2025届高三生物一轮复习课件第3讲 病毒

第3讲 病毒 lotus 目录 病毒的分类 病毒与中心法则 1 4 病毒的形态结构 2 病毒与免疫 3 病毒的增殖 5 6 病毒的应用 7 HIV病毒 2 病毒的分类 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，一种病毒出现后需要确定该病毒遗传物质的类型。 要求： 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。 2017年全国I卷 U T 2. 实验包含可相互印证的甲、乙两个组 3. 简要写出实验思路，预期实验结果及结论。 1 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病监测其放射性 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病监测其放射性 预期结果及结论： 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 ◦ 结论： 新冠病毒（ SARS-CoV-2 ）是一种单股+RNA病毒 思路： 按遗传物质 病 毒 的 分 类 按寄主类型 DNA病毒：绝大部分噬菌体 RNA病毒多数动物病毒和植物病毒 ①噬菌体:T2噬菌体、λ噬菌体 ②植物病毒:烟草花叶病毒 ③动物病毒:HIV/SARS病毒/新冠病毒: 双链RNA病毒： 单链RNA病毒 正链+RNA病毒 负链—RNA病毒 逆转录病毒 冠状病毒 HIV 流感病毒 呼肠孤病毒 RNA病毒 按有无包膜 包膜病毒 无包膜病毒 冠状病毒、流感病毒 T4噬菌体、腺病毒 包膜 2 病毒的形态结构 T2噬菌体 新冠状病毒 HIV 病毒 蛋白质外壳 核酸 ◆ 无细胞结构，主要由蛋白质和核酸组成 ◆ 只有一种核酸（DNA或RNA） ◆ 寄生于活细胞繁殖（代谢上） 形态多样、结构简单，无细胞结构，但具有严整结构。 病毒的结构 ◆ 遗传物质是RNA，单链结构更容易发生基因突变 ◆ 有包膜，侵染细胞时病毒包膜与细胞膜融合。包膜上有多种糖蛋白 共同结构: 蛋白质外壳和遗传物质 T2噬菌体 烟草花叶病毒 ①嚢膜+衣壳+核酸 识别和进入细胞 ② 包膜来自宿主细胞， 膜上有糖蛋白，有识别功能。 中间有蛋白质外壳 内部有遗传物质RNA和酶 刺突 衣壳 囊膜 HIV 人类病毒 HIV （选修1教材P80） 新冠病毒 （必修1教材P8） （NA) （HA) 思考：新冠病毒的最外层有脂质的囊膜包被，且有多种蛋白质， 据此推测新冠病毒进入宿主细胞的方式是什么？ 内吞或膜融合 新冠病毒主要通过其囊膜表面刺突蛋白S与人宿主细胞膜表面的ACE2受体结合，使病毒吸附并发生膜融合而进入宿主细胞中，_______（填能、不能）用35S、32P分别标记蛋白质和RNA的方法来探究新冠病毒的遗传物质。 不能 噬菌体侵染细菌实验，分别用放射性同位素32P、35S标记RNA和蛋白质，最后通过检测放射性的位置来判断进入细胞的物质。而新型冠状病毒侵染宿主细胞时，病毒核衣壳蛋白和核酸通过胞吞作用一起进入宿主细胞，无法确定放射性来源于蛋白质还是RNA。 1．（2022.海南高考）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 例题1 答案　D 解析　人工合成的脊髓灰质炎病毒的毒性比天然病毒小得多，据此可推测二者在结构和功能上存在差异，A错误；病毒不具有细胞结构，不能进行细胞呼吸，只能在宿主细胞中增殖，B、C错误。 3 病毒的增殖 1、条件： 遗传信息: 病毒遗传物质DNA 、RNA 能量和原料： 原料:ATP、核苷酸、氨基酸等 来源:宿主细胞 ③工具： 核糖体、DNA聚合酶等（宿主细胞） RNA复制酶、:逆转录酶等（病毒合成） 2、增殖过程： 1. 吸附 噬菌体吸附在细菌的表面 2. 注入 噬菌体将DNA注入细菌体内 3. 合成 噬菌体DNA利用细菌的成分合成自身DNA和蛋白质外壳 4. 组装 新合成的DNA和蛋白质组装城子代噬菌体 5. 释放 细菌裂解，子代噬菌体释放 艾滋病毒（HIV）侵染人体淋巴细胞及其增殖过程示意图。（逆转录类） CD4受体 自带逆转录酶 （+RNA病毒）新冠病毒侵染人体呼吸道上皮细胞过程示意图(RNA复制类） 单链正链RNA病毒 +RNA -RNA 蛋白质 翻译 复制 复制 +RNA +RNA: 可直接做翻译模板的RNA 埃博拉病毒的遗传物质是单链RNA（－RNA），下面为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。写出遗传信息的流动过程。 