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“识病毒、战疫情”系列主题活动·变异篇

来源:生物教研组        时间:2020-03-23       点击:

1937年,冠状病毒从鸡身上分离;1965年,分离出第一株人的冠状病毒;1975年正式命名冠状病毒;2003SARS爆发流行,致死率10.88%2012MERS主要发生在沙特及其他中东地区,致死率为40.92%WHO,2015); 20192019-nCov肆虐,病毒的变异生生息息,深深浅浅地影响着我们的生活。高一年级张焕、杨玉龙老师从病毒的变异入手谈2019-nCov的前世今生。  

冠状病毒的主要类群

资料分析一:研究发现,2019-nCoV与一种蝙蝠冠状病毒序列的一致性很高,说明很可能是从蝙蝠冠状病毒演化而来。其中间宿主仍有待进一步取证。新冠肺炎与SARSH7N9MERS等相比,病死率相对低,但比普通的流感要高。

资料分析二:新型冠状病毒感染人体细胞的关键在于冠状病毒的S蛋白与人体细胞膜上血管紧张素转化酶2ACE2)蛋白的结合。准确地说,是新冠病毒S蛋白劫持了原本控制血压的ACE2,通过与它的结合入侵人体。

资料分析三:RNADNA结构图及新冠病毒与SARS病毒S蛋白结构图。

RNADNA结构图及新冠病毒S蛋白结构图

探究活动:根据新型冠状病毒侵入细胞的过程分析细胞膜的功能;从变异的角度分析冠状病毒类群繁多的原因;从进化的角度分析病毒趋向于“高感染、低致死”方向进化的机制。

知识链接一:细胞膜的功能

细胞膜作为系统的边界,在细胞的生命活动中起着重要作用:①将细胞与外界环境分隔开。有利于保障细胞内部环境的相对稳定。②控制物质进出细胞。细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞,但细胞不需要或对细胞有害的物质不容易进入细胞。但新型冠状病毒通过受体ACE2侵入细胞(如图),使人体患病,表明细胞膜对物质进出的控制作用是相对的。③进行细胞间的信息交流。包括通过化学物质、直接接触、胞间连丝等方式进行信息交流,但新冠病毒侵入细胞体现了细胞膜信息传递的功能。

新冠病毒S蛋白的结构域RBD与人体细胞膜ACE2的结合

知识链接二:单链RNA比双链DNA更易发生变异

DNA复制出错时的修复机制

DNA复制时,如果出现异常,DNA聚合酶会启动修复机制(如图)。冠状病毒的遗传物质是单链RNA,复制时出错几率较DNA更大。错误就意味着变异,变异赋予了病毒新的特征,从而实现了从野生动物到人的跨越;病毒对宿主细胞具有选择性,主要取决于细胞膜上是否具有相应的受体。如2019-nCoV能感染人类,是因为可以与人体细胞膜上的受体血管紧张素转化酶2ACE2)结合,且其S蛋白与人体ACE2的亲和力是SARS-CoV10~20倍,这种高亲和性,很可能有助于其产生高度人传人的传染性,从而更广泛地传播。

知识链接三:共同进化

不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,即共同进化。用过漫长的共同进化过程,地球上不仅出现了千姿百态的物种,而且形成了多种多样的生态系统。进化过程中,病毒与宿主生物共同进化,以期实现与宿主的共存。

学生笔记、感言、上课照片

学生感悟

高一年级张焕、杨玉龙老师

教师寄语:病毒与动植物相生相杀,在长期的进化过程中野生动物进化了一系列的机制应对病毒来袭,借助这次疫情带给我们的直观感受,结合我们所学的有关病毒知识,我们对病毒的变异和进化有了更清晰的认识,也更好的意识到科学防护病毒的重要性。我期望同学们宅在家努力学习的同时,也别忘锻炼身体,提高自身免疫力。随着感染者数据的降低,我们也看到了希望。相信我们很快就能重返校园,互道一句“好久不见”。