Строение вируса егэ биология

Вирус (лат. virus — яд) — неклеточная форма жизни, мельчайшие болезнетворные микроорганизмы, не видимые в микроскоп.
Они значительно меньше бактерий: легко проходят через бактериальные фильтры.

Вирусы способны размножаться только внутри живых клеток, до проникновения в них вирусы не имеют признаков жизни: пассивно перемещаются во
внешней среде, ожидая встречи с клеткой-мишенью.

В 1892 году Ивановский Д.И. в ходе изучения мозаичной болезни табака обнаружил, что болезнь вызывается мельчайшими субстанциями, которые проходят через бактериальный фильтр, то есть были меньше бактерий. Вирусы
впервые увидели в электронный микроскоп в 1939 году (спустя 19 лет со смерти Ивановского), однако считается, что именно Ивановский
положил начало вирусологии как науке.

Вирусы выделяют в отдельное, пятое царство. Несмотря на их кажущуюся безжизненность, от неживой материи их отличают следующие черты:

• Наличие наследственности и изменчивости
• Способность к репродукции (воспроизведению себе подобных)

Рекомендую обратить особое внимание на черты, которые отличают вирусы от живых организмов:

• Неживое (инертное) состояние

Вне клетки хозяина находятся в неживом состоянии, ожидая внедрения. Вирусы — облигатные внутриклеточные паразиты.

• Обмен веществ

У вирусов отсутствует обмен веществ с внешней средой (метаболизм).

• Неклеточное строение

Не имеют клеточной мембраны, ограничивающих их от внешней среды, и, соответственно, клеточного строения.

• Не делятся, не размножаются половым путем

У вирусов отсутствует половое размножение и деление. Попав в живую клетку, вирус встраивает свою нуклеиновую кислоту (РНК/ДНК) в наследственный
материал клетки-мишени. В результате клетка начинает синтезировать вирусные белки (новые вирусы): так увеличивается численность вирусов.

• Не растут

Вирусы не растут, не увеличиваются в размерах. Стратегия их жизни — безудержное размножение.

Если мы заглянем в клетку, инфицированную вирусом, то от вируса мы увидим только один элемент — его нуклеиновую кислоту (ДНК/РНК). Во внешней
среде вирусы существуют в виде вирионов — полностью сформированных вирусных частиц, состоящих из белковой оболочки (капсида) и нуклеиновой
кислоты внутри.

Носителем наследственной информации у вирусов может быть ДНК, РНК. В связи с этим все вирусы подразделяются на ДНК- и РНК-содержащие.

Взаимодействие вируса с клеткой

Найдя клетку, на поверхности которой есть подходящий рецептор, вирус взаимодействует с ним и прикрепляется к мембране клетки. Путем эндоцитоза (образование вакуоли) вирус
проникает внутрь клетки, выходит из вакуоли в цитоплазму. Наследственный материал (ДНК/РНК) вируса реализуется по схеме: ДНК ↔ РНК → белок.

Проникнув внутрь клетки (инфицировав ее), вирус реализует собственный генетический материал (ДНК/РНК) путем синтеза вирусного белка на рибосомах клетки хозяина. Клетка даже и не подозревает, что вирус встроил в ее РНК/ДНК свой генетический код — она принимает его как свой собственный, а в результате синтезирует вирусные белки.

Образовавшиеся белки объединяются в вирусные частицы, которые могут выходить из клетки разными путями. Вирионы вирусов гепатита C выходят из
клетки путем почкования (экзоцитозом), при таком варианте клетка долгое время остается живой и служит для продукции новых вирионов.

Известен и другой механизм выхода вирионов из клетки: взрывной, при котором оболочка клетки разрывается, и тысячи вирионов отправляются
инфицировать новые клетки. Такой способ характерен для аденовирусов, ротавирусов.

Бактериофаги («бактерия» + греч. phag(os) — пожирающий)

Это уникальная группа вирусов, инфицирующая только бактерии. Бактериофаг имеет капсид, с содержащимся внутри наследственным материалом — ДНК (реже РНК),
протеиновым хвостом. Бактериофаги открыты в 1915 году и с тех пор активно применяются в ходе генетических исследований.

Ниже вы можете видеть типичное строение бактериофага. Бактериофаг напоминает шприц, который протыкает стенку бактерии и впрыскивает внутрь нее
свою нуклеиновую кислоту.

Бактериофаги успешно применяются в медицине для лечения многих заболеваний. Это высокоэффективные, дорогостоящие препараты, которые помогают, например, нормализовать микрофлору кишечника при бактериальных инфекциях.

Вирусные инфекции

Вирусы вызывают множество заболеваний человека и животных. Некоторые из них неизлечимы даже на современном этапе развития медицины,
например бешенство. К вирусным инфекциям относятся грипп, корь, свинка, СПИД (вызванный ВИЧ), полиомиелит, желтая лихорадка, онковирусы.

