多样性的病毒演绎多维的生命——有关病毒典型试题的梳理与解读

黑龙江

病毒（virus）是一类较原始、有生命特征、能自我复制、严格细胞内寄生的非细胞形态的微生物。人类第一种有据可查的病毒类疾病是天花（约17 世纪）；第一个记载的植物病毒是郁金香碎色花病毒（1619 年荷兰画家绘）；第一个分离研究的病毒是烟草花叶病毒（1933 年），由贝杰林克于1899 年发现并命名。人类一直面临各种传染病的侵染，尤其是病毒类传染病，历史深处的天花、艾滋病，到肝炎、各类流感等，还有近年的SARS、禽流感及埃博拉病毒和寨卡病毒引起的传染病等。病毒必然成为生命科学领域的研究热点。

病毒在高考试题中始终没有缺席过，属于高频考点。它可以串联起高中生物知识点成为“链接知识群”，可以渗透学科核心素养，甚至可以深度检测考生的关键能力。现从不同角度梳理、解读病毒类高考试题。

1.非细胞结构之病毒

1.1 知识背景：病毒的基本特征归纳

（1）形体微小，一般需电镜才可见到其形态。（2）没有细胞结构。具有比较原始的生命形态和生命特征（能够增殖），但是不属于生命系统。（3）主要是由核酸分子与蛋白质构成的核酸-蛋白质复合体，每种病毒只含一种核酸，DNA 或RNA。许多病毒的衣壳外有囊膜。（4）必须寄生在活细胞中才能增殖，复制所需原料来自寄主细胞。专一性寄生是病毒分类的另一重要依据。根据寄主不同，分为动物病毒、植物病毒和细菌病毒（特称噬菌体）。（5）繁殖方式是复制增殖，不属于二分裂方式（无细胞分裂）。

1.2 考点聚集：病毒知识的典型试题概览

笔者分析历年真题，发现2018 年全国卷Ⅱ、2017 年全国卷Ⅱ、2013 年海南卷和2012 年重庆卷涉及的部分试题，对研究遗传物质重要模型的T2噬菌体均进行了专门考查，4 道题的考点多有重叠并集中于基本点的各角度，梳理如表1。其中控制传染病传播的三个途径属于初中知识点，具有现实意义值得关注，渗透了社会责任这一学科核心素养。

表1

2.丰富遗传信息流动途径之病毒

2.1 知识背景：病毒的种类各异，携带遗传信息形式有区别

病毒基因组可以是线状或者闭环状，可以是单链或者双链。多样性的病毒是丰富中心法则遗传信息流动途径的“践行者”。随着人类认识的深入，发现非细胞生命体并非仅限于病毒（如表2）。

表2

2.2 考点聚集：以病毒涉及的概念为切入点，考查综合能力和逻辑思维

【例1】（2016 年，海南卷，第13 题）某种RNA 病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主的基因组中。物质Y 与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那么Y 抑制该病毒增殖的机制是 （ ）

A.抑制该病毒RNA 的转录过程

B.抑制该病毒蛋白质的翻译过程

C.抑制该RNA 病毒的反转录过程

D.抑制该病毒RNA 的自我复制过程

【答案】C

【命题解读】试题以中心法则重要概念为切入点，进行逻辑推理，突出了对科学思维这一学科核心素养的考查。由“物质Y 与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖”可推理出该病毒的RNA 需经逆转录形成DNA，整合到真核宿主的基因组中，即物质Y 抑制该病毒的反转录过程。

【例2】（2016 年，四川卷，第6 题）人轮状病毒是一种双链RNA 病毒，主要感染小肠上皮细胞，可使机体出现呕吐、腹泻等症状导致脱水。以下相关叙述正确的是 （ ）

A.利用吡罗红染液染色，可以鉴别小肠上皮细胞是否被轮状病毒感染

B.病毒RNA 在小肠上皮细胞内复制的过程中，会有氢键的断裂和形成

C.病毒侵入机体后，能被内环境中的效应T 细胞和浆细胞特异性识别

D.患者严重脱水后，经下丘脑合成由垂体释放的抗利尿激素将会减少

【答案】B

【命题解读】新信息解读是本题考查的关键，突出了对知识与观念学科核心素养的考查。利用吡罗红染液染色，病毒RNA 都会被染色；双链RNA 复制有氢键的断裂和形成；病毒侵入机体后，能被效应T 细胞特异性识别，浆细胞无识别作用；患者脱水后血浆渗透压升高，释放的抗利尿激素增多。

2.3 寻知悟理：多视角审视病毒，领悟生命的多样性

病毒是一种亚微观的生命形式的颗粒，核酸结构为单链或双链，组成简单却样式不一，让研究者难解其理、难穷其妙，延伸了生命的概念，丰富了生命形式，拓展了遗传信息途径。其寄生能力极强，增殖繁衍迅速。

