Общая характеристика вирусов урок биологии

Разделы: Биология

Цель: сформировать знания о вирусах как неклеточной форме жизни, их строении, особенностях жизнедеятельности, профилактике и мерах борьбы с вирусами возбудителями болезней растений, животных и человека.

1. Организационный момент

2. Изучение новой темы

1) Слово учителя:

– Сегодня на уроке мы заглянем в мир одних из самых загадочных и удивительных живых организмов на Земле – вирусов. Но для начала давайте выясним, что вам о них уже известно. Давайте запишем на доске все то, что вы уже о них знаете. ( идет запись на доске высказываний учащихся).

Вирусы – неклеточная форма жизни.
Вирусы – паразиты
Вирусы – невидимы
Вызывают заболевания:
Вирусы – живые

2) История открытия вирусов. Слайды 3-8

Строение вирусов. В 1887 г. в Крыму плантации табака поразила неизвестная болезнь: листья растений покрывались сложным абстрактным рисунком, растекавшимся по листу, словно краска, переливающаяся с одного листа на другой, от одного растения к другому.
Сельское хозяйство несло большие убытки
На место происшествия был направлен выпускник Санкт-Петербургского университета Д.И. Ивановский. Молодой ученый решил выяснить, какая бактерия вызывает болезнь табака. Надо отметить, что расцвет микробиологии пришелся на конец XIХ столетия. Микроскоп есть, методы приготовления и окраски препаратов известны. Стало быть, доказать микробную природу поражения будет нетрудно. Однако задача оказалась весьма не простой.

Просмотр огромного количества препаратов, приготовленных из экстрактов больных листьев, не принес удачи. Не удалось получить ответ на вопрос: есть ли микробы в экстрактах из пораженных листьев? В то же время при заражении здоровых листьев соком из больных (инъекции в толщу здоровых листьев) результат был всегда одинаковым: здоровые листья заболевали через 10–15 дней. Это напоминало инкубационный период, свойственный любой инфекции, в течение которого микробы, размножаясь, проникают внутрь организма и вызывают заболевание. Но прямого доказательства не было.

Однако вирусы по-прежнему оставались неуловимыми и загадочными, ведь они крайне малы, их невозможно увидеть в световом микроскопе. Вот и получилось, что вирусы стали одними из первых биологических объектов, исследованных с помощью электронного микроскопа после его изобретения в 30-х гг. ушедшего столетия.

3) Строение вирусов. Слайды 10-14

Вирусы устроены довольно просто. Самые простые состоят из нуклеиновых кислот и белков. Генетический аппарат вирусов представлен различными формами нуклеиновых кислот, такого разнообразия нет у других форм жизни. Как известно, у растений и животных генетический аппарат состоит из двухнитчатой ДНК, а РНК, выполняющая роль переносчика информации, всегда однонитчатая. У вирусов же природа будто бы опробовала все возможные варианты нуклеиновых кислот: одно- и двухнитчатая РНК, одно- и двухнитчатая ДНК. При этом ДНК может быть либо линейной, либо замкнутой в кольцо.
ДНК или РНК составляют сердцевину вируса, окруженную защитной белковой оболочкой – капсидом. Полностью сформированная вирусная частица называется вирионом. Некоторые вирусы (герпеса или гриппа) имеют также липопротеидную оболочку, образующуюся из плазматической мембраны клетки-хозяина. Вирусы, в отличие от всех остальных организмов, не имеют клеточного строения.
Оболочка вируса часто может быть построена из повторяющихся идентичных субъединиц – капсомеров. Из них образуются структуры с высокой степенью симметрии. Эти структуры и способны кристаллизоваться, что и обнаружил Д.И. Ивановский. Это свойство вирусов использовали для изучения их строения методами кристаллографии, основанными на применении рентгеновских лучей, и электронной микроскопии.