Такая группа, как онковирусы, потенцируют развитие опухолей в организме. К ВИЧ и онкогенным вирусам не существует специфических антител, что
затрудняет процесс создания вакцины. В то же время против ряда вирусных инфекций: корь, ветряная оспа созданы вакцины, создающие
стойкий пожизненный иммунитет.

Клетки вырабатывают защитный белок — интерферон. Это вещество подавляет синтез новых вирусных частиц, приводит к повышению температуры
тела (например, при гриппе).

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) представляет для организма большую опасность. Он размножается в T-лимфоцитах — клетках крови, которые
выполняют иммунную функцию. С гибелью T-лимфоцитов разрушается иммунная система, становится невозможным сопротивление организма бактериями, вирусам и грибам, что в отсутствии лечения приводит к вторичным инфекциям.

Риск заражения ВИЧ присутствует при гемотрансфузии (переливании крови), половом акте. Инфекция также может быть передана
от ВИЧ инфицированной матери к плоду.

Скачать материал

Скачать материал

Описание презентации по отдельным слайдам:

• 

• 

  2 слайд

  Вирусы – латинское слово virus – яд.
  Не проявляют признаков жизни вне других организмов, являются внутриклеточными паразитами.
  В настоящее время известны вирусы,
  размножающиеся в клетках растений, животных, грибов и бактерий.
  Вирусология — наука, изучающая неклеточные формы организмов — вирусы.

• 

  3 слайд

  История открытия вирусов, 1892 г.
  Вирус табачной мозаики

• 

  4 слайд

  Строение вируса табачной мозаики
  Нуклеиновая
  кислота (одноцепочечная РНК)
  Белковая оболочка –
  капсид (от лат. слова «capsa» — вместилище).
  Вирус поражает табак, а также представителй семейства Пасленовые, разрушая хлорофилл, из-за чего некоторые участки становятся более светлыми по сравнению со здоровыми

• 

  5 слайд

  В 1898 году голландец
  Бейеринк Мартин Виллем
  ввел термин «вирус» (от
  латинского – «яд»), чтобы
  обозначить инфекционную
  природу определенных
  профильтрованных растительных
  жидкостей.

• 

  6 слайд

  СВОЙСТВА ВИРУСОВ
  Вирусы — мельчайшие живые организмы;
  Вирусы не имеют клеточного строения;
  Вирусы способны жить и воспроизводиться, паразитируя внутри других клеток;
  Большинство вирусов вызывают болезни;
  Вирусы устроены очень просто;
  Вирусы находятся на границе живого и неживого;
  Каждый тип вируса распознает и инфицирует лишь определенные типы клеток.
  Они могут переносить гены между клетками одного организма, между организмами как одного, так и разных видов или даже классов.

• 

  7 слайд

  Строение вируса
  Вирус (от лат. virus — яд) — простейшая форма жизни на нашей планете, микроскопическая частица (можно увидеть только под электронным микроскопом), представляющая собой молекулы нуклеиновых кислот (ДНК или РНК), заключённые в защитную белковую оболочку (капсид) и способные инфицировать живые организмы. Полностью сформированная инфекционная частица называется вирионом.
  Вирион- симметричное тело, состоящее из повторяющихся элементов. Вирионы могут иметь форму палочек или многогранника, реже- иная форма.

• 

  8 слайд

  Классификация вирусов.
  Химические вещества, содержащиеся в вирусах
  ДНК (дву — или одноцепочечная, кольцевая или линейная).
  РНК (одно- или двуцепочечная)
  Белки
  Углеводы
  Липиды

• 

  9 слайд

  Вирус табачной мозаики

• 

  10 слайд

  Размеры и форма вирусов
  Нанометр –
  10-9 метра
  В 100 раз меньше
  бактерий
  От 10 до 275 нм

• 

  11 слайд

  Форма вирусов
  Герпес
  Грипп
  Табачная мозаика
  Бактериофаг
  Полиомиелит
  Аденовирус

• 

  12 слайд

  СТРОЕНИЕ ВИРУСА
  Строение бактериофага

• 

  13 слайд

  Этапы жизнедеятельности вируса
  1. Прикрепление вируса к клетке –хозяина.
  2. Проникновение вируса в клетку.
  3. ДНК встраивается в клетки хозяина
  4. Синтез вирусных белков и образование новых вирусных частиц, то есть клетки хозяина работают на вирус.
  5. Выход вируса из клетки.
  !Если вирус содержит РНК, то с помощью фермента обратной транскриптазы на РНК синтезируется 1 цепь ДНК, а затем вторая. После этого ДНК вируса встраивается в ДНК клетки хозяина.