3.全面引发免疫应答之病毒

3.1 知识背景：病毒侵染机体后，细胞免疫和体液免疫均起作用

病毒侵染机体后一般可以诱导机体产生抗病毒的免疫应答反应。病毒进入机体时需经过吞噬细胞的摄取、处理。人体先通过体液免疫的作用阻止病毒通过血液循环扩散，再通过细胞免疫的作用裂解靶细胞，使病毒没有“藏身之所”而被抗体消灭。如干扰素，是一种病毒入侵引起非特异性免疫应答产生的糖蛋白，有抗病毒和抑制肿瘤细胞生长以及免疫调节等作用。

3.2 考点聚集：基于病毒侵染与产生免疫的历程设置问题情境，考查相关概念与必备知识

【例3】（2012 年，全国卷Ⅱ，第32 题节选）回答下列问题：

（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______________________________。

（4）灭活的仙台病毒在动物细胞工程中可用于诱导______________________________。

【答案】（2）当记忆细胞受到甲型H1N1 流感病毒刺激后，迅速增殖分化，形成大量的效应B 细胞，分泌抗体，清除病毒 （4）细胞融合

【命题解读】知识与观念、责任与担当是学科核心素养的两个主要方面，责任与担当是基于生物学的认识，具有的热爱生命、健康生活等责任意识，也包括积极参与个人与社会事务的讨论，作出理性的解释和判断。本题考查接种疫苗后的机体反应，当记忆细胞受到H1N1 病毒刺激后，迅速增殖分化，形成大量的效应B 细胞，分泌抗体，消除病毒。本题考查了在动物细胞工程中常用灭活的仙台病毒诱导动物细胞融合。2018 年海南卷选考题也以病毒感染为问题情境考查“假设某种转基因作物因为受到病毒感染而减产，若要以该转基因作物为材料获得脱毒苗，应选用茎尖作为外植体进行组织培养”。

【例4】（2015 年，重庆卷，第7 题节选） 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。

【答案】（1）特有抗原或抗原肽-MHC T 细胞特异性

【命题解读】本题以2014 年埃博拉病暴发为问题情境，主要考查体液免疫和细胞免疫、单克隆抗体的制备等知识，考查理解能力和应用能力。在特异性免疫中，大多数病原体经吞噬细胞吞噬处理，暴露出这种病原体的特有抗原或抗原肽-MHC，将抗原传递给T 细胞，激活特异性的细胞免疫应答和体液免疫应答。

3.3 思维拓展：借助疫情类试题提示考生关注社会热点，思考知识并延伸运用

2009 年，墨西哥和美国等地先后发生人感染甲型H1N1 病毒，该毒株因亚型不同包含有猪流感、禽流感和人流感3 种流感病毒的基因片段，是一种新型甲型H1N1 病毒。流感病毒分为甲、乙、丙3 种类型。H 代表血凝素；N 代表神经氨酸酶，甲流病毒可分为不同亚型。1976 年，埃博拉病毒被发现，其疯狂虐杀“埃博拉”沿岸55 个村庄而臭名昭著，1979 年又肆虐苏丹。其生物安全等级为4 级（SARS 为3 级），2016 年，加拿大宣布疫苗研发成功。接种疫苗后可使机体产生特异性免疫反应，产生抗体或记忆细胞，能有效抵御此类抗原再次侵入，进而预防疾病。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。

病毒侵染机体后的典型免疫路径是最具代表性的特异性免疫。2012 年全国卷Ⅱ和2013 年四川卷都直接考查了暴发的甲型H1N1 病毒和禽流感病毒问题，进而考查接种流感疫苗和机体的免疫应答机理。

4.包含癌基因理论奥秘之特例病毒

4.1 知识背景：Rous 发现鸡肉瘤病毒并提出癌基因理论

1911 年，年仅30 岁的劳斯（Rous）研究一种鸡的肉瘤（即生长在结缔组织中的恶性肿瘤）：他把鸡肉瘤组织取出磨成液体，用一种特别的“筛子”（无法透过最小细菌）过滤，放在光学显微镜下观察滤液，没有任何生物。再把滤液注射到健康鸡体内，鸡很快长出了肉瘤。劳斯思考，还有比细菌更简单、更微小的生物可能透过。他首次提出鸡肉瘤可能是由病毒引起的，并推测，癌变由病毒诱发，这是病毒癌基因理论的历史性开端。55 年后，劳斯获得诺贝尔奖。

经研究，Rous 肉瘤病毒感染人的细胞后，将含有的核酸序列整合进入人的基因组中，诱发细胞癌变。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 %。根据癌基因理论，每一个正常的细胞都带有能导致癌变的基因。在正常情况下，这些基因在控制细胞的增殖、分化中起重要作用，但一旦由于各种原因（如病毒感染等）导致这些基因发生突变，则可引发细胞癌变。

