tvt体育随着新高考和核心素养逐步的落实和深入人心，尤其是在社会责任当中的体现逐渐提高，关注重大生物相关新闻，了解最新生物情境也有利于生物素养水平的提高。高考中对于社会热点的考查，也在逐步的进行推行和改革，在2020、2021、2022年生物高考全国卷和其他省份高考试题中就均有涉及，并且有逐年提高的趋势，因此对于高考热点的关注和搜集，就显得格外的重要，下文为对2022年到2023年的重大生物学事件进行回顾，主要内容包括重大生物生活新闻、诺贝尔奖、中外生物科技重大突破、病毒知识点梳理等：

　　6）Science封面文章：新冠疫情3年不休，病毒靠5招躲避免疫系统追杀

　　2022年初，“猪心变人心”的异种移植手术闯入了众人眼球：美国马里兰大学医学中心成功为一名57岁的心脏衰竭患者大卫·贝内特，移植了一颗鲜活的猪心脏，术后表现良好。

　　但好景不长，手术两个月后的贝内特被宣布死亡。这一历史性的突破，无疑为异种移植打开了新的格局。科学家投身于尸检工作，试图找出贝内特的死亡原因。最终，他们发现了当初未知的、可能引起贝内特死亡的诱因：他们在移植给贝内特的那颗猪心脏中发现了一种快速繁殖的病毒——来自猪的巨细胞病毒。

　　猪一直是解决器官短缺问题的研究重点。猪的心脏瓣膜也已在人类身上成功使用了几十年；血液稀释剂肝素是从猪肠中提取的；猪的皮肤移植被用于烧伤；中国外科医生用猪的角膜来恢复患者视力。

　　异种移植，指发生在不同物种之间。但由于种属的不同，异种移植极易引发强烈的免疫反应，触发器官排斥，造成移植受体的死亡。同时，猪的器官往往携带多种病毒，直接移植显然是行不通的。

　　Miromatrix 开发了其独有的灌注脱细胞和再细胞化（perfusion decellularization and recellularizatio）方法。由于猪的的细胞外基质（ECM）与人的同源性超过93%，可以显著降低排异反应等不良反应地出现。首先，他们使用泵洗细胞技术，将猪器官内的活细胞洗脱掉，只留下蛋白质框架，使结构和脉管系统完好无损。然后，再灌注人体细胞重新填充蛋白质框架，培养出可用于人体移植的器官。

　　Bennett的心脏中检测出猪病毒，对异种移植来说并非坏事。如果是因为猪巨细胞病毒导致死亡，则意味着不携带病毒的异种心脏移植能存活更长时间，而这种感染，是可以预防的。

　　北京时间2022年10月12日16时01分，“天宫课堂”第三课在中国空间站开讲，新晋“太空教师”陈冬、刘洋、蔡旭哲为广大青少年带来一场精彩的太空科普课，这是中国航天员首次在问天实验舱内进行授课。

　　“天宫课堂”第三课中，航天员展示了问天舱内的植物生长情况。问天舱内生菜和小麦长势良好。就在不久前的中秋节，三名航天员还品尝了由蔡旭哲亲手种植的生菜。

　　经过70多天的培育，“神十四”航天员带上太空的水稻种子已经长成了一棵棵水稻植株。“在刚刚萌发的水稻叶尖上，出现了一个晶莹的小水滴，并且小水滴会越变越大，直到贴到生长盒的壁上。”刘洋描述说，这是水稻的“吐水”现象，在太空微重力环境中更容易观察得到。

　　空间站里的拟南芥和水稻究竟肩负着什么样的科研使命呢？航天员刘洋说，这个试验最重要的目标，就是要实现从“种子到种子”全生命周期的培养。

　　“目前只有油菜、小麦和豌豆等几种作物在空间完成了从种子到种子的实验。但植物开花时间延迟、开花数目少、种子结实率低和种子质量下降等问题仍然没有克服。”因此，迫切需要研究植物开花的调控机理，以改进空间植物培养，探索更多适应空间的粮食作物。

　　据悉，后续利用空间下传的图像和返回样品，研究团队将解析微重力影响水稻和拟南芥生长与开花的规律，为未来空间蔬菜和粮食生产打下理论基础。

　　据了解，该实验主要内容包括：空间微重力条件下拟南芥和水稻从种子到种子全生命周期受到的影响和变化规律；解析微重力调控长日和短日植物开花的分子基础，鉴定微重力作用的关键基因；解析长期空间微重力条件下植物对空间环境可能的适应性机制。

