2021届高三二轮复习生物：微专题5新冠病毒ppt课件.pptx
一、认识新冠病毒,电镜下的2019新型冠状病毒(图片来源：中国 CDC),可视化新冠病毒立体模型（图片来源：美国CDC）,宿主大多数都指向了蝙蝠，而在最新的研究之中，似乎穿山甲的可能性又变大了，因为在新的研究之中，科学研究人员们在穿山甲中发现的冠状病毒的基因组，与新冠病毒基因组相似率在85.5-92.4,宿主,nCoV-2019（SARS-CoV-2）,冠状病毒的刺突蛋白（S蛋白）是膜蛋白中的主要抗原，是决定病毒毒力的关键因素，在病毒侵入时介导与受体的结合和膜融合，因刺突蛋白在电子显微镜下呈现的王冠状结构而得冠状病毒之名。小囊膜蛋白（E蛋白）在囊膜上含量较少，合成后靶向宿主细胞的高尔基体，主要与病毒囊膜形成以及病毒释放相关。膜蛋白（M蛋白）是囊膜上数量最多的蛋白质，目前nCoV-2019 的M蛋白的功能尚不十分清楚。血凝素酯酶（HE蛋白）只出现在部分冠状病毒中（如2003年的SARS-CoV-1没有），能帮助病毒吸附宿主细胞，从而促进病毒扩散。本次新型冠状病毒肺炎（COVID-2019）的病原体nCoV-2019依靠囊膜上的刺突蛋白（S蛋白）以人类细胞膜上的血管紧张素转换酶2（ACE2）作为侵入的受体。ACE2蛋白广泛分布在人体内皮细胞膜上，因此SARS-CoV-2可以入侵肺泡细胞、肾细胞、生殖道细胞等内皮细胞。虽然入侵的细胞广泛，但是严重的炎症反应主要出现在肺部，故引发新型冠状病毒肺炎。,nCoV-2019的侵染过程分为7个步骤（如下图）：（1）病毒S蛋白和宿主细胞膜上的ACE2“接头”，一旦“暗号”对上，细胞胞吞病毒，将病毒“请”进细胞；（2）溶酶体帮助病毒溶解囊膜和结构蛋白；（3）病毒正好借此将RNA释放，利用宿主细胞的核糖体翻译病毒早期蛋白；（4）病毒利用RNA指导的RNA聚合酶大量复制病毒的遗传物质；（5）大量翻译结构蛋白；（6）在高尔基体将病毒的遗传物质和结构蛋白组装成新的病毒；（7）新病毒利用宿主细胞的膜泡运输系统，通过胞吐释放出去，完成整个生活史。,二、新冠病毒的检测,1.核酸检测2.免疫检测抗体检测抗原检测化学发光法（荧光PCR)酶联免疫吸附技术胶体金法,检测原理小结利用特异性：碱基互补配对的特异性 抗原抗体结合的特异性结果要显色：荧光标记 放射性同位素标记等,三、新冠病毒的免疫预防,疫苗的主要成分是失活病毒或者携带病毒特征的载体。简单来说，疫苗的工作原理是通过注射载体或失活病毒，触发人体免疫反应并产生大量抗体，从而达成对特定疾病提前免疫的效果。,1.灭活的疫苗-体液免疫原理:用杀灭的病毒（或细菌）刺激人体产生抗体。优点：制备方法简单，只保留了抗原性，不能在体内繁殖，比较安全。缺点:免疫应答比较弱，一般只会引起体液免疫，不会引起细胞免疫。病毒的蛋白质外壳容易在人体内被降解，所以通常需要接种多次,目前市面上可用的灭活疫苗最主要的就是流感灭活疫苗；其次还有乙型脑炎灭活疫苗、甲型肝炎灭活疫苗、狂犬病疫苗、霍乱疫苗等，可以说使用范围非常广泛了。,例1.我国研发的新冠疫苗（灭活病毒疫苗）在抗疫中发挥着重要作用，请回答下列有关问题：（1）灭活病毒疫苗是病毒经人工培养，再用物理或化学方法将其杀灭制成。灭活的病毒失去了感染力和致病性，但仍保留有_。因此，可作为疫苗激发机体的免疫力。（2）此次灭活病毒疫苗至少需要接种2次，其目的是_；接种新冠疫苗虽然具有一定的防护期，但不能获得终身免疫，其原因是_。（3）研究发现，在新冠肺炎患者体内发现有多种针对新冠病毒的抗体，试分析其原因：_。（4）灭活病毒疫苗主要激发体液免疫，对于细胞免疫的激活较弱，原因是灭活的病毒失去感染的能力，无法进入正常的细胞中，没有_的存在，也就无法激活细胞免疫。,抗原性,刺激机体产生更多数量的抗体和记忆细胞,抗体和记忆细胞具有一定的寿命，并且新冠病毒易发生突变,新冠病毒含有多种蛋白质（抗原），从而激发人体产生多种抗体,靶细胞,2.核酸疫苗（基因疫苗）-体液免疫和细胞免疫,原理：将S蛋白的基因（mRNA或DNA）直接注入人体内，利用人体细胞产生S蛋白，刺激人体产生抗体 mRNA疫苗:能不断的表达抗原蛋白质，免疫效果好，研发快速，相对简单；节省细胞培养，扩增的时间，大大提高疫苗产能。缺点：mRNA本身不稳定在环境中易降解，疫苗制剤需要独特的包裹技术将其稳定递送到机体内；运输和储藏时可能需要非常严格且低的温度条件，这是一个很大的挑战。DNA疫苗：在细胞中能稳定表达抗原蛋白质，能扩大抗原的免疫性，甚至诱生杀伤性的T细胞，清楚病毒感染细胞和肿瘤细胞；可与其它免疫因子联合使用。