第3講 病毒的繁殖.doc

第2講 病毒的繁殖（2）煙草花葉病毒的繁殖及其遺傳物質(zhì)的探索 這講內(nèi)容也屬于必修二第3章第1節(jié)，考綱要求為：人類(lèi)對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過(guò)程（），要求會(huì)綜合應(yīng)用。先來(lái)看幾道高考真題是如何考查這部分內(nèi)容的。1.（2012江蘇，2）人類(lèi)對(duì)遺傳物質(zhì)本質(zhì)的探索經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過(guò)程，下列有關(guān)敘述正確的是A孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)遺傳因子并證實(shí)了其傳遞規(guī)律和化學(xué)本質(zhì)B噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)比肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)更具說(shuō)服力C沃森和克里克提出在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中嘧啶數(shù)不等于嘌呤數(shù)D煙草花葉病毒感染煙草實(shí)驗(yàn)說(shuō)明所有病毒的遺傳物質(zhì)是RNA2.（2015安徽卷，4）Q噬菌體的遺傳物質(zhì)（QRNA）是一條單鏈RNA，當(dāng)噬菌體侵染大腸桿菌后，QRNA立即作為模板翻譯出成熟蛋白、外殼蛋白和RNA復(fù)制酶（如圖所示），然后利用該復(fù)制酶復(fù)制QRNA。下列敘述正確的是A.QRNA的復(fù)制需經(jīng)歷一個(gè)逆轉(zhuǎn)錄的過(guò)程B.QRNA的復(fù)制需經(jīng)歷形成雙鏈RNA的過(guò)程C.一條QRNA模板只能翻譯出一條肽鏈D.QRNA復(fù)制后，復(fù)制酶基因才能進(jìn)行表達(dá)3.（2013天津，7）腸道病毒EV71為單股正鏈（+RNA）病毒，是引起手足口病的主要病原體之一。下面為該病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)增殖的示意圖。據(jù)圖回答下列問(wèn)題：（1）圖中物質(zhì)M的合成場(chǎng)所是 。催化、過(guò)程的物質(zhì)N是。（2）假定病毒基因組+RNA含有7500個(gè)堿基，其中A和U占?jí)A基總數(shù)的40%。病毒基因組+RNA為模板合成一條子代+RNA的過(guò)程共需要堿基G和C 個(gè)。（3）圖中+RNA有三方面的功能分別是 、 、 。第1題考查了煙草花葉病毒感染煙草實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。第2、3題考查的內(nèi)容與煙草花葉病毒無(wú)關(guān)，但是題目背景材料中的病毒的繁殖過(guò)程與煙草花葉病毒是一樣的，命題人在考查考生獲取信息的能力和對(duì)所學(xué)知識(shí)的遷移運(yùn)用能力。所以我們?cè)谝惠啅?fù)習(xí)中要適當(dāng)拓展，有利于在考試時(shí)能更好地理解題意，學(xué)會(huì)舉一反三，知識(shí)遷移，綜合運(yùn)用，爭(zhēng)取拿高分。煙草花葉病毒能感染多種植物，使其出現(xiàn)花斑，最早是在煙草中分離得到而得名。在顯微鏡下觀察，煙草花葉病毒象根棍子，呈桿狀。煙草花葉病毒是由核酸和蛋白質(zhì)組成，其核酸為RNA。請(qǐng)你回顧有哪一種細(xì)胞結(jié)構(gòu)只由RNA和蛋白質(zhì)組成？ （核糖體）兩種物質(zhì)，誰(shuí)是遺傳物質(zhì)呢？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明？同學(xué)們可能會(huì)想到上一講我們用到的同位素標(biāo)記法。我們?cè)谑删w侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中用同位素標(biāo)記法，是基于以下兩點(diǎn)：一是噬菌體在侵染細(xì)菌時(shí)，其DNA會(huì)注入細(xì)菌，而蛋白質(zhì)留在外面。