2020諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎和化學(xué)獎中的高考考點整理

1、通過設(shè)計向?qū)NA中20個堿基的識別序列，可人為選擇DNA上的LI（見下圖）。下列相關(guān)敘述錯誤的是（）（!鏈CdS9蛋白目標(biāo)DNA/識別序列2020諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎和化學(xué)獎中的高考考點整理2020年的新冠病毒疫情影響面是非常大的，有關(guān)物理、化學(xué)、生物的諾貝獎中的兩個就與它有些聯(lián)系。是，2020年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎頒發(fā)給一一丙型肝炎病毒的發(fā)現(xiàn)。二是，2020諾貝爾化學(xué)獎頒發(fā)給了基因組編輯工具CRISPR的發(fā)現(xiàn)。依據(jù)CRISPR發(fā)展出的新工具用于快速檢測病毒，效率可以達(dá)到幾分鐘檢測個樣品，也用到了新冠病毒檢測中。因此對于它們產(chǎn)生的新的生物考查情境整理也比較重要。在2016江蘇高考中也逬行了C

2、RISPR考查：（2016高考江蘇卷）近年誕生的具有劃時代意義的CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)可簡單、準(zhǔn)確地進(jìn)行基因定點編輯。其原理是山一條單鏈向?qū)NA引導(dǎo)核酸內(nèi)切酶Cas9到一個特定的基因位點進(jìn)行切割。標(biāo)位點進(jìn)行切割向?qū)NAliiiiiiiililiiii11111】1111111111ITFft標(biāo)I）NAA.Cas9B向?qū)NA中的雙鏈區(qū)遵循堿基配對原則向?qū)NA可在逆轉(zhuǎn)錄酶催化下合成若a鏈剪切點附近序列為TCCAGAATC則相應(yīng)的識別序列為UCCAGAAUC【答案】C具體的整理如下：生命觀念科學(xué)思維一.2020年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎?wù)肀尾《窘Y(jié)構(gòu)丙肝病毒HCV是一種RNA病毒，

3、其宿主細(xì)胞是肝細(xì)胞。整個病毒體呈球形，在核衣殼外包含有衍生于宿主細(xì)胞的脂雙層膜，膜上插有病毒基因組編碼的糖蛋白。丙肝病毒全球超過7000萬感染病例毎年約40萬例死亡肝臟移植的常見原因2、丙肝病毒如何入侵宿主細(xì)胞病毒入侵或感染宿主細(xì)胞通過受E1E2二聚體包服RNASSta衣殼董白頁病看科/丙型肝炎病勇屬丙肝疝擊皐園組|HIp7NS4BKS5ANS&B體介導(dǎo)的內(nèi)吞(胞吞)作用。但需要多種受體和輔助受體的參與，它們包括(圖3):細(xì)胞表面的糖胺聚糖(GAG);CD81蛋白卞類1清道夫受體(SCaVengerreceptorCIaSSBtypeI,SR-BI);緊密連接蛋白(ClaUdin,CLDN)l

4、6和9sGAGSCD81SR-BlCLDNLDL-R圏3HCV感染宿主細(xì)胞所依賴的受體和輔助受體等。另外，低密度脂蛋白受體(LDL-R)可能促進(jìn)病毒一開始與宿主細(xì)胞的附著。3、病毒RNA的轉(zhuǎn)錄復(fù)制和翻譯旦病毒通過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞進(jìn)入宿主細(xì)胞，其包被基因組RNA的核衣殼即釋放到細(xì)胞質(zhì)，然后脫去衣殼，暴露出基因組RNAoHCV的RNA接看在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行翻譯和復(fù)制。由于HCV-RNA是正鏈RNA,因此可以直接作為模板逬行翻譯，但其5端沒有帽子結(jié)構(gòu)，故是通過核糖體內(nèi)部進(jìn)入的方式識別起始密碼子的。其翻譯一開始在細(xì)胞質(zhì)中游離的核糖體上進(jìn)行的，但很快在N端最先翻譯出的信號肽引導(dǎo)下定位到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)翻譯。翻