　　科学家们希望实验能解答三个关键科学问题：微重力怎样影响开花？微重力影响植物开花的分子机理是什么？能否利用微重力环境作用来控制植物的开花？

　　从20世纪50年代人类发射第一颗人造地球卫星以来，如何利用植物保障人类在地外环境中生存所需要的食物、氧气和纯净水，就成为空间生命科学关注的问题之一。

　　此次实验选取的拟南芥和水稻是两种代表性的模式植物，前者代表双子叶、长日、十字花科植物，很多蔬菜，如青菜、油菜等都属于十字花科；而后者代表单子叶、短日、禾本科植物，很多粮食类作物，如小麦、玉米等属于禾本科。

　　从8月到10月，我国空间站里面种植的水稻、小麦都展示了勃勃生机。“非常期待能够在空间站收获我们自己种植的粮食，说不定在不久的将来，在月球甚至在火星，我们都能实现袁隆平院士的‘禾下乘凉梦’。”陈冬说。

　　2022年佛罗里达大学的研究团队利用半个世纪前阿波罗计划从月球取回的土壤，在月球土壤中种下的植物成功发芽、生长。他们选择的植物种子，是常见模式植物十字花科的拟南芥。种植这种遗传密码已经被完全破解的明星植物，不仅能深入了解月壤如何影响植物的生长，还能揭示基因表达的变化。

　　作为对照，研究团队还在模拟月球土壤的地球火山灰、模拟的火星土壤以及极端条件下的地球土壤中种下拟南芥。两天后，令他们惊喜的结果出现了：几乎所有种子都成功发芽。这说明了月壤并不会中断植物种子发芽所需的激素和其他信号。

　　不过，在第6天之后，在地球土壤与月壤中生长的拟南芥开始表现出明显差异。月壤中的植株更小、生长更缓慢，并且不同植株长势层次不齐。此外，一些植株叶片也出现了发育不良的现象。“在基因水平上，植物用到了一些通常用于应对各种压力（如盐、金属和氧化应激）的一些基因表达，因此我们可以推测，对这些植物而言，月壤是一种生存压力，”Paul教授表示，“最终，我们希望这些基因表达数据可以帮助我们思考，如何改善其压力应对水平，从而让植物（尤其是农作物）可以在月壤中同样健康成长。”

　　这项研究不仅为将来的月球种植计划奠定了基础，还引出了一系列有待研究的问题：当我们破解了调节植物在月壤中生长的基因，我们能否利用这些信息来帮助植物应对生长压力？对月壤的研究，又能否帮助我们了解植物在火星土壤中的生存情况？

　　2018年，中国科学将将酵母细胞的16条染色体合成了1条染色体，这1条染色体可以执行16条染色体的功能。

　　2022年报道，中国科学院使用单倍体胚胎干细胞和基因编辑技术创造出了一种特殊的“染色体融合”小鼠，人为编辑染色体，将实验小鼠标准的40条染色体改造为38条。这种融合染色体还能遗传给后代。

　　普通的二倍体细胞中，每对染色体会通过所谓的“基因组印记”现象协调基因的表达，有些基因被标记为活跃，对应的基因则被标记为不活跃而无法表达。“基因组印记常会丢失，意味着单倍体胚胎干细胞中，哪些基因应该活跃的信息消失了，限制了它们的多能性和基因工程的潜力，科学家通过删除三个印记区域，在细胞中建立稳定的类似的印记模式。利用这种方法，研究人员尝试了两组不同染色体的融合，一组是将最大的两条染色体——1号和2号连接起来，一组是将中等大小的两条染色体——4号和5号头尾相连。

　　实验结果显示tvt体育，两条染色体合二为一后，染色质构象和干细胞分化受到的影响很小，但胚胎发育受到了不同程度的影响。其中，2号染色体连接到1号染色体头部导致细胞有丝分裂停滞、多倍体和胚胎致死；相反的连接方式则产生了体型较大、动作更慢的幼崽；较小的4号和5号染色体融合成功后的小鼠能够与普通小鼠产生后代，但速率比普通小鼠低得多。

　　目前科学家们已经能够在哺乳动物中进行染色体水平的工程改造。过去，科学家们曾在单倍体酵母中成功进行了染色体编辑，而这一次是该技术首次成功应用于哺乳动物。这种设计染色体变化的能力不仅可以为理解演化的运作提供信息，也可以应用于纠正错位或畸形的染色体而治疗疾病。

