□韓 蕊
(審稿:姚紅)
(本文責(zé)編:白志剛)
生物三輪復(fù)習(xí)要在一輪和二輪復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上將知識(shí)進(jìn)行必要的拆分、加工,將知識(shí)和技能方法應(yīng)用于解決實(shí)際問題,注重培養(yǎng)學(xué)科綜合能力,貼近高考要求。在三輪復(fù)習(xí)中,可以借鑒如下復(fù)習(xí)方法。
在一輪和二輪復(fù)習(xí)中,學(xué)生已經(jīng)充分回歸課本,做過大量練習(xí),但是小字部分和課后題涉及的情境和知識(shí)卻容易被忽略,而這部分知識(shí)經(jīng)常會(huì)被考查。因此,在三輪復(fù)習(xí)中,要重視錯(cuò)題查漏和邊角的高頻考點(diǎn)。對于錯(cuò)題,要做到五個(gè)維度的歸類:①題目類型;②題目涉及的考點(diǎn)及考頻;③題目錯(cuò)因;④其知識(shí)點(diǎn)對應(yīng)教材的部分;⑤典例重現(xiàn)(將錯(cuò)題改編成同類題,或者在復(fù)習(xí)資料中尋找同考點(diǎn)題型)。對于課本的邊角知識(shí),建議從平時(shí)做的題中篩選出來,鑒別該邊角知識(shí)常出現(xiàn)在哪種情境,弄清其考查方式。比如,在基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的內(nèi)容中,遺傳密碼的破譯就以小字和生物科學(xué)史話(新教材)的方式呈現(xiàn)出來。這里邊涉及科學(xué)家用實(shí)驗(yàn)證明遺傳密碼中3 個(gè)堿基編碼1 個(gè)氨基酸,即蛋白質(zhì)的體外合成技術(shù)。該技術(shù)也會(huì)被考查,考查方式如例題1 所示。
例題1.尼倫伯格和馬太發(fā)明了蛋白質(zhì)的體外合成技術(shù),他們分別在每個(gè)試管中先加入一種氨基酸,再加入除去了DNA 和mRNA 的細(xì)胞提取液,以及人工合成的RNA 多聚尿嘧啶核苷酸,結(jié)果加入苯丙氨酸的試管中出現(xiàn)了多聚苯丙氨酸的肽鏈。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.除去了mRNA 的細(xì)胞提取液中含有酶和ATP
B.如果細(xì)胞提取液中的mRNA 不除去,則試管中可能會(huì)出現(xiàn)其他類型的肽鏈
C.人工合成的RNA 多聚尿嘧啶核苷酸是蛋白質(zhì)合成的原料
D.該實(shí)驗(yàn)證明了苯丙氨酸的密碼子是UUU
答案:C。
大家在解答這道題時(shí)是否會(huì)有這樣的疑惑:多聚尿嘧啶核苷酸的堿基序列中不含起始密碼子也無SD 序列,為什么能指導(dǎo)多肽的合成?其實(shí)尼倫伯格和馬太所用的細(xì)胞提取液實(shí)際上是大腸桿菌的非細(xì)胞合成體系,此細(xì)胞體系中Mg2+濃度很高,以致不需要起始密碼子就能指導(dǎo)多肽的生物合成。所以在三輪復(fù)習(xí)中,大家在把握主干知識(shí)、重點(diǎn)模塊的同時(shí),還要注意邊角的??贾R(shí),并且善用錯(cuò)題,建立錯(cuò)題庫,潛心研究考點(diǎn),深入思考。
新冠病毒疫情給人類的生活帶來很大威脅。三輪復(fù)習(xí)時(shí),可以利用新冠病毒相關(guān)情境建立考點(diǎn)網(wǎng)絡(luò),體現(xiàn)相關(guān)考查。
冠狀病毒屬于一種帶有包囊膜的病毒,主要由蛋白質(zhì)和RNA 組成。
