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2019年12月，中国武汉出现不明原因肺炎，经检测现已证实这场肺炎是由一种尚未在人类中发现的新型冠状病毒（以下简称“新冠病毒”）感染所致，为病毒性传染病，会引起急性呼吸道症状，严重危害人类健康。
新冠病毒的家庭成员
冠状病毒（Coronavirus）是一个古老且常见的病毒大家系，冠状病毒具有螺旋对称的衣壳和外套膜结构，基因组是线性单股正链RNA，长度在27—32kb之间，是目前已知的RNA病毒中最长的RNA核酸链。在电子显微镜下，冠状病毒边缘具有形态近似日冕的突起，看上去像皇冠一样，因此被称作冠状病毒。
根据病毒的血清学和基因组特点，冠状病毒分为α、β、γ和 δ四个属。冠状病毒已在人类、其他哺乳动物和禽类中被发现，哺乳动物冠状病毒主要为α、β属冠状病毒，禽冠状病毒主要为γ、δ属冠状病毒。截至目前，科学家发现7种能引起人感染的冠状病毒，其中于1965年和2004年发现的病毒属于α属冠状病毒，其余五种均属于β属冠状病毒。
发现时间 名称 症状
1965 人冠状病毒229E（HCoV-229E） 普通感冒
1967 人冠状病毒OC43（HCoV-OC43） 普通感冒
2003 严重急性呼吸综合征冠状病毒
（SARS-CoV） 严重急性呼吸综合征
2004 人冠状病毒NL63（HCoV-NL63） 小儿急性下呼吸道感染
2005 人冠状病毒HKU1（HCoV-HKU1） 急性呼吸道感染
2012 人冠状病毒（MERS-CoV） 肺炎、急性呼吸窘迫综合征，急性肾衰竭
2019 新冠病毒（名称未正式确定） 肺炎、急性呼吸窘迫综合征、脓毒症休克等
新冠病毒的增殖
在人体的肺、心脏、肾脏和肠道等处的细胞膜上有一种膜蛋白ACE2，中文名称“血管紧张素转化酶2”，可以控制人体血压平衡，ACE2作为病毒的受体，可能是新冠病毒侵染人体的关键。据科学家研究发现，新冠病毒感染人体细胞的关键就在于S蛋白与ACE2蛋白的结合。新冠病毒的刺突，即“皇冠”上有S蛋白，通过识别ACE2并特异性结合进入宿主细胞。如果把ACE2比作宿主细胞大门上的锁，S蛋白则是打开这把锁的钥匙。
冠状病毒基因组为线性单股正链RNA，结构与真核mRNA非常相似，这使得病毒基因组RNA自身可以作为翻译的模板，省去了RNA-DNA-RNA的转录过程。其增殖过程如下：
由于病毒无细胞结构，需寄生在相应的活细胞中，因此释放至细胞外的病毒继续侵染更多的宿主细胞，导致生物体患病，严重的甚至死亡。
新冠病毒的疫苗研制
预防动物传染病的主要手段是免疫接种。免疫接种是用疫苗等生物制剂注入到健康人体或其他动物身上，使机体发生特异性免疫，生物体获得抵抗某一特定疾病原的免疫力。由于冠状病毒的遗传物质是RNA，比双链DNA更容易发生基因突变，且冠状病毒的RNA重组率非常高，病毒变异后发生系列变化：RNA序列改变→RNA编码的氨基酸序列改变→氨基酸构成的蛋白质改变→抗原性改变→疫苗失效，进而免疫失败。病毒变异给疫苗的研制带来了一定的难度。
由于新冠病毒对于我们来说仍比较陌生，因此还存在一些不确定因素。国内疫苗研制采用5条技术路线同步开展的方式。