　　诺贝尔奖委员会宣布将2022年生理学或医学奖颁发给瑞典生物学家、进化遗传学家斯万特·帕博（Svante Pääbo），以表彰他发现了与已灭绝古人类和人类进化相关的基因组。（高中知识链接：DNA通过碱基对的排列来记录生物的遗传信息，从一定程度上，破译了DNA的密码，就可以了解生命背后的许多奥秘，这其中就包括人类的起源和演化。）

　　具体来讲就是斯万特·帕博通过他的开创性研究，完成了一件看似不可能的事情：对人类已经灭绝的亲戚尼安德特人的基因组进行测序。另一个成果是，发现了一个以前不为人知的古人类：丹尼索瓦人。

　　2018年10月，戴维·恩纳德（David Enard）和斯坦福大学的德米特里·佩特罗夫（Dmitri A. Petrov）在《细胞》杂志上报告称，尼安德特人和古代智人在混交过程中tvt体育，不仅相互传播病毒，而且还将病毒互作蛋白（VIP）基因遗传给双方混交的后代。VIP蛋白具有多种功能，比如参与免疫反应，能抵抗特定病毒、特别是RNA病毒的入侵。由于基因突变，有些尼安德特人的VIP蛋白能对抗某些特定病毒，特别是RNA病毒的入侵。这样，遗传有尼安德特人VIP基因的智人后代将获得应对更多病毒的抵抗力，即遗传适应性，得以在之后的大规模瘟疫中幸存，而那些非混交后代则被逐渐被淘汰。

　　古DNA和平日里大家提到DNA并没有本质上的区别，它们是古代生物遗体或遗迹中残存的DNA片段。一般而言，用于研究人类演化的古DNA包括三种类型：线粒体DNA、Y染色体DNA和核DNA，它们分别反映了母系、父系，以及父母双方的遗传信息。

　　所谓古 DNA是指：在化石、木乃伊、墓葬，甚至是古遗迹土壤中残存的远古时期的 DNA 片段。正因为“来自远古时期”这一特点，古 DNA 的提取并不简单。

　　一方面 DNA 会被不断降解。外界环境的“风吹雨打”都会对 DNA 结构造成损伤，而 DNA 本身也存在半衰期（不同温度或环境条件下不等，大约在数万到数十万年左右），所以我们很难得到完整的 DNA 片段。

　　另一方面，这些DNA可能会被污染。埋藏在化石周围的各种动植物残骸、各种带来不确定因素的微生物，以及实验时候现代人的影响tvt体育，也都给整个提取过程带来了未知数。

　　基因组 DNA 包括细胞核里的核 DNA 和在胞质中的线粒体 DNA。核 DNA 包含了主要的遗传信息，而线粒体 DNA 虽然小很多tvt体育，但其中的突变也能告诉我们进化相关的信息。但这些 DNA 存在分解与污染的问题，也给研究带来了极大的考验 图源：/span>

　　虽然DNA序列的稳定性很高，但是随着时间的推移，古代标本中的DNA依旧会被降解成短片段。一般来讲DNA在地球上稳定存在的时间最长只能达到数十万年，也就是说想用DNA复活恐龙那基本是不可能的，因为它的DNA早就已经尘归尘，土归土了。

　　因此，从古代人类遗骸中成功获取内源性古DNA并进行深入研究分析的最大挑战就是需要控制不同来源的现代人类和微生物DNA的污染。

　　自此，古 DNA 研究的热潮也被掀起，越来越多的遗传学家、考古学家投入这样的一个交叉学科领域，不断从各种化石、墓葬、木乃伊，甚至羊皮纸、动物骨骼、土壤里探寻古 DNA 的踪迹，通过遗传学的手段，不断扩展我们未知的人类，乃至生物圈历史。

　　2 022 年诺贝尔化学奖授予美国学者 卡罗琳 · R. 贝尔托西 ， 丹麦学者 莫滕·梅尔达尔 ，美国学者 K. 巴里·沙普利斯 ，以表彰他们“对点击化学和生物正交化学的发展”（中文翻译中生物正交让人可能不好理解）的贡献 。

　　点击化学的最初灵感来自自然。研究人员观察到，仅凭借20余种氨基酸和10多种初级代谢产物，生物体就能够通过拼接上千万个这一类型的单元（氨基酸、单糖）来合成非常复杂的生物分子，如蛋白质和多糖。

　　生物正交反应“bioorthogonal chemistry”因此可理解为：对正常生命过程（代谢）不会造成影响的化学反应。或者说是可在生物系统中发生而且不干扰内源性生物化学过程的化学反应。

