2020年生物學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)(關(guān)于2020諾貝爾生物學(xué)獎(jiǎng)?lì)}目)

隨著高考改革的推進(jìn)，2021年起，河北、遼寧、江蘇、湖北、湖南、廣東、重慶、福建8個(gè)省份將實(shí)施新的高考方案。為了讓學(xué)生適應(yīng)這種新模式，八省聯(lián)考將于2021年1月23日至1月25日舉行，以便學(xué)生提前適應(yīng)新的高考。八省高考即將到來(lái)，師生們正在積極備考。生物課程組專門推出生物高考熱點(diǎn)話題，助力聯(lián)考。

近年來(lái)，幾乎所有的生物高考題都是以諾貝爾獎(jiǎng)的知識(shí)背景為背景。今年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予了丙型肝炎病毒的三位發(fā)現(xiàn)者。這個(gè)知識(shí)場(chǎng)景與高中生物各個(gè)模塊的知識(shí)密切相關(guān)。點(diǎn)密切相關(guān)。

一、丙肝病毒

丙型肝炎病毒（HepatitisCVirus）是一種RNA病毒，為單鏈正鏈RNA病毒，其宿主細(xì)胞為肝細(xì)胞。整個(gè)病毒顆粒呈球形，核衣殼含有源自宿主細(xì)胞的脂質(zhì)雙層膜。由病毒基因組編碼的糖蛋白插入膜中。丙型肝炎病毒由RNA基因組和病毒包膜組成，包膜糖蛋白E1和E2暴露在表面。HCV基因組編碼一種大的多蛋白，該多蛋白最終被分割成多種結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)蛋白。

相關(guān)知識(shí)點(diǎn)：

1、病毒是一類特殊的生物體，沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，由蛋白質(zhì)衣殼和核酸組成。衣殼和核酸統(tǒng)稱為核衣殼。有些病毒還具有包膜、刺突等特殊結(jié)構(gòu)，其核酸DNA或RNA是區(qū)分病毒、原核生物和真核生物的重要特征之一。

2、病毒沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只能寄生在活細(xì)胞內(nèi)，這說(shuō)明細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，生命活動(dòng)離不開(kāi)細(xì)胞。

3、病毒需要活細(xì)胞合成蛋白質(zhì)，說(shuō)明蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要載體。

4、丙型肝炎病毒和新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是單鏈正鏈RNA，其基本單位是核糖核苷酸，可用吡咯紅染色。

5、冠狀病毒與細(xì)胞膜上的結(jié)合位點(diǎn)ACE2結(jié)合并侵入細(xì)胞，說(shuō)明細(xì)胞膜具有溝通信息的功能，也說(shuō)明細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出的功能是相對(duì)的。

6、直接參與子代病毒在細(xì)胞內(nèi)組裝過(guò)程的結(jié)構(gòu)包括核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和囊泡。提供能量的細(xì)胞器是線粒體，表明每種生物模型在結(jié)構(gòu)和功能上都密切相關(guān)。

7、子代病毒通過(guò)囊泡從細(xì)胞中排出，說(shuō)明生物霉菌的結(jié)構(gòu)特征是具有一定的流動(dòng)性。

8、合成的RNA聚合酶只催化病毒所需RNA的合成，說(shuō)明該酶具有特異性。病毒的遺傳物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞后，可以在短時(shí)間內(nèi)形成大量的子代病毒，說(shuō)明酶的效率很高。

9、人體通過(guò)促進(jìn)病毒感染細(xì)胞凋亡來(lái)消滅病毒，說(shuō)明細(xì)胞凋亡有利于生物體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，抵抗各種外界因素的干擾。

10、細(xì)胞因病毒增殖而裂解死亡，不屬于細(xì)胞凋亡。

11、根據(jù)遺傳物質(zhì)不同，可分為DNA病毒和RNA病毒?？蛇M(jìn)行DNA、RNA的鑒定實(shí)驗(yàn)。

二、RNA病毒與中心法則

丙型肝炎病毒和新型冠狀病毒都是以單鏈正鏈RNA（+RNA）為遺傳物質(zhì)的RNA病毒。遺傳信息的傳遞過(guò)程如下：

雖然HIV也是一種RNA病毒，但它是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒。遺傳信息的傳遞過(guò)程如下：