由于其沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu),必須要寄生在活的宿主細(xì)胞內(nèi)才能夠生存與繁殖。它所需要的各種營養(yǎng)物質(zhì)、組成成分都來自宿主細(xì)胞,甚至連“外衣”(包囊膜)也是從宿主細(xì)胞的細(xì)胞膜上借用的,而起控制作用的遺傳信息最終來自病毒RNA。
在體外環(huán)境中,新型冠狀病毒比較脆弱,對于加熱、紫外線照射和有機(jī)溶劑處理等均比較敏感。同時(shí),預(yù)防傳染還不要忘了從切斷傳染源和傳播途徑方面作答。
病毒侵染人體會(huì)引發(fā)免疫反應(yīng)。高考的一個(gè)重要考點(diǎn)就是對人體免疫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的考查,尤其是對特異性免疫的考查。人體免疫的第一道防線和第二道防線被攻破后,就要依靠特異性免疫—體液免疫(產(chǎn)生特異抗體)和細(xì)胞免疫(產(chǎn)生效應(yīng)T 細(xì)胞)來消滅新冠病毒。體液免疫過程中,機(jī)體會(huì)通過抗原呈遞細(xì)胞(APC)進(jìn)行識(shí)別呈遞,通過輔助性T 細(xì)胞的進(jìn)一步呈遞,使體內(nèi)增殖分化出相應(yīng)的漿細(xì)胞,通過產(chǎn)生抗體在人體的體液中進(jìn)行有效對抗。如果病毒侵入機(jī)體的細(xì)胞中,機(jī)體通過細(xì)胞免疫產(chǎn)生細(xì)胞毒性T 細(xì)胞來攻擊被侵染的靶細(xì)胞。另外,機(jī)體還能調(diào)動(dòng)產(chǎn)生各種細(xì)胞因子、NK 細(xì)胞(NK 是指自然殺傷細(xì)胞)等進(jìn)行進(jìn)一步殺傷。
如果新冠病毒成功侵染進(jìn)入宿主細(xì)胞并增殖,該過程為:吸附—穿入—生物合成—裝配—釋放。
吸附過程的實(shí)質(zhì)是與宿主細(xì)胞表面的受體特異性結(jié)合,新型冠狀病毒包膜表面上的刺突蛋白(簡寫為S 蛋白)可與宿主細(xì)胞表面特異性受體—血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2 分子相互結(jié)合,通過二者的相互作用可以將新型冠狀病毒與人類的肺泡上皮細(xì)胞和腸道黏膜細(xì)胞等敏感宿主細(xì)胞緊密結(jié)合起來(可以回答病毒宿主具有特異性的原因)。這個(gè)過程對于病毒感染宿主細(xì)胞來說至關(guān)重要,如果不能吸附就不會(huì)引起感染(可思考如何抑制S 蛋白和受體的結(jié)合從而來滅殺新冠病毒)。不同類型的宿主帶有不同種類的病毒受體,所能吸附的病毒也不同,所以一般病毒不能跨綱傳播。
吸附之后,病毒通過各種方式,使其核酸等遺傳物質(zhì)或者感染性核衣殼結(jié)構(gòu)穿過宿主細(xì)胞膜,進(jìn)入細(xì)胞質(zhì),從而感染細(xì)胞,這個(gè)過程被稱為穿入。病毒穿入宿主細(xì)胞的方式主要有三種:胞飲、融合和直接注入。胞飲類似于吞噬泡,無包膜病毒多以胞飲形式進(jìn)入宿主細(xì)胞內(nèi)。有胞膜病毒一般與細(xì)胞膜融合,大部分的新冠病毒都是通過融合感染宿主細(xì)胞的(生物膜的流動(dòng)性)。為什么可以通過融合穿入宿主細(xì)胞?原因是新冠病毒的包膜來自于宿主細(xì)胞膜,二者成分與結(jié)構(gòu)非常一致,可以很容易地被宿主細(xì)胞當(dāng)作自身膜成分而進(jìn)行融合。直接注入是脊髓灰質(zhì)炎病毒等無包膜病毒或者噬菌體感染的主要方式,新型冠狀病毒一般不會(huì)通過注入的方式感染人體細(xì)胞。