4) Жизнедеятельность вирусов. Слайды 16-17

Размножение вирусов принципиально отличается от размножения других организмов.
Оно происходит только внутри клетки-хозяина и включает три этапа:

Вирусная нуклеиновая кислота размножается путем репликации
Синтезируются белки капсида
Происходит сборка вириона ( формирование вирусной частицы)

В результате в одной клетке образуется большое количество вирусных частиц, а клетки хозяина погибают. Возникает инфекционный процесс.

5) История болезни (рассказ об инфекционном заболевании – гриппе)

3. Викторина (проводится с учащимися класса)

А) Грипп – это воздушно-капельная инфекция?
Б) Во время болезни можно посещать школу?
В) Можно ли применять антибиотики для лечения гриппа?
Г) Нужно ли носить ватно-марлевую повязку во время эпидемии гриппа?
Д) Нужно ли укреплять иммунную систему?
Е) Что такое иммунитет?
Ж) Назовите примеры закаливания человека?
З) Нужно ли делать предупредительные прививки во время гриппа?
И) В каких продуктах питания содержится много витамина С?
К) Почему в эпидемию гриппа нужно есть много чеснока и лука?

На каждую парту (на двоих учеников) дается марля, вата, ножницы. Первые три пары по изготовлению повязки будут являться победителями конкурса.

5. Закрепление

6. Подведение итогов урока (выводы)

Лишь весь этот комплекс критериев можно считать достаточным и необходимым для определения живого. Если тело не отвечает хотя бы одному критерию, то его живым чситать нельзя.
Теперь давайте вспомним характеристики вирусов:

Химический состав представлен только органическими веществами, а такие важные неорганические компоненты, как вода и минеральные соли, отсутствуют
Вирусы не вырабатывают энергии, не потребляют пищи
Вирусы не растут и не имеют обмена веществ

Но они способны:

Воспроизводить себе подобных
Обладают наследственностью и изменчивостью

– Какой вывод можно сделать, вирусы – живые или неживые организмы?

Вирусы относятся к живым организмам, т.к. обладают рядом свойств живого организма.
Но вирусы отличаются от живых организмов:

Могут существовать только как внутриклеточные паразиты и не могут размножаться вне клеток тех организмов, в которых паразитируют
Содержат лишь один из типов нуклеиновых кислот – либо ДНК, либо РНК
Для размножения нужна только нуклеиновая кислота
Не имеют собственных систем метаболизма

Посмотрим на доску и проверим, все ли наши предварительные высказывания о вирусах были верными?

Проверяем высказывания, дополняем их и записываем в тетрадь.

7. Домашнее задание:

методическая разработка вирусы

Скачать:

Вложение	Размер
презентация вирусы	483 КБ
урок вирусы	227 КБ

Подписи к слайдам:

Тема урока: Вирусы. Кто они - вещества или существа?

Вирус ( от лат. virus - яд) Вирус входит в царство VIRA . представляют собой простейшую форму жизни на Земле, занимая пограничное положение между неживой и живой материей.

Проблемный вопрос Зная, что вирус не имеет клеточного строения, как можно доказать - вирус живое существо или вещество?

Проблемный вопрос Почему трудно вести борьбу с вирусами- возбудителям различных заболевание и полностью их обезопасить?

Цель урока изучить строение вирусов; изучить значение вирусов; определить, что это-вещество или живое существо; познакомится с наиболее распространенными и опасными вирусными заболеваниями человека.

История открытия 1852 год, русский ботаник Дмитрий Иосифович Ивановский открыл вирус табачной мозаики, получив инфекционный экстракт из растений табака, пораженных мозаичной болезнью.

Характеристика вирусов Вирусы - внутриклеточные паразиты; маленькая молекулярная масса; не имеют клеточного строения и просто устроены; отсутствие рибосом; Не способны размножатся вне клетки; нет собственного обмена веществ вне клетки хозяина не проявляют признаков живого; могут кристаллизоваться; В настоящее время известны вирусы, размножающиеся в клетках растений, животных, грибов и бактерий; Вызывают опасные заболевания.

