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在这个有点特殊的日子里，衡水中学的老师们再出大招，给全体高三考生们送上一份“豪华大礼包”——定制了一套“新冠肺炎”考题！
语文、数学、英语、物理、化学、生物、历史、政治and地理，9个学科全部覆盖，让同学们在做题的同时发现藏在“新冠肺炎”背后的知识点！
蝙蝠为何携带病毒却不生病?为何感染了包括SARS病毒、2019新型肺炎病毒后显得免疫力低下呢?......这些可能都在生物学科的考点里。
2019年12月以来，湖北省武汉市持续开展流感及相关疾病监测，发现多起病毒性肺炎病例。经科学检测，导致此次传染病的新冠病毒被世卫组织命名为“SARS-CoV-2”。
冠状病毒因外形像皇冠而得名。新冠病毒外有包膜，这层包膜主要来源于宿主细胞膜，但也有病毒自身的糖蛋白。包膜表面有三种糖蛋白：刺突糖蛋白、小包膜糖蛋白、膜糖蛋白，少数种类还有血凝素糖蛋白。冠状病毒的核酸为单股正链RNA，它可以在RNA依赖型RAN聚合酶的催化下直接转录形成mRNA，进而表达形成相应蛋白质。
人感染了新冠病毒后常见体征有呼吸道症状、发热、咳嗽、气促和呼吸困难等。在较严重病例中，感染可导致肺炎、严重急性呼吸综合征、肾衰竭，甚至死亡。
自疫情发生以来，全国多个部门快速响应，以强有力的措施一定程度上遏制了疫情的迅速蔓延之势。
就当前形势，作为中学生，仅从病毒角度看学科知识是远远不够的，而应当从家国情怀、学科素养角度看疫情。以下，笔者从生物学学科核心素养的角度对当前疫情予以粗浅解读，望给各位同学、同仁以启示。
1. 生命观念
面临疫情，我们第一个困惑可能是这病毒是怎么来的呢？这个问题我们可以尝试着从进化与适应观的角度去解释。
1.1 进化与适应观
1.1.1 新冠病毒与其宿主共同进化
目前的研究支持的结论是狂犬病病毒、埃博拉病毒、SARS病毒、新冠病毒都有共同的宿主——蝙蝠。蝙蝠已经在地球上存在了8800万年，几乎与恐龙同时代，它身上携带的多种病毒是与其在漫长的岁月中共同进化来的。那么，蝙蝠为何没有患病呢？
一方面，蝙蝠中免疫力低下的个体在自然选择过程中已经被淘汰，留下的是性状更加优良的个体；另一方面，病毒中毒性极强的个体已随宿主的死亡而失去了繁殖下一代的机会，相应的基因也逐渐被淘汰，而毒性较弱、繁殖力强的病毒在与蝙蝠长期共同进化的过程中存留了下来。
一个看似很顺畅的逻辑是：它既然不能使蝙蝠患病，那么进化上更高等的人在感染SARS病毒、新冠病毒后理应更不会患病。然而，人感染后症状非常严重，原因何在？
这个问题可从生物对环境适应的相对性的角度来分析。
1.1.2 生物对环境的适应具有相对性
人强大的免疫系统由三道防线组成，它们是在人类长期进化过程中形成的。但在人类进化的过程中，SARS病毒、新冠病毒等一直处于“缺席”的状态，所以在这些病毒面前，人体的免疫系统相对迟顿，免疫能力表现得很低下。所以，人的强大的适应能力也仅仅是适应其所生存的环境，而一旦遇到原所未遇的环境因素，即会在一定程度上表现出不适应性。由此分析可知，人感染新冠病毒后罹患严重的疾病就不难理解了。
那么，新冠病毒为什么能感染人？对此，我们从结构与功能观的角度进一步解读。
1.2 结构与功能观
1.2.1 结构蛋白决定病毒的特异性
病毒对宿主的感染具有特异性。之所以具特异性，原因是病毒表面的蛋白质能特异性地识别并结合宿主细胞表面的受体蛋白，而不同类型的生物、同一类型生物不同细胞表面的蛋白质的种类有所差别。所以病毒蛋白结构的特异性决定了其所感染的对象的特异性。
可是，从目前的研究来看，不论是谈之色变的HIV，夺去近800条生命的SARS，还是致死率达80%以上的埃博拉病毒和当下肆虐的新冠病毒，它们的原始宿主肯定不是人类，那么它们为何又能感染人呢？
1.2.2 遗传物质赋予其强的变异性