　　2000 年，当时她找到了一个最佳的“化学抓手”：叠氮化物。只要存在铜的离子，就能快速点击到一个炔基上。但问题是铜对生物是有毒的。因此，她再次从挖掘文献开始，发现早在 1961 年就有研究表明，如果一个环状的化学结构中存在炔基，即使没有铜的帮助，叠氮化物和炔基仍然可以以一种几乎爆炸式的方式反应。这个反应会释放很多能量，使得后续的反应也能顺利进行。

　　她以巧妙的方式修改了一个已知的化学反应——斯陶丁格反应（the Staudinger reaction），并使用这种方法将一个荧光分子与她引入聚糖中的叠氮化物连接起来。由于叠氮化物不影响细胞，这种化合物甚至可以被引入生物体内。

　　当她在细胞中进行测试时，反应效果很好。2004年，她发表了无铜点击反应，命名为应变促进炔叠氮化物环加成（strain-promoted alkyne-azide cycloaddition），然后证明了它可以用来追踪多聚糖（见上图）。

　　这意味着，可以通过生物正交反应对生物体内的生物分子（糖类、蛋白质和脂类）进行实时研究。而且，目前通过生物正交反应产生了大量的化学偶联策略。这些反应，已在全球范围内用于探索细胞和跟踪生物过程。同时，利用生物正交反应，研究人员也正在改进癌症药物的靶向性，目前正在临床试验中进行测试。

　　06 Science封面文章：新冠疫情3年不休，病毒靠5招躲避免疫系统追杀

　　2022年Science封面文章详细分解了由28种蛋白质组成的新冠病毒“武器库”，如何“打组合拳”来逃过我们的免疫系统，从而不断复制传播到更多人身上。

　　强大的新冠病毒有5种方式逃过这一过程，并避开新冠病毒疫苗和以前感染时所产生的许多抗体：

　　新冠病毒通过粘附RNA，或通过其它机制，关闭细胞蛋白质的生产。而且，虽然免疫系统努力工作，受感染的细胞仍然可以制造病毒蛋白质。

　　△图为28种新冠病毒蛋白中用于阻断蛋白质合成的三种，后同2、阻止干扰素反应

　　干扰素是一类糖蛋白，能调动细胞的洞中防御能力，具有抗病毒、抑制细胞增殖、调节免疫及抗肿瘤作用。许多其他的病原体，包括引起流感、埃博拉病毒和丙型肝炎病毒，都针对干扰素反应。

　　但新冠病毒十分狡猾，它的各种蛋白质会破坏干扰素声称的多个步骤，包括细胞对病毒RNA的检测、向细胞核传递警报信号等。在相当大比例的重症新冠病毒感染者体内，干扰素给出了错误的反馈。

　　研究人员发现，多达20%的重症患者的抗体，会锁定并抑制自身的干扰素，阻止细胞产生干扰素抗击新冠病毒。更狠的是，多种新冠病毒蛋白可以阻断干扰素反应的同一步骤。

　　自噬可以防止细胞损伤，促进细胞在营养缺乏的情况下存活，并对细胞毒性刺激做出反应。在此过程中，可以摧毁病毒和病毒蛋白质。

　　然而，一些研究表明，病毒蛋白（如ORF3a、ORF7a和包膜蛋白）阻碍了自噬。通过破坏自噬的步骤，新冠病毒得以免遭灭顶之灾。

　　表面突出的MHC-I蛋白一旦被病毒碎片附着，细胞就宣告已被感染了。病毒碎片的行为会刺激T淋巴细胞。T淋巴细胞，又称T细胞，是淋巴细胞的一种，也是体内免疫力的重要组成部分，使整个免疫网络正常运行。检测到病毒碎片的存在，T细胞开始破坏病毒孵化器tvt体育。

　　除了以上4种，新冠病毒还可以通过调整自身RNA的结构，避免被免疫细胞的病毒探测器（virus detector）“绊倒”。并能够产生去除免疫系统中抑制病毒复制的分子修饰，以及更多其他逃逸机制。科学家指出，通过以上这些知识，我们能够筛选出一些化合物和药物来对抗病毒。

　　结语：生物新高考对于情景和题目的结合越来越多，新闻中的重大报道大致如本文所述，当中对于一个生活、生产和科学研究当中的新情景如何改造和融入到新高考试题当中，依旧存在着很多的研究之处，大体依旧是以高中生物教材内容为基，打牢基础，提升素养，全面备考依旧是不二法门。祝大家都能考一个好成绩。