Справочная информация 1887г. Крым, плантации табака поразила неизвестная болезнь: листья растений покрывались сложным абстрактным рисунком, растекавшимся по всему листу, словно окраска переливающаяся с одного листа на другой, от одного растения к другому. Сельское хозяйство несло убытки. На место происшествия был направлен молодой ученый. Однако задача оказалась весьма непростой.

Строение вируса Нуклеиновая кислота Химические вещества . ДНК РНК Белки Углеводы Липиды Капсид Вирионы разных вирусов: а–вирус оспа -вакцины; б–вирус простого герпеса человека, в–вирус гепатита В, г–аденовирус человека, д–вирус гриппа, е–вирус гепатита А, ж–бактериофаг лямбда Вирусы По строению: Простые или сложные Вирусы По составу: ДНК или РНК содержащие

Цикл развития вируса. Процесс адсорбции. Вирус прикрепляется к поверхности восприимчивой клетки. Процесс инъекции . Вирус вводит свою нуклеиновую кислоту в клетку или сам проникает в клетку полностью, а затем происходит отделение вируса от белковой оболочки и освобождение нуклеиновой кислоты. Процесс редупликации. Самовоспроизведение молекул нуклеиновой кислоты из нуклеотидов, накопленных в клетке хозяина. Процесс синтеза. Синтез вирусных белков и ферментов. Процесс самосборки вируса . Сборка вирусных частиц осуществляется из синтезированных пораженной клеткой вирусных белков, самосборка капсида. Процесс лизиса. Выход вирусных частиц из пораженной клетки; притом у бактерий происходит распад клетки под влиянием ферментов фага, а у клеток животных, растений и грибов выпячивается оболочка клетки, и вирус выталкивается в окружающую среду.

Вирус иммунодифицита человека Многие путают два совершенно различных понятия - ВИЧ-инфицированный и больной СПИДом. Разница заключается в том, что человек, инфицированный вирусом иммунодефицита, может в течение многих лет оставаться работоспособным, относительно здоровым человеком. Такой человек не представляет никакой опасности для окружающих

Значение вирусов. Заболевания человека корь, свинка, грипп, полиомиелит, бешенство, оспа, желтая лихорадка, трахома, энцефалит, некоторые онкологические (опухолевые) болезни, СПИД, бородавки, герпес. Ребенок больной оспой Человек больной гриппом

У животных вирусы вызывают ящур, чуму, бешенство; насекомых - полиэдроз, грануломатоз . Вирус бешенства животных Значение вирусов. Заболевания животных

Значение вирусов. Заболевания растений у растений - мозаику или иные изменения окраски листьев либо цветков, курчавость листьев и другие изменения формы, карликовость; наконец, у бактерий - их распад.

Домашнее задание Прочитать параграф учебника, ответить на вопросы к нему и составить и оформить синквейн на изучаемую тему. Подготовить сообщение, о вирусах используя ресурсы Интернет. Составить перечень сайтов Интернета, где можно найти информацию о вирусах; Приготовить презентацию, используя программные средства Microsoft Word , Microsoft Power Point

Цель:

сформировать знания о вирусах как неклеточной форме жизни, их строении, особенностях жизнедеятельности.

Ход урока.

1. Организационный момент.

2. Проверка домашнего задания.

Вопросы для фронтального опроса:

1) Что такое ген?

2) Где и как происходит биосинтез белка?

3) Требуют ли процессы синтеза затрат энергии или, наоборот, в процессах синтеза белка происходит выделение энергии?

3. Изучение новой темы.

1. Слово учителя.

В этот период учеными были открыты возбудители чумы, холеры, туберкулёза, дифтерии и других наиболее часто встречающихся и широко распространённых болезней. Однако возбудителей многих других заболеваний, в том числе и очень опасных (например, натуральная оспа, корь, грипп, гепатит и др. ), обнаружить не удавалось, хотя об этих болезнях знали давно.