5、譯出的是一個多聚蛋白，后經(jīng)病毒蛋白酶和宿主細(xì)胞的蛋白酶的聯(lián)合作用，切割產(chǎn)生多種病毒蛋白，包括結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白。非結(jié)構(gòu)蛋白NS5B作為RNA復(fù)制酶釋放出來以后，即開始催化HCV-RNA的復(fù)制。復(fù)制先形成負(fù)鏈RNA，再以負(fù)鏈RNA作為模板得到新的正鏈基因組RNAo訓(xùn)丄HCV的生活史BU審衣殼豈休介導(dǎo)的內(nèi)呑ncvCMQCMSI紀(jì)菌在基因組ftiCRISPS段口插入一段嚳常矍毎段他宙DNANI可是段2C罔SFRDNA祓復(fù)詡J(3jCRSPPDXA造岀一個長R卜A分子CDQ樣bJTTTT.JTnTtrocrRM/kO(UAI-QCrRNA%CREPRRNA的亙復(fù)部分提合就像拼/。出一%IraCrRN

6、A連接到CR1SPRRNA上時腕/也連接到豆合物上C長分子附右被RNQSeIl切割眾更小的h笑三三%t%|wIf擔(dān)剪將會立刻識別岀來，并將寂毒裂解二搏毒DNqjjx珈XJJID當(dāng)外源質(zhì)粒或病毒再次入侵宿主菌時，會誘導(dǎo)CRISPR序列的表達(dá)。同時，在CRISPR序列附近還有一組保守的蛋口編碼基因，稱為CdS基因。CRlSPR序列的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物CRlSPRRNA和CaS基因的表達(dá)產(chǎn)物等一起合作，通過對PAM序列的識別，以及“間隔序列”與外源DNA的堿基互補(bǔ)配對，來找到外源DNA上的靶序列，并對其切割，降解外源DNA。這也就實現(xiàn)了對病毒或外源質(zhì)粒再次入侵的免疫應(yīng)答。CRlSPR/Cas9技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展

7、具體運(yùn)用如下圖所示，在待敲除基因的上下游各設(shè)訃一條向?qū)NA（指導(dǎo)RNA）,將其與含有Cas9蛋Cl編碼基因的質(zhì)粒一同轉(zhuǎn)入細(xì)胞中，向?qū)NA通過堿基互補(bǔ)配對可以靶向PAM附近的J標(biāo)序列，Cas9蛋口會使該基因上下游的DNA雙鏈斷裂。對于DNA雙鏈的斷裂這一生物事件，生物體自身存在著DNA損傷修復(fù)的應(yīng)答機(jī)制，會將斷裂上下游兩端的序列連接起來，從而實現(xiàn)了細(xì)胞中J標(biāo)基因的敲除。硏究人員能夠讓細(xì)胞B%f%DNA中的切口。在大多數(shù)情況下這會讓基因功能祐關(guān)幼C如果研究人員想實抽人、侈復(fù)或編Ut幕個基因.他們可以待別為此設(shè)計一個小埜DNA模板G當(dāng)細(xì)胞修復(fù)呈因纟目中的切口時它會使用棱扳囚組中的編碼囚此會改變修

8、復(fù)摸板TTTT易出錯的修復(fù)插入的DMACRISPR/Cas9基因魔剪：當(dāng)硏究人員要用基因魔剪來編輯一個基因組時，他們會人工構(gòu)建一個指導(dǎo)RNA,它與將要被切割的DNA代碼相匹配。魔剪蛋白Cas9與指導(dǎo)RNA形成復(fù)合物，將魔剪帶到基因組中將要進(jìn)行切割的地方。I圖片來源：nObelP原始的CRlSPR-Cas9會由于RNA定位偏差而出現(xiàn)脫靶效應(yīng)，現(xiàn)在通過改進(jìn)，可以大幅降低脫靶效應(yīng)。同時還發(fā)現(xiàn)了一些新的系統(tǒng)，除了最開始的Cas9,后面又找到了Casl2的一系列酶，機(jī)理上有一定不同，但還是用以切割DNA;還有Casl3則用于切割RNA?；贑asl2和Casl3的開發(fā)以及機(jī)制研究，又發(fā)展出

9、了新的工具用于快速檢測病毒，效率可以達(dá)到幾分鐘檢測一個樣品并且用到了現(xiàn)在的新冠病毒檢測中。Z科學(xué)探究一、2020年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎?wù)砣拾l(fā)現(xiàn)問題在發(fā)現(xiàn)了乙型肝炎病毒之后，對其進(jìn)行的血液檢査的血源，仍然令人擔(dān)憂，因為依然存在大量輸血者由于未知的傳染原而患上了慢性肝炎。之后,HarVeyAlter和他的同事研究表明，這些肝炎患者的血液可以將疾病傳播給黑猩猩（這是人類之外唯一的易感宿主）。隨后的研究還表明，未知的傳染原具有病毒的特征。病毒性肝炎甲型肝炎病毒乙型肝炎病毒丙型肝炎病毒慢性肝炎進(jìn)展慢性肝炎牆E肝細(xì)胞癌血液傳播1030年肝炎主要有兩類：一類是由甲型肝炎病毒引起的急性病，會通過受污染的水或

