内容正文:
第1讲 借助显微镜走近细胞
2024届生物一轮复习
复习的主要内容
一.细胞学说的建立及意义
二.使用高倍显微镜观察几种细胞
三.原核细胞和真核细胞
四.生命系统的结构层次
一.细胞学说的建立及意义
(一)第一个发现并命名细胞的科学家是?
(二)第一个发现活细胞的科学家是?
(三)科学家是如何获得证据来说明动植物体由细胞构成的?
(四)施莱登和施旺的成功在于他们采用了什么方法对科学观察进行归纳概括?
(五)细胞学说提出一切生物都由细胞发育而来吗?
(六)所有新细胞都是由老细胞分裂产生的吗?
(七)魏尔肖的名言“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”说明细胞学说主要阐明了细胞的多样性还是生物界的统一性?
革命导师恩格斯曾把细胞学说与能量守恒和转换定律、达尔文的生物进化论并誉为19世纪三大最重大的自然科学发现。
阅读课本P2-P5,思考并讨论下列问题。
一.细胞学说的建立及意义
罗伯特·胡克、
列文·虎克、
马尔比基
肉眼观察
显微观察
维萨里
比夏
器官水平
组织水平
施莱登和施旺
耐格里和魏尔肖
细胞水平
细胞学说
提出
修正
第一个发现活细胞
第一个发现并命名细胞(死细胞)
问:施莱登和施旺的成功在于他们采用了什么方法对科学观察进行归纳概括?
一.细胞学说的建立及意义
(一)建立过程
教材隐性知识:施莱登和施旺在只是观察了部分动植物的组织的基础上,利用 法提出“所有的动植物都是由细胞构成的”,且这一结论是可信的。
科学方法--归纳法( P5 )
根据部分植物细胞都有细胞核而得出植物细胞都有细胞核这一结论,实际上就是运用了不完全归纳法。由不完全归纳得出的结论很可能是可信的。
不完全归纳法
如果观察了所有类型的植物细胞,并发现它们都有细胞核,才得出植物细胞都有细胞核的结论,就是完全归纳法。
完全归纳法
归纳法是指由一系列具体事实推出一般结论的思维方法
不完全归纳法
问:施莱登和施旺的成功在于他们采用了什么方法对科学观察进行归纳概括?
细胞和细胞产物
其他细胞
老细胞
一切生物×
原核真核×
病毒×
并不是所有新细胞都由老细胞分裂产生,如受精卵来源于精子和卵细胞的融合
(二)主要内容
一.细胞学说的建立及意义
①揭示了动物和植物的 ,从而阐明了生物界的统一性。
统一性
②细胞学说的建立,标志着生物学的研究进入 水平,极大地促进了生物学的研究进程,它是自然科学史上的一座丰碑。
细胞
③细胞学说的建立,为 的确立埋下了伏笔。
生物进化论
没有说明差异性、多样性
没有说明与非生物界的统一性
(三)意义
一.细胞学说的建立及意义
C
结合细胞学说的创立过程及内容考查生命观念
1.(2023·广东惠州调研)细胞学说是19世纪自然科学史上的一座丰碑,下列有关总结和推断正确的是( )
A.比利时的维萨里发现了细胞,施莱登和施旺是细胞学说的主要创立者
B.根据魏尔肖的研究推知:细胞都来源于先前存在的细胞的有丝分裂
C.细胞学说的基本内容论证了生物界的统一性
D.一切原核生物和真核生物都是由细胞和细胞产物所构成的
考向
A
2.(2023·东北育才中学调研)细胞学说建立于19世纪,揭示了动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性。下列符合细胞学说的是( )
①一切动植物都是由细胞发育而来的 ②病毒没有细胞结构 ③细胞通过分裂产生新细胞 ④细胞分为原核细胞和真核细胞两大类 ⑤细胞是一个相对独立的单位 ⑥一切动植物都由细胞和细胞产物所构成
A.①③⑤⑥ B.②④⑤
C.③④⑤ D.①②③④⑤⑥
5.(2023·河北唐山调研)细胞学说的建立是一个经科学家探究、开拓、继承、修正和发展的过程,细胞学说是现代生物学的基础理论之一,具有极为重要的地位。下列叙述正确的是( )
A.施莱登和施旺运用完全归纳法提出了“所有的动植物都是由细胞构成的”观点
B.细胞学说主要揭示了生物界的统一性和细胞的多样性
C.细胞学说使人们对生命的认识由细胞水平进入分子水平
D.新细胞是由老细胞分裂产生的,暗示了人体内的每个细胞都凝聚着漫长的进化史
D
二.用显微镜观察多种多样的细胞
二.用显微镜观察多种多样的细胞
(一)显微镜放大倍数的实质是长度或宽度的放大还是面积或体积的放大?
