立德樹人是黨的教育方針,是教育工作的根本任務(wù)?疾閷W(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)是高考生物命題的目標(biāo)。高考生物要針對(duì)生命觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維和社會(huì)責(zé)任等生物學(xué)核心素養(yǎng)命制試題,以體現(xiàn)立德樹人的國家意志。
學(xué)習(xí)生物學(xué)的主要任務(wù)之一是建構(gòu)重要概念,形成一系列的生命觀念。因此,高考生物試題以重要概念為載體,考查學(xué)生的生命觀念就成為必然選擇。生命觀念主要包括:生命的物質(zhì)觀、結(jié)構(gòu)與功能觀、系統(tǒng)觀、能量觀、信息觀、穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)觀、遺傳與變異觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀、生態(tài)觀等。每個(gè)觀念都有豐富的內(nèi)涵,分別由一系列的重要概念作為支撐。
以“分子與細(xì)胞”模塊中的重要概念為例。從分子水平來看,核酸和蛋白質(zhì)這兩類生物大分子是非常重要的概念,而病毒就是很好的命題素材。
病毒(virus),是比細(xì)菌還小(大約是細(xì)菌大小的百分之一)、沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)、無法獨(dú)立生長(zhǎng)和復(fù)制、需要寄生在活的宿主細(xì)胞中才能繁殖的微生物。
一、病毒的結(jié)構(gòu)
1.基本結(jié)構(gòu)
病毒由一種核酸分子(DNA或RNA)與蛋白質(zhì)衣殼構(gòu)成,有的病毒還含有少量糖類等。病毒的核酸位于病毒的中心,為病毒的復(fù)制、遺傳和變異提供遺傳信息。衣殼是包圍在核酸外面的蛋白質(zhì)外殼,具有抗原性,起到保護(hù)核酸、介導(dǎo)病毒與宿主細(xì)胞結(jié)合的功能。
2.輔助結(jié)構(gòu)
有些病毒核衣殼外還有一層脂蛋白雙層膜狀結(jié)構(gòu),是病毒以出芽方式釋放,穿過宿主細(xì)胞膜或核膜時(shí)獲得的,稱之為包膜。包膜也具有抗原性,其有無及性質(zhì)與該病毒的宿主專一性和侵入等功能有關(guān)。有包膜的病毒對(duì)有機(jī)溶劑敏感,如新型冠狀病毒,所以醫(yī)用酒精可以對(duì)其起到消毒作用。
冠狀病毒結(jié)構(gòu)示意圖
2019新型冠狀病毒電鏡照片
二、病毒的分類與檢測(cè)
1.病毒的分類
從宿主類型分類:噬菌體、植物病毒(如煙草花葉病毒)、動(dòng)物病毒(如禽流感病毒、天花病毒、HIV等)
從遺傳物質(zhì)分類:DNA病毒、RNA病毒、(蛋白質(zhì)病毒,如朊病毒)
注意:病毒核酸可以為線型或環(huán)型,可分為單鏈或雙鏈。DNA病毒大多為雙鏈,而RNA病毒大多為單鏈,冠狀病毒是具有外套膜的正鏈單股RNA病毒。
2.病毒的檢測(cè)
(1)核酸檢測(cè):檢測(cè)病毒的核酸序列,可采取分子雜交法或DNA分子雜交法。
本次新型冠狀病毒核酸測(cè)序后開發(fā)的核酸檢測(cè)試劑盒在病原體檢測(cè)方面具有靈敏、高效的特點(diǎn)。由于2019新型冠狀病毒為RNA病毒,試劑盒檢測(cè)采用逆轉(zhuǎn)錄與PCR技術(shù)相結(jié)合的方法(RT-PCR),即將待測(cè)RNA樣本進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄得到cDNA,再以其為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增,同時(shí)通過熒光探針實(shí)時(shí)檢測(cè)擴(kuò)增產(chǎn)物,可以做到病毒的快速定量檢測(cè)。
(2)蛋白質(zhì)檢測(cè):可利用抗原-抗體雜交法,檢測(cè)病毒的抗原蛋白或?qū)?yīng)抗體,如醫(yī)院中檢測(cè)HIV通常要檢測(cè)HIV抗體有無。該種檢測(cè)與核酸檢測(cè)相比,其效率較低并易出現(xiàn)假陰性。
