备课素材知识点：病毒问题释疑 高中生物人教版必修1

这是一份备课素材知识点：病毒问题释疑 高中生物人教版必修1，共10页。试卷主要包含了病毒属于生命系统吗？，病毒的分类？，病毒是如何被发现的？，病毒的基本结构是怎样的？等内容，欢迎下载使用。


但由于教材比较简略，很多同学有疑惑。
1.病毒没有细胞结构，为什么说它属于生物？
对于病毒的定义围绕着“病毒有否生命”“病毒是否生物”这些所谓的基本问题有很多争论，而用通常的动植物那样的概念来给病毒下定义是非常困难的。虽然病毒没有细胞结构，但是病毒同所有生物一样，具有遗传、变异、进化的能力，是一种体积非常微小，结构极其简单的生命形式。病毒有高度的寄生性，完全依赖宿主细胞的能量和代谢系统，获取生命活动所需的物质和能量。离开宿主细胞，它只是一个大化学分子，停止活动，可制成蛋白质结晶，为一个非生命体；遇到活的宿主细胞它会通过吸附、进入、复制、装配、释放子代病毒而显示典型的生命体特征。
2.病毒属于生命系统吗？
不属于。自然界的生命系统包括细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统。细胞是最基本的生命系统。在多细胞生物体内，细胞又是构成组织的成分，器官是构成个体的组分。组织、器官、个体都是有生命活动的整体，是不同层次的生命系统。在自然界，生物个体都不是单独存在的，而是与其他同种和不同种的个体以及无机环境相互依赖、相互影响的。在一定空间范围内，同种生物的所有个体形成种群，不同种群相互作用形成群落，群落与无机环境相互作用形成生态系统，地球上所有的生态系统相互关联构成更大的整体—生物圈。因此，生命系统的层次从细胞开始，一直到生物圈。
病毒是非细胞形态的生命体，是迄今发现的最小、最简单的有机体。病毒主要是由一个核酸分子（DNA或RNA）与蛋白质构成的核酸—蛋白质复合体。病毒虽然具备了生命活动的最基本特征（复制与遗传），但不具备细胞的形态结构，是不“完全”的生命体。因为它们的主要生命活动必须在细胞内才能表现，在宿主细胞内复制增殖。病毒自身没有独立的代谢与能量转化系统，必须利用宿主细胞的结构、“原料”、能量与酶系统进行增殖，因此，病毒是彻底的寄生物，也不属于生命系统的范围。
3.病毒是否只由核酸和蛋白质外壳组成？
并非所有病毒只由核酸和蛋白质外壳组成，很多动物病毒在衣壳（即蛋白质外壳）之外还有一层由脂类双分子层构成的外衣，即囊膜。囊膜实际上来自寄主的细胞膜或核膜，其上有特异的糖蛋白分子，可和寄主细胞膜上的受体分子结合，使病毒颗粒进入细胞。
4.病毒对宿主细胞的感染具有专一性，不同的病毒入侵同一种细胞的方式是否相同？
不同。比如HV和人流感病毒都可以入侵人体的T细胞，但识别的是同一种细胞的不同受体。艾滋病（AIDS）是由人类免疫缺陷病毒（HIV）侵染表达CD4表面抗原（CD4+）的还需要趋化因子受体作为辅助复体的T淋巴细胞而引起的。HIV病毒进入CD4+T淋巴细胞首先是通过病毒与细胞膜的融合来完成。该融合过程涉及病毒表面膜蛋白（gP120和gP41）与细胞表面受体蛋白（CD4和CCR5等）之间的相互作用。
流感病毒的表面有包膜糖蛋白HA（包膜糖蛋白血凝素），以三聚体的形式存在于包膜上，具有血凝活性、受体结合活性和膜融合活性，并且是流感病毒的主要抗原成分，可刺激机体产生中和抗体。NA（神经氨酸酶）是流感病毒包膜上除HA之外的另一种重要糖蛋白，其既是病毒的重要抗原成分又具有酶活性，又可水解细胞膜上受体末端的N-乙酰神经氨酸，从而促进病毒的释放和扩散，因此是通过这种方式来进人宿主细胞，与HIV病卷进入方式不同。
5.病毒的分类？
（1）按宿主细胞的不同分为动物病毒（如天花病毒、腺病毒、流感病毒等）、植物病毒（如烟草花叶病毒、马铃薯X病毒、黄瓜花叶病毒等）和细菌病毒（如噬菌体）。
（2）按所含的核酸种类，分为DNA病毒（包括双链DNA病毒如腺病毒和单链DNA病毒如细小DNA病毒等）、RNA病毒（包括双链RNA病毒如呼肠孤病毒、正链RNA病毒如脊髓灰质炎病毒和冠状病毒、负链RNA病毒如狂犬病毒、逆转录病毒如HV）。
（3）按结构分，分为病毒和亚病毒。亚病毒包括类病毒、拟病毒和阮病毒，它们与病毒相比，结构不完整，仅由核酸或者是蛋白质构成生命体。如引起疯牛病的阮病毒就是蛋白质构成的机体。
