新冠肺炎(COVID-2019)是一种严重呼吸系统症状的高传染性疾病,严重时可致人死亡。该病是由新近出现的一种病毒——新型冠状病毒(2019-nCov)(RNA病毒)引起的,为探究如何更好的防治该病,研究人员进行了系列研究。
(1)新型冠状病毒与SARS-Cov(“非典”病毒)结构相似,都是营________生活的生物,侵染宿主细胞后,以_________为模板,利用细胞内的核苷酸和氨基酸作为原料,合成并组装新的病毒,同时会引发机体发生特异性抗病毒的____________免疫。
(2)2019-nCov病毒主要通过其表面刺突蛋白S与人宿主细胞膜表面——血管紧张素转换酶2(ACE2)受体结合,而感染细胞。S蛋白分为2个亚基S1和S2,S2蛋白包括两个膜融合区HR1和HR2,HR1和HR2结合形成复合体:6-HB,使病毒吸附并发生膜融合而进入宿主细胞中。
①科研人员比对SARS-Cov与2019-nCov S2蛋白的氨基酸序列,发现两者HR1有8个氨基酸不同,HR2完全相同,说明2019-nCov在以________为原料,逆转录形成HR1基因时发生了改变而导致的,HR2相对而言,更保守,不易发生变化。
②科研人员为研究HR1结构的改变,是否影响HR1和HR2的结合,从而改变其感染宿主细胞的方式,设计人工合成了结构和HR1、HR2相同的HR1P、HR2P,探究两者的自我折叠,以及相互结合情况。利用圆二色光谱技术进行检测,如图所示:
注:圆二色谱技术是研究蛋白质构象变化的重要技术,主要进行蛋白质-蛋白质、蛋白质-核酸结合的研究。θ角的数值大小与物质的折叠率或物质之间的结合率成正相关 ;EK1为治疗SARS疾病时使用的融合抑制剂。据图可知,与其他组相比HR1P和HR2P的结合率______,并且复合体表现出6-HB的特征,说明2019-nCov的感染机制相似于SARS-Cov,没有发生显著变化。
③根据上图物质之间的结合情况,研究人员认为________和EK1可以作为融合抑制剂,当患者使用含此类物质药物后,能够竞争性结合_________,从而阻止病毒与宿主细胞的融合。
(3)根据上述研究,科研人员明确了病毒感染细胞的机制。过程为:I. S1蛋白与宿主细胞膜上的受体结合; II. S2亚单位的FP(融合蛋白)插入宿主细胞膜内; III. 触发HR1和HR2结合形成6-HB复合体,从而与宿主细胞融合。请结合上述过程,分析融合抑制剂的作用机制:_______________________。
(4)对于该病的治疗,疫苗的研发也是一大应用前景,如果将HR1或HR2作为疫苗原料,你认为哪一种更好___________________,请说明理由___________________。
高三生物实验题困难题
新冠肺炎(COVID-2019)是一种严重呼吸系统症状的高传染性疾病,严重时可致人死亡。该病是由新近出现的一种病毒——新型冠状病毒(2019-nCov)(RNA病毒)引起的,为探究如何更好的防治该病,研究人员进行了系列研究。
(1)新型冠状病毒与SARS-Cov(“非典”病毒)结构相似,都是营________生活的生物,侵染宿主细胞后,以_________为模板,利用细胞内的核苷酸和氨基酸作为原料,合成并组装新的病毒,同时会引发机体发生特异性抗病毒的____________免疫。
(2)2019-nCov病毒主要通过其表面刺突蛋白S与人宿主细胞膜表面——血管紧张素转换酶2(ACE2)受体结合,而感染细胞。S蛋白分为2个亚基S1和S2,S2蛋白包括两个膜融合区HR1和HR2,HR1和HR2结合形成复合体:6-HB,使病毒吸附并发生膜融合而进入宿主细胞中。
①科研人员比对SARS-Cov与2019-nCov S2蛋白的氨基酸序列,发现两者HR1有8个氨基酸不同,HR2完全相同,说明2019-nCov在以________为原料,逆转录形成HR1基因时发生了改变而导致的,HR2相对而言,更保守,不易发生变化。
②科研人员为研究HR1结构的改变,是否影响HR1和HR2的结合,从而改变其感染宿主细胞的方式,设计人工合成了结构和HR1、HR2相同的HR1P、HR2P,探究两者的自我折叠,以及相互结合情况。利用圆二色光谱技术进行检测,如图所示:
