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(新人教版)新高考生物一轮复习精讲课件01 病毒(含答案)
展开这是一份(新人教版)新高考生物一轮复习精讲课件01 病毒(含答案),共60页。PPT课件主要包含了教学过程,病毒概念图,课堂练习巩固,病毒的总结,新冠病毒,病毒拓展习题,病毒的分类,生物的分类,一病毒,非细胞等内容,欢迎下载使用。
Teaching Prcess
2.课堂教 学内容
非细胞生物:病毒 结构分类 细胞生物:真核生物和原核生物
(1)细胞结构: 生物。(生物的物质组成主要 和 )、(因此 生命系统的结构层次)P一6
(2)细胞学说:细胞是一个有机体,一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成。(注意:不是一切生物,细胞学说中没有包括病毒等)P一6 正文
(3)包膜也作 “囊膜” 。大多数动物病毒,在毒粒外被有由糖蛋白,脂质所形成的外膜,称之为包膜。 糖蛋白在膜上往往形成各种形状的突起,叫刺突。 一般认为,包膜是在病毒进出宿主细胞膜时带上的特殊结构。 带有包膜的病毒更容易进入宿主细胞,它帮助病毒在宿主体内的扩散与繁殖,提高了病毒的致病性。 包膜在识别宿主、侵入宿主细胞,病毒的抗原性方面起重要作用。
(1)在生态系统中的成分为 。(只有 在活细胞才能生活、繁殖)P选二50 正文
(2)病毒不能进行独立的代谢,不属于生命系统层次,但在宿主细胞中能增殖,产生与亲代相同的子代病毒,繁殖是生物的基本特征之一,所以病毒属于生物
蛋白质,决定了病毒抗原的特异性
例1.(2017,全国Ⅰ节选)【若用家蚕作为表达基因A的载体,在噬菌体和昆虫病毒两种载体中,不选用 _____作为载体】
噬菌体是专门寄生在大肠杆菌体内的病毒
(1)遗传物质: 或 。(当DNA和RNA同时存在时, DNA 是遗传物质, RNA 是辅助 DNA 完成遗传效应;只有 RNA 单独存在时,才是遗传物质。)P一35 正文,P二59 小字
(2)遗传物质是DNA的病毒有: 噬菌体 、 水痘病毒 、 天花病毒 。 遗传物质是RNA的病毒有: 流感病毒 、 HIV 、 烟草花叶病毒 。
RNA分子一般为单链结构,易发生突变
遗传物质:DNA 核酸种类:一种、DNA 碱基:4种:A、T、G、C 核苷酸种类:4种脱氧核糖核苷酸 DNA双螺旋结构
遗传物质:RNA 核酸种类:一种、RNA 碱基:4种:A、U、G、C 核苷酸种类:4种核糖核苷酸 RNA一般为单链
例2.(2016上海高考)下列病毒的构成组合中错误的是( )①DNA ②RNA ③蛋白质 ④磷脂.A. ②③④B. ①②③C. ①③D. ②③
例3.(2021八省联考—广东卷)对丙型肝炎病毒(RNA病毒)研究有突出贡献的科学家获得了2020年诺贝尔生理学或医学奖。下列叙述正确的是( )A.在RNA聚合酶的催化下,病毒直接复制其RNA B.在琼脂糖固体培养基上进行病毒培养,用于研究C.RNA病毒容易发生突变,疫苗的研发较困难 D.RNA病毒寄生在活细胞内,离开细胞就死亡
离开细胞,无法进行增殖,但能短暂存活,存活时长与病毒种类、外界调节等因素有关
吸附 组装 释放
病毒增值过程:P二44
判断:艾滋病毒是RNA病毒,侵染人的淋巴细胞只将其遗传物质注入寄主细胞内( )
注意:①用放射性元素标记病毒时,应先用含放射性元素的培养基培养 细胞 ,再该细胞培养病毒。
②病毒在增值时,所需要的 场所 、 原料 、 能量 都是 宿主 细胞提供的,病毒只提供自身 核酸 作为模板和指导自身的蛋白质的合成。
病毒离开细胞,病毒很快死亡。而且不能用配置的普通培养基培养,往往采用活鸡胚细胞进行培养。P二45
例4.下图表示用同位素32P、32S和31P、35S分别标记噬菌体和大肠杆菌的DNA和蛋白质,然后进行“噬菌体侵染细菌的实验”,侵染后产生的子代噬菌体和亲代噬菌体形态完全相同,而子代噬菌体的DNA分子与蛋白质分子应含有的标记元素是( )A.31P、32P、32S B.31P、32P、35SC.31P、32S、35S D.32P、32S、35S
例5.(2017年全国Ⅰ卷T29(10分))根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型,有些病毒对人类健康会造成很大危害,通常,一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。 假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换,请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型,简要写出(1)实验思路,(2)预期实验结果及结论即可。(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
③同位素标记DNA或RNA的什么部位?