单链负链RNA病毒 -RNA +RNA 蛋白质 -RNA 翻译 复制 复制 -RNA: 不可直接做翻译模板的RNA 要先复制为+RNA 病毒与中心法则 4 DNA病毒（噬菌体）遗传信息的流动方向： 返回导航 病毒种类 遗传信息流动 +RNA病毒（新冠病毒） -RNA病毒（埃博拉病毒） 逆转录病毒（HIV） DNA病毒（噬菌体） 4. 病毒与中心法则 病毒与免疫 5 病毒作为一种抗原，决定其抗原特异性的是衣壳（蛋白质），因此可利用病毒衣壳的抗原特异性功能制备疫苗，进行免疫预防。病毒侵入机体后，先进行体液免疫，再进行细胞免疫。治疗病毒性感染不能使用抗生素类药物，应该使用干扰素、病毒灵等抗病毒药物。 返回导航 （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（下图），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 例题2 B 1．（2020.全国卷）新冠病毒(SARS－CoV－2)和肺炎双球菌均可引发肺炎，但二者的结构不同，新冠病毒是一种含有单链RNA的病毒。下列相关叙述正确的是(　　) A．新冠病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于被动运输 B．新冠病毒与肺炎双球菌均可利用自身的核糖体进行蛋白质合成 C．新冠病毒与肺炎双球菌二者遗传物质所含有的核苷酸是相同的 D．新冠病毒或肺炎双球菌的某些蛋白质可作为抗原引起机体免疫反应 答案　D 解析　新冠病毒进入宿主细胞的方式属于胞吞，A项错误；新冠病毒没有细胞结构，利用宿主细胞的核糖体进行蛋白质合成，肺炎双球菌利用自身的核糖体进行蛋白质合成，B项错误；新冠病毒的遗传物质是RNA，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，肺炎双球菌的遗传物质是DNA，DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，二者遗传物质所含有的核苷酸不同，C项错误；新冠病毒与肺炎双球菌都是病原体，二者的某些蛋白质可作为抗原引起机体免疫反应，D项正确。 例题3 3.（2024·河北）某病毒具有蛋白质外壳，其遗传物质的碱基含量如 表所示，下列叙述正确的是( ) 碱基种类 A C 含量 31.2 20.8 28.0 0 20.0 A.该病毒复制合成的互补链中含量为 B.病毒的遗传物质可能会引起宿主 变异 C.病毒增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成 D.病毒基因的遗传符合分离定律 √ 例题4 返回导航 22 .(2024·新课标卷，32节选)机体感染人类免疫缺陷病毒(HIV)可导致艾滋病。回答下列问题。 设计实验验证某血液样品中有HIV，简要写出实验思路和预期结果。 _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 实验思路1：从样品中提取RNA，逆转录得cDNA，用HIV核酸特异性引物进行PCR，电泳检测PCR产物。 预期结果：有目的条带　 实验思路2：利用抗HIV抗体，与血液样品进行抗原—抗体杂交实验。 预期结果：产生杂交带 例题5 .(2023·北京卷，5)有关预防和治疗病毒性疾病的表述，正确的是(　　) A.75%的乙醇能破坏病毒结构，故饮酒可预防感染 B.疫苗接种后可立即实现有效保护，无需其他防护 C.大多数病毒耐冷不耐热，故洗热水澡可预防病毒感染 D.吸烟不能预防病毒感染，也不能用于治疗病毒性疾病 D 例题6 例题7 （2021·浙江卷，19）某单链RNA病毒的遗传物质是正链RNA(＋RNA)。该病毒感染宿主后，合成相应物质的过程如图所示，其中①～④代表相应的过程。下列叙述正确的是(　　) A．＋RNA 复制出的子代 RNA具有mRNA 的功能B．病毒蛋白基因以半保留复制的方式传递给子代C．过程①②③的进行需 RNA 聚合酶的催化D．过程④在该病毒的核糖体中进行 答案　A解析　结合图示可以看出，以＋RNA 复制出的子代 RNA为模板合成了蛋白质，因此＋RNA 复制出的子代 RNA具有mRNA 的功能，A正确；病毒蛋白基因是RNA，为单链结构，通过两次复制过程将基因传递给子代，而不是通过半保留复制传递给子代，B错误；①②过程是RNA复制，原料是4种核糖核苷酸，需要RNA聚合酶；而③过程是翻译，原料是氨基酸，不需要RNA聚合酶催化，C错误；病毒不具有细胞结构，没有核糖体，过程④在宿主细胞的核糖体中进行，D错误。 例题8 寨卡病毒的遗传物质是一条单链RNA，可以作为模板翻译出衣壳蛋白等（如图所示）。有关说法错误的是（ ） A．物质M的合成过程还需要其他RNAB．