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高中生物学中的“病毒”
病毒是一类特殊的生物,没有细胞结构,与细胞生物不
同。其中HIV、SARS、H1N1等等与人体健康密切相关,已成为
近年高考的热点之一,内容涉及病毒的结构、细胞内寄生、逆
转录、免疫等知识,常以综合考查的形式出现。
病毒在人教版高中生物新课标教材(以下简称“教材”)
中没有设立专门知识板块,“病毒”两字散落在整个教材中。
★必修1第二页“问题探讨”中的SARS病毒,生物学开篇就
从病毒引入。
★必修1第二页正文第一段“即使像病毒那样没有细胞结构
的生物,也只有依赖活细胞才能生活。”
★必修1第4页“材料分析”实例4的HIV病毒。
★必修1第6页“拓展题”提供的脊髓灰质炎病毒。
★必修1第126页致癌因子中的病毒致癌因子。
★必修2第44页“噬菌体侵染细胞的实验”。
★必修2第46页最后一段从烟草花叶病毒中提取出来的RNA
却使烟草感染病毒。
★必修2第46页拓展题用到噬菌体材料。
★必修2第69页“资料分析”中心法则的发展用到了RNA病
毒材料。
★必修2第103页基因运载体常用质粒、噬菌体和动植物病毒。
★必修3第36页“资料分析”艾滋病死因。
★必修3第38页天花病毒及疫苗。
★必修3第41页“科学技术社会”中艾滋病知识宣传。
★必修3第66页“引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控
制。
基础梳理:
★病毒没有细胞结构,主要成分仅为核酸和蛋白质两种。
核酸位于病毒粒子的中心,构成了它的核心或基因组,蛋
白质包围在核心周围,构成病毒粒子的衣壳。衣壳对核酸有保
护作用,是病毒粒子的抗原成分。它们共同称为核衣壳,是任
何病毒(指“真病毒”)所必需的基本结构。有些较复杂的病毒,
在其核衣壳外还有一层囊膜包被。
★每一种病毒只含有一种核酸,不是DNA就是RNA,这也是病
毒分类的依据之一。如DNA病毒有:噬菌体、疱疹病毒、各种
腺病毒等。RNA病毒有:艾滋病毒、烟草花叶病毒、车前草病
毒等。
★病毒在宿主细胞的协助下,以核酸的复制和核酸蛋白装配的
形式进行增殖,不存在个体的生长和均等分裂等细胞繁殖方
式。
病毒的增殖必须在宿主细胞中完成。离开宿主细胞,病毒
能以无生命的化学大分子状态存在,并可形成结晶。
★以高中生物学中最常见的噬菌体为例:
噬菌体的繁殖一般可分为五个阶段:即吸附一侵入→增殖
(复制与生物合成)→成熟(装配)→裂解(释放)。整个过程必须
在它的宿主活细胞中完成。病毒对一般抗生素不敏感,但对干
扰素敏感,所以人体在平常生活如果因感染了由病毒而引起疾
病,使用抗生素治疗是没有效果的。
★部分病毒能诱发人的细胞癌变,是三大类致癌因子之一
病毒的致癌性主要是因为它们含有病毒癌基因以及与致
癌有关的核酸系列。它们通过感染人体细胞后,将其基因组整
合进入人的基因组中,从而诱发人体的细胞癌变,如Rous肉
瘤病毒等。据英国流行病学家对癌症诱因的统计分析,病毒感
染占10%-15%。
★赫尔希和蔡斯的实验
1952年,赫尔希和蔡斯以12噬菌体为实验材料,利用放
射性同位素标记的新技术充分证明了亲代的各种性状是通过
DNA遗传给后代的,从而说明了遗传物质是DNA,而不是蛋白
质。
★病毒的免疫
由于病毒都是营寄生生活,所以在病毒的感染过程中,人
体往往是先通过体液免疫的作用来阻止病毒通过血液循环而
扩散,再通过细胞免疫的作用来裂解靶细胞,使病毒没有藏身
之所而被抗体消灭。
★病毒在基因工程中的应用
随着病毒分子生物学研究的日益深入,人们对病毒的结构
与功能也有了越来越深刻的认识,并能运用DNA的体外操纵技
术,把病毒改造成不同外源基因的优良载体,通过它们,可以
把任何动物、植物或微生物的目的基因导入到合适的受体系统
中,从而获得具有新性状的“工程细胞”或“工程菌”。
★在动物工程中的应用
在动物细胞工程中一项重要的技术手段是动物细胞的融
合技术,在动物细胞融合过程中,促融的方法很多,其中采用
灭活的病毒促融是动物细胞融合区别于植物体细胞杂交的方
法之一。使用一定的物理或化学手段杀死病毒,既不损害它们
体内的有用抗原,从而使灭活的病毒既保留了诱导细胞融合的
能力,又不会感染细胞
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