缺点：需要进入细胞核中表达，难度大，可能会引起基因突变或者细胞癌变,例2.2020年11 月，美国辉瑞公司针对新冠病毒的mRNA疫苗研发成功引起了全世界的广泛关注，这是人类mRNA疫苗研发成功的首例，有人推测未来将逐渐淘汰传统的灭活疫苗。该疫苗在使用时前后需注射两剂。关于mRNA疫苗的说法，推测合理的是（）A该mRNA进入人体的内环境后直接作为抗原激活入体的免疫系统B该mRNA疫苗两剂一次注射与前后间隔一段时间注射区别不大C注射mRNA疫苗后产生的抗体长期存在体内从而使人得到保护D该mRNA需在人体细胞中翻译出蛋白质后才能发挥出疫苗的作用,D,3.重组疫苗（腺病毒载体疫苗）-体液免疫、细胞免疫原理：是指把新冠病毒的基因序列放入特定的无害病毒(作为载体)，注射入体内后该病毒会表达出S蛋白这种蛋白被免疫系统识别后会引发免疫反应，建立免疫记忆。优点：技术相对成熟，研发进程快；安全性比较高；生产成本低，产能高；储存条件方便灵活，时间长；免疫效应比较强。缺点：该疫苗以5型腺病毒作载体，但绝大多数人成长过程中曾感染过5 型腺病毒，体内可能存在能中和腺病毒载体的抗体，从而可能攻击载体.，降低疫苗效果。,例3.2020年5月22日，在世界权威医学期刊柳叶刀杂志在线刊登了中国陈薇团队研发的重组腺病毒疫苗I期人体（108位志愿者）试验临床数据结果：安全、能诱导免疫反应。重组腺病毒疫苗是一种重组的基因工程产品，用不会使人体致病的腺病毒作为载体，把克隆出来的编码新冠病毒S蛋白（介导新冠病毒感染细胞的成分）基因装入载体腺病毒，注入人体，进入人体细胞，表达出S蛋白，刺激人体产生针对新冠病毒的免疫应答。相关叙述错误的是（）A重组腺病毒疫苗包括S蛋白基因、启动子、终止子和标记基因等B重组腺病毒疫苗能使人体产生体液免疫和细胞免疫C重组腺病毒疫苗引发的体液免疫中有吞噬细胞、T细胞的参与D重组腺病毒疫苗引起免疫反应后相应淋巴细胞增多，细胞周期将变长,D,4.减毒活疫苗-体液免疫、细胞免疫 原理：是指使病毒发生变异，从而获得毒性减弱或无毒性的病原体变异株注入接种者体内，从而使人体产生免疫反应，获得免疫保护。优点：能在体内繁殖，有抗原性，免疫应答效应强，一般对健康没有影响。缺点：活疫苗保存和运输的条件苛刻（需要低温保存，做好防护）减毒过程中基因突变具有不定向性，可能会产生毒性更强的变异。,目前市面上的减毒活疫苗，包括麻疹、风疹、水痘等。,例4.全球首个鼻喷新冠肺炎疫苗已获准临床试验，该疫苗是在流感病毒载体上，插入新冠病毒基因片段，制成活病毒载体疫苗，模拟呼吸道病毒天然感染途径，激活局部免疫应答和全身性免疫应答，从而发挥保护作用。下列相关叙述错误的是（）A疫苗制备过程中，对流感病毒进行改造利用的原理是基因突变B从接种方式来看，该疫苗的优点是通过鼻喷接种，无针、无痛C该疫苗需侵入人体细胞中经基因表达后才能发挥作用D该疫苗可通过激活淋巴细胞，产生细胞免疫和体液免疫,A,5.重组亚单位疫苗（重组蛋白疫苗）-体液免疫原理：通过基因工程的方法，在体外制备纯化的病毒S蛋白，注入体内被免疫系统识别，从而引发免疫反应。优点：安全性高由于疫苗只有病原体的抗原蛋白，所以不存在感染风险；产能大，非常适合大规模生产；稳定性非常高。缺点：由于该疫苗只用病原体的一部分蛋白作为抗原，因此免疫性较弱。,例5.某研究小组研制重组蛋白疫苗的简要操作流程如下。请分析回答：（1）疫苗研制实验步骤构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用DNA连接酶，该酶的作用是。若不进行步骤而将S蛋白基因直接导入大肠杆菌，一般情况下，不能得到表达的S蛋白，其原因是。（2）为了检验步骤所表达的S蛋白是否具有病毒S蛋白的抗原特性，可进行相关实验检测，实验思路是。,将限制性核酸内切酶切割的载体和S蛋白基因连接起来,S蛋白基因在大肠杆菌中不能稳定存在和复制，也不能转录和翻译,用所表达的S蛋白与新冠肺炎康复病人血清进行抗原抗体特异性反应实验,（3）过程的大量生产，需对导入表达载体A的大肠杆菌进行筛选和纯化培养。如图是纯化过程中一个平板的菌落分布，该接种方法是；推测接种时可能的操作失误是_。（4）注射疫苗是预防新冠肺炎的有效途径，但是并不意味着接种过新冠疫苗的人将来不会成为新冠肺炎患者，可能的原因有。,稀释涂布平板法,涂布不均匀,新冠病毒发生变异，使原来的疫苗失去作用；相应的抗体和记忆细胞在体内存活时间有限,