技术路线 原理
灭活病毒 用物理或化学手段使病毒失去感染能力，但不破坏病毒的抗原结构，经处理后制得疫苗
基因工程重组亚单位疫苗 把新冠病毒最有可能作为抗原的蛋白（S蛋白）的遗传物质定向插入到细菌、酵母菌等受体细胞中，使之表达出S蛋白，经纯化后制得疫苗
腺病毒
载体疫苗 以改造后无害的腺病毒作为载体，将S蛋白的基因重组到腺病毒基因组中，筛选能成功表达S蛋白的重组腺病毒制成疫苗
核酸疫苗 包括mRNA疫苗和DNA疫苗，把核酸（包括一些载体）注射到人体，并通过宿主细胞的表达系统合成S蛋白，从而刺激人体产生抗体
减毒流感病毒载体疫苗 利用减毒的流感病毒作为载体，携带S蛋白，共同刺激人体产生针对两种病毒的抗体，疫苗既可预防新冠病毒肺炎又可防流感
牛刀小试
【例1】下列关于冠状病毒的相关叙述正确的是（ ）
A.冠状病毒通过染色体变异产生新品种
B.抗生素对冠状病毒具有较强的杀伤作用
C.冠状病毒属于非细胞生物，不能独立代谢
D.冠状病毒只感染人体，不能感染其他动物
【答案】C
【解析】冠状病毒通过基因突变产生新品种，A项错误。抗生素对细菌有较强的杀伤作用，对病毒没有杀伤作用，B项错误。病毒是非细胞生物，不能独立代谢，寄生在宿主细胞内，C项正确。冠状病毒既可以感染人体，也能感染其他动物，D项错误。
【例2】下图是新冠病毒侵入人体后，机体发生免疫反应的某个过程的示意图。下列有关叙述正确的是（ ）
A.经吞噬细胞摄取处理后的抗原被呈递给T细胞
B. T细胞在抗原的刺激下增殖、分化形成记忆细胞和浆细胞
C. T细胞与靶细胞密切接触将导致靶细胞裂解释放病原体
D.新冠病毒入侵人体后被彻底清除的过程属于细胞免疫
【答案】A
【解析】抗原经吞噬细胞摄取和处理后呈递给T细胞，属于感应阶段，A项正确。B细胞在抗原的刺激下增殖、分化形成记忆细胞和浆细胞，B项错误。效应T细胞与靶细胞密切接触并导致靶细胞裂解属于细胞免疫，C项错误。新冠病毒入侵人体后，需体液免疫和细胞免疫共同作用才能彻底清除病毒，D项错误。
【例3】冠状病毒基因组为线性单股正链RNA，有助于其在宿主细胞内增殖。当冠状病毒侵入宿主细胞后，+RNA指导衣壳蛋白和相关酶的合成，在相关酶的催化下合成-RNA和+RNA，然后+RNA與衣壳蛋白装配成病毒颗粒。根据以上描述，下列推测+RNA功能的说法错误的是（ ） A.催化翻译过程 B.RNA复制的模板
C.病毒的组成成分 D.储存遗传信息
【答案】A
【解析】+RNA指导衣壳蛋白和相关酶的合成，推测其作为翻译的模板，但并无催化功能，A项错误。+RNA在相关酶的催化下合成-RNA和+RNA，推测其可以作为RNA复制的模板，B项正确。+RNA与衣壳蛋白装配成病毒颗粒，推测其可以作为病毒的组成成分，C项正确。冠状病毒基因组为线性单股正链RNA，推测其作为遗传物质储存遗传信息，D项正确。
【例4】在冠状病毒感染下，免疫细胞能产生并释放淋巴因子等信息分子，机体通过这些信息分子与相应受体构建神经—内分泌—免疫网络，以维持或改变内环境的稳态。请回答：