10、食物傳播；另一類是由乙型肝炎病毒或丙型肝炎病毒所引起的，這類血源性肝炎通常是慢性疾病，可發(fā)展成為肝硬化和肝細(xì)胞癌。2、做岀假設(shè)霍頓和他的同事們利用一種新的分子選殖技術(shù)去確認(rèn)未知生物體和發(fā)展診斷檢測。他們從感染黑猩猩血液中發(fā)現(xiàn)的核酸中提取了DNA片段。這些片段大部分來自黑猩猩本身的基因組，但研究人員預(yù)測，其中一些片段將會來自未知病毒。假設(shè)從肝炎患者的血液中會存在針對病毒的抗體，研究人員使用患者血清來鑒定克隆的編碼病毒蛋白的病毒DNA片段。經(jīng)過全面搜索，發(fā)現(xiàn)了一個陽性克隆。1988年HarVeyAlter在非甲非乙肝炎的樣本中驗證了病毒的存在，確認(rèn)有丙肝病毒。3、進(jìn)行驗證單是病毒就能導(dǎo)致肝炎嗎？為

11、了回答這個問題科學(xué)家們必須硏究克隆的病毒是否能夠復(fù)制并導(dǎo)致疾f病。CharleSRiCe還在分離的病毒樣本中觀察到遺傳變異，并推測其中一些可能會阻礙病毒復(fù)制。通過基因工程，CharleSRiCe獲得了丙型肝炎病毒的RNA變異，其中包括新定義的病毒基因組區(qū)域，不存在失活基因變異。當(dāng)這種RNA被注射到黑遅猩的肝臟時，在它們的血液中檢測到了病毒，并觀察到了與患有這種慢性疾病的人類相似的病理變化。4、得岀結(jié)論最終，該證據(jù)證明單單丙型肝炎病毒就可以導(dǎo)致不明原因的輸血介導(dǎo)型肝炎病例。二、2020諾貝爾化學(xué)獎?wù)戆l(fā)現(xiàn)問題：2002年當(dāng)埃馬紐埃爾卡彭蒂耶研究一種對人類有看極大危害的細(xì)菌名Z為釀膿鏈球菌(str

12、ePtOCOCCUSPyOgeneS)從中，她發(fā)現(xiàn)了一種之前未知的ORNA分子一一IracrRNA她的研究表明，IracrRNA是細(xì)菌的古老的免疫系統(tǒng)o(CRlSPR/Cas的一部分)，它可以通過裂解病毒的DNA來瓦解病毒。后來與埃馬紐埃爾沙爾龐捷一起研究發(fā)現(xiàn)具體的免疫原理。做岀假設(shè)：它們是可以被控制的，它們可以對任何DM分子的指定位置進(jìn)行切斷。進(jìn)行驗證并得岀結(jié)論：她們對基因魔剪進(jìn)行了重新編碼實驗?？ㄅ淼僖投诺履茸C明了，它們是可以被控制的，因此它們可以對任何DNA分子的指定位置進(jìn)行切斷。在DNA被切斷的地方，就可以很輕易地對生命密碼進(jìn)行改寫。社會責(zé)任1.病毒和病毒學(xué)研究諾獎委員會稱，他們揭示

13、了慢性肝炎其余病例的病因，并使得血液檢查成為可能，新的藥物也拯救了數(shù)百萬人的生命。這是有史以來的第一次，丙型肝炎病毒現(xiàn)在可以被治愈。肝炎的發(fā)生可追溯到公元前，也就是己有至少2000多年的歷史，但人們對于肝炎的研究、預(yù)防和治療卻一直要等到20世紀(jì)才有所進(jìn)展。丙肝病毒最初被命名為“非甲非乙肝炎”，但到其病原體被正式鑒定并更名為丙肝病毒（HCV）。目前，全球有一億多丙肝患者，我國也有一千多萬患者，無論性別、年齡和種族，全球人群均可能感染丙型肝炎病毒（HCV）。血源性肝炎與高發(fā)病率和高死亡率相關(guān)，每年在全世界造成100多萬人死亡,因此,它是一個全球性的健康問題，可與艾滋病毒感染以及結(jié)核病這樣的健康問題