6.RNA病毒在宿主细胞内繁殖所需的酶是自带的还是在宿主细胞内合成的？
RNA病毒包括双链RNA、正链RNA,负链RNA、逆转录病毒。在病毒界的单链RNA病毒，若其基因组RNA本身就具有mRNA（信使核糖核酸）的功能，则该RNA病毒就是正链RNA病毒；若作为基因组的RNA进入细胞寄生后必须得通过该基因组RNA复制产生出与之互补的RNA才能作为mRNA，则这种RNA就称为负链RNA病毒。RNA病毒中，双链RNA病毒（如呼肠孤病毒）和负链RNA病毒（如狂犬病毒）本身就带有RNA复制酶，亦称RNA聚合酶，因而不难复制出病毒RNA。但是正链RNA病毒需要的RNA复制酶需在细胞中合成，如冠状病毒。而逆转录病毒（如HV）逆转录过程所需的酶是自带的，但是新的子代病毒中的逆转录酶是在宿主细胞里合成的。
7.噬菌体侵入细菌后一定会引起细菌裂解死亡吗？
不一定。有一类病毒叫作原病毒，是指插入寄主细胞染色体并随细胞分裂分配到子代细胞中，而不损伤细胞状态的病毒。噬菌体DNA也能拼接到细菌DNA分子的一定部位上去，并且随着寄主DNA的复制而一同复制，成了细菌的一部分。
8.病毒是如何被发现的？
地球上的人类、动物和植物遭受病毒的危害已有许多世纪。1884年，法国微生物学家查理斯·尚柏朗发明了一种细菌无法穿过的过滤器（其滤孔孔径小于细菌的大小），利用这一过程可将液体中存在的细菌除去。
1892年，一位年轻的俄国科学家伊万诺夫斯基，将患病烟草植株的叶片汁液，通过细菌过滤器后，发现还能引发健康的烟草植株发生花叶病。这种现象起码可以说明，致病的病原不是细菌。
1898年，荷兰细菌学家贝杰林克重复了伊万诺夫斯基的实验。他把烟草花叶病株的汁液置于琼脂凝胶块的表面，发现感染烟草花叶病的物质在凝胶中以适度的速度扩散，而细菌仍滞留于琼脂的表面。贝杰林克指出，引起烟草花叶病的致病因子的特点：
1.能通过细菌过滤器；
2.仅能在感染的细胞内繁殖；
3.在体外非生命物质中不能生长，等等。
他提出这种致病因子不是细菌，而是一种新的物质，称为“有感染性的活的流质”，并取名为病毒。
9.病毒的基本结构是怎样的？
病毒基本成分是核酸和蛋白质，核酸位于它的中心，称为核心或基因组，蛋白质包围在核心周围，形成了衣壳。衣壳是由许多亚单位，衣壳粒构成，核心和衣壳合称为核衣壳，许多动物病毒，其核衣壳外面还有一层或多层由糖蛋白、脂类所构成的囊膜把它们包裹起来。有的病毒在囊膜的最外层还有突起物。例如：α疱疹病毒结构。
10.冠状病毒SARS-CV和新型冠状病毒SARS-CV-2是如何入侵人体细胞的？
ACE-2是SARS-CV和SARS-CV-2入侵宿主细胞的主要受体，二者表面的刺突蛋白（S蛋白）能够与宿主细胞上的ACE-2受体结合，通过胞吞作用进人宿主细胞。
11.冠状病毒在体内是如何复制的？
冠状病毒侵入人体后，首先释放其RNA（＋）链，然后以此链为模板，在宿主细胞内核糖体上，以宿主细胞内的氨基酸为原料，翻译出关键蛋白—病毒RNA聚合酶。接着利用此酶合成出RNA（－链），再以RNA（－链）为模板复制出子代病毒的RNA（＋链）和各种病毒结构蛋白的mRNA。病毒结构蛋白的mRNA随后会翻译出子代病毒的各种结构蛋白，这些结构蛋白会插入到宿主细胞的内质网或高尔基体膜上，并进一步与子代病毒RNA（＋链）组装，通过形成小泡，以胞吐方式离开宿主细胞，去感染其他细胞。
12.病毒与细胞在起源与进化中的关系如何？
目前主要存在三种观点：生物大分子→病毒→细胞；生物大分子→细胞，生物大分子→病毒；生物大分子→细胞→病毒。
在半个多世纪前，第一种观点占优势，过去长期认为病毒是生物与非生物之间的桥梁，病毒具有生物与非生物的两重性，按此逻辑的推理，显然是生物大分子先组装成病毒，再由病毒进化为细胞。然而，由于病毒彻底的寄生性，所有病毒必须在细胞内增殖，所以没有细胞的存在，病毒很难生存。因此病毒的起源不可能先于细胞。目前第二种和第三种观点比较容易接受。在生物起源过程中，由生物大分子分别演化出细胞和病毒这两种不同类型的生命体。但由于尚不能发现病毒的化石，因此第三种观点即病毒是由细胞或细胞组分演化来的假说，得到了更多的实验结果的支持。