原因在于他们遗传的共性：遗传物质为RNA。相比于双链DNA，它们的遗传物质均为单链RNA，结构不稳定，变异频率较高。这个特点让它们变得非常“聪明”，在不断地变异中具备了跨物种传播的能力，它们总能找到适合自身繁殖的宿主以繁衍后代，生生不息。
病原体强的致病性是由多方面因素决定的。总体而言，病毒大都有一项必杀技——繁殖快。
1.2.3 简单的结构有利于其快速繁殖
相对于其他生物，病毒结构极其简单。即便是真病毒，它们的结构也主要或仅有核酸和蛋白质两种物质。在漫长的进化历程中，它们仅保留了感染和繁殖的必备的极少数基因，所以它们感染宿主时，可以做到轻装上阵。以T2噬菌体为例，在其遗传物质的指导下，合成了核酸和蛋白质后经组装便可成子代个体。只要条件适宜，它繁殖速度比细菌还要快。
简单就是力量,小小的病毒也体现了这样深刻的哲学道理。繁殖快是病毒让人体稳态失衡的重要原因之一。
1.3 稳态与平衡观
前面已述，人体免疫系统对SARS病毒、新冠病毒反应相对迟钝，而病毒的繁殖周期又非常短，所以当它们突破人的第一、二道防线后，在第三道防线发挥作用前，它们就已经大量繁殖了。从而引起人相关器官功能下降，导致人体的稳态失衡。
一般认为，病毒侵染机体后，会导致机体下丘脑的“体温调定点”上升，从而使人体温上升。冠状病毒对温度很敏感，在33℃时生长良好，但35℃时会受到抑制。所以，体温上升有利于机体快速清除病毒以维持自身的稳态；从这个意义上讲，体温上升也是生物适应环境的表现。
但事物总是具有两面性，一方面，人体温上升有利于抵御病毒；另一方面，人体对病原体的过度敏感导致人在感染病毒期间体温持续偏高，这也严重影响了几乎所有酶的活性从而影响了人体的正常代谢。关于对病毒的敏感性这一点，人与新冠病毒的原始宿主——蝙蝠表现得截然相反，这也是后者能与之长期和谐共处的重要原因。
一旦人被病原体感染后，在诊断方面，我们首先要找出病原体，然后才可对症下药。那么，我们如何快速、准确地鉴定病原体呢？
作为病原微生物，它有没有具有特异性的生物大分子？我们又如何鉴定这些物质？这些问题背后所反映的就是科学思维。
2. 科学思维
2.1 检测新冠病毒的方法
目前，检测传染病的策略通常有两种：检测病原体本身或检测体内抗病原体的抗体。
2.1.1 检测病原体抗原
需要利用基因工程或动物细胞融合的方法制备单克隆抗体，利用抗体与抗原做抗原——抗体杂交。若出现杂交带，则说明已经感染相应的病原体。但这种方法的不足是在感染之初，病毒携带者体内病原体抗原含量较低，不易被检测到。
2.1.2 检测病人的体液中相应的抗体
与上述相反，利用基因工程或对病原体灭活的方法获得的抗原与待检病人的体液做抗原——抗体杂交。此法也有不足：由于特异性免疫启动需要一定时间，所以抗体在短时间内不易产生，且免疫功能较弱的病人产生抗体量很低，检测易造成假阴性。
2.1.3 检测病原体的核酸序列
提取冠状病毒的RNA，进行RT－PCR，即反转录后再进行PCR，再用荧光探针实时检测扩增产物。这种检测方法的原理是DNA分子杂交。这种方法很灵敏，也能够很好地定量。2020年1月13日至14日，多家公司研发出核酸检测试剂盒，从而使确诊时间大大缩短，最短仅需两个小时。《大众日报》2月4日报道，马翠萍科研团队与其他合作单位推出核酸快检解决方案，可以在30分钟内完成核酸扩增检测，大幅提高了快检效率。
患病后快速检测病原体固然重要，但未感染者防患于未然，做好预防工作更重要。那么如何预防呢？
2.2 病毒的传播与预防
病毒一般依托于一定的载体传播，往往不会脱离载体而弥散在空气中进行传播。就以导致人类疾病的病毒而言，其传播往往离不开人的体液。不论HIV、SARS病毒，还是新冠病毒，概莫能外。据卫健委发布的《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案（试行第五版）》，对于病毒传播途径是这样描述的：“经呼吸道飞沫和接触传播是主要的传播途径”，“气溶胶和消化道等传播途径尚待明确”。
