内容正文:
以“病毒”为课题,内化“生命观念”,构建思维模型(自修课)
课题价值:近年来,由病毒引起的公共卫生事件严重威胁人类健康,而人类健康问题是历年来高考的热点;通过“病毒”相关问题的探究,培养知识迁移、发散思维和解答实际情境问题的能力。
探究路径(一) 了解病毒的结构和组成
01
02
目
录
探究路径(二) 理清病毒增殖及其遗传信
息传递过程
03
探究路径(三) 关注病毒检测与预防,崇
尚健康生活方式
2
探究路径(一) 了解病毒的结构
和组成
情境素材 病毒的结构和组成
1.病毒的结构
病毒都具有核酸和衣壳蛋白,有的病毒还具有包膜和刺突等结构。
4
2.病毒的化学组成
(1)核酸:病毒的核酸是DNA或RNA,据此分为DNA病毒和RNA病毒。
(2)蛋白质
衣壳蛋白 构成病毒的衣壳,保护病毒的核酸;无囊膜病毒的衣壳蛋白参与病毒的吸附、侵入,决定病毒的宿主嗜性和病毒的表面抗原
(3)脂质和糖类:病毒的脂质是从宿主细胞获得的,主要存在于病毒的囊膜中。病毒的糖类主要存在于病毒糖蛋白和糖脂中,糖蛋白还是重要的免疫原。
囊膜蛋白或称刺突蛋白 囊膜糖蛋白多为病毒吸附蛋白。有些病毒的囊膜糖蛋白还介导病毒进入细胞
毒粒酶 是存在于病毒壳粒内的酶,如逆转录酶等
续表
[问题探究]
1.根据病毒的化学组成分析,组成病毒的主要化学元素有哪些?
提示:病毒大都含有核酸、蛋白质、脂质和糖类,因此其主要元素组成为C、H、O、N、P。
2.请从结构与功能的角度解释为什么病毒的生活方式为寄生?
提示:病毒结构简单,没有为其生命活动提供物质和能量的结构,其生命活动所需物质和能量来自宿主细胞,导致其生命活动必须依赖于宿主细胞。
3.病毒所具有的多种蛋白质是怎样合成的?
提示:在宿主细胞内,利用宿主细胞的原料和结构合成。
4.根据遗传物质的化学组成,可将病毒划分为DNA病毒和RNA病毒两种类型。请利用放射性同位素标记法,以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定流感病毒的类型,简要说明实验思路、结果及结论。
提示:实验思路 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,之后接种流感病毒。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,之后接种流感病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
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。
探究路径(二) 理清病毒增殖
及其遗传信息传递过程
情境素材(一) 乙肝病毒是一种DNA病毒,主要依靠病毒包膜上的相关蛋白与肝细胞膜上的NTCP结合而侵入肝细胞,其入侵及增殖过程如下图所示:
情境素材(二) 流感病毒和HIV分别是流感和获得性免疫缺陷综合征的致病病原体,下图表示流感病毒和HIV在宿主细胞内增殖的过程(①~⑥代表生理过程)。
[问题探究]
1.结合情境素材(一),请用文字和箭头表示乙肝病毒遗传信息的传递方向。
提示:
2.目前用于抗乙肝病毒的药物主要是干扰素和核苷类似物。干扰素通过诱导细胞合成抗病毒蛋白发挥效应,但效率低且有副作用;核苷类似物通过抑制病毒基因组复制抑制病毒增殖,但疗程不确定且易耐药。请你结合情境素材(一)图中信息为抗乙肝病毒药物的研发提出新思路:_____________________________________________________________。
提示:研发能与NTCP特异性结合的药物,阻碍乙肝病毒包膜上的相关蛋白与NTCP结合,从而抑制乙肝病毒进入肝细胞;抑制病毒外壳的组装从而抑制病毒的增殖。
3.据情境素材(二)中病毒增殖的过程可知流感病毒和HIV的基因是____________。
提示:有遗传效应的RNA片段
4.HIV的宿主细胞主要是T细胞,请用简图画出被HIV感染的T细胞中存在的遗传信息传递途径。
提示:
5.结合情境素材可知,与HIV侵入T细胞相比,流感病毒侵入肺泡壁细胞后不会有的遗传信息传递途径为________,其特有的遗传信息传递途径为________。
提示:逆转录 RNA复制
6.从理论上分析,能抑制图示____(填情境素材(二)中序号)过程的药物对治疗流感及艾滋病都有疗效,但同时有可能带来严重的副作用;用药物抑制____(填情境素材(二)中序号)过程,对治疗艾滋病有明显效果,同时副作用较小。
①
④
探究路径(三) 关注病毒检测
与预防,崇尚健康生活方式
情境素材(一) 甲型流感病毒检测
甲型流感病毒(IAV)是一种RNA包膜病毒。IAV表面存在2种糖蛋白——血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA)。前者帮助病毒识别宿主细胞表面的特定受体,后者促进病毒包膜与宿主细胞膜的融合释放病毒基因组。