(二)镜头的放大倍数与镜头长短的关系?
(三)视野中的污点可能存在哪些位置?
(四)在换用高倍镜之前如何将观察目标移至视野中央?
(五)换用高倍镜后需要做哪些方面的调节?
工欲善其事,必先利其器。
阅读课本P10,思考并讨论下列问题。
(一)显微镜的分类
电子显微镜→亚显微结构
光学显微镜→显微结构
(壁、质、核、线、叶、液泡、染色体等)
可见光透过装片形成倒立放大的虚像
应用:
(二)显微镜的成像
装片要薄且厚薄均匀
(三)显微镜的构造
调节焦距,使得物像清晰
镜柱
细准焦螺旋
粗准焦螺旋
镜座
镜臂
调节物像大小
调节视野亮度
载物台
反光镜
遮光器
转换器
镜筒
物镜
目镜
压片夹
视野中的污点可能存在哪些位置?
污物可能存在的位置:
2
判断方法:
哪动在哪
1
玻片、目镜或物镜
(三)显微镜的构造
(四)实验原理
目镜
物镜
长度或宽度
如:物镜10x 目镜40x 放大倍数:10x40=400倍
镜头的放大倍数与镜头长短的关系?
镜头的放大倍数与镜头长短的关系:
4× 10× 40×
①放大倍数越大,目镜越短;
②放大倍数越大,物镜越长,距装片距离越近。
目镜与物镜的区别及其长短与放大倍数之间的关系
(四)实验原理
放大倍数与观察效果的关系:
物像大小 看到细胞数目 视野亮度 视野范围 物镜与玻片的距离
高倍镜
低倍镜
大
小
少
多
暗
亮
小
大
近
远
(四)实验原理
视野范围内细胞数量变化的相关计算:
(五)显微镜的使用
低倍镜
视野中央
转换器
反光镜
细准焦螺旋
调焦
对光
(1)基本原则:不管物像多么好找,任何情况下都必须先低后高
(2)步骤
在换用高倍镜之前如何将观察目标移至视野中央?
(3)成像特点及装片移动规律:
①显微镜下所成的像是倒立且放大的虚像。即物像与实物左右相反、上下颠倒,将物像旋转180°后与实物的位置相同。如实物为字母“e”
②装片的移动规律:“_________”。装片与物像移动方向相反,如物像偏左上方,则装片应向左上方移动。
显微镜中上下左右对调,但细胞质流动的方向不变
同向移动
偏哪移哪
(五)显微镜的使用
考向 借助显微镜的使用考查实验操作能力
1.(2023·河北石家庄调研)下列有关显微镜的叙述正确的是( )
A.①中的a、b表示目镜,镜头a的放大倍数大于镜头b
B.若要放大②中c处的细胞,应将装片左移
C.③中放大的是物像的面积,其中X应为4
D.③中换用高倍物镜前应先提升镜筒,以免镜头压坏装片
B
D
2.(2023·豫南九校联考)下列有关显微镜操作的说法,正确的是( )
A.若高倍镜下细胞质的流向是逆时针,则实际上细胞中细胞质的流向应是顺时针
B.要观察低倍镜下位于视野左下方的细胞,应将装片向右上方移动,再换用高倍镜
C.用显微镜的凹面镜反光,观察到的细胞数目更多,细胞更小
D.如果在低倍镜下看到的物像清晰,换用高倍镜后物像模糊,那么正确的操作是调节细准焦螺旋
6.(2018·海南卷,23)关于普通光学显微镜的使用,下列叙述正确的是( )
A.在高倍镜下观察时,用粗准焦螺旋调整焦距
B.高倍镜下无法观察到花生子叶中被染色的脂肪颗粒
C.由低倍镜转到高倍镜前,将待观察目标移至视野中央
D.高倍镜下可以观察到细胞膜清晰的暗-亮-暗三层结构
C
7.(2023·江苏徐州模拟)下列关于高倍显微镜的使用的叙述,正确的是( )
A.藓类的叶肉细胞大,可直接使用高倍物镜观察
B.在低倍物镜下找到细胞后,即可换成高倍物镜
C.换成高倍物镜后,必须先用粗准焦螺旋调焦,再用细准焦螺旋调至物像清晰
D.由低倍物镜转换为高倍物镜后,物像变大,视野变暗,此时可使用大光圈或凹面镜进行调节
D
三.原核细胞和真核细胞
三.原核细胞和真核细胞
(一)蓝细菌和绿藻的根本区别是什么?
