（2019新教材）人教版高中生物必修2素材：新冠病毒的遗传信息传递和侵染过程.docx

1、新冠病毒的遗传信息传递和侵染过程新冠病毒的遗传信息传递新 冠 病 毒 知 识 的 考 查 是 高 中 生 物 的 热 点 ，最 近 不 管 是 哪 一 份 考 卷 都 有 这 方 面 的 考 查 ，特 别 是 新 冠 病 毒 的 遗 传 信 息 传 递 过 程 。新 冠 病 毒 的 结 构 模 式 图教 材 中 没 有 新 冠 病 毒 的 遗 传 信 息 过 程 ，只 有 DNA 病 毒 噬 菌 体 、 RNA 病 毒 烟 草 花 叶 病 毒 、逆 转 录 病 毒 HIV， 基 本 包 含 了 病 毒 的 遗 传 信 息传 递 三 条 途 径 ， 但 RNA 病 毒 还 有 正 链 和 负 链

2、之 分 ， 病 毒 之 间 还 略 微 有 所 差 异 。新 冠 病 毒 的 核 酸 为 非 节 段 单 链（ +）RNA，长27-31kb， 是 RNA 病 毒 中 最 长 的 RNA 核 酸 链 ， 具有 正 链 RNA 特 有 的 重 要 结 构 特 征 ： 即 RNA 链 5端 有 甲 基 化 “帽 子 ”，3端 有 PolyA“尾 巴 ”结构 。在 5端 加 上 甲 基 化 的 帽 子 ,主 要 是 为 后 面的 翻 译 的 识 别 和 起 始 有 关 的 , 在 3 端 加 上polyA(多 聚 A)的 尾 巴 ,防 止 合 成 的 mRNA 被 降 解掉 ，所 以 对 mRNA的

3、 稳 定 性 有 着 非 常 重 要 的 意 义 。这 一 结 构 与 真 核 mRNA 非 常 相 似 ， 也 是 其 基因 组 RNA 自 身 可 以 发 挥 翻 译 模 板 作 用 的 重 要 结构 基 础 ， 而 省 去 了 RNA DNA RNA 的 转 录 过 程 。新 冠 病 毒 成 熟 粒 子 中 ， 并 不 存 在 RNA 病 毒 复制 所 需 的 RNA 聚 合 酶 ，它 进 入 宿 主 细 胞 后 ，直 接以 病 毒 基 因 组 RNA 为 翻 译 模 板 ，表 达 出 病 毒 RNA聚 合 酶 。再 利 用 这 个 酶 完 成 负 链 亚 基 因 组 RNA 的 转录

4、合 成 、 各 种 结 构 蛋 白 mRNA 的 合 成 ， 以 及 病 毒基 因 组 RNA 的 复 制 。新 冠 病 毒 各 个 结 构 蛋 白 成 熟 的新 冠 病 毒 各 个 结 构 蛋 白 成 熟 的 mRNAmRNA 合 成 ，合 成 ，不 存 在 转 录 后 的 修 饰 剪 切 过 程 ， 而 是 直 接 通不 存 在 转 录 后 的 修 饰 剪 切 过 程 ， 而 是 直 接 通 过过RNARNA 聚 合 酶 和 一 些 转 录 因 子聚 合 酶 和 一 些 转 录 因 子 ，以 一 种以 一 种 “不 连 续 转不 连 续 转录录 ” 的 机 制 ， 通 过 识 别 特 定

5、的 转 录 调 控 序 列的 机 制 ， 通 过 识 别 特 定 的 转 录 调 控 序 列（ TRSTRS） ， 有 选 择 性 的 从 负 义 链） ， 有 选 择 性 的 从 负 义 链 RNARNA 上 ， 一 次 性上 ， 一 次 性转 录 得 到 构 成 一 个 成 熟转 录 得 到 构 成 一 个 成 熟 mRNAmRNA 的 全 部 组 成 部 分的 全 部 组 成 部 分（ 如 图 ） 。（ 如 图 ） 。结 构 蛋 白 和 基 因 组 RNA 复 制 完 成 后 ， 将 在宿 主 细 胞 内 质 网 处 装 生 成 新 的 新 冠 病 毒 颗 粒 ， 并通 过 高 尔 基

