有些RNA是否具有催化作用(生物学高考热点——2020年诺贝奖专题(1))

Posted 2023-05-29

篇首语：我们不会把常识僵化并使它变成信条。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了有些RNA是否具有催化作用(生物学高考热点——2020年诺贝奖专题(1))相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

有些RNA是否具有催化作用(生物学高考热点——2020年诺贝奖专题(1))

随着高考改革的推进，2021年开始，河北、辽宁、江苏、湖北、湖南、广东、重庆、福建8个省份，将会实行新的高考方案。为了让学生适应这种新的模式，2021年的1月23日到1月25日将会进行八省联考，让学生提前适应新高考。八省联考在即，老师和同学们都在积极备考，生物课程组特推出生物学高考热点专题，助力联考。

近几年的生物学科高考试题几乎都会以诺贝尔奖为知识背景出题，今年的诺贝尔生理学或医学奖颁发给3位丙型肝炎病毒的发现者，这一知识情景与高中生物各个模块知识点密切相关。

一、丙肝病毒

丙肝病毒 HCV（Hepatitis C Virus）是一种RNA病毒，为单股正链RNA病毒，其宿主细胞是肝细胞。整个病毒体呈球形，在核衣壳外包含有衍生于宿主细胞的脂双层膜，膜上插有病毒基因组编码的糖蛋白。丙肝病毒由RNA基因组和病毒包膜构成，包膜糖蛋白E1和E2暴露在表面。丙肝病毒的基因组编码了一个大型多蛋白，这个多蛋白最终被分割为多个结构和非结构蛋白。

关联知识点：

1. 病毒是一类特殊的生物，没有细胞结构，由蛋白质衣壳和核酸构成，衣壳和核酸合称为核衣壳。有的病毒还有囊膜和刺突等特殊结构，其核酸DNA或RNA，这是区别病毒、原核生物和真核生物的重要特征之一。

2. 病毒没有细胞结构，只能寄生于活细胞中，说明细胞是生物体结构和功能的基本单位，生命活动离不开细胞。

3. 病毒需要依靠活细胞合成蛋白质，说明蛋白质是生命活动的主要承担者。

4. 丙肝病毒和新冠病毒的遗传物质是单股正链RNA，它的基本组成单位是核糖核苷酸，可以被吡罗红染液染色。

5. 冠状病毒和细胞膜上的结合位点ACE2结合从而入侵细胞说明细胞膜具有进行信息交流的功能，也说明细胞膜控制物质进出的功能是相对的。

6. 直接参与子代病毒在细胞内的组装过程的结构有核糖体、内质网、高尔基体、囊泡，提供能量的细胞器是线粒体，说明各生物模在结构和功能上紧密联系。

7. 子代病毒通过囊泡排出细胞说明生物模具有的结构特性是一定的流动性。

8. 合成的RNA聚合酶只对病毒所需RNA的合成起催化作用，说明酶具有专一性。病毒的遗传物质进入细胞后可以在短时间内形成大量子代病毒，说明酶具有高效性。

9. 人体通过促使被病毒感染的细胞凋亡从而清除病毒，说明细胞凋亡有利于生物内部环境稳定，抵御外界各种因素干扰。

10. 细胞由于病毒的增殖而裂解死亡不属于细胞凋亡。

11. 根据遗传物质不同，可分为DNA病毒和RNA 病毒，可考查核DNA和RNA的鉴定实验。

二、RNA病毒与中心法则

丙肝病毒和新冠病毒均是一种以单股正链RNA（+RNA）作为遗传物质的RNA病毒，其遗传信息的传递过程如下：

而艾滋病毒虽然也是一种RNA病毒，但它是一种逆转录病毒，遗传信息的传递过程如下：

拓展：根据RNA能否直接起mRNA作用而分成单股正链RNA病毒(正股RNA病毒)与单股负链RNA病毒(负股RNA病毒)两种。正股RNA病毒(如脊髓灰质炎病毒)的单股RNA可直接起mRNA作用，转译早期蛋白质，包括RNA多聚酶和抑制宿主细胞合成代谢的调控蛋白。负股RNA病毒(如正粘病毒、副粘病毒、弹状病毒)的单股RNA不能作为mRNA，称为负股，须先合成互补股(正股)作为mRNA，再转译蛋白分子，而後产生核酸的复制型，成为合成子代病毒RNA的模板。

关联知识点：

1. 冠状病毒的单股正链RNA进入宿主细胞后，首先翻译的是RNA聚合酶；这一过程需要的条件有：

模板：冠状病毒的单股正链RNA；

原料：氨基酸、能量、酶、tRNA、rRNA；

进行的场所：宿主细胞的核糖体；

说明：单股正链RNA的作用最类似与人体的mRNA。

2. 单股正链RNA上结合多个核糖体的意义是少量单股正链RNA可以迅速合成大量病毒所需的蛋白质。

3. 以单股正链RNA位模板合成单股负链RNA的过程所遵循的碱基配对原则与DNA为遗传物质的中心法则中的翻译过程相同。

4. RNA病毒容易形成重组RNA而发生的变异，属于基因重组。

5. RNA病毒相对DNA病毒更容易发生变异，这是由于RNA分子是单链，DNA分子具有双螺旋结构，因此RNA比DNA容易发生碱基的增添，替换和缺失。

6. 类比“赫尔希和蔡斯用噬菌体侵染细菌的实验”,设计实验证明丙肝病毒/新冠病毒/艾滋病毒遗传物质是RNA。（难度较大的探究实验类题目）

三、病毒与免疫应答

关联知识点：

1. 丙肝病毒/新冠病毒/艾滋病毒侵入人体后需要淋巴细胞和吞噬细胞消灭，淋巴细胞直接生活的环境主要是血浆和淋巴。

2. 丙肝病毒/新冠病毒/艾滋病毒主要通过呼吸道侵入人体，鼻腔中的黏膜和毛发属于保卫人体的第一道防线。

3. 丙肝病毒/新冠病毒/艾滋病毒进入人体后，吞噬细胞可以对其进行识别和吞噬，这属于非特异性免疫，是人体的第二道防线。

4. 丙肝病毒/新冠病毒/艾滋病毒突破前两道防线后引发人体特异性免疫反应的物质称为抗原，如冠状病毒病毒表面的蛋白质。

5. 丙肝病毒/新冠病毒/艾滋病毒感染后，免疫系统对肺细胞的攻击引发肺炎，此时可以通过适度使用免疫抑制剂对病人进行治疗以避免肺部严重受损。

6. 已被治愈的患者短期内不容易再次被病毒感染，这是由于他们体内产生了记忆细胞，当再次接触冠状病毒抗原时可以迅速增殖分化为浆细胞（产生抗体）和效应T细胞（体液免疫）。

7. 吞噬细胞对病毒进行摄取和处理后，将抗原呈递给T细胞。这说明吞噬细胞既能参与特异性免疫又能参与非特异性免疫。

8. 丙肝病毒/新冠病毒/艾滋会入侵体细胞要将其完全清除需要经过细胞免疫和体液免疫过程。同时参与这两个过程的淋巴细胞是T细胞。