【高考生物】高考冲刺新冠病毒高考考点 从高中生物学科核心素养角度看新冠病毒肺炎疫情 2019 年 12 月以来，湖北省武汉市持续开展流感及相关疾病监测，发现多起病 毒性肺炎病例，均诊断为病毒性肺炎/肺部感染。经科学检测，导致此次传染病 的病原体为 2019 新型冠状病毒，即“2019-nCoV”。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。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。 冠状病毒外有包膜， 这层包膜主要来源于宿主细胞膜（磷脂双分子层和膜蛋 白），但也包含有一些病毒自身的糖蛋白。 膜表面有三种糖蛋白：刺突糖蛋白 （S，是受体结合位点、溶细胞作用和主要抗原位点）；小包膜糖蛋白（ E，与 包膜结合的蛋白）；膜糖蛋白（M，负责营养物质的跨膜运输、新生病毒出芽释 放与病毒外包膜的形成）。 少数种类还有血凝素糖蛋白（HE 蛋白）。冠状病毒的核酸为单股正链 RNA。 就当前发生的疫情，从生物学科核心素养的角度加以粗浅解读，望给各位同学、 老师以启示。 1.结构与功能观 （1）病毒的特异性 病毒之所以对其所寄生的宿主具有特异性，原因是其表面的蛋白质能特异性地 识别并结合宿主表面受体蛋白，而不同类型的生物、同一类型生物不同细胞表 面的蛋白质的种类有差别。所以病毒蛋白的特异性的结构决定了其所感染的对 象。 （2）简单的结构有利于其快速繁殖 相对于其他生物，病毒结构极简单。即便是真病毒，它们的结构也主要或仅有 核酸和蛋白质两种物质。在漫长的进化历程中，它们仅保留了感染和繁殖的必 备的极少数基因，所以它们感染宿主时，可以做到轻装上阵。以 T2 噬菌体为例， 在其遗传物质的指导下，合成了核酸和蛋白质后经组装便可成子代个体。只要 条件适宜，它繁殖速度比细菌还要快。 简单就是力量，小小的病毒也体现了这样深刻的哲学道理。 （3）包膜结构赋予其更强毒性 冠状病毒的外面还有包膜，相比没有包膜的病毒，它“自我保护能力”更强大，致 病能力往往更强。 2.进化与适应观 （1）2019 新型冠状病毒与其宿主的共同进化 蝙蝠存在了 8800 万年，几乎与恐龙是同时代。据目前人类的研究，蝙蝠是超 级病毒的携带者，它身上能携带超过 100 多种毒性极大、凶险无比的病毒，有 埃博拉病毒、狂犬病病毒、SARS 病毒等。 那么，蝙蝠为何携带病毒却不生病？ 网络上有的文章说，“蝙蝠有逆天的免疫系统，强有力的防御功能，很难被异物 伤害，病毒也无法对蝙蝠产生作用。” 从共同进化的角度出发，我们应当从两个方面来分析这个生物现象。蝙蝠与其 携带的病毒是共同进化来的： 一方面，蝙蝠中免疫能力低下的在自然选择过程中已经被淘汰，留下的个体是 经过自然选择之后性状更加优良的个体； 另一方面，病毒中毒性极强的个体已经随宿主的死亡而失去了繁殖下一代的机 会，相应的基因也逐渐被淘汰，而毒性弱、繁殖力强的病毒在与蝙蝠长期共同 进化的过程中存留了下来。 （2）生物适应环境具有相对性 人作为万物之灵长，为何感染了包括 SARS 病毒、2019 新型肺炎病毒后显得免 疫力这么低下呢？ 人的免疫系统有三道防线组成。 这三道防线都是在人类长期进化过程中形成的。但在人类进化的过程中， SARS 病毒、2019 新型肺炎病毒这类病毒是一直处于“缺席”的状态，所以人体对其免 疫能力相对低下。 由此可以看出，人虽然有强大的特异性免疫，能产生上百万种抗体，但这种适 应的能力也是有一定的限度的，也仅仅是适应其所生存的环境；而一旦遇到之 前所未遇到的环境因素，生物即会在一定程度上表现出不适应性。 