（1）病毒感染会使感染者出现发热、呼吸困难等症状。研究发现，温度感受器的细胞膜上存在某些淋巴因子的受体，受体与淋巴因子结合可引起神经元，进而引起下丘脑、垂体、甲状腺、肾上腺分泌活动的一系列改变。在上述过程中，能引起下丘脑分泌活动改变的信息分子有，促进机体产热的激素有，机体内各种激素的含量保持相对稳定的调节机制是 。
（2）下图表示某患者先后两次被新冠病毒感染后体内抗体产生、病毒增殖和患病程度之间的关系。请据图回答：
表示病毒增殖的曲线是 ，表示人体患病程度的曲线是 ，据图可以判断该患者初次感染前体内 （填“有”或“没有”）相应的抗体。免疫细胞行使免疫功能时，会涉及胞吞和胞吐这两种物质跨膜运输方式，这两种方式的共同点有
（答出两点即可）。
【答案】（1）兴奋（膜电位改变） 神经递质与甲状腺激素（必须写出这两种，多写其他合理答案也可） 甲状腺激素与肾上腺素 （负）反馈调节 （2）a1、a2 b1、b2 没有 能运输生物大分子、运输过程中形成囊泡、需要消耗能量等
【解析】（1）受体与淋巴因子结合可引起神经元兴奋（膜电位改变），体温调节中枢位于下丘脑，突触前膜释放的神经递质能引起下丘脑分泌活动改变;当血液中甲状腺激素含量过高时，甲状腺激素会抑制下丘脑的分泌活动，即能引起下丘脑分泌活动改变的信息分子有神经递质与甲状腺激素。甲状腺激素與肾上腺素都能促进细胞代谢，促进机体产热。由于（负）反馈调节机制的存在，机体内各种激素的含量保持相对稳定。（2）据图分析，表示病毒增殖的曲线是a1、a2，表示人体患病程度的曲线是b1、b2，表示抗体产生的曲线是c，由图可知表示抗体产生的曲线c是从0开始的，说明在第一次感染前体内没有相应抗体，该患者第二次被感染时，因为体内有记忆细胞的存在，在短时间内会产生较多的抗体。胞吞、胞吐是大分子出入细胞的方式，需要细胞消耗能量，被运输分子需依赖细胞膜流动性，实现大分子出入细胞。
新冠病毒的家庭成员
冠状病毒（Coronavirus）是一个古老且常见的病毒大家系，冠状病毒具有螺旋对称的衣壳和外套膜结构，基因组是线性单股正链RNA，长度在27—32kb之间，是目前已知的RNA病毒中最长的RNA核酸链。在电子显微镜下，冠状病毒边缘具有形态近似日冕的突起，看上去像皇冠一样，因此被称作冠状病毒。
根据病毒的血清学和基因组特点，冠状病毒分为α、β、γ和 δ四个属。冠状病毒已在人类、其他哺乳动物和禽类中被发现，哺乳动物冠状病毒主要为α、β属冠状病毒，禽冠状病毒主要为γ、δ属冠状病毒。截至目前，科学家发现7种能引起人感染的冠状病毒，其中于1965年和2004年发现的病毒属于α属冠状病毒，其余五种均属于β属冠状病毒。
发现时间 名称 症状
1965 人冠状病毒229E（HCoV-229E） 普通感冒
1967 人冠状病毒OC43（HCoV-OC43） 普通感冒
2003 严重急性呼吸综合征冠状病毒
（SARS-CoV） 严重急性呼吸综合征
2004 人冠状病毒NL63（HCoV-NL63） 小儿急性下呼吸道感染
2005 人冠状病毒HKU1（HCoV-HKU1） 急性呼吸道感染
2012 人冠状病毒（MERS-CoV） 肺炎、急性呼吸窘迫综合征，急性肾衰竭
2019 新冠病毒（名称未正式确定） 肺炎、急性呼吸窘迫综合征、脓毒症休克等
新冠病毒的增殖