Лишь в 1892г. Дмитрий Иосифович Ивановский (1864-1920), занимаясь поисками возбудителя болезни табачной мозаики, установил, что он невидим в микроскоп даже при самом сильном увеличении и проходит через фильтры, которые задерживают бактериальные клетки; не растёт на обычных питательных средах, применяемых в бактериологии. Учёный предположил, что возбудителем болезни табака являются либо мельчайшие бактерии, либо выделенные ими ядовитые вещества- токсины.

Возбудителем мозаики табака оказались не бактерии, как утверждал Ивановский, но и не жидкое заразное начало, как предполагал Бейеринк. Хотя удалось достичь значительных успехов в получении высокоочищенных проб и было установлено, что по химической природе это нуклеопротеины (нуклеиновые кислоты +белки), сами частицы всё ещё оставались неуловимыми и загадочными. Так были открыты вирусы. Увидеть вирусы удалось лишь в электронный микроскоп спустя 50 лет после их открытия.

И первым был сфотографирован именно вирус табачной мозаики (ВТМ), который является одним из наиболее изученных. Но ученый мир не сразу признал особую природу вирусов. С момента их открытия возникало немало вопросов: это существа или вещества; они живые или неживые?

Вирусы не способны к самостоятельной жизнедеятельности: они могут проявлять свойства живого существа, только проникнув в клетку и используя для своих нужд её структуры и энергию. Таким образом, вирусы являются внутриклеточными паразитами. Некоторые вирусы, например вирус гриппа или герпеса, покидая клетку-хозяина, захватывают участок клеточной мембраны и образуют из неё дополнительную оболочку поверх своего капсида.

3. Работа с таблицей.

Организуется самостоятельная работа с учебником (А. А. Каменский, Е. А. Криксунов, В. В. Пасечник, параграф № 20)

В ходе обсуждения результатов заполнения таблицы учитель дополняет ее некоторыми примерами, отсутствующими в тексте учебника.

Самые крупные вирусы (например, вирус оспы) достигают величины 400-700 нм и приближаются по размерам к небольшим бактериям; самые мелкие (возбудители полиомиелита, энцефалита, ящура) измеряются всего десятками нанометров, то есть близки к крупным белковым молекулам, в частности молекулам гемоглобина крови; в среднем они раз в пятьдесят меньше бактерий.

Вирусы имеют разнообразные формы:

1) палочковидные (ВТМ) ;

2) пулевидные (вирус бешенства) ;

3) сферические (полиомиелит, ВИЧ);

4) нитевидные (фил вирусы);

5) в виде многогранников.

Комментарии учителя. На основании всего сказанного можно сделать вывод о том, что вирусы, хотя и не имеют клеточного строения, относятся к живым организмам. В связи с этим все живое делится на две империи-доклеточных, которая объединяет вирусы и бактериофаги, и клеточных (царства растений, животных, грибов и прокариот).

Весь материал - в документе.

Цель: сформировать знания о вирусах как неклеточной форме жизни, их строении, особенностях жизнедеятельности.

2. Проверка домашнего задания

Вопросы для фронтального опроса:

2)Где и как происходит биосинтез белка?

3)Требуют ли процессы синтеза затрат энергии или, наоборот, в процессах синтеза белка происходит выделение энергии?

3. Изучение новой темы

Как уже говорилось, универсальной единицей жизни на Земле является клетка. Однако на рубеже XIX и XX вв. было обнаружено, что существует целый ряд болезней растений, животных и бактерий, возбудители которых явно имеют неклеточную природу: они слишком малы и проходят через мельчайшие фильтры, которые задерживают даже самые маленькие клетки. В этот период учеными были открыты возбудители чумы, холеры, туберкулёза, дифтерии и других наиболее часто встречающихся и широко распространённых болезней. Однако возбудителей многих других заболеваний, в том числе и очень опасных (например, натуральная оспа, корь, грипп, гепатит и др.), обнаружить не удавалось, хотя об этих болезнях знали давно.