注:圆二色谱技术是研究蛋白质构象变化的重要技术,主要进行蛋白质-蛋白质、蛋白质-核酸结合的研究。θ角的数值大小与物质的折叠率或物质之间的结合率成正相关 ;EK1为治疗SARS疾病时使用的融合抑制剂。据图可知,与其他组相比HR1P和HR2P的结合率______,并且复合体表现出6-HB的特征,说明2019-nCov的感染机制相似于SARS-Cov,没有发生显著变化。
③根据上图物质之间的结合情况,研究人员认为________和EK1可以作为融合抑制剂,当患者使用含此类物质药物后,能够竞争性结合_________,从而阻止病毒与宿主细胞的融合。
(3)根据上述研究,科研人员明确了病毒感染细胞的机制。过程为:I. S1蛋白与宿主细胞膜上的受体结合; II. S2亚单位的FP(融合蛋白)插入宿主细胞膜内; III. 触发HR1和HR2结合形成6-HB复合体,从而与宿主细胞融合。请结合上述过程,分析融合抑制剂的作用机制:_______________________。
(4)对于该病的治疗,疫苗的研发也是一大应用前景,如果将HR1或HR2作为疫苗原料,你认为哪一种更好___________________,请说明理由___________________。
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2020年以来,由一种新冠病毒(2019-nCoV)引起的急性传染病一新冠肺炎(COVID-19),在世界各国蔓延,新冠肺炎患者主要表现为发热、乏力、干咳、腹泻等症状,重症患者发病后会出现呼吸困难和低氧血症,表现出呼吸急促。已知哺乳动物血液中CO2和O2浓度变化能够作用于神经系统,调节呼吸运动的频率和强度,下图展示了血液中CO2浓度增高引起的调节过程。据此回答下列问题。
(1)人体热量的来源主要是细胞中______________,感染新型冠状病毒后的人会出现发热,机体出现的变化之一是皮下毛细血管____________________________。
(2)腹泻会导致人体失水,当体内失水过多时,细胞外液渗透压______________(填“升高”或“降低”),刺激位于下丘脑的渗透压感受器,引起______________释放抗利尿激素,以促进机体对水分的重吸收。
(3)新冠病毒能侵染肺部细胞,导致肺部呼吸困难,机体产生的CO2不能及时排出,从而导致血液中CO2浓度增加,CO2浓度升高会刺激外周化学感受器和中枢化学感受器,通过神经调节引起呼吸急促,请结合图中信息写出此神经调节过程中由外周化学感受器参与的反射弧:______________,该反射的呼吸中枢位于______________中。
(4)正常情况下,呼吸运动既能受到意识的控制,也可以自主进行,这反映了神经系统的分级调节,请再举一例:_______________________。
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世界卫生组织将新型冠状病毒感染的肺炎命名为“COVID-19”,新型冠状病毒被称为 “SARS-CoV-2”。感染新型冠状病毒的患者出现的症状类似非典,感染者会出现急性、严重呼吸道疾病,伴有发热、咳嗽、气短及呼吸困难,严重的病例会出现肾功能衰竭和死亡,请回答下列问题:
(1)冠状病毒能将人细胞膜上的 ACE2(血管紧张素转化酶2)作为受体从而入侵细胞,说明细胞膜具有_____的功能,这也说明细胞膜具有_____的结构特点。
(2)新型冠状病毒为单股正链的RNA 病毒,属于RNA 复制病毒,其RNA 复制时所需要的酶是在_____合成的,其 RNA 可以直接作为_____的模板。
(3)人体免疫系统对新冠病毒反应相对迟钝,其容易突破第一、二道防线后大量繁殖,原因是_____。
(4)结合体液免疫和细胞免疫过程,阐述人体通过自身免疫功能清除新冠病毒的机理:_____。