在人体的肺、心脏、肾脏和肠道等处的细胞膜上有一种膜蛋白ACE2，中文名称“血管紧张素转化酶2”，可以控制人体血压平衡，ACE2作为病毒的受体，可能是新冠病毒侵染人体的关键。据科学家研究发现，新冠病毒感染人体细胞的关键就在于S蛋白与ACE2蛋白的结合。新冠病毒的刺突，即“皇冠”上有S蛋白，通过识别ACE2并特异性结合进入宿主细胞。如果把ACE2比作宿主细胞大门上的锁，S蛋白则是打开这把锁的钥匙。
冠状病毒基因组为线性单股正链RNA，结构与真核mRNA非常相似，这使得病毒基因组RNA自身可以作为翻译的模板，省去了RNA-DNA-RNA的转录过程。其增殖过程如下：
由于病毒无细胞结构，需寄生在相应的活细胞中，因此释放至细胞外的病毒继续侵染更多的宿主细胞，导致生物体患病，严重的甚至死亡。
新冠病毒的疫苗研制
预防动物传染病的主要手段是免疫接种。免疫接种是用疫苗等生物制剂注入到健康人体或其他动物身上，使机体发生特异性免疫，生物体获得抵抗某一特定疾病原的免疫力。由于冠状病毒的遗传物质是RNA，比双链DNA更容易发生基因突变，且冠状病毒的RNA重组率非常高，病毒变异后发生系列变化：RNA序列改变→RNA编码的氨基酸序列改变→氨基酸构成的蛋白质改变→抗原性改变→疫苗失效，进而免疫失败。病毒变异给疫苗的研制带来了一定的难度。
由于新冠病毒对于我们来说仍比较陌生，因此还存在一些不确定因素。国内疫苗研制采用5条技术路线同步开展的方式。
技术路线 原理
灭活病毒 用物理或化学手段使病毒失去感染能力，但不破坏病毒的抗原结构，经处理后制得疫苗
基因工程重组亚单位疫苗 把新冠病毒最有可能作为抗原的蛋白（S蛋白）的遗传物质定向插入到细菌、酵母菌等受体细胞中，使之表达出S蛋白，经纯化后制得疫苗
腺病毒
载体疫苗 以改造后无害的腺病毒作为载体，将S蛋白的基因重组到腺病毒基因组中，筛选能成功表达S蛋白的重组腺病毒制成疫苗
核酸疫苗 包括mRNA疫苗和DNA疫苗，把核酸（包括一些载体）注射到人体，并通过宿主细胞的表达系统合成S蛋白，从而刺激人体产生抗体
减毒流感病毒载体疫苗 利用减毒的流感病毒作为载体，携带S蛋白，共同刺激人体产生针对两种病毒的抗体，疫苗既可预防新冠病毒肺炎又可防流感
牛刀小试
【例1】下列关于冠状病毒的相关叙述正确的是（ ）
A.冠状病毒通过染色体变异产生新品种
B.抗生素对冠状病毒具有较强的杀伤作用
C.冠状病毒属于非细胞生物，不能独立代谢
D.冠状病毒只感染人体，不能感染其他动物
【答案】C
【解析】冠状病毒通过基因突变产生新品种，A项错误。抗生素对细菌有较强的杀伤作用，对病毒没有杀伤作用，B项错误。病毒是非细胞生物，不能独立代谢，寄生在宿主细胞内，C项正确。冠状病毒既可以感染人体，也能感染其他动物，D项错误。
【例2】下图是新冠病毒侵入人体后，机体发生免疫反应的某个过程的示意图。下列有关叙述正确的是（ ）
A.经吞噬细胞摄取处理后的抗原被呈递给T细胞
B. T细胞在抗原的刺激下增殖、分化形成记忆细胞和浆细胞
C. T细胞与靶细胞密切接触将导致靶细胞裂解释放病原体
D.新冠病毒入侵人体后被彻底清除的过程属于细胞免疫
【答案】A