Вирусные частицы представляют собой мельчайшие (20-300 нм) симметрические структуры, построенные из повторяющихся элементов. Каждый вирус является частицей нуклеиновой кислоты (ДНК и РНК), заключённой в белковую оболочку, которую называют капсидом. Вирусы не способны к самостоятельной жизнедеятельности: они могут проявлять свойства живого существа, только проникнув в клетку и используя для своих нужд её структуры и энергию. Таким образом, вирусы являются внутриклеточными паразитами. Некоторые вирусы, например вирус гриппа или герпеса, покидая клетку-хозяина, захватывают участок клеточной мембраны и образуют из неё дополнительную оболочку поверх своего капсида.

3. Работа с таблицей.

Организуется самостоятельная работа с учебником (А.А. Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник, параграф № 20)

Характерные особенности вирусов

Сходство с живыми организмами

Отличие от живых организмов

1) Способность к размножению.

1) Во внешней среде имеют форму кристаллов, не проявляя никаких свойств живого.

1) очень маленькие размеры

2) Не потребляют пищи.

2) Простота организации(нуклеиновая кислота + белки)

3) Не вырабатывают энергию.

3) Занимают пограничное положение между неживой и живой материей.

4) Характерна приспособляемость к меняющимся условиям окружающей среды.

4) Высокая скорость размножения.

5) Нет обмена веществ.

5) Носитель наследственной информации или ДНК, или РНК.

6) Имеют неклеточное строение.

Вирусы имеют разнообразные формы:

пулевидные (вирус бешенства);

сферические (полиомиелит, ВИЧ);

нитевидные (фил вирусы);

в виде многогранников.

доклеточных, которая объединяет вирусы и бактериофаги, и клеточных (царства растений, животных, грибов и прокариот).

Если у всех клеточных организмов имеется обязательно два типа нуклеиновых кислот- ДНК и РНК, то вирусы содержат только одну из них. На этом основании их делят на две группы- ДНК-содержащие и РНК-содержащие вирусы.

Простоорганизованные вирусы представляют собой нуклеопротеиды, то есть состоят из нуклеиновой кислоты и нескольких белков, образующих оболочку вокруг нее - капсид.

Сложноорганизованные вирусы имеют дополнительную оболочку – белковую или литопротеиновую, которая иногда может содержать ещё и углеводы, например, у возбудителей гриппа и герпеса. Их наружная оболочка является фрагментом ядерной или цитоплазматической мембраны клетки – хозяина, из которой вирус выходит во внеклеточную среду.

Геном вирусов может быть представлен как однонитчатыми, так и двунитчатыми молекулами ДНК и РНК. Так, двунитчатая ДНК встречается у вирусов оспы человека, овец, свиней, аденовирусов человека; двунитчатая РНК служит генетической матрицей у некоторых вирусов насекомых. Широко распространены вирусы, содержащие однонитчатую РНК. Это вирусы энцефалита, краснухи, кори, бешенства, гриппа и другие.

Вирусы с оболочкой Вирусы без оболочки

ДНК- РНК- ДНК-содержащие РНК-содержащие

Двуните- Одноните- Двуни- Однони-

вые вые тевые тевые

3.Продолжение изучения материала. Размножение вирусов.

В отличие от клеточных организмов у вирусов отсутствует собственная система, синтезирующая белки. Вирусы вносят в клетку только свою генетическую информацию. С матрицы – вирусной ДНК или РНК- синтезируется информационная РНК, которая и служит основой для синтеза вирусных белков рибосомами клетки-хозяина.

При заражении вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ) РНК вируса самовоспроизводится вместе с РНК клетки. При этом человек какое-то время остается здоровым. Но затем вирус активируется, и развивается смертельное заболевание – СПИД (синдром приобретенного иммунодефицита). Вирусы являются возбудителями большого количества заболеваний человека: оспы, кори, гриппа, краснухи, бешенства, энцефалита и др. Известен также целый ряд заболеваний растений, вызываемых вирусами, например мозаичная болезнь табака, томатов, огурцов или скручивание листьев картофеля. Всего описано около 500 видов вирусов, поражающих клетки позвоночных животных, и около 300 вирусов растений. Некоторые вирусы участвуют в злокачественном перерождении клеток и тем самым провоцируют онкологические заболевания.

