Question

【題目】新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）是一種具有包膜結(jié)構(gòu)的 RNA 病毒，由其引發(fā)的新冠肺炎（COVID-19）嚴(yán)重威脅人體健康。請回答問題：

（1）SARS-CoV-2 通過其包膜上的刺突糖蛋白 S 與宿主細(xì)胞表面的_________特異性識(shí)別，從 而侵染細(xì)胞。與 DNA 病毒相比，RNA 病毒的突變率較_____。

（2）2020 年 3 月，中國科研團(tuán)隊(duì)對 SARS-CoV-2 與近緣冠狀病毒的基因組保守序列進(jìn)行測序，并計(jì)算出該序列中的突變率，構(gòu)建了系統(tǒng)發(fā)生樹（圖1），對SARS-CoV-2的進(jìn)化進(jìn)行了解讀。

①系統(tǒng)發(fā)生樹顯示_________與SARS-CoV-2親緣關(guān)系最近。

②基因中發(fā)生堿基的_________都能引起基因突變。若突變不改變氨基酸序列則為同義突變，若突變導(dǎo)致氨基酸序列改變則為非同義突變。檢測病毒基因組的堿基序列發(fā)現(xiàn)，SARS-CoV-2 的非同義突變率/同義突變率<1，請從進(jìn)化的角度解釋原因_________。

（3）研究人員分析來自公共數(shù)據(jù)庫 103 株 SARS-CoV-2 的基因組，發(fā)現(xiàn)在一個(gè)保守序列的 28144 位點(diǎn)編碼的氨基酸，約 70%的病毒為亮氨酸（L），定義該類病毒為“L”型病毒，約 30%病毒對應(yīng)的氨基酸為絲氨酸（S），定義該類病毒為“S”型病毒。

① 通過與其他近緣冠狀病毒的該保守序列進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)其他近緣冠狀病毒在28144位點(diǎn)與 S 型病毒相同，而與 L 型病毒不同，據(jù)此初步推測___________。

A．L 型由 S 型進(jìn)化而來 B．S 型由L 型進(jìn)化而來 C．S 型和 L 型無親緣關(guān)系

②按照從患者體內(nèi)提取病毒的時(shí)間和病毒類型，對SARS-CoV-2 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。結(jié)果（圖2）顯示，患者主要感染的是_____型病毒，尤其在1月7日__________更明顯。 科研人員據(jù)此推測該類型病毒的傳播能力更強(qiáng)、潛伏期更短，隨著醫(yī)療和隔離措施的加強(qiáng)，___________型病毒面臨的選擇淘汰壓力更大，SARS-CoV-2 毒株群體的_________發(fā)生了定向改變，病毒 類型所占比例發(fā)生了變化。

Answer 1

【答案】受體 高 蝙蝠RaTG13 增添、缺失和替換 突變是具有不定向性和多害少利的，并且會(huì)根據(jù)環(huán)境淘汰不適應(yīng)環(huán)境者 A L 前 L 基因頻率

【解析】

基因突變是指DNA分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失和替換引起基因結(jié)構(gòu)的改變，由于存在密碼子的簡并性，基因突變不一定會(huì)導(dǎo)致生物體性狀的改變。

（1）病毒包膜上的某些蛋白可以與宿主細(xì)胞表面的特異性受體識(shí)別并結(jié)合，進(jìn)而侵染細(xì)胞；RNA病毒多為單鏈，且RNA不如DNA穩(wěn)定，因此RNA病毒的突變率較高。
（2）①根據(jù)系統(tǒng)發(fā)生樹，SARS-CoV-2與蝙蝠RaTG13由同一支系分化出來，即蝙蝠RaTG13與SARS-CoV-2親緣關(guān)系最近。
②基因突變包括了堿基對的增添、缺失和替換；突變是具有不定向性和多害少利的，并且會(huì)根據(jù)環(huán)境淘汰不適應(yīng)環(huán)境者，因此SARS-CoV-2 的非同義突變率/同義突變率<1。
（3）①其他近緣冠狀病毒的28144位點(diǎn)與S型病毒相同，而L型與它們都不同，但在28144位點(diǎn)編碼的氨基酸70%是L型病毒，30%是S型病毒，這說明L型實(shí)際上可能是由S型進(jìn)化而來。
②患者主要感染的病毒還是占比較大的L型病毒，尤其在2020.1.7前更明顯，L型病毒占比達(dá)96.2%；2020.1.7后，L型病毒占比降低而S型病毒的占比上升，L型病毒面臨選擇淘汰的壓力更大，SARS-CoV-2毒株群體基因頻率發(fā)生了定向改變。