【解析】抗原经吞噬细胞摄取和处理后呈递给T细胞，属于感应阶段，A项正确。B细胞在抗原的刺激下增殖、分化形成记忆细胞和浆细胞，B项错误。效应T细胞与靶细胞密切接触并导致靶细胞裂解属于细胞免疫，C项错误。新冠病毒入侵人体后，需体液免疫和细胞免疫共同作用才能彻底清除病毒，D项错误。
【例3】冠状病毒基因组为线性单股正链RNA，有助于其在宿主细胞内增殖。当冠状病毒侵入宿主细胞后，+RNA指导衣壳蛋白和相关酶的合成，在相关酶的催化下合成-RNA和+RNA，然后+RNA與衣壳蛋白装配成病毒颗粒。根据以上描述，下列推测+RNA功能的说法错误的是（ ） A.催化翻译过程 B.RNA复制的模板
C.病毒的组成成分 D.储存遗传信息
【答案】A
【解析】+RNA指导衣壳蛋白和相关酶的合成，推测其作为翻译的模板，但并无催化功能，A项错误。+RNA在相关酶的催化下合成-RNA和+RNA，推测其可以作为RNA复制的模板，B项正确。+RNA与衣壳蛋白装配成病毒颗粒，推测其可以作为病毒的组成成分，C项正确。冠状病毒基因组为线性单股正链RNA，推测其作为遗传物质储存遗传信息，D项正确。
【例4】在冠状病毒感染下，免疫细胞能产生并释放淋巴因子等信息分子，机体通过这些信息分子与相应受体构建神经—内分泌—免疫网络，以维持或改变内环境的稳态。请回答：
（1）病毒感染会使感染者出现发热、呼吸困难等症状。研究发现，温度感受器的细胞膜上存在某些淋巴因子的受体，受体与淋巴因子结合可引起神经元，进而引起下丘脑、垂体、甲状腺、肾上腺分泌活动的一系列改变。在上述过程中，能引起下丘脑分泌活动改变的信息分子有，促进机体产热的激素有，机体内各种激素的含量保持相对稳定的调节机制是 。
（2）下图表示某患者先后两次被新冠病毒感染后体内抗体产生、病毒增殖和患病程度之间的关系。请据图回答：
表示病毒增殖的曲线是 ，表示人体患病程度的曲线是 ，据图可以判断该患者初次感染前体内 （填“有”或“没有”）相应的抗体。免疫细胞行使免疫功能时，会涉及胞吞和胞吐这两种物质跨膜运输方式，这两种方式的共同点有
（答出两点即可）。
【答案】（1）兴奋（膜电位改变） 神经递质与甲状腺激素（必须写出这两种，多写其他合理答案也可） 甲状腺激素与肾上腺素 （负）反馈调节 （2）a1、a2 b1、b2 没有 能运输生物大分子、运输过程中形成囊泡、需要消耗能量等
【解析】（1）受体与淋巴因子结合可引起神经元兴奋（膜电位改变），体温调节中枢位于下丘脑，突触前膜释放的神经递质能引起下丘脑分泌活动改变;当血液中甲状腺激素含量过高时，甲状腺激素会抑制下丘脑的分泌活动，即能引起下丘脑分泌活动改变的信息分子有神经递质与甲状腺激素。甲状腺激素與肾上腺素都能促进细胞代谢，促进机体产热。由于（负）反馈调节机制的存在，机体内各种激素的含量保持相对稳定。（2）据图分析，表示病毒增殖的曲线是a1、a2，表示人体患病程度的曲线是b1、b2，表示抗体产生的曲线是c，由图可知表示抗体产生的曲线c是从0开始的，说明在第一次感染前体内没有相应抗体，该患者第二次被感染时，因为体内有记忆细胞的存在，在短时间内会产生较多的抗体。胞吞、胞吐是大分子出入细胞的方式，需要细胞消耗能量，被运输分子需依赖细胞膜流动性，实现大分子出入细胞。