(二)蓝细菌能进行光合作用是因为具有叶绿体吗?
(三)蓝细菌和绿藻具有统一性吗?从哪些方面可以体现?
阅读课本P10-P11,思考并讨论下列问题。
富营养化会影响水体的水质,水体表面生长着以蓝细菌(色球蓝细菌、颤蓝细菌、念珠蓝细菌、发菜等)和绿藻(衣藻、小球藻等)为优势种的大量水藻,形成一层“绿色浮渣”,会造成水的透明度降低,使得阳光难以穿透水层,从而影响水中植物的光合作用,水内氧气会逐渐减少,造成鱼类大量死亡。同时,死去的藻类和生物又会在水内进行氧化作用,水体也会变得很臭,甚至产生的生物毒素也会进一步伤害鱼类。
蓝藻又称为蓝细菌。其他细菌和蓝藻虽然同属原核生物,但两者有明显差异,细菌大多营异养方式,而蓝藻能进行光合作用并释放氧气(O2),营自养方式。
蓝细菌的常见类型:
结构特点:
生物类型:
增殖方式:
呼吸类型:
能光合作用的原因:
在生态系统中的地位:
遗传物质:
基因表达的特点:
变异类型:
是否遵循孟德尔定律:
色球蓝细菌、颤蓝细菌、念珠蓝细菌、发菜等
无细胞核,只有核糖体一种细胞器
原核生物
二分裂
有氧呼吸(无线粒体,但有相关的酶)
有叶绿素和藻蓝素及光合作用所需的酶
生产者
DNA
转录和翻译同时进行
基因突变
不遵循
发菜
1.(2022·北京卷,1)鱼腥蓝细菌分布广泛,它不仅可以进行光合作用,还具有固氮能力。关于该蓝细菌的叙述,不正确的是( )
A.属于自养生物 B.可以进行细胞呼吸
C.DNA位于细胞核中 D.在物质循环中发挥作用
C
蓝细菌的常见类型:
结构特点:
生物类型:
增殖方式:
呼吸类型:
能光合作用的原因:
在生态系统中的地位:
遗传物质:
基因表达的特点:
变异类型:
是否遵循孟德尔定律:
色球蓝细菌、颤蓝细菌、念珠蓝细菌、发菜等
无细胞核,只有核糖体一种细胞器
原核生物
二分裂
有氧呼吸(无线粒体,但有相关的酶)
有叶绿素和藻蓝素及光合作用所需的酶
生产者
DNA
转录和翻译同时进行
基因突变
不遵循
细菌中的多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物,其细胞都有细胞壁、细胞膜和细胞质,都没有核膜和染色体,但有环状的DNA。
细菌
凡菌字前有 “杆”、“球”、“弧”及“螺旋”的都是细菌。
专性需氧菌、专性厌氧菌、兼性厌氧菌等
绝大多数不能
生产者、消费者、分解者
3.(2023·沈阳市郊联体线上考试)纳米细菌的直径甚至比病毒还小,且分裂速度缓慢。下列叙述错误的是( )
A.纳米细菌代谢能力差,是其有丝分裂速度缓慢的主要原因
B.纳米细菌参与构成生命系统的细胞层次和个体层次
C.纳米细菌没有线粒体,但能进行细胞呼吸
D.纳米细菌细胞内没有细胞器膜和核膜,只有细胞膜
A
10.(2022·华大新高考联盟)消化道中的双歧杆菌、乳酸菌等多种有益菌,可以合成分解消化道中有害、有毒物质的多种蛋白酶,可以合成抑制细菌、病毒等病原体生长的物质。下列说法正确的是( )
A.双歧杆菌合成和分泌的蛋白酶与核糖体、内质网、高尔基体等多种细胞器有关
B.磷酸和脱氧核糖交替连接,构成了乳酸菌的遗传物质的基本骨架
C.乳酸菌只能进行无氧呼吸,原因是葡萄糖无法进入乳酸菌的线粒体
D.双歧杆菌和乳酸菌在大量合成蛋白酶时,其核仁体积会明显增大
B
动物细胞结构特点:
生物类型:
增殖方式:
呼吸类型:
能光合作用的原因:
在生态系统中的地位:
遗传物质:
基因表达的特点:
变异类型:
是否遵循孟德尔定律:
具有细胞核,以及中心体、溶酶体等众多细胞器
真核生物
主要为有丝分裂,还有无丝分裂、减数分裂
主要为有氧呼吸,无氧呼吸产物一般为乳酸
不能进行
一般为消费者,也有分解者(如蚯蚓等)
DNA
转录和翻译时空不同
基因突变、基因重组、染色体变异
核基因遵循、质基因不遵循
动物细胞结构特点:
生物类型:
增殖方式:
呼吸类型:
能光合作用的原因:
在生态系统中的地位:
遗传物质:
基因表达的特点:
变异类型:
是否遵循孟德尔定律:
具有细胞核,以及中心体、溶酶体等众多细胞器
真核生物