①②③过程都遵循碱基互补配对原则C．①②③过程都需要酶的催化D．衣壳蛋白的合成在该病毒的核糖体中进行 ①表示翻译，②③RNA自我复制，合成的N能反过来催化②③过程，合成的衣壳蛋白和RNA组合成寨卡病毒。 A、物质M的合成过程需要模板mRNA，场所是核糖体（由rRNA和蛋白质构成），工具需要tRNA，B、①表示翻译，②③表示RNA自我复制，①②③过程都遵循碱基互补配对原则，即A-U、C-G配对，C、①表示翻译，②③表示RNA自我复制，①②③过程都需要酶的催化，C正确；D、寨卡病毒没有细胞结构，不存在核糖体，衣壳蛋白的合成在宿主细胞的核糖体中进行，D错。 6 病毒的应用 ①生产疫苗： ②作为基因工程载体： ④诱导动物细胞融合： 第1代：减毒病毒活疫苗、灭活病毒疫苗 第2代：亚单位疫苗、人工合成肽疫苗 第3代：DNA疫苗、RNA疫苗、重组载体疫苗 噬菌体、动植物病毒 灭活的仙台病毒 ③作为基因治疗载体： 腺病毒等 ➅噬菌体展示技术的应用： 筛选与靶蛋白结合的蛋白 遗传物质的确定 ⑤制备脱毒苗: 通过分裂旺盛的部位进行组织培养(如芽尖、茎尖)，获得脱毒苗 ①T2噬菌体侵染细菌实验 ②TMV侵染实验 7 HIV病毒 艾滋病(AIDS:获得性免疫缺陷综合征)是由人类免疫缺陷病毒（HIV艾滋病病毒）感染所引起的严重的免疫缺乏病。截至2024年12月31日，全国报告的艾滋病相关死亡人数为35,891例‌‌本年死亡31,541例，既往死亡4,350例‌。现存活艾滋病病毒(HIV)感染者/AIDS患者总数达到1,355,017例，其中HIV感染者749,839例，AIDS患者605,178例‌。HIV感染者/AIDS患者中，异性性传播占73.4%，同性传播25.2%，注射毒品传播0.2%，母婴传播0.1%‌ 艾滋病的检测 第一，抗体检测 第二，病毒分离检测 第三，抗原检测， 在HIV感染早期尚未出现抗体时可以测p24抗原。 第四，核酸检测，包括DNA检测和RNA检测， 该方法已被运用于HIV感染早期诊断 第五，艾滋病的检测试纸进行检测， 检测血清和血浆标准中的HIV抗体 为什么人体感染HIV后不能马上检出，而需要一段时间？ 检查出抗体的概率：22.6％2周，53.％3周，84.1％4周，98.4％5周，99. ％6，99.9％7周，3个月几乎100％，因此，一般高危后6周做检查，结果阴性，排除感染率99.99％；只有约万分之一的人窗口期在6周到3个月，最后最多满3个月做终检。如果测试为阴性就不需要再进一步的测试了。 人感染了艾滋病病毒后，体内不会马上检出抗体，从感染到检出抗体这段时间，叫“窗口期” 艾滋病的临床表现 1.急性感染期（窗口期） 平均4-12周，机体产生HIV抗体的时期，部分患者会出现发热、乏力、淋巴结大等非特异性的表现 2.潜伏期 病毒逐渐破坏T淋巴细胞的时期，患者的免疫功能尚可供机体正常需要，无明显症状。时间不定可长达数年。 3.艾滋病期 并发各种机会性感染和肿瘤 33 (1)为什么特异性侵染T细胞? 艾滋病免疫反应 (2)为什么初期T细胞增加? (3)为什么后期T细胞减少? (4)患者死亡的直接原因? 囊膜设别CD4蛋白 特异性免疫反应 HIV主要侵染破坏辅助性T细胞 HIV主要侵入并破坏人体的辅助性T细胞，逐渐使免疫系统瘫痪、功能瓦解，最终使人无法抵抗其他病毒、病菌的入侵，或发生恶性肿瘤而死亡。 请综合分析艾滋病难以治愈的原因是： 1.艾滋病病毒早期不易检测，且潜伏期长 2.艾滋病病毒变异速度快，难以研制疫苗 3.艾滋病病毒宿主细胞为人体淋巴T细胞， 为治疗带来难度 4.世俗观念对病人治疗带来的干扰 9．人类免疫缺陷病毒（HIV）入侵人体后，主要攻击体内的辅助性T细胞。HIV在辅助性T细胞内增殖的主要过程如图，①～⑤表示相关生理过程，下列叙述错误的是（　　） A．过程①需要的原料、能量及酶等均来自辅助性T细胞 B．图中的mRNA与病毒RNA的结构与功能不完全相同 C．过程①与过程②的碱基互补配对方式不完全相同 D．过程⑤合成的蛋白质包括HIV衣壳及某些酶等 例题9 ①为逆转录过程；②利用碱基互补配对原则合成双链DNA分子；③④为转录过程；⑤为翻译过程。 【详解】A、过程①是逆转录，需要的逆转录酶辅助性T细胞中没有，由病毒自身携带，A错误； B、图中的mRNA与病毒RNA的功能不同，结构决定功能，则它们的结构也不完全相同，B正确； C、过程①逆转录的碱基互补配对方式为A-T、U-A、G-C、C-G，过程②是利用碱基互补配对原则合成双链DNA分子，碱基互补配对方式为A-T、T-A、G-C、C-G，二者碱基互补配对方式不完全相同，C正确； D、过程⑤翻译合成的蛋白质包括HIV衣壳蛋白以及逆转录酶等一些酶，这些酶是HIV自身增殖所需要的，D正确。 故选A。 本课结束 37 $$