4.2 考点聚集：Rous 肉瘤病毒应该被师生更多地关注，链接科学发现经典地位，也是防癌健康生活的关注需要

【例5】（2015 年，全国卷Ⅱ，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.人感染HIV 后的症状与体内该病毒浓度和T 细胞数量有关

【答案】D

【命题解读】本题考查特异性免疫与非特异性免疫以及癌变机理等知识。抗体可以和病原体结合，形成沉淀或细胞集团，被吞噬细胞吞噬消化，但抗体不能进入宿主细胞；溶菌酶通过水解细菌细胞壁而杀菌，与抗体抵抗病毒的机制有区别；Rous 肉瘤病毒属于病毒致癌因子，能诱发细胞癌变；HIV 主要寄生并攻击人体的T 细胞，所以感染HIV 后免疫力低下。

5.使人类陷入感染困境之免疫缺陷病毒

5.1 知识背景：HIV 的几个代表性知识点

（1）逆转录病毒：HIV 的遗传物质是RNA，不能直接整合到宿主细胞染色体上，必须将RNA 逆转录成DNA，再插入到宿主细胞染色体DNA 上潜伏起来。（2）体液免疫和细胞免疫：HIV 进入机体后，主要攻击机体的T 淋巴细胞，从而降低患者的免疫力。所以人感染HIV 后的症状与体内该病毒浓度和其抗体的浓度及T 细胞数量有关。

5.2 考点聚集：以HIV 的相关探究与创新为情境，渗透考查责任与担当

【例6】（2015 年，全国卷Ⅰ，第40 题节选） HIV属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。回答下列问题：

（1）用基因工程方法制备HIV 的某蛋白（目的蛋白）时，可先提取HIV 中的_________，以其作为模板，在_________的作用下合成_________，获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。

（2）从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是__________________________，该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV，检测的原理是_________________________________________。

【答案】（1）RNA 逆转录酶 cDNA（或DNA） （2）抗体 抗原抗体特异性结合

【命题解读】本题以HIV 为载体考查目的基因的获取及免疫调节，渗透包含了对探究与创新、责任与担当学科核心素养的考查。用基因工程制备HIV 的某蛋白时，可先提取它的RNA，再在逆转录酶的作用下合成cDNA，再构成基因表达载体并导入受体细胞。目的蛋白进入机体后，作为抗原刺激机体产生相应的分泌蛋白即抗体。由于抗原抗体的结合具有特异性，故该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV。

5.3 寻知悟理：激发内心的人文关怀和直面生存的人类情怀，是沉淀于命题的内核

艾滋病威胁着人类健康，是国际社会面临的一个亟待解决的问题，全球约有3 300 万人感染HIV，已有1 600 万人死于HIV。关于HIV 的考查是高频热点，关乎人类生存。预防与治疗内容的普及及国际形势下对人类生活行为的警示，是直面生存的人文关怀，也是沉淀于试题中光芒闪耀的内核。

6.生态系统中肩负特殊角色之病毒

6.1 知识背景：病毒的多种微妙角色在进化中的作用，反馈于其中的知识与观念耐人寻味，启发着学生的科学思维

微生物在生态系统中可作为生产者、可作为消费者、可作为分解者。自然界中的病毒功能多样，它可传播疾病，可抑制增长，可选择生物协同进化，可促进生物数量平衡；生产中，可调节生物关系，可作为生物工程工具（如λ 噬菌体衍生物或某些动植物病毒可作为基因工程的运载体）。病毒数量巨大且形式独特，繁殖力强又突变快速，感染力大且传播面广，因而使它成为基因进化的主要源泉。研究表明：大多数病毒可以利用细胞的复制系统将其基因组植入到宿主中，成为了宿主物种基因组的重要组成。病毒在生态系统和人类生产中承担着千差万别的微妙角色，在生物进化中起着举足轻重的独特作用，无处不在的病毒与各物种间维持着奇妙的平衡。在试题中突出了知识与观念的考查，并考查了学生的科学思维。

6.2 知识链接：试题合理设置生态学任务情境，激发强化了学生生命观念的建立

【例7】（2014 年，全国卷Ⅰ，第6 题）某种植物病毒V 是通过稻飞虱吸食水稻汁液在水稻间传播的。稻田中青蛙数量的增加可减少该病毒在水稻间的传播。下列叙述正确的是 （ ）

A.青蛙与稻飞虱是捕食关系

B.水稻与青蛙是竞争关系

C.病毒V 与青蛙是寄生关系

D.水稻和病毒V 是互利共生关系

【答案】A

【命题解读】本题考查捕食、寄生等种间关系及考生的推理能力。病毒V 寄生在水稻细胞中，稻飞虱吸食水稻汁液将病毒V 在水稻间传播，青蛙增加可减少病毒V 的传播。

总之，病毒作为一个链接知识群，是一个联系社会与生活的交叉聚集点，更是高中生物知识关联度高的综合点，自然就成为了历年高考命题的“思维认知能力群”集中的高频考点。