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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

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