主要为有丝分裂,还有无丝分裂、减数分裂
主要为有氧呼吸,无氧呼吸产物一般为乳酸
不能进行
一般为消费者,也有分解者(如蚯蚓等)
DNA
转录和翻译时空不同
基因突变、基因重组、染色体变异
核基因遵循、质基因不遵循
植物细胞
具有细胞核,及细胞壁、液泡、叶绿体等细胞结构
一般为生产者,也有消费者(如菟丝子等)
主要为有氧呼吸,无氧呼吸产物一般为酒精和二氧化碳
有叶绿体
蓝细菌结构模式图
动物细胞结构模式图
支原体可能是最小、最简单的单细胞生物。据图思考:
(1)支原体与蓝细菌的细胞结构的区别有哪些?
(2)支原体与动物的细胞结构的区别有哪些?
支原体与动物细胞结构的区别是支原体没有成形的细胞核,只有裸露的DNA和核糖体一种细胞器。
与蓝细菌相比,支原体没有细胞壁。
3.(2021·福建卷,1)下列关于蓝细菌和菠菜的叙述,正确的是( )
A.光合色素的种类和功能都相同
B.细胞膜的成分都有脂质和蛋白质
C.DNA复制都需要线粒体提供能量
D.都能在光学显微镜下观察到叶绿体
2.(2021·河北卷,1)下列叙述正确的是( )
A.酵母菌和白细胞都有细胞骨架
B.发菜和水绵都有叶绿体
C.颤蓝细菌、伞藻和小球藻都有细胞核
D.黑藻、根瘤菌和草履虫都有细胞壁
B
A
以前在真核细胞中发现细胞骨架的时候,主要是三种,微管蛋白、肌动蛋白丝和中间丝,便认为细胞骨架就这三种构成。在原核细胞中并没有发现这三种蛋白,所以认为原核细胞没有细胞骨架,但是近年来发现原核细胞中有类似骨架蛋白的蛋白,所以原核细胞也是有细胞骨架的,但是组成和真核细胞不一样。
比较方面 原核细胞 真核细胞
根本区别
细胞壁
细胞器
分裂方式
是否遵循孟德尔定律
变异类型
DNA存在形式
真核细胞与原核细胞的7个方面区别:
真核细胞与原核细胞的7个方面区别:
细胞多样性的“两个”原因:
蛋白质分子
基因的选择性表达
细胞统一性的表现(课本P11)
11.(2023·广东广州模拟)下列关于真核细胞与原核细胞的叙述,正确的是( )
A.酵母菌和蓝细菌的遗传物质分别是DNA、RNA
B.黑藻和大肠杆菌的细胞壁组成成分和功能都相同
C.硝化细菌因不具有线粒体而无法进行有氧呼吸
D.变形虫和颤蓝细菌都含有与蛋白质合成有关的细胞器
D
5.(2021·湖南卷,1)关于下列微生物的叙述,正确的是( )
A.蓝细菌细胞内含有叶绿体,能进行光合作用
B.酵母菌有细胞壁和核糖体,属于单细胞原核生物
C.破伤风杆菌细胞内不含线粒体,只能进行无氧呼吸
D.支原体属于原核生物,细胞内含有染色质和核糖体
C
12.(2023·河南信阳市调研)古生物学家推测:被原始真核生物吞噬的蓝细菌有些未被消化,反而能依靠原始真核生物的“生活废物”制造营养物质,逐渐进化为叶绿体。
(1)图中原始真核生物与被吞噬的蓝细菌在结构上最主要的差异是前者_________________________,原始真核生物吞噬某些生物具有选择性是与其细胞膜上的_____________________________(填物质)有关。
(2)据题干信息可知,叶绿体中可能存在的细胞器是________;叶绿体中DNA的形态为________(填“环状”或“线状”)。
有以核膜为界限的细胞核
蛋白质(或糖蛋白或受体蛋白)
核糖体
环状
(3)被吞噬而未被消化的蓝细菌为原始真核生物的线粒体提供了______________。
(4)古生物学家认为线粒体也是由真核生物吞噬某种细菌逐渐形成,试推测该种细菌的呼吸作用类型是_____________,理由是___________________________
_____________________________________。
氧气和有机物
有氧呼吸
线粒体是有氧呼吸的主要场所(或线粒体内分解有机物需要消耗氧气)
12.(2023·河南信阳市调研)古生物学家推测:被原始真核生物吞噬的蓝细菌有些未被消化,反而能依靠原始真核生物的“生活废物”制造营养物质,逐渐进化为叶绿体。
四.生命系统的结构层次
1、地球上最基本的生命系统是?