例如：（1）在原核细胞中，环形DNA分子的附加体可以质粒的形式在细胞中复制，也可以整合在细菌的染色体中。其行为与细菌病毒λ噬菌体类似。（2）真核生物中，尤其是脊椎动物中普遍存在的第二类反转录转座子的两端具有长末端重复序列，其结构与整合于细胞基因组上的反转录病毒十分相似。二者可能有相同的起源。（3）已有的证据表明，有些病毒（如腺病毒）的核酸与哺乳动物细胞的DNA某些片段的碱基序列十分相似。癌基因的发现及其研究的深入加强了这种观点，因为细胞原癌基因与反转录病毒的病毒癌基因具有相似的序列，从而普遍认为病毒癌基因起源于细胞癌基因。由此推测：病毒可能是细胞在特定条件下“扔出”的一个“病毒基因组”，即具有复制与转录能力的DNA或RNA。而一些结构复杂的大型病毒，如痘病毒很可能是细胞退化经长期演化而来，不同种类的病毒可能有不同的起源途径。
13.为什么病毒感染很难治疗？
因为病毒的繁殖依赖宿主细胞，所以病毒感染引起的疾病很难治疗。抗病毒因子在对抗病毒的同时也会杀死宿主细胞。目前的抗病毒药物大多是用来破坏或阻断病毒复制所需酶的活性的。另外，病毒的突变率很高，很容易产生抗药性的突变，所以导致大多数抗病毒药物作用很有限。
14.朊病毒是如何进行自我复制的？
研究表明朊病毒是一种常见的蛋白PrP的错误折叠形式，错误折叠的阮病毒进入健康哺乳动物体内，就会诱导其他正常的PrP变成阮病毒，而这些阮病毒又诱导其他正常的PrP变成朊病毒，最终这个链式反应导致阮病毒的浓度非常高，可以导致神经细胞损伤和退化。
15.为什么致命病毒总是来自于野生动物呢？
“最好”的病毒，是既不引起太严重的症状（不然搞死了宿主自已也完蛋），但也不能太温和（毕竟宿主身上往往同时寄生着别的病毒，抢资源的时候该下的狠手还是得下）。所以在漫长的演化中，这种博弈会促使病毒最终与宿主达成某种默契，比如说人类与可能会引起普通感冒的鼻病毒就属于这种关系。但是，病毒会变异，有些变异会导致病毒的宿主改变。病毒与新的宿主没有长期磨合的默契，就会出现“下手没轻没重”的问题，其中有些下手特别重的就会给宿主带来致命疾病。在长期的演化中，人类已经和那些从远古祖先开始一路陪伴的病毒达成完美默契了，与从家畜那里来的病毒，比如麻疹、流感等，磨合得还不完美，但多少有点儿默契，所以极少引起很严重的疫情。唯独来自于野生动物的病毒跟我们丝毫没有一丁点儿磨合，因此引起大瘟疫的疾病几乎全部来自野生动物。因此希望大家平时尽量远离野生动物，不要去饲养、食用野生动物，不然这些野生动物身上的病毒可就保不准拿你来“试刀子”啦。
16.朊病毒与类病毒是生物吗？如果是，它们的遗传物质是什么？
朊病毒只有蛋白质，类病毒的化学本质是RNA。阮病毒的结构有细胞型（正常型PrPc）和痒型（致病型PrPsc）。PrP和PrPsc都是由同一基因编码的，二者氨基酸序列完全相同，并且没有共价修饰的区别。两者的主要区别在于其空间构象上的差异。PrPc仅存在a螺旋，而PrPsc有多个β折叠存在。PrPsc可使PrPc转化为PrPsc，实现自我复制并产生病理效应。阮病毒侵入神经细胞并复制，PrPsc富集于细胞内的溶酶体中，溶酶体破裂并破坏脑细胞，细胞死亡后在大脑中留下空洞，阮病毒被释放并且侵犯其他细胞。遗传物质的定义是亲代与子代之间传递遗传信息的物质。所以，两者的遗传物质不同，朊病毒的遗传物质是蛋白质，类病毒的是RNA。
17.病毒入侵细胞的方式有哪些？
由于物理作用，病毒能随机吸附到细胞的表面。能不能入侵细胞，首先取决于病毒表面的识别蛋白能不能与细胞表面的受体特异性结合。进入细胞的方式主要有四种：第一种是以胞吞的方式进入细胞，有蛋白质进入，如腺病毒；第二种是通过其囊膜与细胞膜融合的方式进入细胞，有蛋白质进入，如HV；第三种是仅将其核酸注入细胞，无蛋白质进入，如噬菌体；第四种是借助昆虫刺吸式口器或天然创口入侵细胞，如植物病毒。
18.原核生物衣原体与病毒有哪些不同？
衣原体是一类在真核细胞内寄生的小型原核生物，曾长期被误认为是“大型病毒”，其实它是一类独特的原核生物。
衣原体能在培养基上生长，具有典型的细胞质膜，一个环状的双螺旋DNA作为遗传信息的载体，其转录出的mRNA与核糖体结合为多聚核糖体，指导合成700多种蛋白质。衣原体是以一分为二的方式分裂繁殖，以上这些特征与非细胞形态的生命体病毒，是根本不同的。