Question

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

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

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

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

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)在一個保守序列的 28144 位點編碼的氨基酸，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行比較，發(fā)現(xiàn)其他近緣冠狀病毒在28144位點與 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 型進化而來 B．S 型由L 型進化而來 C．S 型和 L 型無親緣關系

②按照從患者體內提取病毒的時間和病毒類型，對SARS-CoV-2 進行統(tǒng)計。結果（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、潛伏期更短，隨著醫(yī)療和隔離措施的加強，___________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，并且會根據(jù)環(huán)境淘汰不適應環(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構的改變，由于存在密碼子的簡并性，基因突變不一定會導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胞表面的特異性受體識別并結合，進而侵染細胞；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，并且會根據(jù)環(huán)境淘汰不適應環(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位點與S型病毒相同，而L型與它們都不同，但在28144位點編碼的氨基酸70%是L型病毒，30%是S型病毒，這說明L型實際上可能是由S型進化而來。
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。