14、相比。病毒和病毒學(xué)研究不為大眾所知，但對人類的影響巨大，從今年的新冠病毒可見一斑。相信科學(xué)，支持病毒學(xué)研究，也是世界政客們和領(lǐng)導(dǎo)人的義務(wù)和責(zé)任。2、如何預(yù)防丙肝病毒目前，尚無有效的預(yù)防性丙型肝炎疫苗可供使用。HCV主要經(jīng)輸血和血制品、單采血漿回輸血細(xì)胞傳播。自我國對獻(xiàn)血員篩查HCV抗體及RNA后，經(jīng)輸血和血制品傳播已很少發(fā)生。應(yīng)避免與他人共用可能受血液污染的器具如針頭或注射器等。HCV可經(jīng)破損的皮膚和黏膜傳播。避免與他人共用未經(jīng)嚴(yán)格消毒的牙科器械、剃須刀、牙刷，修足、文身和穿耳環(huán)孔等也是HCV潛在的傳播方式。皮膚外傷應(yīng)汪意保護(hù)，防止傷口被污染。與HCV感染者性接觸和有多個性伴侶者，感染的危險性

15、較高。同時伴有其他性傳播疾病者，特別是感染人類免疫缺陷病毒（HIV）者，感染HCV的危險性更高。發(fā)生性行為時應(yīng)正確使用安全套。HCV抗體陽性母親將HCV傳播給新生兒的危險性約2%若母親在分娩時HCVRNA陽性，則傳播的危險性可高達(dá)4%7%。如果在妊娠前發(fā)現(xiàn)HCVRNA陽性，應(yīng)盡快治愈后再考慮懷孕。如妊娠期間發(fā)現(xiàn)丙型肝炎，可以考慮繼續(xù)妊娠，分娩并停止哺乳后再進(jìn)行抗病毒治療。除了上面的預(yù)防措施外，我們還需要知道的是：擁抱、打噴嚏、咳嗽、食物、飲水、共用餐具和水杯、無皮膚破損及其他無血液暴露的接觸一般不傳播HCVO另外，肝炎主要由病毒感染引起，但酗酒、環(huán)境毒素和自身免疫疾病等也是重要的原因。因此保持

16、良好的生活習(xí)慣也是非常重要的。3、基因組編輯的利與弊有些單基因突變的遺傳疾病，目前也正在嘗試用基因編輯技術(shù)進(jìn)行治療。讓我們有機(jī)會通過編輯基因來救治基因問題所導(dǎo)致的遺傳病患者，但是現(xiàn)在面臨的挑戰(zhàn)Z是如何把CRISPR工具傳送到細(xì)胞或組織里面。所以，從這個角度考慮，血液疾病可能是用CRISPR治療的首選，因為我們能把血細(xì)胞取岀來，在體外逬行基因修復(fù)后再送回體內(nèi)?；蚓庉嫾夹g(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用于鐮刀型紅細(xì)胞疾病丨cnx.Org但是對于人類基因的編輯,焦點在于使用基因編輯后，造成的影響可能會長期留在人類的基因組里，會對整個種群造成長期的影響。近期一些有爭議的事件，也不斷地把這個問題置于大眾視線之內(nèi)。這次諾獎之后，相關(guān)的討論會仍然繼續(xù)下去。我們對于這種強(qiáng)大的技術(shù)還沒有完全掌控，更應(yīng)該謹(jǐn)慎，尤其是對可以進(jìn)入人類基因組里的可遺傳信息上的編輯,定要非常非常慎重。最后附相關(guān)題目:丙型肝炎病毒（HCV）是一種RNA病毒，其侵染肝細(xì)胞的過程如圖所示。下列敘述錯誤的是（）過程與膜的流動性有關(guān)過程需要IAA聚合酶參與過程所需的tRA和氨基酸來自肝細(xì)胞過程均遵循堿基互補(bǔ)配對原則（2020山東高三模擬）CRISPR-Cas9是大腸桿菌等細(xì)菌在長期演化過程中形成的一種適應(yīng)性免疫防御系統(tǒng)，可用來對抗入侵的部分病毒（DNA）及外源DNA.其原理是由一條單鏈向?qū)NA引導(dǎo)核酸內(nèi)切酶C