3.稳态与平衡观 因为人体免疫系统对 SARS 病毒、2019 新型肺炎病毒反应相对迟钝，而病毒的 繁殖周期又非常短，所以当它们突破人的第一、二道防线后，在第三道防线产 生作用前，就已经大量繁殖了，从而引起人相关器官功能下降，引起人体的稳 态失衡。 一般认为，病毒侵染机体后，会导致机体下丘脑的“体温调定点”上升，从而导致 人的体温上升。冠状病毒对温度很敏感，在 33℃时生长良好，但 35℃就使之 受到抑制。由于这个特性，冬季和早春是该病毒疾病的流行季节。 所以，体温上升上升有利于机体快速清除病毒 以维持机体的稳态，从这个意义 上讲，体温上升也是生物适应环境的表现。 但是，事物总是具有两面性，一方面，人体温上升有利于抵御病毒；另一方面， 人体对病原体的过度敏感导致人在感染病毒期间体温持续偏高，这也严重影响 了几乎所有酶的活性，从而影响了人体的正常代谢。 关于对病毒的敏感性这一点，人与冠状病毒的天然宿主——蝙蝠表现得截然相 反，这是也后者能与之长期和谐共处的重要原因。 1.检测新型冠状病毒的方法 检测传染病的策略通常有两种，检测病原体本身，或检测人体为了抵抗病原体 而产生的抗体。 （1）检测病原体抗原。需要利用基因工程或动物细胞工程的方法制备单克隆抗 体，利用抗体与抗原做抗原——抗体杂交。若出现杂交带，则说明已经感染相 应的病原体。本检测的不足是：在感染之初，病原体抗原含量也较低，抗原不 容易检测到。 （2）检测病人的体液中相应的抗体。与上述相反，利用基因工程或其他方法获 得的病原体的抗原与待检病人的体液做抗原——抗体杂交。若出现杂交带，则 说明已经感染相应的病原体。本检测的不足是：由于抗体产生需要时间，一般 几天至几周不等，有些免疫功能较弱的病人可能抗体量很低，容易造成假阴性 （已经感染，但是测试结果看起来没有被感染）。 （3）检测病原体的核酸序列。提取冠状病毒的 RNA，进行 RT－PCR，即反转 录后再进行 PCR，再用荧光探针实时检测扩增产物。这种检测方法的原理是 DNA 分子杂交。这种方法很灵敏，也能够很好地定量。 2020 年 1 月 13 日至 14 日，多家公司研发出核酸检测试剂盒，科华生物最早 开始组织规模化的生产。新型冠状病毒试剂盒正式获批直供医院，使确诊时间 大大缩短，最短仅需两个小时。试剂盒的快速生产为新型冠状病毒的确诊提供 了必要条件，近些日，确诊病例呈指数增加也都是在意料之中。 2.病毒的传播与预防 病毒一般会以某种载体进行传播，往往不会脱离载体而弥散在空气中进行传播 。 就以导致人类疾病的病毒而言，其传播往往离不开人的体液。不论 HIV、SARS 病毒，还是现在肆虐的新肺炎病毒，概莫能外。 经过前些天的摸索，人们归纳、概括、总结出 2019 新肺炎病毒传播的途径： ① 直接传播，患者喷嚏、咳嗽、说话的飞沫，甚至呼出气体被近距离接触者吸 入，导致感染； ② 气溶胶传播，飞沫混合在空气中，形成气溶胶，吸入后导致感染； ③ 接触传播，飞沫附在物体表面，手接触被污染后，再接触口腔、鼻腔、眼睛 等粘膜，导致感染。 基于以上分析，预防传染病最有效的预防措施首先就是隔离，尽量减少外出、 聚会等；若要外出，一定要戴口罩。此外，还要注意卫生勤洗手，避免接触野 生动物，警惕异常症状，及时就医等。 当出现传染病后，首要的应急和防控措施就是控制传染源，其次是切断传播途 径、保护易感者。 经过查阅、搜索资料和报道，整理出以下的研究历程与线索： 1.医务人员、研究人员基于相似、相同症状且有传染性确定有传染病。 