2、熊猫和竹子的生命系统结构层次相同吗?
3、生物繁殖和进化的基本单位是细胞吗?
4、生命系统的层次中可含“非生物成分”吗?
5、动植物的各种生理活动、生长发育及遗传与变异的基础是什么?
6、病毒属于生命系统结构层次中的哪个层次?
四.生命系统的结构层次
(1)生命活动离不开细胞课本P5
活细胞
单个细胞
各种分化的细胞
细胞代谢
细胞增殖与分化
细胞内基因的传递和变化
美国细胞生物学家威尔逊曾经说过:“每一个生物科学问题的解析都
必须在细胞中寻找。”
(2)生命系统的结构层次
系统:是指彼此间相互作用、相互依赖的组分有规律地结合而形成的整体。
生命系统:是指能独立与其所处的环境进行物质与能量交换,并在此基础上实现内部的有序性、发展与繁殖的系统
教材隐性知识:一个分子或一个原子
(填“是”或“不是”)一个系统,
(填“是”或“不是”)生命系统,
其理由______________________________
_______________。
是
不是
一个分子或一个原子不能独立完成生命活动
①最基本和最大的生命系统分别是 。
②地球上最早的生命形式是 。
③生物繁殖和进化的基本单位是 ;生态系统是由 及其所处的无机环境构成的。
④植物没有 层次。
细胞和生物圈
单细胞生物(既是细胞也是个体)
种群
群落
系统
(2)生命系统的结构层次
△拓展:病毒相关知识
病毒不能进行独立的代谢, 生命系统的结构层次。但病毒在宿主细胞中能繁殖,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。
不属于
T2噬菌体的成分组成:
生活方式:
增殖过程:
生态系统地位:
遗传物质:
变异类型:
由DNA和蛋白质组成
寄生(专一侵染大肠杆菌)
吸附→注入→合成→组装→释放
消费者
DNA
基因突变
所有的病毒都是如此吗??