基于以上分析，为预防传染病我们应当尽量减少外出，不要聚会；若要外出，一定要戴口罩。此外，还要注意卫生、避免接触野生动物、警惕异常症状、及时就医等。
运用分析与综合、归纳与概括、演绎与推理等科学思维去分析并解决问题，在困难面前我们就不会束手无策，而是入木三分，让问题迎刃而解。
3. 科学探究
当我们确定病原体有较强的传染性且出现疫情后，我们首要的应急和防控措施就是控制传染源。那么，就本次疫情，其传染源是如何被锁定的？我们可从这个过程中得到哪些科学探究的启示？
经过笔者查阅、搜索资料和报道，整理出以下的研究历程与线索：
3.1 医务人员、研究人员基于相似相同症状且有传染性确定有传染病
3.2 基于一定事实推测传染源位于武汉
当疫情出现后，研究相关传染病的专家指出，患者要么去过武汉，要么来自武汉，并结合其他信息，迅速确定传染源应当在武汉，这一推测为后期的行动指明了方向。
3.3 通过样本分析确定传染源位于武汉
然而，推测需要实验与事实作为支撑。中国疾控中心病毒病所持续攻坚，该所首次从武汉华南海鲜市场的585份环境样本中，检测到33份样品含有新冠病毒核酸，并成功在阳性环境标本中分离病毒，提示该病毒来源于华南海鲜市场销售的野生动物。但新冠病毒的中间宿主和直接源头还无法确定。
3.4 系统研究确定病毒可能来自蝙蝠
1月29日最新发表于国际医学期刊《柳叶刀》的一篇研究论文对病毒的宿主有进一步的研究。研究样本来自9名住院病人，其中8人有武汉华南海鲜市场暴露史，研究人员从患者的病原体中提取了相关的基因组序列。相比于SARS-CoV（约79％）、中东呼吸综合症冠状病毒MERS-CoV（约50％）的相似性，这些序列和SARS-CoV-2与两个蝙蝠SARS样冠状病毒关联更密切（同源性为88％）[1]。据研究数据分析可得出，蝙蝠很可能是该病毒的原始宿主。
3.5 推测断定还有中间宿主
据相关网站报道，华南海鲜市场出售野生动物；笔者推测那里应该不出售蝙蝠；而某些人通过食用或其他方式接触的野生动物感染了蝙蝠体内的病原体。所以可以推测被人们所出售的野生动物可能是一个中间宿主。
3.6 进一步研究显示穿山甲为中间宿主
华南农业大学沈永义、肖立华教授等科研人员通过分析1000多份宏基因组样品，锁定穿山甲为新冠病毒的潜在中间宿主。继而通过分子生物学检测，揭示所分析少数穿山甲样品中β冠状病毒的阳性率为70%；电镜下观察到冠状病毒颗粒结构；最后发现宏基因组拼接出来的穿山甲病毒序列与目前感染人的毒株序列相似度高达99%。
科学研究是一个持续的过程，究竟蝙蝠是不是新冠病毒的原始宿主，究竟华南海鲜市场野生动物的贩卖者及食用者或亲密接触者是不是本次疫情的始作俑者？研究还在进行中，直到真相昭然于天下。
笔者撰写本文不是要定性病毒的自然宿主究竟是哪种动物，传染源究竟是哪里，而是想借相关的材料说明研究与发现的历程，以期给大家以科学探究方面的启示。
生物学是一门基于科学实验的科学，观察现象后提出问题，根据问题做出假说，基于假说设计实验并实施实验，让实验数值证实或证伪，是生物学研究过程所遵循的一般过程。
作为中学生，在此事件面前，应当担负哪些社会责任呢？
4. 社会责任
4.1 相信科学，积极面对
截至2月12日18时，全国患者共计44763人，治愈4940人，死亡1115人，死亡率2.5%。精密的部署、科学的指导、有力的防控，全国发达的交通网络与春节期间人口的极高流动性与相对低的发病率、疫情的迅猛性和病毒的高致病性与低死亡率之间的反差，强有力地说明了一点：此毒虽猛，但可防、可控、可治，我们完全没有必要恐慌。
我们需要的是基于对科学的认知而应有的谨慎而淡定、关切而不忧虑、积极而不慌乱的态度与处事风格。我们要有基于对科学的认知的清醒认识，还要把这样的认识与态度通过合理的方式、渠道传递给周边人。
4.2不信谣言，不传谣言，不造谣言
“谣言止于智者”，“没有调查研究就没有发言权”。我们应当将基于事实或实验而发表言论或结论当成一种内化于心的自觉。作为高中生，使它成为自身生物学科核心素养的一部分；将来我们步入社会，成为社会的一分子，将这种习惯辐射于他人，进而使这种习惯成为中国公民的集体素养。