下一階段是生物合成,新型冠狀病毒的生物合成可分為病毒蛋白合成和RNA 復(fù)制兩個(gè)部分。新型冠狀病毒遺傳物質(zhì)是一條單鏈正鏈RNA,可以直接發(fā)揮翻譯模板的作用,合成病毒所需要的蛋白。新型冠狀病毒本身無RNA復(fù)制所需要的RNA聚合酶,當(dāng)它們進(jìn)入宿主細(xì)胞后,直接以病毒基因組的正鏈RNA 為模板,翻譯表達(dá)出RNA 聚合酶,并利用該聚合酶復(fù)制合成負(fù)鏈RNA 和基因組RNA,完成病毒基因組的復(fù)制,并且可以轉(zhuǎn)錄出編碼各種病毒結(jié)構(gòu)蛋白的mRNA,指導(dǎo)各種結(jié)構(gòu)蛋白的翻譯合成。
最后是裝配和釋放。一般來說,病毒的釋放主要有裂解、胞吐和出芽三種方式。出芽是帶包膜病毒釋放的主要方式,病毒顆粒完成合成后,通過高爾基體進(jìn)入囊泡運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜,病毒顆粒會(huì)“奪取”宿主細(xì)胞的細(xì)胞膜,使其成為病毒的包膜。這有利于病毒“迷惑”免疫系統(tǒng)和宿主細(xì)胞,從而逃避攻擊,所以疫苗的研制就顯得非常重要。
一針疫苗—腺病毒載體疫苗,其原理是將新冠病毒的刺突糖蛋白(S 蛋白)基因重組到復(fù)制缺陷型的人5 型腺病毒基因內(nèi),基因重組腺病毒在體內(nèi)表達(dá)新冠病毒的S 蛋白抗原,誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答,一般接種一針,如康希諾生物公司生產(chǎn)的疫苗。兩針疫苗—滅活疫苗:其原理是將病毒培養(yǎng)后采用一定手段滅活,使其失去侵染性,但保留抗原活性以誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答,一般接種兩針,如北京科興中維生產(chǎn)的疫苗。三針疫苗—重組蛋白疫苗:將新冠病毒S 蛋白受體結(jié)合區(qū)(RBD)基因重組到中國倉鼠卵巢(CHO)細(xì)胞基因內(nèi),在體外表達(dá)形成RBD 二聚體,并加佐劑提高免疫原性,一般接種三針,如安徽智飛龍科馬生物公司生產(chǎn)的疫苗。mRNA 疫苗:將合成新冠病毒刺突蛋白的mRNA包裹在人工合成的外殼里,一般接種兩針,如美國輝瑞公司生產(chǎn)的疫苗。
遺傳信息傳遞過程:RNA→RNA,RNA→蛋白質(zhì)。變異:新冠病毒的遺傳物質(zhì)是單鏈R N A,不穩(wěn)定,更容易發(fā)生突變。所以,有時(shí)題目中會(huì)問接種了疫苗還是感染新冠的原因,主要就是RNA容易發(fā)生突變,抗體具有專一性。有的時(shí)候也會(huì)考查抗體和記憶細(xì)胞存在時(shí)間短的原因,具體看問題而定。
通常采用反轉(zhuǎn)錄加實(shí)時(shí)熒光聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)法進(jìn)行病毒檢測。由于新冠病毒是RNA 病毒,且該病毒核酸分子數(shù)量太少,所以對搜集來的病毒核酸樣品首先要進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄,將其RNA 分子合成DNA 后進(jìn)行再擴(kuò)增,然后通過熒光探針進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。如果檢測出一定量的熒光信號,就顯示陽性,說明該樣本個(gè)體已經(jīng)感染。該方法由于通過擴(kuò)增技術(shù)放大信號,所以檢測靈敏度高、特異性較好。另外,還可以通過檢測有無相應(yīng)的抗體,或直接借助肺部CT 進(jìn)行判斷。