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自新冠肺炎爆发以来,在全国人民的共同努力下,终于控制住了国内疫情的发展。2019新型冠状病毒(COVID-19)的遗传物质是RNA,患者初期症状为发热、乏力和干咳,并逐渐出现呼吸困难等严重表现。回答下列问题,
(1)COVID-19进入人体后,人体发热是由于机体的产热量大于散热量,而出现发热症状,人体产生的热量主要来源于细胞中的_____________________(填过程)。该病毒激发的体液免疫过程中产生的免疫活性物质有__________________和抗体等,其中抗体可以与COVID-19结合,从而抑制____________。
(2)血液中的COVID-19通过______(填“体液”或“细胞”)免疫清除,而进入细胞内的COVID-19通过_________________(填“体液”或“细胞”)免疫将其释放出来,进而被吞噬、消灭。
(3)不考虑细胞中碱基之间的相互转换,假设COVID-19的核酸在宿主细胞内稳定存在并“复制”,请以体外培养的宿主细胞等为材料用同位素标记法设计实验,证明COVID-19的遗传物质是RNA,而不是DNA。_________________(写出简要实验思路,不需要预测实验结果)
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2019新型冠状病毒(COVID-19)是一种传染性极强的RNA病毒。人感染了冠状病毒后常见体征有呼吸道症状、发热、咳嗽、气促和呼吸困难等。少数患者会伴有鼻塞、流涕、咽痛和腹泻的症状。在较严重病例中,感染可导致肺炎、严重急性呼吸综合征、肾衰竭,甚至死亡。请回答下列问题:
(1)人感染新冠病毒后会出现发热症状,原因之一:淋巴因子刺激,引起下丘脑的___________中枢活动增强,使有关腺体分泌的___________增加,从而使产热增加。
(2)少数患者出现的腹泻症状会导致人体失水,当体内失水过多时,细胞外液渗透压___________(填“升高”或“降低”),刺激位于___________的渗透压感受器,引起垂体释放____________,以促进机体对水分的重吸收,同时在______________产生渴觉,使人体主动饮水,维持机体的水盐平衡。
(3)一般情况下,疫情期间部分患者感染过新冠病毒痊愈后,机体能够对已感染过的病毒产生免疫,很难再次感染新冠病毒,其原因是_________________________________________________。
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2020年春节将至,武汉出现不明原因肺炎,经检测发现这场肺炎是由一种新型冠状病毒引起.感染新型冠状病毒的患者出现的症状类似非典,感染者会出现急性、严重呼吸道疾病,伴有发热、咳嗽、气短及呼吸困难,严重的病例会出现肾功能衰竭和死亡,请问答下列问题:
(1)新型冠状病毒侵入人体内,首先要突破保卫人体的第一道防线和第二道防线,这两道防线人人都有,也不针对某一类特定病原体,因此叫做_______免疫.其中第二道防线是由体液中的_______(如溶菌酶)和_______组成。
(2)新型冠状病毒侵入人体内寄生在宿主细胞中,_______能识别被寄生的寄主细胞,并与之密切接触,而使其裂解死亡,新型冠状病毒被释放出来,而后会被_______免疫产生的_______所凝集,使之失去浸染能力,最后被吞噬细胞吞噬消化。
(3)人体呼吸中枢位于_______,从细胞的生命历程来说,被感染的宿主细胞的消除过程称为_______。
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狂犬病是由狂犬病毒引起的一种人畜共患传染病,狂犬病毒是一种嗜神经病毒,它能通过神经纤维迅速侵染到中枢神经系统大量繁殖,人患病后会出现恐水、痉挛、吞咽困难等症状,最终会因呼吸肌麻痹而死亡,目前接种狂犬疫苗是预防狂犬病的有效手段。
(1)狂犬病患者出现以上症状,推测狂犬病毒主要破坏_________。
