新冠病毒在高中生物相关知识点剖析

关于冠状病毒的生物相关知识，小编整理了教材相应知识点，现在分享给大家。

（来自三个老爸实验室）

一、必修1

1.明确病毒、细菌和细胞的区别。（课本无明确提到病毒，但是旧人教版第一章资料中提到了艾滋病病毒，新人教版1.1课后题拓展应用中明确提到。）

因此：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，病毒无细胞结构。病毒的生存只能寄生在活细胞中。

①真核细胞有核糖体、内质网可自身制造蛋白质。大部分细胞是可以脱离生物体在体外单独培养的——只要给适宜的条件和原料。（例如我们学过的动物细胞培养和微生物培养）   

②细菌也就是我们常说的原核生物，有细胞结构，但是无成型的细胞核且只有唯一的细胞器：核糖体，可自身制造蛋白质。

不管是真核细胞还是原核细胞它们都是有完整的细胞结构的，它们的遗传物质都是DNA，这种遗传物质的特点就是：双链，稳定。

③病毒虽然是生物，但它无细胞结构，仅有遗传物质（DNA或者RNA）以及包裹着遗传物质的蛋白质外壳。病毒必须寄生在活细胞中，利用宿主细胞的细胞器及原料来制造自身的遗传物质和蛋白质（自身仅提供遗传物质）

这次来势汹汹的“冠状病毒”就是因为浑身长满了棘突，像日冕一样的外围冠状，因而得名。

2.    新冠病毒的遗传物质是单链正股ＲＮＡ，基本组成单位是核糖核苷酸。单链RNA结构不稳定容易发生变异。

3.冠状病毒要想进入宿主细胞需要与宿主细胞膜上相应的结合位点结合，说明细胞膜具有信息交流的功能，也说明细胞膜控制物质进出的功能是相对的。

4..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）。这说明了各生物膜（在结构和功能上紧密联系）。

5.病毒在宿主细胞内合成的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）。

６.人体通过促使被病毒感染的细胞凋亡从而清除病毒，这说明细胞凋亡有利于（维持生物内部环境稳定，抵御外界各种因素干扰）。细胞由于病毒的增殖而裂解死亡（不属于）细胞凋亡。

以上是在必修一中我们能了解到的知识点，而在必修2《遗传与进化》中难点就来了——病毒的遗传物质是DNA或者RNA，新冠病毒是ＲＮＡ病毒特别容易变异。所以这才是科学家和医学工作者对这类病毒性传染病束手无策的地方——它们太容易变化了，根本找不到对症下药的好方法。

二、必修二

１、冠状病毒的+RNA进入病毒后，首先翻译为RNA聚合酶。这一过程需要的条件有（模版：冠状病毒的+RNA，原料（由宿主提供）：氨基酸，能量，酶，tRNA，rRNA），进行的场所是宿主细胞的（核糖体）。这说明+RNA的作用最类似于人体的（mRNA）。

2.正链RNA上结合多个核糖体（叫多聚核糖体）的意义是（少量正链RNA可以迅速合成大量病毒所需的蛋白质）。

3.冠状病毒的增殖过程如图1所示，体现了中心法则的哪些环节？

答：以+RNA为模板合成-RNA的过程所遵循的碱基互补配对法则与中心法则中的（翻译）过程相同。这一过程需要的条件有（模版：冠状病毒的+RNA，原料：四种游离的核糖核苷酸，能量，酶：RNA聚合酶）。

4.冠状病毒容易形成重组RNA而发生变异这属于（基因突变）。

5.冠状病毒相对DNA病毒更容易发生变异，这是由于（RNA分子是单链，DNA分子具有双螺旋的双链结构，因此RNA比DNA容易发生碱基增添，替换和丢失）。

三、选择性必修一（原必修三）

人类作为高等生物，我们还有一整套护卫队——免疫系统。

人体三大防线示意图

1.    新冠病毒进入人体需要突破三道防线：

第三道防线：体液免疫和细胞免疫

冠状病毒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就是抗原。

抗原递呈细胞对抗原进行加工后递呈给特定的免疫细胞

2.  吞噬细胞对冠状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）。

抗体结合S蛋白的示意，其中红色Y型结构代表抗体

3.冠状病毒会入侵肺细胞，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）。

4.肺细胞被冠状病毒感染后，效应T细胞与肺细胞密切接触，使细胞裂解死亡。这（属于）细胞凋亡。

5.冠状病毒感染后，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冠状病毒感染，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（浆细胞和效应T细胞）。

总结一下相关知识点：

必修一：细胞结构

必修二：DNA的复制，翻译和转录

必修三：人体的免疫系统

选修一：分子生物学技术，DNA体外扩增

选修三：基因工程和细胞工程

这些知识点都可能会在新型冠状病毒的大背景资料下出现。

（原创题）（深中原创）新型冠状病毒肺炎重症患者发病后出现呼吸困难和/或低氧血症，表现出呼吸急促。哺乳动物血液中CO₂和O₂浓度变化能够作用于神经系统，调节呼吸运动的频率和强度。下图展示了血液中CO₂浓度增高引起的调节过程: 

(1)图中CO₂浓度增加导致呼吸改变是由_______调节和_______调节共同实现的，正常情况下肺通气量增加可使血液中CO₂浓度降低，有利于维持内环境_______，与血红蛋白结合的CO₂通过______方式离开____细胞，此后至少穿过___层细胞膜进入肺泡腔。写出此调节过程由外周化学感受器参与的反射弧：__________。

(2)研究发现摘除外周化学感受器的哺乳动物吸入高浓度CO₂仍然可使呼吸加深加快，这说明_________；如果保持脑部细胞外液的pH不变，用含高浓度CO₂的人工细胞外液灌流脑部时所引起的呼吸加深加快现象消失，这说明脑部化学感受器的有效刺激_____（填“是”或“不是”）CO₂本身。

(3)正常情况下，呼吸运动既能受到意识的控制也能自主进行，这反映了神经系统的分级调节，人体还有其他的神经系统分级调节，请举一例：________。

(4)利用康复者血浆治疗新冠肺炎患者的原理是：___________________________，如果希望分离提取康复者血浆中的抗体，可以采取的实验方法是：__________，提取过程中应避免高温等因素引起抗体______。

【题目分析】

本题以新冠肺炎的临床症状为情境，引导学生利用稳态与调节的必备知识分析临床症状产生的原因和治疗方法，以呼吸调节为切入点加深对神经-体液-免疫调节的理解。(1)中易漏填体液调节，除激素外CO₂也可以作为调节因子参与体液调节，题中反射弧的效应器是呼吸肌，呼吸肌运动引发胸廓体积变化和胸腔压力变化，引起肺的收缩和扩张。（4）中第一问需要理解抗体参与免疫的原理：抗体可以与病原体结合，从而抑制病原体的繁殖或对人体细胞的黏附，抗原与抗体结合后可发生进一步变化，如形成沉淀或细胞集团，进而被吞噬细胞吞噬消化，（4）中第二问涉及蛋白质的分离与提取技术。

【参考答案】

（1）神经 体液  稳态（或pH）  自由扩散  红  4  

外周化学感受器→传入神经→呼吸中枢→传出神经→呼吸肌

（2）CO₂能通过脑部的感受器对呼吸运动起调节作用  不是

（3）排尿反射既可以被高级神经中枢（脑）控制（有意识的憋尿）又可以被低级神经中枢（脊髓）控制

（4）康复者血浆中可能含有大量冠状病毒的抗体，这些抗体特异性地识别并结合冠状病毒，从而抑制病毒的侵染   凝胶色谱法   变性/失活

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