DNA标记T,RNA标记U。
④如何才能使病毒带上标记?
先标记宿主,再用病毒侵染宿主。
答案:(1)思路甲组:将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组:将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
(2)结果及结论若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,即为RNA病毒;反之为DNA病毒。
病毒的可遗传变异类型为 。P二83
例6:丙肝是由丙型肝炎病毒通过血液传播等途径引起的。下列关于丙型肝炎病毒的叙述正确的是( )A.该病毒体内只有核糖体一种细胞器B.该病毒的可遗传变异类型包括基因突变、基因重组C.该病毒的遗传物质彻底水解的产物有6种D.该病毒的细胞膜中可能存在磷元素
病毒在中心法则中占有的过程是不同的。P二69 正文中心法则为:
其中:①烟草花叶病毒的中心法则为:
②HIV的中心法则为:( 逆转录 生物的典型代表)
③噬菌体(DNA病毒)的中心法则为:
例7.(2014•江苏)研究发现,人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板. 依据中心法则(如图),下列相关叙述错误的是( )
A.合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过④②③环节B.侵染细胞时,病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞C.通过④形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上D.科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病
例8.(2016•海南)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
病毒(抗原)侵入机体后,首先是体液免疫发挥作用,防止病毒通过血液循环而播散,当抗原一旦侵入宿主细胞内部,体液中的抗体就不能与这些抗原直接发生特异性结合,而由细胞免疫将抗原释放,再由体液免疫最后清除,因此体液免疫和细胞免疫既各自发挥其独特的作用,又相互配合,共同发挥免疫效应。P选一72
①溶酶体是“消化车间”,内部含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵人细胞的病毒或病菌。被溶酶体分解后的产物,如果是对细胞有用的物质,细胞可以再利用,废物则被排出细胞外。P一49 正文
②在历史上,天花(由天花病毒引起的烈性传染病)曾经导致许多人死亡。天花疫苗的发明和使用,则根除了这种传染病。P选一86 资料
干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染,如水痘、肝炎、狂犬病等病毒引起的感染,甲此,它是一种抗病毒的特药。P选三90 资料卡
例9.(2021,GDCYSY周测节选)1961年以后,我国由于推广新生儿接种牛痘疫苗(一种灭活的牛痘病毒),导致当时流行的天花在我国也终止传播,其原理是 。
_天花病毒与牛痘病毒含有相同抗原,接种牛痘疫后产生的抗体也能抗天花病毒
③.1859年,一位英国人来到澳大利亚定居。他带来了24只野兔。让他没有想到的是,一个世纪之后,这24只野兔的后代竟达到6亿只以上。漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草,啃啮树皮,造成植被破坏,导致水土流失。后来,人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。P二8 思考•讨论