新冠病毒實(shí)例中我們還可以總結(jié)細(xì)胞結(jié)構(gòu)決定功能的許多細(xì)節(jié),比如,新冠病毒的胞膜結(jié)構(gòu)成分與人細(xì)胞膜一致,有利于病毒“免疫逃避”;細(xì)胞膜表面的特異性受體與病毒S 蛋白結(jié)合使病毒包膜與靶細(xì)胞膜融合,病毒核酸得以入侵細(xì)胞;漿細(xì)胞具有發(fā)達(dá)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體,有利于合成分泌抗體;抗體具有特殊的抗原結(jié)合位點(diǎn),增強(qiáng)了與抗原結(jié)合的特異性,等等。
逆轉(zhuǎn)錄病毒(HIV 病毒)、噬菌體等。
通過新冠病毒一個(gè)情境可構(gòu)成10 個(gè)方向的知識(shí)網(wǎng)絡(luò),配合這個(gè)知識(shí)網(wǎng)絡(luò),將病毒結(jié)構(gòu)、生活方式、病毒傳染預(yù)防、細(xì)胞免疫體液免疫、病毒疫苗、中心法則、變異、基因工程等整合復(fù)習(xí),并不斷強(qiáng)化學(xué)科生命觀念,貼近高考要求。
生物三輪復(fù)習(xí)過程中,將社會(huì)熱點(diǎn)和做過的相關(guān)習(xí)題整合成微專題的形式,可以提高復(fù)習(xí)效果。近兩年同樣受關(guān)注的東非蝗災(zāi),也給人們的生產(chǎn)生活造成巨大損失,同學(xué)們可以利用該熱點(diǎn)問題,建立生態(tài)復(fù)習(xí)專題。
關(guān)于東非蝗災(zāi)主要涉及的考點(diǎn)是種群的數(shù)量特征、種群數(shù)量的變化。在自然界,有的種群能夠在一段時(shí)間內(nèi)維持?jǐn)?shù)量的相對穩(wěn)定,但對于大多數(shù)生物來說,種群數(shù)量總是在波動(dòng)中的。處于波動(dòng)的種群,有的是規(guī)律性的波動(dòng),有的是不規(guī)律性的。處于波動(dòng)的種群,在某些特定條件下可能會(huì)發(fā)生種群爆發(fā)。蝗災(zāi)就是種群數(shù)量爆發(fā)增長的后果。這個(gè)過程中可以考查種群數(shù)量特征、種群數(shù)量變化曲線及影響因素。如蝗蟲種群數(shù)量爆發(fā)增長的主要原因是干旱,干旱的環(huán)境對蝗蟲的繁殖、生長發(fā)育和存活有很多益處。土壤含水量在10%~20%時(shí)最適合它們產(chǎn)卵。另外,蝗蟲攝食農(nóng)作物,物質(zhì)和能量經(jīng)食物鏈?zhǔn)澄锞W(wǎng)流經(jīng)生物群落,可以以此為背景,考查攝入量與同化量的關(guān)系、同化量去處、能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)?;葹?zāi)過后,生物群落進(jìn)行次生演替,演替內(nèi)容在此可做針對性整理。防治蝗災(zāi),可以根據(jù)實(shí)際調(diào)查和研究,采取引入天敵或寄生生物等生物防治手段。信息傳遞也可做考查。這樣以該熱點(diǎn)問題為情境,就整理出一個(gè)小微專題,加強(qiáng)復(fù)習(xí)的針對性、高效性。