引申：根據(jù)RNA是否能直接發(fā)揮mRNA的功能，分為單鏈正鏈RNA病毒（正鏈RNA病毒）和單鏈負(fù)鏈RNA病毒（負(fù)鏈RNA病毒）兩種。正鏈RNA病毒（如脊髓灰質(zhì)炎病毒）的單鏈RNA可以直接作為mRNA發(fā)揮作用，翻譯早期蛋白質(zhì)，包括RNA聚合酶和抑制宿主細(xì)胞合成代謝的調(diào)節(jié)蛋白。負(fù)鏈RNA病毒（如正粘病毒、副粘病毒、彈狀病毒等）的單鏈RNA不能作為mRNA使用，稱為負(fù)鏈。互補(bǔ)鏈（正鏈）必須首先合成為mRNA，然后翻譯蛋白質(zhì)分子，產(chǎn)生核酸的復(fù)制形式，成為合成子代病毒RNA的模板。

相關(guān)知識(shí)點(diǎn)：

1、冠狀病毒的單鏈正鏈RNA進(jìn)入宿主細(xì)胞后，首先被RNA聚合酶翻譯；該過(guò)程所需的條件是：

模板：冠狀病毒單鏈正義RNA；

原料：氨基酸、能量、酶、tRNA、rRNA；

發(fā)生地點(diǎn)：宿主細(xì)胞的核糖體；

說(shuō)明：?jiǎn)捂溦淩NA的功能與人類mRNA最相似。

2、多個(gè)核糖體與單鏈正鏈RNA結(jié)合的意義在于，少量的單鏈正鏈RNA可以快速合成病毒所需的大量蛋白質(zhì)。

3、利用單鏈正鏈RNA位模板合成單鏈負(fù)鏈RNA的過(guò)程遵循與作為遺傳物質(zhì)的DNA的中心法則中的翻譯過(guò)程相同的堿基配對(duì)原理。

4、RNA病毒容易形成重組RNA而引起的突變是基因重組的一種。

5.RNA病毒比DNA病毒更容易發(fā)生突變。這是因?yàn)镽NA分子是單鏈的，而DNA分子具有雙螺旋結(jié)構(gòu)。因此，RNA比DNA更容易發(fā)生堿基添加、取代和缺失。

6、類比“好時(shí)和蔡斯用噬菌體感染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”，該實(shí)驗(yàn)旨在證明丙型肝炎病毒/新型冠狀病毒/HIV的遺傳物質(zhì)是RNA。（較難的探究實(shí)驗(yàn)題）

三、病毒與免疫應(yīng)答

相關(guān)知識(shí)點(diǎn)：

1、丙型肝炎病毒/新型冠狀病毒/HIV侵入人體后，需要淋巴細(xì)胞和吞噬細(xì)胞來(lái)消滅。淋巴細(xì)胞直接生存的環(huán)境主要是血漿和淋巴液。

2、丙型肝炎病毒/新型冠狀病毒/HIV主要通過(guò)呼吸道侵入人體。鼻腔內(nèi)的粘膜和毛發(fā)是保護(hù)人體的第一道防線。

3、丙肝病毒/新型冠狀病毒/HIV進(jìn)入人體后，吞噬細(xì)胞能夠識(shí)別并吞噬它。這就是非特異性免疫，是人體的第二道防線。

4、丙型肝炎病毒/新型冠狀病毒/HIV突破前兩道防線后引發(fā)人體特異性免疫反應(yīng)的物質(zhì)稱為抗原，如冠狀病毒表面的蛋白質(zhì)。

5、丙型肝炎病毒/新型冠狀病毒/HIV感染后，免疫系統(tǒng)對(duì)肺細(xì)胞的攻擊導(dǎo)致肺炎。這時(shí)，可以對(duì)患者適度使用免疫抑制劑進(jìn)行治療，避免肺部受到嚴(yán)重?fù)p害。

6.治愈的患者短期內(nèi)不太可能再次感染病毒。這是由于它們體內(nèi)產(chǎn)生的記憶細(xì)胞所致。當(dāng)再次接觸冠狀病毒抗原時(shí)，它們可以迅速增殖并分化為漿細(xì)胞（抗體產(chǎn)生）和效應(yīng)T細(xì)胞（體液免疫）。

7.吞噬并處理病毒后，吞噬細(xì)胞將抗原呈遞給T細(xì)胞。這說(shuō)明吞噬細(xì)胞既能參與特異性免疫，又能參與非特異性免疫。

8、丙型肝炎病毒/新型冠狀病毒/艾滋病會(huì)侵入人體細(xì)胞，徹底消除需要細(xì)胞免疫和體液免疫過(guò)程。參與這兩個(gè)過(guò)程的淋巴細(xì)胞是T細(xì)胞。