)病毒侵入機(jī)體時(shí)，機(jī)體會(huì)同時(shí)啟動(dòng)細(xì)胞免疫和體液免疫。當(dāng)病毒未侵入細(xì)胞時(shí)，體液免疫發(fā)揮效應(yīng)，消滅細(xì)胞外液中的病毒；一旦病毒進(jìn)入細(xì)胞，細(xì)胞免疫會(huì)發(fā)揮效應(yīng)，裂解靶細(xì)胞，釋放出病毒，再被抗體結(jié)合或被其他免疫細(xì)胞吞噬、消滅。2．情境素材(一)中圖2表示4個(gè)人的檢測(cè)結(jié)果，其中可以確定沒有甲流病毒(陰性結(jié)果)的是____，檢測(cè)結(jié)果無效的是____________。分析結(jié)果甲形成的原因：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：乙

丙、丁樣品中含病毒，病毒HA與抗體1結(jié)合后移動(dòng)到T線處，其表面的NA被抗體2結(jié)合使膠體金聚集呈紅色條帶；剩余抗體1和HA結(jié)合物移動(dòng)到C線處，抗體1被抗體3結(jié)合使膠體金聚集而呈現(xiàn)紅色條帶。3．接種流感疫苗后，體內(nèi)抗體的量下降很快說明了什么問題？給我們什么啟發(fā)？提示：特異性免疫產(chǎn)生的抗體和記憶細(xì)胞在機(jī)體內(nèi)不是永遠(yuǎn)存在的。機(jī)體對(duì)病原體的記憶是有時(shí)間限制的，有些不是終生的，根據(jù)需要可以接種一段時(shí)間后再次接種。4．科學(xué)家在研究流感病毒治療的過程中，“血漿治療”也是一種探索性治療方法?！把獫{治療”中需要哪些人員的血漿？治療原理是什么？提示：流感康復(fù)者的血漿?？祻?fù)者血漿中可能含有流感病毒的抗體，這些抗體特異性地識(shí)別并結(jié)合流感病毒，從而抑制病毒的侵染。5．依據(jù)情境素材(二)，與普通疫苗相比，你認(rèn)為核酸疫苗有哪些優(yōu)點(diǎn)？提示：核酸疫苗是將血凝素的核酸包裹在納米顆粒中，制成疫苗，注入人體內(nèi)，利用人體細(xì)胞產(chǎn)生血凝素，刺激人體產(chǎn)生抗體。核酸疫苗能不斷地表達(dá)抗原蛋白質(zhì)，免疫效果好；研發(fā)快速，相對(duì)簡(jiǎn)單；節(jié)省細(xì)胞培養(yǎng)、擴(kuò)增的時(shí)間，大大提高疫苗產(chǎn)能。1．(2020·浙江選考)信息傳遞方向可用中心法則表示。下列敘述正確的是

(

)A.HIV病毒的RNA可通過逆轉(zhuǎn)錄合成單鏈DNAB.煙草花葉病毒的RNA可通過復(fù)制將遺傳密碼傳遞給子代C.果蠅體細(xì)胞中核DNA分子通過轉(zhuǎn)錄將遺傳信息傳遞給子代D.洋蔥根尖細(xì)胞中DNA聚合酶主要在G2期通過轉(zhuǎn)錄和翻譯合成答案：A

解析：HIV病毒為逆轉(zhuǎn)錄病毒，其RNA可通過逆轉(zhuǎn)錄合成單鏈DNA，A正確；煙草花葉病毒的RNA可通過復(fù)制將遺傳信息傳遞給子代，B錯(cuò)誤；果蠅體細(xì)胞中核DNA分子通過復(fù)制將遺傳信息傳遞給子代，C錯(cuò)誤；洋蔥根尖細(xì)胞中DNA聚合酶主要在G1期通過轉(zhuǎn)錄和翻譯合成，以便催化S期DNA的復(fù)制，D錯(cuò)誤。2.(2021·浙江選考)某單鏈RNA病毒的遺傳物質(zhì)是正鏈RNA(＋RNA)。該病毒感染宿主細(xì)胞后，合成相應(yīng)物質(zhì)的過程如圖所示，其中①～④代表相應(yīng)的過程。下列敘述正確的是(

)A.＋RNA復(fù)制出的子代RNA具有mRNA的功能B.病毒蛋白基因以半保留復(fù)制的方式傳遞給子代C.過程①②③的進(jìn)行需RNA聚合酶的催化D.過程④在該病毒的核糖體中進(jìn)行答案：A

解析：＋RNA復(fù)制出的子代RNA具有mRNA的功能，能作為合成RNA聚合酶的模板，A正確；病毒蛋白基因是單鏈RNA，不能以半保留復(fù)制的方式傳遞給子代，B錯(cuò)誤；③為翻譯過程，不需要RNA聚合酶的催化，C錯(cuò)誤；病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不含核糖體，D錯(cuò)誤。3．(2023·蕪湖模擬)不同核酸類型的病毒完成遺傳信息傳遞的具體方式不同。如圖為某“雙鏈±RNA病毒”基因表達(dá)示意圖。這類病毒攜帶RNA復(fù)制酶，在該酶的作用下，－RNA作為模板復(fù)制出新的＋RNA。合成的＋RNA既可以翻譯出病毒的蛋白質(zhì)，又可以作為模板合成－RNA，最終形成“±RNA”。已知逆轉(zhuǎn)錄病毒的核酸為“＋RNA”。下列說法正確的是(

)A．合成病毒蛋白的原料來源于宿主，酶來源于病毒本身B．與DNA的復(fù)制不同，±RNA的雙鏈可能都是新合成的C．該病毒與逆轉(zhuǎn)錄病毒基因表達(dá)時(shí)都存在A—T、A—U的配對(duì)D．逆轉(zhuǎn)錄病毒與該病毒繁殖時(shí)均有＋RNA到－RNA的過程答案：B

解析：病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，該病毒是雙鏈±RNA病毒，合成病毒蛋白所需的原料都來源于宿主，有部分酶來源于宿主，A錯(cuò)誤；DNA分子是半保留復(fù)制，即新合成的DNA中都有一條鏈來自母鏈，據(jù)題圖可知，與DNA的復(fù)制不同，±RNA的雙鏈可能都是新合成的，B正確；該病毒的基因表達(dá)主要發(fā)生在RNA與RNA、RNA與蛋白質(zhì)之間，不存在A—T的配對(duì)關(guān)系，逆轉(zhuǎn)錄病毒存在RNA→DNA、DNA→RNA、RNA→蛋白質(zhì)的過程，存在A—T、A—U的配對(duì)，C錯(cuò)誤；逆轉(zhuǎn)錄病毒不存在＋RNA到－RNA的過程，D錯(cuò)誤。命題視角(二)結(jié)合免疫，考查病毒與人體健康4．(2023·北京高考)有關(guān)預(yù)防和治療病毒性疾病的表述，正確的是

(

)A．75%的乙醇能破壞病毒結(jié)構(gòu)，故飲酒可預(yù)防感染B．疫苗接種后可立即實(shí)現(xiàn)有效保護(hù)，無需其他防護(hù)C．大多數(shù)病毒耐冷不耐熱，故洗熱水澡可預(yù)防病毒感染D．吸煙不能預(yù)防病毒感染，也不能用于治療病毒性疾病答案：D

解析：75%的乙醇能破壞病毒結(jié)構(gòu)，但飲酒時(shí)一方面