例10.(2016·江苏)人类免疫缺陷病毒(HIV)有高度变异性,感染机体后可损伤多种免疫细胞,并通过多种机制逃避免疫系统识别和攻击。下列相关叙述错误的是( )A.HIV感染人群比健康人群更易患甲型H1N1流感 B.HIV的高度变异性,致使疫苗效果难以持久C.被HIV潜伏感染的细胞表面没有HIV蛋白,利于病毒逃避免疫系统识别和攻击D.HIV破坏免疫系统,机体无体液免疫应答,不能通过检测抗体来诊断HIV感染
例11.新冠病毒装配好后,通过高尔基体进入囊泡运输到细胞膜,病毒会“夺取”宿主细胞的细胞膜,并使其成为病毒的包膜,过程如图所示。新冠病毒的包膜,有利于病毒“迷惑”免疫系统和宿主细胞,从而逃避攻击,最终使人患新冠肺炎。下列叙述错误的是( )A.新冠病毒的增殖离不开宿主细胞B.新冠病毒通过“出芽”的方式出细胞主要依赖于细胞膜的结构特点C.新冠病毒通过“出芽”的方式出细胞需要新冠病毒自身线粒体供能D.新冠病毒能够“迷惑”人体免疫系统可能与其包膜上的蛋白质有关
例12.2020年期刊《柳叶刀》上发表了新冠病毒疫苗2期临床武验的成果。该试验中使用的疫苗是一种腺病毒载体重组新冠病毒疫苗(基因重组疫苗) ,试验中508名受试者被随机分配至疫苗组和安慰剂组,与1期临床试验相比,2期临床试验为疫苗在更大范围人群中的免疫原性和安全性提供了进一步证据。试验结果表明,该新冠疫苗可为健康人群提供“三重保护”,将新冠病毒“拒之门外”。下列叙述正确的是( ) A.成功接种该疫苗的人以后不会再感染新冠病毒 B.受试者成功接种腺病毒载体重组新冠病毒疫苗后,体内能产生分泌特定抗体的效应T细胞 C.成功按种疫苗后,主要通过检测受试者体内新冠病毒的含量来评价疫苗的有效性 D.相对于普通人来说,已对腺病毒具有免成力的个体使用该疫苗的效果要差
例13.宫颈癌是由人乳头瘤病毒(HPV)引起的发病率较高的癌症之一。九价HPV疫苗(只能预防9种高危型HPV病毒的宫颈癌疫苗)对年龄16至26岁人群效果最佳,半年内完成3剂次接种后体内初期抗体平均值是自然感染的100倍。下列叙述错误的是( )A.HPV能诱导人体某些细胞的基因发生突变B.九价HPV疫苗具有与9种HPV相似的抗原结构C.通过3次注射可获得大量的抗体和记忆细胞D.接种成功的人群对所有HPV能终身免疫
例14.(2020·汉中模拟)脊髓灰质炎病毒(PV)主要侵染人体的传出神经元,导致肢体松弛性麻痹。PV由单链RNA和蛋白质外壳构成。蛋白质外壳含4种结构蛋白,其中VP1可诱导人体产生抗体。下列叙述正确的是( )A.可将PV减毒制成疫苗,来预防脊髓灰质炎病毒的感染B.VP1可通过细胞免疫过程来产生特异性抗体C.可将在普通培养基上获得的PV直接制成疫苗D.虽然PV可破坏人体的反射弧,但反射活动仍可完成
例15.狂犬病病毒是一种嗜神经病毒,可由神经肌肉接点处入侵神经细胞,过程如图所示。目前疫苗接种是预防和控制狂犬病发病最有效的措施。下列选项正确的是( )A.狂犬病病毒与乙酰胆碱(兴奋性神经递质)的受体结合,有利于兴奋的传递B.吞噬细胞吞噬侵入人体的部分病毒,此过程属于人体的第三道防线发挥作用C.人被咬伤后可注射狂犬疫苗,以刺激T细胞产生抗体直接消灭病毒D.狂犬病病毒被胞吞进入突触小体并沿着轴突逆行,与神经冲动传导方向相反
某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA分子。病毒致癌因子:是指能使细胞发生癌病的病毒,致癌病毒能够引起细胞发生癌变,主要是因为他们含有病毒癌基因以及与致癌有关的核酸序列。它们通过感染人的细胞后,将其基因组整合进人的基因组中,从而诱发人的细胞癌变,如Rus肉瘤病毒等。P二82 小字
抑制细胞生长、增殖/促进细胞凋亡
原癌基因和抑癌基因发生了基因突变
