2020诺贝尔生理学或医学奖和化学奖中的高考考点整理

由天下分享时间：2025/2/1 18:42:32 加入收藏我要投稿点赞

2020年的新冠病毒疫情影响面是非常大的，有关物理、化学、生物的诺贝奖中的两个就与它有些联系。

一是，2020年诺贝尔生理学或医学奖颁发给——丙型肝炎病毒的发现。二是，2020诺贝尔化学奖颁发给了基因组编辑工具CRISPR的发现。依据CRISPR发展出的新工具用于快速检测病毒，效率可以达到几分钟检测一个样品，也用到了新冠病毒检测中。因此对于它们产生的新的生物考查情境整理也比较重要。

在2016江苏高考中也进行了CRISPR考查： (2016高考江苏卷)近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割（见下图）。下列相关叙述错误的是（）

A. Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成 B. 向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则 C. 向导RNA可在逆转录酶催化下合成

D. 若α链剪切点附近序列为……TCCAGAATC…… 则相应的识别序列为……UCCAGAAUC…… 【答案】C

具体的整理如下：生命观念科学思维

一、2020年诺贝尔生理学或医学奖整理

1、丙肝病毒结构

丙肝病毒 HCV是一种RNA病毒，其宿主细胞是肝细胞。整个病毒体呈球形，在核衣壳外包含有衍生于宿主细胞的脂双层膜，膜上插有病毒基因组编码的糖蛋白。

2、丙肝病毒如何入侵宿主细胞

病毒入侵或感染宿主细胞通过受体介导的内吞（胞吞）作用。但需要多种受体和辅助受体的参与，它们包括（图3）：细胞表面的糖胺聚糖（GAG）；CD81蛋白；B类I清道夫受体（scavenger receptor class B type I，SR-BI)；

紧密连接蛋白（claudin,CLDN)1、6和9等。另外，低密度脂蛋白受体（LDL-R）可能促进病毒一开始与宿主细胞的附着。

3、病毒RNA的转录、复制和翻译

一旦病毒通过受体介导的内吞进入宿主细胞，其包被基因组RNA的核衣壳即释放到细胞质，然后脱去衣壳，暴露出基因组RNA。HCV的RNA接着在细胞质中进行翻译和复制。由于HCV-RNA是正链RNA，因此可以直接作为模板进行翻译，但其5'端没有帽子结构，故是通过核糖体内部进入的方式识别起始密码子的。

其翻译一开始在细胞质中游离的核糖体上进行的，但很快在N端最先翻译出的信号肽引导下定位到粗面内质网上继续翻译。翻译出的是一个多聚蛋白，后经病毒蛋白酶和宿主细胞的蛋白酶的联合作用，切割产生多种病毒蛋白，包括结构蛋白和非结构蛋白。

非结构蛋白NS5B作为RNA复制酶释放出来以后，即开始催化HCV-RNA的复制。复制先形成负链RNA，再以负链RNA作为模板得到新的正链基因组RNA。

4. 新病毒颗粒的包装和释放

复制产生的新的基因组RNA与各种结构蛋白在内质网和高尔基体包装成新的病毒，经胞吐的方式离开“现任宿主细胞”，再去感染“后任”宿主细胞。 5、如何治疗

对HCV而言，其致病机理并不复杂，那就是永不停息地繁殖。繁殖的关键一步在于给子代病毒制备出一套遗传物质（RNA），RNA的制造需四种原料，分别为ATP、GTP、CTP和UTP，然后在一种被称为RNA聚合酶的帮助下完成。如能找到一种理想的原料类似物，该物质在HCV制造下一代RNA时“蒙骗”过RNA聚合酶并“以假乱真”地代替正

常原料掺入，一旦操作成功则可导致RNA制造的失败，HCV就丧失繁殖能力，好似 “绝育” 一般，疾病自然得以治疗。这一策略可称为 “移花接木”，开发出的药物被称为核苷酸类似物。

索非亚经过两年努力，最终于2007年发现了PSI-7977。临床试验显示PSI-7977具有理想的吸收效果，并且能在肝脏中代谢出PSI-6130以发挥疗效。进一步大规模临床实验发现，PSI-7977联合干扰素和病毒唑，或只联合病毒唑进行12周治疗，丙肝患者可达到治愈效果。该分子命名为索非布韦（sofosbuvir，也有翻译为索福布韦等其他名字）2011 年开始，直接抗病毒治疗药物(DAAs)的研发取得飞跃进展。拉维达韦(RDV)针对 HCV NS5A 靶点的泛基因型DAAs，II/Ⅲ期临床研究显示拉维达韦/达诺瑞韦(RDV/DNV)12 周治疗方案治疗基因 1、2、3 及6型的治愈率可达 97%，其中基因4型的治愈率可达95%，基因1a型患者的治愈率最高达99%。然而丙肝病毒并不仅仅在单方面影响肝脏健康，单一药物更是难以抑制病毒发展。而效果更好的组合疗法，可以通过2-3种机理不同的药物全方位消灭丙肝病毒，治愈率最高可达100%。丙肝从此走上完全治愈的道路。二、2020诺贝尔化学奖整理

1、CRISPR/Cas9技术敲除掉部分基因原理

CRISPR/Cas9是细菌的一种后天免疫防御机制——CRISPR序列示意图（其中，菱形框表示高度可变的间隔序列，正方形表示相对保守的重复序列）其中的“间隔序列”来源于病毒或外源质粒的一小段DNA，是细菌对这些外来入侵者的“记录”。

CRISPR序列示意图（其中，菱形框表示高度可变的间隔序列，正方形表示

相对保守的重复序列）

病毒或外源质粒上，存在“原间隔序列”，“间隔序列”正是与它们互相对应。“原间隔序列”的选取并不是随机的，这些原间隔序列的两端向外延伸的几个碱基往往都很保守，我们称为PAM（Protospacer adjacent motifs-原间隔序列临近基序）。