资料解读
艾滋病病毒(HIV)颗粒呈球形,直径90 nm~130nm。病毒的核心呈中空锥形,由两条相同的单链RNA链、逆转录酶和蛋白质组成。核心之外为病毒衣壳,呈20面体立体对称,含有核衣壳蛋白质。最外层为包膜,包膜上的糖蛋白有刺突状结构,是HIV与宿主细胞受体结合位点和主要的中和位点(图)。
现有两型HIV:HIV-1和HIV-2,它们主要区别在于包膜糖蛋白上。HIV是一种变异性很强的病毒,不同的病毒株之间差异很大,甚至同一毒株在同一感染者体内仅数月就可以改变,使原中和抗体失去中和效能,这给HIV疫苗的研制造成很大困难。
HIV主要侵染人体的辅助性T细胞,其感染过程包括病毒的吸附、侵入、逆转录、基因组的整合、表达及释放等过程。当感染发生时,病毒的外膜糖蛋白gp120首先与细胞表面的CD4分子结合并与辅助受体CCR5或CXCR4等结合,gp120空间构象发生改变,暴露出跨膜蛋白gp41与细胞膜作用,导致病毒包膜与细胞膜融合,病毒核心进入细胞内,脱壳后病毒基因组在逆转录酶(RT)作用下以病毒RNA为模板合成cDNA,再以此cDNA为模板合成双链DNA,经环化后在病毒整合酶(IN)的作用下随机整合到细胞染色体上成为前病毒而长期存在并随细胞的分裂而传至子代细胞。此前病毒即为病毒复制时的转录模板,病毒进行复制时,早期转录的长链mRNA经拼接后表达病毒的调节蛋白,待调节蛋白的量到达一定阈值后,病毒进入晚期转录,产生的未拼接的mRNA部分用来指导合成病毒的结构蛋白,部分作为病毒的基因组,与结构蛋白进行装配成为病毒核心颗粒,由胞膜出芽时获得包膜及膜蛋白。
艾滋病病毒(HIV)颗粒呈球形,直径90 nm~130nm。病毒的核心呈中空锥形,由两条相同的单链RNA链、逆转录酶和蛋白质组成。核心之外为病毒衣壳,呈20面体立体对称,含有核衣壳蛋白质。最外层为包膜,包膜上的糖蛋白有刺突状结构,是HIV与宿主细胞受体结合位点和主要的中和位点(图)。
现有两型HIV:HIV-1和HIV-2,它们主要区别在于包膜糖蛋白上。HIV是一种变异性很强的病毒,不同的病毒株之间差异很大,甚至同一毒株在同一感染者体内仅数月就可以改变,使原中和抗体失去中和效能,这给HIV疫苗的研制造成很大困难。
HIV的成分组成:
遗传物质:
变异类型:
主要由RNA和蛋白质组成
RNA
基因突变
思考:HIV和T2噬菌体相比,为什么变异性更强?
HIV的遗传物质是RNA,为单链结构,不稳定,
容易发生变异。
资料解读
HIV主要侵染人体的辅助性T细胞,其感染过程包括病毒的吸附、侵入、逆转录、基因组的整合、表达及释放等过程。当感染发生时,病毒的外膜糖蛋白gp120首先与细胞表面的CD4分子结合并与辅助受体CCR5或CXCR4等结合,gp120空间构象发生改变,暴露出跨膜蛋白gp41与细胞膜作用,导致病毒包膜与细胞膜融合,病毒核心进入细胞内,脱壳后病毒基因组在逆转录酶(RT)作用下以病毒RNA为模板合成cDNA,再以此cDNA为模板合成双链DNA,经环化后在病毒整合酶(IN)的作用下随机整合到细胞染色体上成为前病毒而长期存在并随细胞的分裂而传至子代细胞。此前病毒即为病毒复制时的转录模板,病毒进行复制时,早期转录的长链mRNA经拼接后表达病毒的调节蛋白,待调节蛋白的量到达一定阈值后,病毒进入晚期转录,产生的未拼接的mRNA部分用来指导合成病毒的结构蛋白,部分作为病毒的基因组,与结构蛋白进行装配成为病毒核心颗粒,由胞膜出芽时获得包膜及膜蛋白。
资料解读
HIV的生活方式:
增殖过程:
生态系统地位:
寄生
吸附→注入→合成→组装→释放
消费者
HIV主要侵染人体的辅助性T细胞,其感染过程包括病毒的吸附、侵入、逆转录、基因组的整合、表达及释放等过程。当感染发生时,病毒的外膜糖蛋白gp120首先与细胞表面的CD4分子结合并与辅助受体CCR5或CXCR4等结合,gp120空间构象发生改变,暴露出跨膜蛋白gp41与细胞膜作用,导致病毒包膜与细胞膜融合,病毒核心进入细胞内,脱壳后病毒基因组在逆转录酶(RT)作用下以病毒RNA为模板合成cDNA,再以此cDNA为模板合成双链DNA,经环化后在病毒整合酶(IN)的作用下随机整合到细胞染色体上成为前病毒而长期存在并随细胞的分裂而传至子代细胞。此前病毒即为病毒复制时的转录模板,病毒进行复制时,早期转录的长链mRNA经拼接后表达病毒的调节蛋白,待调节蛋白的量到达一定阈值后,病毒进入晚期转录,产生的未拼接的mRNA部分用来指导合成病毒的结构蛋白,部分作为病毒的基因组,与结构蛋白进行装配成为病毒核心颗粒,由胞膜出芽时获得包膜及膜蛋白。
区别:①注入②合成③释放
DNA→RNA→蛋白质
RNA→DNA→RNA→蛋白质
中心法则?