2.基于一定事实推测武汉是传染源。当疫情出现后，研究相关传染病的专家指 出，患者要么去过武汉，要么来自武汉，并结合其他的信息，迅速确定传染源 应当在武汉，这一推测与假说为后期的行动指明了方向。 3.通过样本分析确定武汉是传染源。然而，推测需要实验与事实作为支撑。中 国疾控中心病毒病所持续攻坚，该所首次从武汉华南海鲜市场的 585 份环境样 本中，检测到 33 份样品含有新型冠状病毒核酸，并成功在阳性环境标本中分离 病毒，提示该病毒来源于华南海鲜市场销售的野生动物。但这次暴发的冠状病 毒的中间宿主和直接源头，还无法确定。 4.系统研究确定病毒为新病毒且最可能来自蝙蝠。 1 月 29 日最新发表于国际医学期刊柳叶刀的一篇研究论文对病毒的宿主有进一 步的研究。研究样本来自 9 名住院病人，其中 8 人有武汉华南海鲜市场暴露史， 研究人员从患者的病原体中提取了 8 个完整和 2 个部分 2019-nCoV 基因组序 列 。 相 比 于 和 SARS-CoV （ 约 79 ％ ） 、 MERS-CoV （ 约 50 ％ ） 的 相 似 性 ， 2019-nCoV 与两个蝙蝠 SARS 样冠状病毒关联更密切（同源性为 88％）。 研究数据可以看出，感染的 9 名患者样本基因组序列几乎相同，这意味着该病 毒最近才在人类中出现。 2019-nCoV 与 SARS-CoV 的差异很大，被认为是一 种新的可感染人类的冠状病毒，与蝙蝠冠状病毒的密切关联性反映了蝙蝠可能 是该病毒的原始宿主。 5.推测断定还有中间宿主。据相关网站报道，华南海鲜市场出售野生动物，可 是那里应该并不出售蝙蝠，而某些人通过食用或其他方式接触了野生动物感染 了蝙蝠体内的病原体，所以可以推测被人们所出售的野生动物可能是一个中间 宿主。 科学研究是一个持续的过程，究竟蝙蝠是不是此次冠状病毒的天然宿主，究竟 华南海鲜市场野生动物的贩卖者及食用者或亲密接触者是不是本次疫情的始作 俑者？研究还在进行中，直到真相昭然于天下。 撰写本文不是要定性病毒的自然宿主究竟是哪种动物，传染源究竟是哪里，而 是想借相关报道的材料说明研究与发现的历程。 生物学科是一门基于科学实验的学科，观察现象后提出问题，根据问题做出假 说，基于假说设计实验并实施实验，让实验数值证实或证伪，是所有研究过程 所遵循的一般过程。 ▲点击上方图片了解详情 1.相信科学，积极面对 有人说，此次疾病若在 100 年前爆发，它将会是人类的大灾难。尽管此言具有 一定的臆测性，但相信大多数人不会持反对态度。截止 2020 年 2 月 4 日 10 时， 国内患者共计 20438 人，治愈病例 632 例，死亡 425 例。在医院治疗的大多 患者病情稳定，情绪平稳。精密的布置、科学的指导、有力的防控，全国发达 的交通网络与春节期间人口的极高流动性与相对低的发病率、疫情的迅猛性和 病毒的高致病性与低死亡率之间的反差，强有力地说明了一点：此毒最猛，但 可防、可控、可治，我们完全没有必要恐慌。 我们需要的是基于对科学的认知而应有的谨慎而淡定、关切而不忧虑、积极而 不慌乱的态度与处事风格。 2.不信谣言，不传谣言，不造谣言 “谣言止于智者”，“没有调查研究就没有发言权”。我们应当将基于事实或实验而 发表言论或结论当成一种内化于心的自觉。作为高中生，使它成为自身生物学 科核心素养的一部分；将来我们步入社会，成为社会的一分子，将这种习惯辐 射于他人，进而使这种习惯成为中国公民的集体素养。 近几天，虽然疫情发展“有点迅猛”，但一方面，诊断试剂盒的使用，使诊