Жизненный цикл вируса имеет две фазы – внеклеточную или покоящуюся (вирусные частицы или вирионы) и внутриклеточную (размножающуюся). Существующие вне клеток вирионы не обнаруживают никаких признаков жизни. Во время внутриклеточной фазы вирус существует в виде реплицирующей (делящейся) молекулы нуклеиновой кислоты – ДНК или РНК, и его генетический материал служит для синтеза клеткой хозяина специфичных вирусных белков.

Итак, рассмотрим процесс размножения вирусов. Так как это совершенно особый в органическом мире процесс, который характеризуется огромной скоростью. Так, например, в среднем за один цикл размножения в клетке легкого куриного эмбриона воспроизводится – до 10 тысяч вирионов вируса чумы птиц, а в клетке почки теленка – до 200 тысяч частиц вируса ящура. Подобная способность размножаться в сочетании с другими условиями обеспечила вирусам надежное существование.

Начало инфекционного процесса связано с размножением проникшего в клетку вируса, т.е происходит редупликация вирусного генома и самосборка капсида, которые также осуществляются в несколько этапов.

Первый этап подготовительный. На этом этапе происходит подавление функционирования генетического аппарата клетки – хозяина, белоксинтезирующий аппарат клетки переводится под контроль генома вируса, начинается синтез ферментов, необходимых для синтеза и репликации нуклеиновых кислот вируса.

На следующем этапе происходит репликация нуклеиновых кислот, механизмы которой различны из-за разнообразия генетического аппарата вирусных частиц, и синтез белков капсида.

Следующая стадия – созревания вирусных частиц – включает процессы, когда отдельные компоненты складываются в самостоятельно функционирующие вирионы, точно соответствующие родительским оригиналам.

Наука, изучающая размножение, строение и происхождение вирусов называется вирусологией. Многие её успехи достигнуты в борьбе с конкретными болезнями – оспой, клещевым энцефалитом, бешенством, жёлтой лихорадкой и др. Но перед человечеством стоит ещё множество сложных вирусологических проблем. Экспериментально доказано вирусное происхождение большого числа опухолей у животных.

Связь между злокачественными опухолями и вирусами у человека менее очевидна, хотя в последние годы такие данные получены. К числу вирусных заболеваний относится СПИД, возбудителем которого является вирус иммунодефицита (ВИЧ). ВИЧ относится к ретровирусам, имеет сферическую форму диаметром от 100- 150 нм. Наружная оболочка вируса состоит из мембраны, образованной из клеточной мембраны клетки – хозяина, в которую встроены рецепторные образования, напоминающие по внешнему виду грибы.

Под наружной оболочкой располагается капсид вируса, образованный особыми белками, внутри которого находятся две молекулы вирусной РНК. Каждая молекула РНК содержит 9 генов ВИЧ и фермент, осуществляющий синтез ДНК с молекулы вирусной РНК. Основными клетками – мишенями ВИЧ являются Т – лимфоциты (хелперы), так как на их поверхности содержаться рецепторы, способные связываться с поверхностным белком ВИЧ. Кроме того, ВИЧ проникает в ЦНС, поражает нервные клетки и клетки нейроны, клетки кишечника.

Решите кроссворд (см. приложение 2)

Ответы на кроссворд :

По горизонтали: 1. Бактериофаги; 5. Интерферон; 6. Эукариоты; 8.Самовоспроизводство; 10.Герпес; 11. Паразит; 14. Иммунитет; 15. Вирогения; 16. Вироиды; 17. Вирион; 18. Профаг; 20. Бейеринк; 21. Провирус; 24. Эритроциты; 27. Вирусотерапия; 28. Инфекция.