(2)被狗咬过的人,再次看到流浪狗会迅速的避开,该行为的完成___________(“有”或“无”)大脑皮层参与。狂犬病毒进入人体可与乙酰胆碱受体结合,使突触后神经元兴奋性降低,原因是_______________。
(3)被狗咬伤后须多次接种狂犬病疫苗,目的是_________。
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狂犬病是由狂犬病病毒(RABV)引起的一种人畜共患传染病,该病毒能与乙酰胆碱受体结合而具有神经毒性,人患病后会出现恐水、痉挛、吞咽困难等症状,最终会因呼吸肌麻痹而死亡,死亡率几乎100%。研究人员改变了RABV的结构并进行了繁殖力、致病性等方面的免疫学研究。
(1)乙酰胆碱为兴奋性神经递质,其受体位于__________上,当乙酰胆碱与受体结合后,使受体所在细胞产生__________。RABV可通过识别乙酰胆碱受体侵染神经、肌肉等宿主细胞,并可沿轴突向神经中枢扩散,导致神经细胞凋亡进而引发症状。
(2)RABV的基因组编码含N、P、L蛋白等在内的5个结构蛋白。研究者培育出L蛋白突变病毒,并用此病毒侵染体外培养的宿主细胞,检测病毒的繁殖能力,结果如图。
此实验中对照组的细胞用__________侵染。与对照组相比,实验组__________,说明__________。
(3)为进一步研究突变病毒的致病性,研究者以小鼠为实验材料,分别用L蛋白突变病毒和RABV侵染小鼠。15天后实验组的小鼠全部存活,对照组的实验结果如下。
①根据以上信息,绘出实验组与对照组小鼠的存活率曲线。_____
②实验结果说明:_____。
(4)研究者继续用L蛋白突变病毒免疫小鼠,并与非致死剂量的等量RABV进行比较,实验的大致流程如下。
结果发现,①②组检测结果无明显差异,且细胞裂解率显著低于③组。此实验的研究目的是__________。
(5)该系列研究潜在的应用前景是L蛋白突变病毒__________。
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2020年以来,感染一种新冠病毒(2019-nCoV)引起的急性传染病----新冠肺炎(COVID-19),在我国湖北武汉及全国蔓延,该病毒为RNA病毒,引起的新冠肺炎主要表现为发热、乏力、干咳、腹泻等症状。据此回答下列问题。
(1)人感染病毒后会出现发热症状,原因之一是:淋巴因子刺激,引起下丘脑中____________中枢活动增强,使有关腺体分泌的____________和____________激素增加,从而使产热增加。
(2)腹泻会导致人体失水,当体内失水过多时,细胞外液渗透压____________(填“升高”或“降低”),刺激位于____________的渗透压感受器,引起垂体释放____________,以促进机体对水分的重吸收,同时在____________产生渴觉,主动饮水。
(3)一般情况下,机体能够对已感染过的病毒产生免疫,其原因是________________________。当前武汉医院利用新冠肺炎康复者的血清治疗重症患者是利用他们体内产生的____________消灭患者体内病毒。
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农历2019岁末,临近春节,湖北武汉市出现不明原因肺炎,并出现死亡病例和扩散现象,经科学检测,导致此次传染病的病原体为2019新型冠状病毒(2019-nCoV),若人体的第一道防线和第二道防线被该病毒突破,第三道防线就会发挥作用。下列相关说法正确的是( )
A.该病毒先引起机体产生体液免疫,侵入宿主细胞后,才引起机体产生细胞免疫
B.B细胞增殖分化为浆细胞.需要T细胞将抗原传递给B细胞和淋巴因子的刺激
C.效应T细胞可以与被该病毒入侵的宿主细胞密切接触,使这些细胞裂解坏死
D.“新冠肺炎”治愈者血清中的相应抗体,可以用来治疗“新冠肺炎”的重症患者
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