近几天，虽然疫情发展“有点迅猛”，但一方面，诊断试剂盒的使用，使诊断的时间大幅缩短，本来就患病但未确定的病例在较短时间内确诊了；另一方面，数据分析显示最近出现了涨幅回落的迹象。
4.3疫苗研制，八方给力
疫苗的本质是抗原，它注射到人体后，引发人的特异性免疫，使人产生抗体和记忆细胞；当相应的病原体进入机体时，可以被迅速识别，尽快被清除，从而有效地避免人罹患相应的患病。
1月28日，李兰娟院士领导的杭州国家重点实验室分离出了3株新冠病毒的毒株，这意味着我们离拥有疫苗又近了一步。1月29日，马云公益基金会宣布，捐赠一亿元人民币用于支持冠状病毒的疫苗研发。
普天之下为命运共同体，四海神州同胞一家人。研究者出心力，爱心人士出财力。“天若有情天亦老”，可歌可颂不可泣的一部壮丽诗篇，正在被华夏儿女用行动书写着。
4.4 保护自然，和谐共处
2005年，中科院武汉病毒研究所石正丽研究团队研究得出中华菊头蝠是SARS病毒的源头。果子狸可能只是病毒的一个中间宿主，它可能是被中华菊头蝠感染，从后者身上得到了这种病毒。
钟南山院士后来曾经谆谆告诫，若不重视冠状病毒传染源头及野生动物食用的问题，非典可能卷土重来。似乎一语成谶，2019年，还是冠状病毒，还是下呼吸道感染，还是蝙蝠。
我们为什么没有做到“不贰过”？
原因恐怕是我们没有敬畏自然，没有看到人的自然属性，没有与其他的物种和谐共处，而一味地追求所谓营养丰富的“野味”。在疯狂向大自然索取的同时，受到了无情的惩罚，也连累了同胞。
老子曾说：“人法地，地法天，天法道，道法自然。”作为新时代的青年，我们要遵循大自然本来的规律做事，不破坏环境，与其他生物和谐共处，取所当取，食所当食，不粗犷无礼，不标新立异，做新时代守法守礼不逾矩的好公民。
4.5拥抱瑰宝，弘扬文化
1月31日晚，人民日报发布消息称，中国科学院上海药物所和武汉病毒所联合研究初步发现，中成药双黄连口服液可抑制新冠病毒。
看到此消息，我相信不少人会想起几个关键词：屠呦呦、青蒿素、疟疾。当年，屠呦呦曾说，中国医药学是一个伟大宝库，青蒿素正是从这一宝库中发掘出来的。而最近关于“双黄连”的相关报道，又一次印证了屠呦呦的的论断。这可能要让一小部分一直崇洋媚外、目光锁定在西方的人动摇观念了：中药医文化历久弥新，依然是世界医药方面的瑰宝。
作为新时代的公民，应当拥抱中华文化，相信中华文化，传播中华文化，运用中华文化造福中华，影响世界。
当然，以上消息一经报出，很多药店的双黄连口服液一夜脱销。事实上，我们只要做好防护与预防，我们根本用不着双黄连口服液；可是，一旦我们去买药时不小心感染了新肺炎病毒，仅在家里喝双黄连口服液可能不仅治不了自己的病，而且还会感染全家。所以，我们说，要理性，要运用科学思维分析问题，任何时间都不要听到什么就马上做什么，丝毫没有自己的判断与分析。
4.6爱党爱国，传递正能量
10天建一所容纳千人以上医院、封城封村、全国各个部门联动等等。这些在西方看来根本不可能的事情，却在中国顺利进行。西方有人士说，封像武汉这样的大城市，在西方国家几乎不可能；联合国相关人士高度赞扬中国防控力度，盛赞中国各个部门的通力合作。
而这一切，得益于我们的制度，得益于中国共产党正确而强有力的领导。习总书记说，社会主义制度能够集中力量办大事。通过中国的快速发展众多技术独占世界鳌头、最近疫情的防控等方面将“社会主义集中力量办大事”这一点演绎得淋漓尽致。
从生物现象中提升生物学科思维能力，利用生物学科的知识与视角解读生物学现象、解决相关的问题，是高考所要求，更是社会发展的要求。我们生在世界上最伟大的国度，生逢最佳的社会发展机遇，我们有理由利用最优质的教育资源将自己打造成祖的栋梁之才，为中华的伟大复兴贡献力量！
[1] 《2019新型冠状病毒的基因组特征和流行病学：病毒起源和受体结合的启示》 谭文杰 《柳叶刀》第1期