По вертикали: 2. Аденовирусы; 3.Вирусология; 4. Ивановский; 7. Клон; 9. Гепатит; 10. Грипп; 11. Антибиотики; 13. Вирусы; 16. Прокариоты; 19. Иммуноциты; 22. Свинка; 23. СПИД; 25. Оспа.

5.Заключительный этап урока.

Открытие вирусов

В 1892 году Д.И. Ивановский (см. Рис. 1), изучая мозаичную болезнь табака (см. Рис. 2), установил, что причиной заболевания является некое инфекционное начало, содержащееся в листьях больных растений, которое проходит через фильтр, задерживающий обыкновенные бактерии. Если профильтрованный сок внести в листья здоровых растений, то они также заболевают мозаичной болезнью.

Рис. 1. Д.И. Ивановский

Рис. 2. Мозаичная болезнь табака

В 1898 году независимо от Ивановского аналогичные результаты получил голландский микробиолог М. Бейеринк. Однако он предположил, что мозаичную болезнь табака вызывают не мельчайшие бактерии, а некое жидкое заразное начало, которое он назвал фильтрующим вирусом.

Размеры вирусов определяются нанометрами (20-200 нм), поэтому их изучение началось после открытия электронного микроскопа. В настоящее время описаны вирусы практически всех групп живых организмов.

Строение вирусов

Вирусы – неклеточные формы жизни. Они состоят (см. Рис. 3) из фрагмента генетического материала (РНК или ДНК), составляющего сердцевину вируса, и защитной оболочки, которая называется капсид. У некоторых вирусов (герпес, грипп) есть дополнительная липопротеидная оболочка – суперкапсид, которая возникает из плазматической мембраны клетки-хозяина.

Рис. 3. Строение вируса

Вирусы не способны к самостоятельной жизнедеятельности. Они могут проявлять свойства живого, только попав в клетку-хозяина. Они используют потенциал и энергию этой клетки для создания своих новых вирусных частиц, следовательно, вирусы являются внутриклеточными паразитами.

Размножение вирусов

Обычно вирус связывается с поверхностью клетки-хозяина и проникает внутрь. Каждый вирус ищет своего хозяина, то есть клетки строго определенного вида. Например, вирус – возбудитель гепатита (желтуха) проникает и размножается только в клетках печени, а вирус эпидемического паротита (свинка) – только в клетках околоушных слюнных желез человека.

Проникнув внутрь клетки-хозяина, вирусная ДНК или РНК начинает взаимодействовать с ее генетическим аппаратом таким образом, что клетка начинает синтезировать белки, свойственные вирусу (см. Рис. 4).

Рис. 4. Схема репродукции вируса

При заражении ретровирусом (например, вирус иммунодефицита человека (ВИЧ)), у которого в качестве генетического материала используется молекула РНК, наблюдается другая картина. При попадании ретровируса в клетку-хозяина происходит обратная транскрипция. То есть на основе вирусной РНК синтезируется вирусная ДНК, которая встраивается в ДНК человека. Такой тип взаимодействия вируса с клеткой называется интегративным, а встроенная в состав хромосомы клетки ДНК вируса называется провирусом. Далее провирус реплицируется (удваивается) в составе хромосомы и переходит в геном дочерних клеток. Однако под влиянием некоторых физических и химических факторов провирус может выщепляться из хромосомы клетки и переходить к продуктивному типу взаимодействия, то есть синтезировать новые вирусные частицы.

При заражении ВИЧ человек чувствует себя здоровым, пока вирусный генетический материал встроен в хромосому человека. Однако при выщеплении этого вирусного генетического материала из клетки она начинает образовывать новые вирусные частицы, вследствие чего развивается смертельное заболевание – синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД).