煙草花葉病毒感染植物細(xì)胞是不是也是這樣，核酸進(jìn)入細(xì)胞而蛋白質(zhì)留在外面呢？我搜集了很多資料，沒(méi)有找到答案，如果你有這方面的資料，請(qǐng)發(fā)發(fā)表你的觀點(diǎn)。二是噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，我們不能觀察到DNA和蛋白質(zhì)進(jìn)沒(méi)進(jìn)入細(xì)菌，所以我們用放射性同位素示蹤。而煙草花葉病毒會(huì)使煙草出現(xiàn)花斑葉，我們可以根據(jù)這一現(xiàn)象來(lái)觀察RNA和蛋白質(zhì)的作用效果，沒(méi)有必要用放射性同位素示蹤。而且同位素標(biāo)記病毒要先標(biāo)記宿主細(xì)胞，噬菌體的宿主是細(xì)菌，單細(xì)胞生物，容易培養(yǎng)。而煙草花葉病毒的宿主是植物，多細(xì)胞生物要培養(yǎng)標(biāo)記要求高?？茖W(xué)家根據(jù)煙草花葉病毒會(huì)使煙草出現(xiàn)花斑葉這個(gè)特點(diǎn)，想到了兩個(gè)妙招來(lái)探索其遺傳物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的總思路還是要把病毒的RNA和蛋白質(zhì)分開(kāi)，獨(dú)立地觀察它們的作用。實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是怎樣把它們分開(kāi)，怎樣觀察它們的作用。1.病毒感染實(shí)驗(yàn)把TMV在水和苯酚中震蕩，使病毒的RNA和蛋白質(zhì)分開(kāi)，分別去感染煙草。結(jié)果如下：用RNA感染，煙草出現(xiàn)病斑，從煙草細(xì)胞中能分離到煙草花葉病毒，而用蛋白質(zhì)感染不出現(xiàn)病斑，從煙草細(xì)胞中也不能分離到煙草花葉病毒，所以RNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是。此外還發(fā)現(xiàn)：?jiǎn)问荝NA感染效率很差，可能因?yàn)镽NA裸露，在感染過(guò)程中容易被酶所降解。用RNA酶處理RNA，就完全失去感染力。由此可見(jiàn)，煙草花葉病毒在感染植物細(xì)胞時(shí)，RNA和蛋白質(zhì)同時(shí)進(jìn)入細(xì)胞的可能性大。2.病毒重建實(shí)驗(yàn)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)除煙草花葉病毒外，車(chē)前草病毒也能使煙草出現(xiàn)花斑，兩者使煙草產(chǎn)生的花斑不同，于是，他們分別用煙草花葉病毒和車(chē)前草病毒的RNA和蛋白質(zhì)重組了兩種新的病毒，分別去感染煙草，結(jié)果煙草上出現(xiàn)的花斑與重組病毒的RNA有關(guān)，與蛋白質(zhì)無(wú)關(guān)，且都能從感染的煙草中分離出與重組病毒RNA相同的病毒。由此可見(jiàn)，這兩種病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，而不是蛋白質(zhì)。那煙草花葉病毒是如何繁殖的呢？煙草花葉病毒的RNA進(jìn)入宿主細(xì)胞后，能充當(dāng)mRNA，與細(xì)胞內(nèi)的核糖體結(jié)合，翻譯出其衣殼蛋白和RNA復(fù)制酶，我們把病毒的這種RNA稱(chēng)為（+）RNA（正鏈RNA）。然后在RNA復(fù)制酶的作用下，以（+）RNA為模板合成（-）RNA（負(fù)鏈RNA），再以（-）RNA為模板合成（+）RNA，最后由（+）RNA和衣殼蛋白組成子代病毒練習(xí)：4.將TMV型病毒的蛋白質(zhì)與HRV型病毒的RNA結(jié)合在一起,組成一個(gè)組合型病毒,用這個(gè)病毒去感染煙草,則在煙草體內(nèi)分離出來(lái)的子代病毒為( )A.TMV型蛋白質(zhì)和HRV型RNAB.HRV型蛋白質(zhì)和TMV型RNAC.TMV型蛋白質(zhì)和TMV型RNAD.HRV型蛋白質(zhì)