冠状病毒是一类具有囊膜包被的正链单链RNA病毒,2019年底,一种名为SARS-CoV-2的新型冠状病毒出现,引起了全球范围内病毒性肺炎的爆发。SARS-CoV-2感染导致的传染性肺炎又称为2019冠状病毒病(Coronavirus disease 2019, COVID-19),第一批病人报道于2019年12月1日,随后发生了迅速的人际传播和洲际传播,并于2020年3月被世界卫生组织宣布为一种流行病。截至2020年12月28日,约有7 900万人感染了SARS-CoV-2,分布在全球235个国家和地区,死亡人数约为170万。
SARS-CoV-2编码产生的病毒相关蛋白中,S蛋白是介导病毒入侵宿主细胞的关键蛋白。S蛋白是一类同源三聚体Ⅰ类融合糖蛋白,包含两个功能不同的结构域(S1和S2)。暴露在表面的S1结构域包含受体结合域(receptor binding domain, RBD),可以特异性地结合靶细胞上的受体,从而决定病毒对细胞的趋向性和致病性。位于病毒外壳跨膜区的S2结构域能够介导病毒蛋白发生构象重组,促进病毒与宿主细胞膜的融合。病毒与细胞发生膜融合后,病毒基因组被释放到宿主细胞的细胞质中。
全长的正链基因组RNA首先被转录为负链模板,以该模板合成新的病毒基因组RNA。RNA复制完成后,结构蛋白N、S、E和M同时也被翻译合成,其中S、E和M蛋白嵌入到内质网中,被运送到内质网-高尔基体中间区室中与N蛋白、病毒基因组共同组装为成熟的病毒颗粒。最后,病毒颗粒被运送到细胞表面并通过胞吐作用释放到细胞外。
知识扩展
中心法则: RNA→蛋白质
5’
5’
5’
3’
3’
3’
2020年1月12日,世界卫生组织将导致新型肺炎的病原体命名为2019-nCoV(简称新冠病毒),新型冠状病毒感染的肺炎命名为COVID-19。下图表示新冠病毒在宿主细胞内增殖的过程(①~④代表生理过程)。下列有关叙述正确的是( )
由图中信息可知,新冠病毒属于逆转录病毒
图中①~④生理过程均遵循碱基互补配对原则
图中+RNA能起到mRNA的功能从而指导蛋白质的合成
新冠病毒蛋白质的合成需经转录和翻译两个生理过程
C
病毒知识整合
(6)真核细胞的核中有DNA-蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有。
(2018·全国卷Ⅰ,2B)( )
提示 原核细胞拟核中DNA复制及转录都需要酶催化,故拟核中存在由DNA和酶构成的DNA-蛋白质复合物。
(7)T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解。(2018·全国卷Ⅱ,5B)( )
提示 T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌中的病毒,不能感染肺炎链球菌。
×
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4.(2023·福州市质检)2020年10月5日,诺贝尔生理学或医学奖颁发给丙型肝炎病毒的发现者。丙型肝炎病毒是一种RNA病毒。下列有关该病毒的叙述,正确的是( )
A.丙型肝炎病毒属于生命系统结构层次的最低层次
B.一定含有C、H、O、N四种元素,不一定含有P
C.丙型肝炎病毒的遗传物质彻底水解后有6种产物
D.丙型肝炎病毒与肺炎链球菌二者的增殖方式相同
C
4.(2021·重庆卷,2)关于新型冠状病毒,下列叙述错误的是( )
A.控制该病毒在人群中传播的有效方式是普遍接种该病毒疫苗
B.使用75%酒精消毒可降低人体感染该病毒的概率
C.宿主基因指导该病毒外壳蛋白的合成
D.冷链运输的物资上该病毒检测为阳性,不一定具有传染性
C
5.(2022·海南卷,1)脊髓灰质炎病毒已被科学家人工合成。该人工合成病毒能够引发小鼠脊髓灰质炎,但其毒性比天然病毒小得多。下列有关叙述正确的是( )
A.该人工合成病毒的结构和功能与天然病毒的完全相同
B.该人工合成病毒和原核细胞都有细胞膜,无细胞核
C.该人工合成病毒和真核细胞都能进行细胞呼吸
D.该人工合成病毒、大肠杆菌和酵母菌都含有遗传物质
D
细胞膜外
细胞膜内
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