Вирусы являются возбудителями большого количества заболеваний человека: корь, грипп, оспа, краснуха, энцефалит, свинка, гепатиты, СПИД. Известен также целый ряд заболеваний растений, вызываемых вирусами, например мозаичная болезнь табака, томатов, огурцов или скручивание листьев картофеля. Всего описано около 500 видов вирусов, поражающих клетки позвоночных животных, и около 300 вирусов растений. Некоторые вирусы участвуют в злокачественном перерождении клеток и тем самым провоцируют онкологические заболевания.

ДНК- и РНК-содержащие вирусы

В зависимости от содержащегося генетического материала вирусы подразделяются на ДНК-содержащие и РНК-содержащие.

Одноцепочные РНК-содержащие вирусы подразделяются на:

1. Плюс-нитевые (положительные). Плюс-нить РНК этих вирусов выполняет наследственную (геномную) функцию и функцию информационной РНК (иРНК).

2. Минус-нитевые (отрицательные). Минус-нить РНК этих вирусов выполняет только наследственную функцию.

К РНК-содержащим вирусам относятся более
вирусов, вызывающих респираторные заболевания, а также вирус гриппа, кори, краснухи, свинки, ВИЧ. Также существует специфическая группа вирусов – арбовирусы, которые переносятся членистоногими.

Двухцепочные ДНК-содержащие вирусы вызывают такие заболевания, как папиллома человека или герпес, гепатит В (гепатит А и гепатит С вызывается РНК-содержащими вирусами).

ДНК-содержащие вирусы поражают также растения. Они вызывают, например, золотую мозаику бобов или полосатость у кукурузы.

Вирус гепатита С

По своему строению вирус гепатита С – это РНК-содержащий вирус, имеющий сферическую форму, сложно устроенный (см. Рис. 5).

В качестве генетического материала такой вирус содержит линейную однонитчатую молекулу РНК.

Рис. 5. Гепатит С

Вопреки бытующим предрассудкам, подцепить вирус гепатита C невозможно через социальные контакты (поцелуи, объятия), через продукты или воду, через грудное молоко. Вы ничем не рискнете, если разделите с носителем вируса трапезу или напитки. Заразиться гепатитом C можно при контакте с кровью инфицированного человека либо половым путем.

В настоящее время для лечения гепатита С используют два препарата: Интерферон альфа и Рибавирин.

Бактериофаги

Рис. 6. Бактериофаг (Источник)

Особую группу вирусов составляют бактериофаги (или просто фаги), которые заражают бактериальные клетки (см. Рис. 6). Фаг укрепляется на поверхности бактерии при помощи специальных ножек и вводит в ее цитоплазму полый стержень, через который проталкивает внутрь клетки свою ДНК или РНК. Таким образом, генетический материал фага попадает внутрь бактериальной клетки, а капсид остается снаружи. В цитоплазме начинается репликация генетического материала фага, синтез его белков, построение капсида и сборка новых фагов. Уже через 10 мин после заражения в бактерии формируются новые фаги, а через полчаса бактериальная клетка разрушается, и из нее выходят около 200 заново сформированных вирусов – фагов, способных заражать другие бактериальные клетки (см. Рис. 7). Некоторые фаги используются человеком для борьбы с болезнетворными бактериями, вызывающими холеру, дизентерию, брюшной тиф.

Рис. 7. Схема размножения бактериофага (Источник)

Список литературы

Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Общая биология 10-11 класс Дрофа, 2005.
Биология. 10 класс. Общая биология. Базовый уровень / П.В. Ижевский, О.А. Корнилова, Т.Е. Лощилина и др. – 2-е изд., переработанное. – Вентана-Граф, 2010. – 224 стр.
Беляев Д.К. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 11-е изд., стереотип. – М.: Просвещение, 2012. – 304 с.
Агафонова И.Б., Захарова Е.Т., Сивоглазов В.И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – Дрофа, 2010. – 384 с.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Домашнее задание

Если вы нашли ошибку или неработающую ссылку, пожалуйста, сообщите нам – сделайте свой вклад в развитие проекта.

Читайте также: