山东 李锋熙 穆艳艳
“病毒类”考点突破
山东 李锋熙 穆艳艳
病毒,作为一种无细胞结构的生物,在生物界处于特殊的位置。在高考中,“病毒类”考点也是一个极高频考点。笔者统计了从2007年到2016年的十年高考全国卷(包括大纲卷和新课标卷),发现除了2007年高考没有涉及,此后的九年高考卷,竟然每年必考“病毒类”的题目,而在自主命题地区的高考试题中,“病毒类”的知识点也具有很高的考查频率。
____________________________________________________________考题分布_考点2012年全国新课标卷·2_____病毒与遗传和变异___________2012年全国新课标卷·40(5) 病毒的应用_________________2012年全国大纲卷·3_______病毒的生命特性_____________2012年全国大纲卷·32______病毒与免疫_________________2013年全国新课标Ⅰ卷·4___病毒与免疫_________________2013年全国新课标Ⅱ卷·1___病毒的结构_________________2013年全国大纲卷·3 病毒的结构,病毒的生命特___________________________性,病毒与免疫_____________2014年全国新课标Ⅰ卷·6___病毒的生命特性_____________2014年全国新课标Ⅱ卷·6___病毒的生命特性_____________2015年全国新课标Ⅰ卷·40__病毒的应用_________________2015年全国新课标Ⅱ卷·5___病毒与遗传和变异,病毒与免疫2016年全国新课标Ⅰ卷·31__病毒与免疫_________________
全国大纲卷适用范围:非课改地区,2013年以后取消大纲卷
全国新课标卷适用范围:课改地区。现分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ卷
1.病毒的结构
病毒极其微小,只能在电子显微镜下观察到。病毒的形态多种多样,但其结构相似,基本成分都是由蛋白质外壳与内部的遗传物质组成。病毒的蛋白质外壳起到了保护内部遗传物质的作用,同时导致了病毒的抗原性并参与病毒的感染过程。部分比较复杂的病毒,如流感病毒,蛋白质外壳之外还有一层含有蛋白质或糖蛋白的磷脂双分子层的膜,称为包膜,通常来自宿主细胞的细胞膜。另外,病毒内还存在非结构蛋白质,比如HIV的逆转录酶。
每种病毒的核酸只有一种:DNA或RNA,因此其核酸种类和遗传物质一致,而细胞则同时存在DNA和RNA两种核酸,且以DNA为遗传物质。根据病毒的遗传物质种类,将其分为DNA病毒和RNA病毒两类。
2.病毒的生命特性
(1)生活方式及繁殖
病毒没有细胞结构,因此不能独立进行生命活动,只能寄生在相应的活细胞中。病毒在侵入细胞之前处于无生命特征的状态,但可以长时间保持侵染活性。病毒对细胞的侵染具有一定的专一性,根据病毒宿主细胞的不同,将其分为动物病毒(如HIV),植物病毒(如烟草花叶病毒)和细菌病毒(如T2噬菌体)。
病毒对宿主细胞的侵染及繁殖过程(以噬菌体为例)分为五个阶段:吸附,注入,合成,装配和释放。在病毒的整个繁殖过程中,需要的场所、能量、以及相关的产能酶系、蛋白质和核酸合成的原料和酶系,都需要由宿主细胞提供。因此,在研究过程中要对病毒进行同位素标记的时候,可以首先标记其宿主细胞,然后让病毒去侵染被同位素标记的宿主细胞,就可以实现对病毒的标记。
(2)病毒在生态系统中的作用
病毒因不能独立进行生命活动而不能作为生命系统的一个结构层次,但其与生物的寄生关系使得病毒在生态系统中具有重要作用。
病毒可以通过控制宿主的数量来维持生态系统的稳定性。例如澳大利亚兔子成灾,引进了黏液瘤病毒导致兔子死亡率急剧升高,从而维持了澳大利亚的生态稳定。
病毒可以将宿主细胞裂解,细胞破裂之后的很多有机物能够被微生物再利用,因此会对生态系统的物质循环和能量流动产生影响。
3.病毒与免疫
病毒的寄生性决定了其与人体免疫调节的密切联系。
(1)HIV与免疫
HIV,人类免疫缺陷病毒,是AIDS(获得性免疫缺陷综合征)的致病体。HIV主要寄生在人体的T淋巴细胞内。T细胞在体液免疫和细胞免疫中都起到了重要作用,因此,T细胞被大量感染使得全部的细胞免疫和绝大部分的体液免疫受到破坏,导致人体特异性免疫机能几乎全部丧失。艾滋患者往往死于各种感染和肿瘤。
(2)一般病毒与免疫
除HIV直接攻击、破坏人体的免疫系统外,大多数病毒在入侵人体时,会引发特异性免疫,由体液免疫产生的抗体消灭体液中的病毒,由细胞免疫消灭侵入组织细胞的病毒。
(3)RNA病毒与预防
RNA病毒是以RNA为遗传物质的病毒。由于RNA大多以单链形式存在,其变异性极强,从而使病毒的抗原特性发生改变,导致机体产生的抗体和记忆细胞失效。因此,对于RNA病毒引发的疾病,尚没有特效疫苗可以长时期有效的预防。
4.病毒与遗传和变异
由于病毒含有病毒癌基因以及与致癌相关的核酸序列,某些病毒的基因组可以整合到宿主细胞的基因组中,从而使宿主细胞遗传物质发生改变,导致基因突变。如Rous肉瘤病毒引发的细胞癌变。
5.病毒的应用
病毒对人体的健康存在很大的危害,但是,病毒的一些特性可以在某些情况下被利用,造福人类。
(1)利用病毒制作疫苗
在将病毒进行灭毒或减毒处理后可用作疫苗,从而预防相应病毒导致的疾病。随着基因工程的发展,可以用病毒的抗原决定基因作为目的基因,制作出病毒的抗原决定蛋白,生产更加安全的疫苗。
(2)病毒可以诱导动物细胞融合
灭毒处理的病毒仍然保持了对细胞的侵染性。利用这一特性,可以用灭活的病毒对需要诱导融合的动物细胞进行处理,使细胞膜上的蛋白质和脂质分子发生重排,细胞膜打开并连接,从而使得细胞发生融合。此过程也体现了细胞膜的流动性这一结构特点。
(3)病毒可以作为基因工程中的运载体
基因工程中在将目的基因导入受体细胞时,需要构建基因表达载体。而利用病毒对宿主细胞的感染性,在对病毒基因组进行处理、修饰之后可以插入目的基因,构建基因表达载体,将目的基因导入受体细胞。
1.(2012·全国新课标卷)下列关于细胞癌变的叙述,错误的是 ( )
A. 癌细胞在条件适宜时可以无限增殖
B. 癌变前后,细胞的形态结构有明显差别
C. 病毒癌基因可整合到宿主基因组诱发癌变
D. 原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖
【答案】D
【考查内容】病毒与遗传变异
2.(2014·全国新课标Ⅱ卷)关于光合作用和呼吸作用的叙述,错误的是 ( )
A. 磷酸是光反应中合成 ATP 所需的反应物
B. 光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与
C. 人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供
D. 病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量
【答案】 C
【考查内容】病毒的生命特性
3.(2012·全国大纲卷)回答下列问题:
(1)大多数病毒进入人体内经过____________细胞的摄取和处理,使____________暴露于抗原的表面,并将抗原呈递给 T 细胞,刺激 T 细胞分泌________ 。
(2)人体接种甲型H1N1流感疫苗后,一段时间内当甲型H1N1流感病毒侵染机体时,不易患病,其主要原因是____________________________________________。
(3)一种病毒含有_______(填“1种”或“2种”) 核酸。
(4)灭活的仙台病毒在动物细胞工程中可用于诱导________________________。
【答案】(1)吞噬细胞 抗原决定簇 淋巴因子
(2)接种疫苗后,人体内产生相应的记忆细胞,甲型H1N1流感病毒侵染机体时,很快会被记忆细胞所识别,并发生二次免疫,很快将病毒清除掉,所以不易患病
(3)1种
(4)动物细胞融合
【考查内容】病毒与免疫;病毒的结构;病毒的应用
山东省东营市垦利第一中学)