6、体 分 泌 至 细 胞 外 ， 完 成 其 生 命 周 期 。SARS-CoV-2 遗 传 信 息 的 传 递 过 程图 中（ +）RNA 形 成（ ）RNA，怎 么 是 转 录 ？原 因 是 用 到 的 酶 是 先 期 利 用（ +）RNA 翻 译得 到 的 RNA 聚 合 酶 ， 因 此 这 个 过 程 可 以 称 为 转 录 。其 实 ，这 种 RNA 聚 合 酶 就 是 指 RNA 复 制 酶 ，RNA复 制 酶 （ RdRp） 亦 称 RNA 合 成 酶 ， 是 RNA 聚合 酶 的 一 种 ，即 依 赖 于 RNA 的 RNA 聚 合 酶 ，可以 以 RNA 为 模 板 合 成 R

7、NA。本 次 新 型 冠 状 病 毒 肺 炎（ COVID-2019）的 病原 体 SARS-CoV-2 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 SARS-CoV-2 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 新型 冠

8、状 病 毒 肺 炎 。SARS-CoV-2SARS-CoV-2 的 侵 染 过 程 分 为的 侵 染 过 程 分 为 7 7 个 步 骤个 步 骤（ 如如下 图 ） ：下 图 ） ：（ 1） 病 毒 S 蛋 白 和 宿 主 细 胞 膜 上 的 ACE2“接头 ”，一 旦 “暗 号”对 上 ，细 胞 胞 吞 病 毒 ，将 病毒 “请 ”进 细 胞 ；（ 2） 溶 酶 体 帮 助 病 毒 溶 解 囊 膜 和 结 构 蛋 白 ；（ 3） 病 毒 正 好 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

9、 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 利 用 宿 主 细 胞 的 膜 泡 运 输 系 统 ， 通过 胞 吐 释 放 出 去 ， 完 成 整 个 生 活 史 。试 题试 题 解 析解 析2020 年 全 球 发 生 了 一 场 严 重 的 新 冠 肺 炎 疫 情 ，其 病 原 体 SARS-CoV-2 是 一 种 具 有 包 膜 、 单 条正 链 RNA（ +） 的 冠 状 病 毒 ， 该 病

10、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 。 下 列 有 关 叙 述 错 误 的 是 （）A.RNA（ +）既 含 有 该 病 毒 的 基 因 ，也 含 有 多 个 起始 密 码 子 和 终 止 密 码 子B.过 程 a、 c、 d 表 示 RNA 的 复 制 过 程 ， 图 中 的mRNA 与 RNA（ +） 序 列 相 同C.过 程 b、e 表 示 翻 译 过 程 ，该 过 程 所 需 的 原 料 、tRNA 和 能 量 均 来 自 于 宿 主 细 胞D.与 HIV 比 较 ， 两 者 进 入 宿 主 细 胞 时 需 分 别

11、与 相应 的 膜 受 体 结 合 后 再 经 膜 融 合解 析 ：本 题 考 查 中 心 法 则 及 其 发 展 。 生 物 体 内 遗 传信 息 传 递 的 一 般 规 律 是 中 心 法 则 。 遗 传 信 息 可 以从 DNA 流 向 DNA，即 DNA 的 复 制 ；可 以 从 DNA 流向 RNA，进 而 流 向 蛋 白 质 即 遗 传 信 息 的 转 录 和 翻译 ，后 来 ，中 心 法 则 又 补 充 了 遗 传 信 息 RNA 流 向RNA 和 RNA 流 向 DNA 两 条 途 径 。从 图 中 可 知 ，RNA （ +）既 是 病 毒 的 遗 传 物 质 ，又 可 直 接

12、作 为 某 些 蛋 白 如 RNA 聚 合 酶 的 mRNA，由 此 可 知 含 有 多 个 起 始 密 码 子 和 终 止 密 码 子 ， 故A 项 正 确 ；过 程 a、c、d 的 模 板 和 产 物 均 为 RNA，但 d 过 程 形 成 的 mRNA 只 用 于 表 达 某 些 蛋 白 质 ，长 度 上 比 RNA（ -） 要 短 得 多 ， 更 类 似 于 转 录 过程 ， 不 能 叫 RNA 的 复 制 ， 故 B 项 错 误 ； 过 程 b、e 表 示 翻 译 过 程 ， 因 为 以 RNA 为 模 板 合 成 蛋 白 质 ，由 于 病 毒 的 增 殖 均 在 宿 主 细 胞 内 进 行 ， 翻 译 所 需的 原 料 、tRNA、能 量 均 来 自 宿 主 细 胞 ，故 C 项 正确 ；与 HIV 一 样 ，两 者 都 有 囊 膜 结 构 ，进 入 宿 主细 胞 时 要 与 细 胞 膜 上 的 受 体 结 合（ 识 别 过 程 ）后再 经 膜 融 合 实 现 侵 染 ， 故 D 项 正 确 。 综 上 所 述 ，本 题 正 确 答 案 为 B。