三、病毒的感染、免疫與預(yù)防
了解病原體的感染過程以及人體的調(diào)節(jié)機(jī)制,學(xué)會(huì)健康地生活,是學(xué)習(xí)生物學(xué)的目的之一。神經(jīng)、體液、免疫調(diào)節(jié)與人體的健康密切相關(guān),既是穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)生命觀念的直接體現(xiàn),其中也滲透著學(xué)會(huì)個(gè)人健康生活,關(guān)注他人健康的社會(huì)責(zé)任意識(shí)。
1.病毒的增殖
由于不能獨(dú)立進(jìn)行代謝,病毒并不屬于生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次。病毒不具備細(xì)胞結(jié)構(gòu),因此不能以分裂的方式來增加數(shù)量,而是只能依賴宿主細(xì)胞提供原料、能量等才能完成其增殖過程。病毒感染宿主細(xì)胞大致可分為五個(gè)階段:吸附、侵入、增殖、裝配、釋放,在此過程中HIV的外膜糖蛋白首先與T細(xì)胞表面的CD4等受體結(jié)合,2019新型冠狀病毒中主要是膜表面S蛋白和人體細(xì)胞表面ACE受體結(jié)合,進(jìn)而介導(dǎo)病毒進(jìn)入人體細(xì)胞。
冠狀病毒進(jìn)入人體后,最外層的刺突蛋白(Spike protein)通過與人的呼吸道上皮細(xì)胞表面特異性受體(ACE2蛋白)結(jié)合,再通過細(xì)胞胞吞進(jìn)入細(xì)胞,之后直接以病毒基因組RNA為翻譯模板,表達(dá)出病毒RNA聚合酶。再利用該酶完成負(fù)鏈亞基因組RNA的轉(zhuǎn)錄、各種結(jié)構(gòu)蛋白mRNA的合成,以及病毒基因組RNA的復(fù)制。結(jié)構(gòu)蛋白和基因組RNA復(fù)制完成后,將在宿主細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)處裝配生成新的冠狀病毒顆粒,并通過高爾基體分泌至細(xì)胞外,完成其周期:
(圖片來自網(wǎng)絡(luò))
2.人體對(duì)病毒的免疫機(jī)制:
病毒侵入人體,使人體患病要突破人體的三道防線,當(dāng)病毒突破這三道防線,人體就會(huì)患病。
醫(yī)護(hù)人員因戴防護(hù)口罩、護(hù)目鏡,使臉部起水泡,破損后會(huì)增加感染風(fēng)險(xiǎn),原因是皮膚黏膜是人體第一道防線,皮膚損傷后,病毒更容易侵入人體。第二道防線是體液中的殺菌物質(zhì)和吞噬細(xì)胞。一些醫(yī)護(hù)人員為增強(qiáng)免疫力,注射胸腺肽,胸腺肽主要作用是誘導(dǎo)T細(xì)胞分化成熟、增強(qiáng)淋巴因子的生成和增強(qiáng)B細(xì)胞的抗體應(yīng)答,從功能上來看主要在第三道防線(特異性免疫)發(fā)揮作用。
當(dāng)病毒突破前兩道防線后,需要體液免疫產(chǎn)生抗體來對(duì)抗,進(jìn)入宿主細(xì)胞后,要依賴細(xì)胞免疫產(chǎn)生效應(yīng)T細(xì)胞與宿主細(xì)胞密切接觸使其裂解死亡。
患者治愈后,一般在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)再被感染,原因是其體內(nèi)有相應(yīng)的抗體和記憶細(xì)胞。但仍有再次感染的可能,因?yàn)槭强贵w和記憶細(xì)胞在人體內(nèi)存在時(shí)間有限;而且RNA病毒易發(fā)生變異。
3.針對(duì)目前流行的新型冠狀病毒的預(yù)防措施可從控制傳染源、切斷傳播途徑和保護(hù)易感人群入手。隔離患者屬于控制傳染源;而進(jìn)行通風(fēng)、少去人員密集的場(chǎng)所,可以切斷傳播途徑;對(duì)于易感人群,可采取補(bǔ)充營養(yǎng)或注射疫苗增強(qiáng)免疫力的保護(hù)性措施。
請(qǐng)大家做負(fù)責(zé)任的中國公民!待在家中,就是對(duì)社會(huì)最大的貢獻(xiàn)!
2020,武漢加油!中國加油!
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