例16.Rus肉瘤病毒是诱发癌症的一类RNA病毒,如图表示其致病原理,下列说法正确的是( )A.过程①发生在宿主细胞内,需要宿主细胞提供逆转录酶B.过程②的目的是形成双链DNA,其中酶A是一种RNA聚合酶C.Rus肉瘤病毒致癌的过程中,是将病毒的RNA整合到宿主细胞的核DNA上D.机体主要通过细胞免疫消灭入侵的Rus肉瘤病毒、清除癌变的宿主细胞
9.动物病毒进入细胞主要方式
一是细胞以主动“胞吞”的方式,使病毒进入细胞,如腺病毒;二是某些有囊膜的病毒,通过其囊膜与细胞膜融合的方式进入细胞,如HIV,或通过胞吞作用进入细胞,然后再以胞吞囊泡的膜融合进入细胞质中,如流感病毒等。噬菌体侵染细菌时,仅将其核酸注入细胞,蛋白质外壳则保留在细菌的细胞壁外。植物病毒难以穿越坚韧的细胞壁,通常借助昆虫进食过程侵染植物细胞
(1)新型冠状病毒的增殖过程
(2)HIV侵染人体淋巴细胞及其增殖过程示意图
例17.能引起肺炎的新冠病毒(有囊膜)是一种RNA病毒,ACE2是细胞膜上识别新冠病毒的受体,广泛分布在口腔、鼻腔和眼皮的黏膜细胞中,新冠病毒和ACE2受体结合后,其RNA可释放到细胞内,直接作为模板合成相关蛋白,并在细胞内合成、组装和释放。据此分析,下列叙述错误的是( )A.ACE2受体分布广泛是新冠病毒具有较强传染性的重要原因之一B.新冠病毒的RNA进入细胞的过程体现生物膜的结构特点C.以新冠病毒的RNA为模板合成的RNA可直接参与装配形成子代病毒D.新冠病毒增殖会消耗宿主细胞的核苷酸、氨基酸和ATP等物质
(1)生态学方面:经过处理,病毒在免疫调节中可以作为 疫苗(抗原)。(P选一82 正文)
灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力,但是并不破坏这些病原体的抗原结构。P选一82 正文
1994年美国科学家利用经过修饰的腺病毒作载体,成功地将治疗遗传性囊性纤维化病的正常基因转人患者肺组织中。这种直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法叫做体内基因治疗。P二95 小字有人将生物毒素分子的基因与流感病毒的基因拼接在一起,然后再用基因工程方法进行批量生产;也有人对流感病毒基因进行改造,以使具有某种易感基因的民族感染这种病毒,而施放国的人却不易感染。P二111 正文
(2)基因工程方面:在基因工程中可以作为 运载体 ,例如: λ噬菌体衍生物 , 动植物病毒 。(P选三73 正文)
(3)细胞工程方面:在动物细胞工程中,可以用作诱导的融合剂,如 灭活的病毒 。(P选三48 正文)(灭活是指用物理和化学手段使病毒或细菌失去感染能力,但不破坏这些病原体的抗原结构)
植物细胞工程的应用:作物脱毒(植物分生区附近如茎尖的病毒极少,甚至无病毒)P选三40 正文
病毒对种群的抗药性具有选择作用 P二188 (进化)
(4)生态学方面:生态学中利用其寄生关系控制有害动物数量的增长,如澳大利亚曾引入黏液瘤病毒控制野兔的数量。P二8 思考•讨论
(5)作物育种方面:某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA,诱发基因突变,从中选育作物新品种。P二83 相关信息
(1)按照遗传物质分类
注:可作为mRNA的RNA即为正链RNA(+RNA)
例1.寨卡病毒为单股正链RNA病毒,用(+)RNA表示。下图表示寨卡病毒的增殖和表达。相关说法错误的是( )
A.寨卡病毒属于RNA病毒,体内含有逆转录酶B.病毒RNA复制时需要的酶在宿主细胞内合成C.病毒RNA可直接作为翻译的模板D.病毒RNA复制时遵循碱基互补配对原则
例2.正链RNA(+RNA)病毒浸染宿主细胞后首先以自身的RNA为模板翻译出相关蛋白质,随后进行的复制,最后由病毒RNA和蛋白质组装成病毒正链RNA病毒的遗传信息传递过程如图所示,下列说法不正确的是( )
A.正链RNA上含有多个起始密码子 B.过程①②③的碱基互补配对原则完全相同C.物质X可能是RNA复制酶 D.-RNA也是该病毒的遗传物质
例3.烟草花叶病毒的遗传物质是一条单链RNA.该病毒侵染烟草后,其遗传物质RNA作为模板可翻译出多种蛋白质(如图所示),然后利用RNA复制酶复制RNA.下列说法错误的是( )
A. RNA的复制需要经历一个逆转录过程B. RNA的复制需要经历形成双链RNA的过程C. 一条RNA模板可以翻译出多种肽链D. 遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础
例4.人类免疫缺陷病毒的RNA,在人体细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板,该病毒在宿主细胞内增殖的过程如下图所示。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.过程①所需嘧啶的比例与④所需嘌呤的比例是相同的B.过程③和过程④产生的RNA碱基序列相同C.过程⑤中氨基酸的排列顺序是由tRNA的种类决定的D.过程①和④需要的酶是病毒RNA通过①②③⑤合成的
(2)某些病毒自身携带酶
注:T2、T4噬菌体的遗传物质是DNA, Qβ噬菌体的遗传物质是RNA
例5.Qβ噬菌体体的核酸( QβRNA)是一种单链RNA,当该病毒的核酸侵入大肠杆菌细胞内后,该核酸先与核糖体结合翻译出RNA复制酶、衣壳蛋白等,然后利用RNA复制酶进行QβRNA的复制,下列相关叙述正确的是( ) A.Qβ噬菌体与T2噬菌体的遗传物质均为RNA B.以QβRNA为模板复制而来的核酸即为QβRNA C.在大肠杆菌细胞内,QβRNA的复制与翻译同步进行 D.一条QβRNA模板可翻译出若干条肽链
(4)按照有无包膜(囊膜)分类
注:囊膜是来宿主的细胞膜
例6.如图显示的是SARS病毒结构,其中刺突糖蛋白是抗原位点,下列有关SARS病毒的叙述正确的是( )
A.是裸露病毒B.遗传物质为DNAC.可自我复制遗传物质并合成蛋白质D.利用刺突糖蛋白可制备相应的疫苗
二.新冠病毒及其检测、预防
注:部分RNA病毒在注入时会将相关的酶也注入
资料1: 冠状病毒的刺突蛋白(S蛋白)是膜蛋白中的主要抗原,是决定病毒毒力的关键因素。2019-nCV依靠囊膜上的刺突蛋白(S蛋白)以人类细胞膜上的血管紧张素转换酶2(ACE2)作为侵入的受体。ACE2蛋白广泛分布在人体内皮细胞膜上,因此2019-nCV可以入侵肺泡细胞、肾细胞、生殖道细胞等内皮细胞。虽然入侵的细胞广泛,但是严重的炎症反应主要出现在肺部,故引发新冠肺炎。
1.新冠病毒(RNA病毒)的组成特点
资料2:①病毒S蛋白和宿主细胞膜上的ACE2“接头”,细胞胞吞病毒,病毒进细胞;②溶酶体溶解囊膜和结构蛋白;③病毒借此将RNA释放,利用宿主细胞的核糖体翻译病毒早期蛋白;④病毒利用RNA指导的RNA聚合酶大量复制病毒的遗传物质;⑤大量翻译结构蛋白;⑥在高尔基体将病毒的遗传物质和结构蛋白组装成新的病毒;⑦新病毒通过胞吐释放出去。
一.新冠病毒及其检测、预防
2.新冠病毒的侵染过程
【思考1】新冠病毒通过什么方式进出细胞?为什么?体现了细胞膜的什么特点?【思考2】分析其与T2噬菌体侵染大肠杆菌过程有何异同?用图示表示出新冠病毒的遗传信息流动过程。
胞吞、胞吐;新冠病毒外有包膜;细胞膜的流动性。
噬菌体:吸附→侵入→合成→组装→释放。新冠病毒:吸附→侵入→脱壳→合成→组装→释放。
【思考3】新冠病毒在宿主细胞内的增殖过程如图所示,a~e表示相应的生理过程。结合图片思考:(1)新冠病毒的遗传物质是什么? RNA(+)(2)图中哪些过程表示复制遗传物质? a、c(3)图中哪些过程表示合成蛋白质? b、e
资料3:新型冠状病毒侵入正常人体后会引起机体发热,发热过程分为体温上升期、高温持续期和体温下降期。下丘脑体温调节中枢预设的一个温度值,正常生理状态下为37 ℃。
3.新冠病毒引发的症状机理
图为体温上升期机体体温调节过程示意图
【思考4】新冠病毒导致发热的原因是什么?发热原因:病毒刺激机体细胞产生的致热性淋巴因子作用于下丘脑,导致体温调定点上调至38.5 ℃,机体随即增加产热、减少散热,从而使体温升高导致发热。【思考5】体温上升期的调节方式有哪些?体温上升期、高温持续期散热量是否等于产热量?为什么?神经调节、体液调节。体温上升期:产热量>散热量;高温持续期:产热量=散热量,因为高温持续期的体温保持恒定不变。
【思考6】高温持续期人体有时会出现脱水现象,机体如何重吸收水分?人体脱水导致渗透压升高,由下丘脑合成、分泌,垂体释放的抗利尿激素增加,促进肾小管和集合管对水的重吸收。
资料4:研究表明新冠病毒可以攻击人体肺泡细胞引发肺炎,重症患者会出现呼吸困难、低氧血症、酸中毒等症状,表现出呼吸急促;并检测到肺组织间隙和肺泡渗出液中有蛋白质、红细胞等成分从而导致肺水肿。【思考7】请推测重症患者出现呼吸急促、肺水肿的原因。呼吸急促原因:新冠病毒攻击人体肺泡细胞,导致肺组织受损,体内血氧量减少,CO2未能及时排出导致浓度增加,呼吸中枢活动加强,从而引起呼吸急促。肺水肿原因:因为炎症导致肺泡细胞膜的通透性加大,肺泡内的蛋白质、红细胞等成分进入组织间隙,导致组织液的渗透压升高,肺部组织液增加,出现肺水肿。
(1)检测患者因新冠病毒而产生的特异蛋白质 新型冠状病毒IgM抗体快速检测试剂盒,该试剂盒采用间接法检测人新型冠状病毒IgM抗体,仅需采取一滴血就有望在15分钟内肉眼观察获得检测结果,且患者的血浆稀释500至1000倍后,仍能检测出阳性条带。其实质为利用抗原—抗体杂交技术,但是无论如何,现在抗体检测还不能完全替代核酸检测。
(2)检测新冠病毒的核酸新型冠状病毒是一种仅含有RNA的病毒,病毒中特异性RNA序列是区分该病毒与其他病原体的标志物。检测原理:核酸检测盒包括:逆转录酶试剂、病毒核酸标准试剂、热稳定DNA聚合酶、引物序列、特异性的荧光DNA探针(带荧光的一段特异性的新冠病毒的核酸序列,这个是最关键的,如果特异性不强或者是病毒在这一段发生变异,则很可能会判定为阴性,影响结果)等。目前采用RT-PCR技术(逆转录荧光PCR技术)。
检测原理:目前采用RT-PCR技术(逆转录荧光PCR技术)。 ①先从样本中提取RNA,RNA中可能有新冠病毒的RNA,同时也存在很多采样患者的组织和存在于采样部位的微生物的RNA。 ②先通过逆转录酶将样本的RNA逆转录为cDNA。因为新冠病毒中的核酸为RNA,而RNA极易降解,为了防止我们检测的物质在检测过程中降解,我们把它转换为更稳定的DNA。 ③检测扩增出的PCR产物,即DNA片段。我们扩增的病毒DNA片段能够发出荧光而被仪器检测到。这些扩增出的供我们检测的产物的多少,很大程度上取决于样本中目标RNA量的多少。而目标RNA量的多少又与样本中病毒的多少相关。
检测原理:目前采用RT-PCR技术(逆转录荧光PCR技术)。右图显示了相关原理:在PCR反应体系中,包含一对特异性引物以及一个Taqman探针,该探针为一段特异性寡核苷酸序列,两端分别标记了报告荧光基团和淬灭荧光基团。探针完整时,报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收;若反应体系存在靶序列,PCR反应时探针与模板结合,DNA聚合酶沿模板利用酶的外切酶活性将探针降解,报告基团
与淬灭基团分离,发出荧光。每扩增一条DNA链,就有一个荧光分子产生。荧光定量PCR仪能够监测出荧光到达预先设定阈值的循环数(Ct值)与病毒核酸浓度有关,病毒核酸浓度越高,Ct值越小。
疫苗进入人体后,刺激人体免疫系统产生相应的抗体和记忆细胞。
当真正的病原体入侵人体时,相关的抗体便能帮助免疫系统对抗该病原体,预防疾病的发生。
5.新冠病毒的免疫防治
资料5:科学家在研究新冠病毒治疗的过程中,在《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第五版)》中加入了血浆疗法,针对重症病人使用。在缺乏疫苗和特效治疗药物的前提下,“血浆治疗”只是一种探索性治疗方法。【思考8】血浆疗法中需要哪些人员的血浆?治疗原理是什么?新冠肺炎康复者。治疗原理:康复者血浆中可能含有大量新冠病毒的抗体,这些抗体特异性地识别并结合新冠病毒,从而抑制病毒的侵染。
资料6:灭活的疫苗——体液免疫 原理:用杀灭的病毒刺激人体产生抗体。 优点:制备方法简单;只保留了抗原性,不能在体内繁殖,比较安全。 缺点:免疫应答比较弱,一般只会引起体液免疫,不会引起细胞免疫; 病毒的蛋白质外壳容易在人体内被降解,所以通常需要接种多次
资料7:核酸疫苗(基因疫苗)——体液免疫和细胞免疫 原理:将S蛋白的基因(mRNA或DNA)直接注入人体内,利用人体细胞产生S蛋白,刺激人体产生抗体。 (1)mRNA疫苗的优点:能不断地表达抗原蛋白质,免疫效果好;研发快速,相对简单;节省细胞培养、扩增的时间,大大提高疫苗产能。 缺点:mRNA本身不稳定,在环境中易降解,疫苗制剂需要独特的包裹技术将其稳定递送到机体内;运输和储藏时可能需要非常严格且低的温度条件,这是一个很大的挑战
资料7:核酸疫苗(基因疫苗)——体液免疫和细胞免疫 原理:将S蛋白的基因(mRNA或DNA)直接注入人体内,利用人体细胞产生S蛋白,刺激人体产生抗体。 (2)DNA疫苗的优点:在细胞中能稳定表达抗原蛋白质,能扩大抗原的免疫性,甚至诱生杀伤性的T细胞,清除病毒感染细胞和肿瘤细胞;可与其他免疫因子联合使用。 缺点:需要进入细胞核中表达,难度大,可能会引起基因突变或者细胞癌变。
资料8:重组疫苗(腺病毒载体疫苗)——体液免疫、细胞免疫 原理:是指把新冠病毒的基因序列放入特定的无害病毒(作为载体),注射入体内后该病毒会表达出S蛋白——这种蛋白被免疫系统识别后会引发免疫反应,建立免疫记忆。 优点:技术相对成熟,研发进程快;安全性比较高;生产成本低,产能高;储存条件方便灵活,时间长;免疫效应比较强。 缺点:该疫苗以5型腺病毒作载体,但绝大多数人成长过程中曾感染过5型腺病毒,体内可能存在能中和腺病毒载体的抗体,从而可能攻击载体,降低疫苗效果。
资料9: 减毒活疫苗——体液免疫、细胞免疫 原理:是指使病毒发生变异,从而获得毒性减弱或无毒性的病原体变异株——注入接种者体内,从而使人体产生免疫反应,获得免疫保护。 优点:能在体内繁殖,有抗原性,免疫应答效应强,一般对健康没有影响。 缺点:活疫苗保存和运输的条件苛刻(需要低温保存,做好防护);减毒过程中基因突变具有不定向性,可能会产生毒性更强的变异。
资料10: 重组亚单位疫苗(重组蛋白疫苗)——体液免疫原理:通过基因工程的方法,在体外制备纯化的病毒S蛋白,注入体内被免疫系统识别,从而引发免疫反应。优点:安全性高——由于疫苗只有病原体的抗原蛋白,所以不存在感染风险;产能大,非常适合大规模生产;稳定性非常高。缺点:由于该疫苗只用病原体的一部分蛋白作为抗原,因此免疫性较弱。
资料11: 疫苗接种次数
第一次接种疫苗产生的免疫力只能维持一段时间,但随着时间的推移,这种免疫力会逐步降低、消失,必须适时进行再次接种,保持和提高有效的免疫力。(即加强免疫)
疫苗(抗原)再次进入机体,刺激第一次免疫产生的记忆细胞,产生更多的抗体和和记忆细胞。
①第一代和第二代疫苗通常需要接种2次或2次以上;
②DNA疫苗和重组载体疫苗通常接种1次即可,因为DNA在细胞中可以持续表达出相应的疫苗抗原;
③mRNA疫苗通常需要接种多次,因为mRNA不稳定,在细胞中存留时间有限。
两次接种间隔时间不能太长也不能太短:
①时间间隔太短:前一次产生的抗体水平较高,将后一次接种的疫苗中和,降低疫苗的作用效果。
②时间间隔太长:前一次产生的记忆细胞较少,使得后一次接种的疫苗产生的免疫加强效果下降。
例1.(2021·湖北高三月考)新冠肺炎(COVID-19)是由一种新型冠状病毒引起的,该病毒为单股正链RNA病毒,用RNA(+)表示,下图表示冠状病毒的增殖和表达过程。下列关于该病毒的说法错误的是
A.COVID-19病毒的遗传物质被彻底水解后得到的产物共计有6种B.人感染COVID-19病毒后,内环境中会迅速增殖形成大量的病毒C.新冠病毒的遗传信息传递过程可表示为:RNA→蛋白质、RNA→RNAD.图中合成病毒蛋白的核糖体均来自宿主细胞
例2.(2021·济南市高三模拟)导致新冠肺炎的病原体是“2019-nCV”病毒,该病毒为RNA病毒,其序列中具有RNA聚合酶基因,无逆转录酶基因,快速准确的检测对疫情防控起着至关重要的作用。病毒的检测方法有:①用“新冠病毒核酸检测试剂盒”,检测病毒的遗传物质RNA;②特异性抗原蛋白检测,即检测病毒表面的一种糖蛋白;③特异性抗体检测,即检测感染者体内通过免疫反应所产生的某种抗体。下列有关说法不正确的是A.方法①②③都需要从患者体内采集病毒样本B.方法②③都需要用到抗原—抗体杂交的方法C.某人有可能①②为阳性③为阴性,也可能③为阳性①②为阴性D.由于RNA比DNA稳定性差,往往将病毒样本的RNA反转录成cDNA,扩增 之后进行分段测序,在该过程中需要用到的酶有逆转录酶、Taq酶
例3.(2021·安徽高三模拟)我国研发的新冠疫苗(灭活病毒疫苗)在抗疫中发挥着重要作用,请回答下列有关问题:(1)灭活病毒疫苗是病毒经人工培养,再用物理或化学方法将其杀灭制成。灭活的病毒失去了感染力和致病性,但仍保留有_______。因此,可作为疫苗激发机体的免疫力。(2)此次灭活病毒疫苗至少需要接种2次,其目的是________________________________________;接种新冠疫苗虽然具有一定的防护期,但不能获得终身免疫,其原因是_________________________________________________________。
抗体和记忆细胞具有一定的寿命,并且新冠
(3)研究发现,在新冠肺炎患者体内发现有多种针对新冠病毒的抗体,试分析其原因:________________________________________________________。(4)灭活病毒疫苗主要激发体液免疫,对于细胞免疫的激活较弱,原因是灭活的病毒失去感染的能力,无法进入正常的细胞中,没有_______的存在,也就无法激活细胞免疫。
新冠病毒含有多种蛋白质(抗原),从而激发人体产生
例4.新型冠状病毒(RNA病毒)肺炎第一代疫苗指的是①灭活疫苗和②减毒活疫苗;第二代疫苗又称为③亚单位疫苗,是通过基因工程原理获得的具有免疫活性的病原特异性结构蛋白,刺激人体产生抗体;第三代疫苗是核酸疫苗,包括④DNA疫苗和⑤mRNA疫苗,其中DNA疫苗是将编码某一抗原蛋白的基因作为疫苗,注射到人体中,通过正常的人体生理活动产生抗原蛋白,诱导机体持续作出免疫应答产生抗体。
(1)在疫苗接种的过程中,当兴奋传到___________时人会产生痛觉。注射疫苗后,部分人出现轻度发热现象,从体温调节的角度说明发热的原因是_________________________________。
(疫苗引起代谢加快)产热量大于散热量
(2)在刺激人体产生特异性免疫方面,疫苗___________(填编号)能刺激人体产生体液免疫。要产生相同的免疫效果,在接种剂量上__________(填“减活”或“灭活”)疫苗要加大。
(3)防疫道路千万条,接种疫苗第一条。打两针新冠疫苗,少一份病毒烦恼。请从免疫学角度分析两条口号蕴含的科学道理____。
接种疫苗能使机体产生特异性免疫,属于免疫预防(或防卫),相对其他阻止病毒扩散的措施更有效,更持久,打两针是让机体产生更多的抗体和记忆细胞 ,从而使免疫防卫作用加强。
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