• 

  14 слайд

  Вирусы используют клетки хозяина 2 способами:
  1. После того, как ресурсы клетки-хозяина выработаны, она погибает, и в окружающую среду выходят новые вирионы. Весь цикл может длиться несколько минут.
  2. Выход новых вирионов происходит постепенно, клетка хозяина продолжает жить и делиться, производя новые вирусные частицы.

• 

  15 слайд

  ЗНАЧЕНИЕ ВИРУСОВ
  1. ЗАБОЛЕВАНИЯ ЧЕЛОВЕКА
  Корь, свинка, грипп, полиомиелит, бешенство, оспа, желтая лихорадка, трахома, энцефалит, некоторые онкологические (опухолевые) болезни, СПИД, бородавки, герпес.

• 

  16 слайд

  Вирусные заболевания человека
  Натуральная оспа — острое вирусное заболевание, которое в типичных случаях характеризуется общей интоксикацией, лихорадкой, своеобразными высыпаниями на коже и слизистых оболочках, последовательно проходящими стадии пятна, пузырька, пустулы, корочки и рубца.
  Признаки:
  жар;
  головная боль;
  общая слабость;
  появление оспин.
  Оспа
  Способы передачи:
  воздушно-капельный;
  пылевой путь.

• 

  17 слайд

  Признаки:
  Лихорадка;
  боль в горле;
  Кашель;
  Конъюнктивит;
  Ринит;
  Слезотечение;
  Тяжелая дыхательная недостаточность.

  Способы передачи:
  воздушно-капельный путь.

• 

  18 слайд

  СПИД (ВИЧ) — синдром приобретенного иммунодефицита. Состояние глубочайшего иммунодефицита, развивающееся в результате действия на иммунную систему вируса иммунодефицита человека (ВИЧ).
  ВИЧ поражает именно те клетки человеческого организма, которые призваны бороться с инфекцией — клетки иммунной системы (лимфоциты крови). На воздухе, вирус СПИДа, как правило, погибает.

• 

  19 слайд

  СПИД. ВИЧ.

  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.
  Вирус иммунодефицита
  человека
  Смертельно опасный вирус СПИДа
  Трехмерное изображение вируса СПИДа
  Вирионы ВИЧ

• 

  20 слайд

  Вакцинация
  ВАКЦИНЫ [от лат. vaccinus— коровий (т. к. первая В. была изготовлена из коровьей оспы)] — препараты, получаемые из микробов, вирусов и продуктов их жизнедеятельности и применяемые для выработки невосприимчивости (активной иммунизации) людей и животных с профилактическими и лечебными целями.

• 

  21 слайд

  2.ЗАБОЛЕВАНИЯ ЖИВОТНЫХ И НАСЕКОМЫХ
  1. У животных вирусы вызывают ящур (коровы, свиньи, козы и др), бешенство (домашние животные, лисы, волки);
  2. У насекомых – полиэдроз (болезнь куколок и гусениц тутового шелкопряда).

  Вирус бешенства

• 

  22 слайд

  3. ЗАБОЛЕВАНИЯ РАСТЕНИЙ
  У растений – мозаику
  или иные изменения
  окраски листьев либо
  цветков, курчавость
  листьев и другие
  изменения формы,
  карликовость;

  Пестролепестость, как и другие вирусные заболевания, не излечиваются.

• 

  23 слайд

  4. БАКТЕРИОФАГИ – «ПОЖИРАТЕЛИ БАКТЕРИЙ»
  1. Открыты в 1917 году одновременно во Франции и Англии.
  2. Используются при лечении заболеваний, вызываемых некоторыми бактериями (чума, тиф, дизентерия).
  Схематичное строение Т-фага кишечной палочки со смешанным типом симметрии:
  1 — кубоидальная капсидная головка;
  2 — двухнитчатая ДНК;
  3 – стержень;
  4 — спиралеобразный сокращающийся капсид (чехол);
  5- базальная пластинка;
  6 — хвостовые фибриллы.

• 

  24 слайд

  Пути передачи вирусов
  1. Контактный путь – т. е. контагиозный
  контактно-бытовым — стрептодермию (гнойно-воспалительное заболевание кожных покровов).

• 

  25 слайд

  Пути передачи вирусов
  2. Воздушно – капельный путь

  Так распространяются такие заболевания как грипп, корь, полиомиелит и другие.

• 

  26 слайд

  Пути передачи ВИЧ-инфекции
  Половой – при непостоянном половом партнере (пользоваться презервативами!) и гомосексуальных отношениях, при искусственном оплодотворении
  При использовании загрязненных медицинских инструментов, у наркоманов – одним шприцем
  От матери- ребенку: внутриутробно, при родах, при кормлении грудным молоком
  Через кровь: при переливании крови, пересадке органов и тканей.
  На воздухе, как правило, ВИЧ погибает.

• 

  27 слайд

  Характерные особенности вирусов

Краткое описание документа:

Данная презентация будет очень полезна обучающимс, сдающим ЕГЭ по биологии.

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 156 566 материалов в базе

• Выберите категорию:

• Выберите учебник и тему

• Выберите класс:
• Тип материала:

  • Все материалы

  • Статьи

  • Научные работы

  • Видеоуроки

  • Презентации

  • Конспекты

  • Тесты

  • Рабочие программы

  • Другие методич. материалы

Найти материалы

Вам будут интересны эти курсы:

• Курс повышения квалификации «Организация и руководство учебно-исследовательскими проектами учащихся по предмету «Биология» в рамках реализации ФГОС»

• Курс повышения квалификации «ФГОС общего образования: формирование универсальных учебных действий на уроке биологии»

• Курс повышения квалификации «Методические аспекты реализации элективного курса «Антропология и этнопсихология» в условиях реализации ФГОС»

• Курс повышения квалификации «Государственная итоговая аттестация как средство проверки и оценки компетенций учащихся по биологии»

• Курс повышения квалификации «Нанотехнологии и наноматериалы в биологии. Нанобиотехнологическая продукция»

• Курс повышения квалификации «Основы биоэтических знаний и их место в структуре компетенций ФГОС»

• Курс профессиональной переподготовки «Биология и химия: теория и методика преподавания в образовательной организации»

• Курс профессиональной переподготовки «Организация производственно-технологической деятельности в области декоративного садоводства»

• Курс повышения квалификации «Составление и использование педагогических тестов при обучении биологии»

• Курс повышения квалификации «Инновационные технологии обучения биологии как основа реализации ФГОС»

• Курс профессиональной переподготовки «Организация и выполнение работ по производству продукции растениеводства»

Открытие вирусов

В 1892 году русский ученый Д. И. Ивановский, изучая заболевание табака, проявляющееся появлением на листах растения своеобразной мозаики, обратил внимание на необычные свойства его возбудителя.

В попытке определить вид организма, вызывающего болезнь, ученый использовал световой микроскоп, однако никаких признаков присутствия в препарате бактерий, грибов или простейших он не обнаружил. Тогда биолог сделал вывод о том, что возбудитель настолько мал, что его невозможно увидеть. Поскольку инфекционная природа заболевания была очевидна (контакт с больным растением вызывал заболевание у здорового), ученый поставил перед собой задачу доказать, что существует какой-то агент, который способствует заражению все новых и новых растений.

Чтобы подтвердить свою теорию, он провел эксперимент. Выделив сок больного растений, он пропустил его через фильтр. Фильтр при этом имел достаточно мелкую структуру и достоверно не мог пропустить через себя даже самые мелкие бактерии. После этого биолог обработал полученным соком здоровое растение и наблюдал развитие заболевание. Эксперимент подтвердил, что существует особенный, «фильтрующийся» вид возбудителей, который способен вызывать болезни. Сам Ивановский еще не использовал термин «вирус», однако своими исследованиями заложил базу для развития науки вирусологии в дальнейшем.

С развитием техники появилась возможность визуализации даже таких небольших структур как вирусы. Было выявлено, что они представляют собой необычные организмы, состоящие из молекулы нуклеиновой кислоты и окружающей ее белковой капсулы.

Еще Ивановский заметил, что вирусы не способны размножаться и развиваться вне организма (на искусственно созданных питательных средах), и этим они отличались от всех других живых существ.

Позднее были выявлены и другие организмы, имеющие подобное строение и схожие особенности жизнедеятельности.

Например, в 1917 году французский микробиолог Д’Эррель открыл бактериофаг – вирус, поражающий исключительно бактерии. Этот термин обязательно нужно знать, он часто встречается на экзамене.

Строение вирусов

В зависимости от строения вирусы делят на простые и сложные.

Простые вирусы состоят только из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки (капсида). Расположение молекул белка относительно нуклеиновой кислоты может быть различным:

Рисунок 1. Строение вируса

На первом рисунке изображен вирус табачной мозаики (4), у которого нуклеиновая кислота (1) с помощью белков (2) закручена по спирали. На втором рисунке цифрой 3 отмечены антигены вируса, выступающие над поверхностью его оболочки.

Сложные вирусы также имеют НК и капсид, но в дополнение к последнему они получают дополнительную оболочку. Эта оболочка не относится собственно к вирусу, она образуется в процессе выхода из клетки хозяина, это часть ее клеточной мембраны. Такое строению характерно, например, для вируса гриппа.

Рисунок 2. Вирус гриппа

Обратите внимание: у вирусов нет ни ядра, ни цитоплазмы, ни цитоплазматической мембраны, поэтому мы не можем сказать, что вирусы имеют клеточное строение. Их относят к доклеточным формам жизни.

Помимо разделения вирусов на простые и сложные, есть и масса других классификаций. В составе сердцевины вируса могут быть самые различные нуклеиновые кислоты, в зависимости от этого их делят на следующие группы:

Жизнедеятельность вирусов

В тоже время вирусы считают неживыми системами, так как у них не проявляются все признаки живого, например, отсутствует собственный обмен веществ.

Однако стоит отметить, что некоторые свойства живого у вирусов все-таки выражены: они имеют сходное химическое строение с клетками живого, обладают наследственностью изменчивостью и способностью к самовоспроизведению (только в организме хозяина). Типичным примером изменчивости может служить вирус гриппа А, который ежегодно мутирует и рождает новые штаммы вируса, ежегодно поражающие население земного шара.

Вирусы являются облигатными паразитами, использующими живых существ в качестве среды обитания. Поражать они могут и животных, и растения, и бактерии, и грибы.

У человека вирусы вызывают развитие многих инфекционных заболеваний: оспы, герпеса, гепатита, гриппа, бешенства, СПИДа (и т. д). Знать эти заболевания и уметь отличать их от бактериальных инфекций нужно обязательно.

Вирусные заболевания

Название болезни	Поражаемые области тела
Грипп	Дыхательные пути
Гепатит	Печень
Герпес	Кожа на губах, слизистая оболочка глотки, нервные ганглии
Оспа	Дыхательные пути, затем кожа
Свинка (паротит)	Дыхательные пути, затем генерализованная инфекция
Корь	Дыхательные пути, затем переходит на кожу и кишечник
Коревая краснуха (краснуха)	Дыхательные пути, шейные лимфатические узлы, глаза и кожа
Полиомиелит (детский паралич)	Глотка и кишечник, затем кровь; нервная система: двигательные нейроны спинного мозга, тогда может наступить паралич
Желтая лихорадка	Кровеносные сосуды и печень

Цикл развития вируса

1. Попадая в организм, вирусы ищут клетку-мишень (вирусы часто имеют тропность к определенному виду клеток, например ВИЧ связывается с клетками иммунной системы – лимфоцитами). Прикрепление вируса к клетке опосредовано рецептором. В случае его отсутствия возбудитель не может связаться с ней и в итоге выводится из организма, не вызвав заболевание. У некоторых людей отсутствуют рецепторы, позволяющие вирусу иммунодефицита прикрепиться к клеткам крови, поэтому они не болеют СПИДом, однако, стоит отметить, что таких людей крайне мало. Этап взаимодействия вируса с рецепторами клеток хозяина называется адсорбцией.

2. После установления контакта вирус проникает внутрь клетки, при этом капсид и наружная оболочка остаются снаружи или растворяются ферментами внутри клетки хозяина, а РНК или ДНК вводятся в цитоплазму. У бактериофага есть специальная ножка, которая помогает ему «впрыскивать» нуклеиновую кислоту в клетку. Этот процесс называется инъекцией вируса в клетку.

3. Далее нуклеиновая кислота встраивается в генетический аппарат клетки хозяина, и начинает воспроизводиться параллельно с ним. При этом клетка хозяина не погибает от этого воздействия, она лишь тратит на вирус часть своих ресурсов. Происходит репликация молекул вирусной нуклеиновой кислоты.

4. В ходе этого процесса в клетке синтезируются новые вирусные НК и молекулы белка, которые организуются в белковые оболочки для новых вирусов. Этот этап можно назвать синтезом вирусных компонентов.

5. Далее происходит сборка вирусных частиц в цитоплазме клетки хозяина.

6. Выход вируса из клетки может осуществляться двумя путями: либо происходит «взрыв» клетки, и все вирусные частиц оказываются вне ее, в таком случае клетка погибает, либо вирусные частички «отпочковываются» от нее, при этом сохраняя ее жизнеспособность.

Схематично цикл развития вируса представлен на рисунке ниже:

Вирусы — неклеточные формы жизни

Характеристика вирусов

Наряду с клеточной формой жизни существуют также и неклеточные ее формы — вирусы, вироиды и прионы. Вирусами (от лат. вира — яд) называют мельчайшие живые объекты, неспособные к проявлению каких-либо признаков жизни вне клеток. Факт их существования был доказан еще в 1892 году русским ученым Д. И. Ивановским, установившим, что болезнь растений табака — так называемая табачная мозаика — вызывается необычным возбудителем, который проходит через бактериальные фильтры, однако только в 1917 году Ф. Д’Эррель выделил первый вирус — бактериофаг. Вирусы изучает наука вирусология (от лат. вира — яд и греч. логос — слово, наука).

Вирусы существуют в двух формах: покоящейся, или внеклеточной, и воспроизводящейся, или внутриклеточной. Свободноживущих вирусов не существует, все они внутриклеточные паразиты на генетическом уровне.

В наше время известно уже около 1 000 вирусов, которые классифицируют по объектам поражения, форме и другим признакам, однако наиболее распространенной является классификация по особенностям химического состава и строения вирусов.

Особенности объектов поражения предопределяют подразделение вирусов на две большие группы: собственно вирусы и бактериофаги. Первые являются паразитами эукариотических клеток (животных, растений и грибов), а вторые — только клеток бактерий.

В отличие от клеточных организмов, вирусы состоят только из органических веществ — в основном нуклеиновых кислот и белка, однако часть вирусов содержит также липиды и углеводы.

Все вирусы условно делят на простые и сложные. Простые вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки — капсида. Капсид не монолитен, он собран из субъединиц белка — капсомеров. У сложных вирусов капсид покрыт липопротеиновой мембраной — суперкапсидом, в состав которого входят также гликопротеины и неструктурные белки-ферменты.

Несмотря на принадлежность к простым вирусам, наиболее сложное строение имеют вирусы бактерий — бактериофаги (от греч. бактерион — палочка и фагос — пожиратель), у которых выделяют головку и отросток, или «хвост». Головка бактериофага образована белковым капсидом и заключенной в нее нуклеиновой кислотой. В хвосте различают белковый чехол и спрятанный внутри него полый стержень. В нижней части стержня имеется специальная пластинка с шипами и нитями, ответственными за взаимодействие бактериофага с поверхностью клетки.

В отличие от клеточных форм жизни, у которых имеется и ДНК, и РНК, в вирусах присутствует только один вид нуклеиновой кислоты (либо ДНК, либо РНК), поэтому их делят на ДНК- (вирусы оспы, простого герпеса, аденовирусы, некоторые вирусы гепатита и бактериофаги) и РНК-содержащие вирусы (вирусы табачной мозаики, ВИЧ, энцефалита, кори, краснухи, бешенства, гриппа, остальные вирусы гепатита, бактериофаги и др.). У вирусов ДНК может быть представлена одноцепочечной молекулой, а РНК — двухцепочечной.

Так как вирусы лишены органоидов движения, заражение происходит при непосредственном контакте вируса с клеткой. В основном это происходит воздушно-капельным путем (грипп), через пищеварительную систему (гепатиты), кровь (ВИЧ) или переносчика (вирус энцефалита).

Непосредственно в клетку вирусы могут попадать случайно, с жидкостью, поглощаемой путем пиноцитоза, однако чаще их проникновению предшествует контакт с мембраной клетки-хозяина, в результате которого нуклеиновая кислота вируса или вся вирусная частица оказывается в цитоплазме. Большинство вирусов проникает не в любую клетку организма-хозяина, а в строго определенную, например, вирусы гепатита поражают клетки печени, а вирусы гриппа — клетки слизистой оболочки верхних дыхательных путей, так как они способны взаимодействовать со специфическими белками-рецепторами на поверхности мембраны клетки-хозяина, которые отсутствуют в других клетках.

В связи с тем, что у растений, бактерий и грибов клетки имеют прочные клеточные стенки, у вирусов, поражающих эти организмы, сформировались соответствующие приспособления к проникновению. Так, бактериофаги после взаимодействия с поверхностью клетки-хозяина «прокалывают» ее своим стержнем и вводят в цитоплазму клетки-хозяина нуклеиновую кислоту. У грибов заражение происходит в основном при повреждении клеточных стенок, у растений возможен как вышеупомянутый путь, так и проникновение вируса по плазмодесмам.

После проникновения в клетку происходит «раздевание» вируса, то есть утрата капсида. Дальнейшие события зависят от характера нуклеиновой кислоты вируса: ДНК-содержащие вирусы встраивают свою ДНК в геном клетки-хозяина (бактериофаги), а на РНК либо сначала синтезируется ДНК, которая затем встраивается в геном клетки-хозяина (ВИЧ), либо на ней может непосредственно происходить синтез белка (вирус гриппа). Воспроизведение нуклеиновой кислоты вируса и синтез белков капсида с использованием белоксинтезирующего аппарата клетки являются обязательными компонентами вирусной инфекции, после чего происходят самосборка вирусных частиц и их выход из клетки. Вирусные частицы в одних случаях покидают клетку, постепенно отпочковываясь от нее, а в других случаях происходит микровзрыв, сопровождающийся гибелью клетки.

Вирусы не только угнетают синтез собственных макромолекул в клетке, но и способны вызывать повреждение клеточных структур, особенно во время массового выхода из клетки. Это приводит, например, к массовой гибели промышленных культур молочнокислых бактерий в случае поражения некоторыми бактериофагами, нарушения иммунитета вследствие уничтожения ВИЧ Т4-лимфоцитов, представляющих собой одно из центральных звеньев защитных сил организма, к многочисленным кровоизлияниям и гибели человека в результате заражения вирусом Эбола, к перерождению клетки и образованию раковой опухоли и т. д.

Несмотря на то, что проникшие в клетку вирусы часто быстро подавляют ее системы репарации и вызывают гибель, вероятен также и иной сценарий развития событий — активация защитных сил организма, которая связана с синтезом противовирусных белков, например интерферона и иммуноглобулинов. При этом размножение вируса прерывается, новые вирусные частицы не образуются, а остатки вируса выводятся из клетки.

Происхождение вирусов не совсем ясно, однако полагают, что вирусы и бактериофаги — это обособившиеся генетические элементы клеток (например, плазмиды бактерий), которые эволюционировали вместе с клеточными формами жизни. Существуют также гипотезы упрощения прокариотических организмов вследствие паразитирования, доклеточного происхождения вирусов и занесения их из космоса.

Вирусы вызывают многочисленные заболевания человека, животных и растений. У растений это мозаичность табака и тюльпанов, у человека — грипп, краснуха, корь, СПИД и др. В истории человечества вирусы черной оспы, «испанки», а теперь и ВИЧ унесли жизни сотен миллионов человек. Однако инфицирование способно и повышать устойчивость организма к разнообразным возбудителям заболеваний (иммунитет), и таким образом способствовать их эволюционному прогрессу. Кроме того, вирусы способны «прихватывать» части генетической информации клетки-хозяина и переносить их следующей жертве, обеспечивая тем самым так называемый горизонтальный перенос генов, образование мутаций и, в конце концов, поставку материала для процесса эволюции.

В наше время вирусы широко используют в изучении строения и функций генетического аппарата, а также принципов и механизмов реализации наследственной информации, они применяются как инструмент генетической инженерии и биологической борьбы с возбудителями некоторых заболеваний растений, грибов, животных и человека.

Заболевание СПИД и ВИЧ-инфекция

ВИЧ (вирус иммунодефицита человека) был обнаружен только в начале 80-х годов ХХ века, однако скорость распространения вызываемого им заболевания и невозможность излечения на данном этапе развития медицины заставляют уделять ему повышенное внимание. В 2008 году Ф. Барре-Синусси и Л. Монтанье за исследование ВИЧ была присуждена Нобелевская премия в области физиологии и медицины.

ВИЧ — сложный РНК-содержащий вирус, который поражает главным образом Т4-лимфоциты, координирующие работу всей иммунной системы. На РНК вируса при помощи фермента РНК-зависимой ДНК-полимеразы (обратной транскриптазы) синтезируется ДНК, которая встраивается в геном клетки-хозяина, превращается в провирус и «затаивается» на неопределенное время. Впоследствии с этого участка ДНК начинается считывание информации о вирусной РНК и белках, которые собираются в вирусные частицы и практически одновременно покидают ее, обрекая на гибель. Вирусные частицы поражают все новые клетки и приводят к снижению иммунитета.

ВИЧ-инфекция имеет несколько стадий, при этом длительный период человек может быть носителем заболевания и заражать других людей, однако сколько бы ни длился этот период, все равно наступает последняя стадия, которая называется синдромом приобретенного иммунодефицита, или СПИДом.

Заболевание характеризуется снижением, а затем и полной потерей иммунитета организма ко всем возбудителям заболеваний. Признаками СПИДа являются хроническое поражение слизистых оболочек полости рта и кожи возбудителями вирусных и грибковых заболеваний (герпесом, дрожжевыми грибами и т. д.), тяжелая пневмония и другие СПИДассоциированные заболевания.

ВИЧ передается половым путем, через кровь и другие жидкости организма, но не передается через рукопожатия и бытовые предметы. В первое время в нашей стране инфицирование ВИЧ чаще было сопряжено с неразборчивыми половыми контактами, особенно гомосексуальными, инъекционной наркоманией, переливанием зараженной крови, в настоящее же время эпидемия вышла за пределы групп риска и быстро распространяется на другие категории населения.

Основными средствами профилактики распространения ВИЧ-инфекции являются использование презервативов, разборчивость в половых связях и отказ от употребления наркотиков.

Меры профилактики распространения вирусных заболеваний

Основным средством профилактики вирусных заболеваний у человека является ношение марлевых повязок при контакте с больными заболеваниями дыхательных путей, мытье рук, овощей и фруктов, протравливание мест обитания переносчиков вирусных заболеваний, вакцинация от клещевого энцефалита, стерилизация медицинских инструментов в лечебных учреждениях и др. Во избежание заражения ВИЧ следует также отказаться от употребления алкоголя, наркотиков, иметь единственного полового партнера, использовать индивидуальные средства защиты при половых контактах и т. д.

Вироиды

Вироиды (от лат. вирус — яд и греч. эйдос — форма, вид) — это мельчайшие возбудители болезней растений, в состав которых входит только низкомолекулярная РНК.

Их нуклеиновая кислота, вероятно, не кодирует собственные белки, а только воспроизводится в клетках растения-хозяина, используя ее ферментные системы. Нередко она может также разрезать ДНК клетки-хозяина на несколько частей, обрекая тем самым клетку и растение в целом на гибель. Так, несколько лет назад вироиды вызвали гибель миллионов кокосовых пальм на Филиппинах.

Прионы

Прионы (сокр. англ. proteinaceous infectious и —on) — это небольшие инфекционные агенты белковой природы, имеющие форму нити или кристалла.

Такие же по составу белки имеются и в нормальной клетке, однако прионы обладают особой третичной структурой. Попадая в организм с пищей, они помогают соответствующим «нормальным » белкам приобретать свойственную самим прионам структуру, что приводит к накоплению «ненормальных» белков и дефициту нормальных. Естественно, что это вызывает нарушения функций тканей и органов, в особенности центральной нервной системы, и развитие неизлечимых в настоящий момент заболеваний: «коровьего бешенства», болезни Крейтцфельдта – Якоба, куру и др.

Царство бактерий, строение, жизнедеятельность, размножение, роль в природе.
Бактерии — возбудители заболеваний растений, животных, человека. Профилактика
заболеваний, вызываемых бактериями

Царство бактерий

Бактерии — типичные прокариоты, представленные в основном одноклеточными и колониальными, реже многоклеточными формами. Среди них есть как автотрофы, так и гетеротрофы. Бактерии появились на Земле около 3,5 млрд лет назад и сыграли ключевую роль в преобразовании атмосферы и литосферы планеты. Обитают они во всех средах, от ледниковой минусовой температуры до кипящих источников, их находят даже на метеоритах, упавших на Землю, в атмосфере над ее поверхностью и в океанских глубинах. В настоящее время известно более 100 000 видов бактерий, однако только около 3000 из них изучены в той или иной степени. Изучением бактерий занимается наука бактериология, являющаяся разделом микробиологии. Впервые бактерии были описаны в XVII веке выдающимся микроскопистом А. ван Левенгуком.

Строение бактерий

Средние размеры клетки бактерий составляют 0,5–10 мкм. Бактериальная клетка имеет типичное для прокариот строение: кольцевая молекула ДНК, или хромосома бактерий, не отделена от цитоплазмы мембраной, а располагается в особом ее участке — нуклеоиде. Хромосома может быть не единственной молекулой ДНК в клетке — дополнительные маленькие кольцевые молекулы ДНК, способные встраиваться в хромосому, называются плазмидами. Плазмиды могут нести гены болезнетворности или устойчивости к антибиотикам.

Органоиды бактерий представлены в основном рибосомами, на которых происходит синтез белков. Все ферменты этих организмов находятся либо в цитоплазме, либо на немногочисленных мембранах, например, впячивании плазмалеммы — мезосоме.

Запасные вещества бактерий чаще всего откладываются в виде зерен крахмала или гликогена, капель жира и гранул волютина. У ряда бактерий, особенно у синезеленых водорослей, клетки содержат также вакуоли с белковыми оболочками, выполняющие функцию связывания атмосферного азота.

Так как многие бактерии подвижны, они имеют органоиды движения — жгутики. Кроме того, у них могут быть другие образования — ворсинки, служащие для прикрепления к субстрату или обмена наследственной информацией.

Как и эукариотические клетки, клетка бактерий окружена плазмалеммой, поверх которой чаще всего расположены клеточная стенка и капсула или облако слизи. Основу клеточной стенки большинства бактерий составляет сложное органическое вещество — муреин, цианобактерии имеют целлюлозные клеточные стенки. Муреин расщепляется компонентом слюны человека — лизоцимом, на чем и основывается его бактерицидное действие.

Капсула бактерий представляет собой уплотненный слой слизи, тогда как облако не имеет четко очерченных границ. Бактериальная слизь в основном имеет углеводную природу.

Компоненты поверхностного аппарата выполняют целый ряд функций: защищают бактериальную клетку от воздействия факторов окружающей среды, в том числе от проникновения бактериофагов, придают ей форму, помогают удерживать воду и принимают участие в транспорте веществ, служат резервуаром питательных веществ, объединяют клетки в колонии и цепочки, а также обеспечивают их прикрепление к субстрату.

Некоторые бактерии не образуют ни клеточной стенки, ни капсулы, тогда как другие утратили их в результате воздействия антибиотиков и факторов окружающей среды.

В зависимости от формы клетки бактерии делят на кокки, бациллы, вибрионы, спириллы и спирохеты. Кокки — это бактерии сферической формы, бациллы — палочковидной, спириллы — спиральной, вибрионы имеют вид запятой, тогда как спирохетами называют тонкие, длинные и извитые бактерии, способные к движению. Отдельные сферические бактерии называются микрококками, их группы по две — диплококками, гроздевидные скопления — стафилококками, а вытянутые цепочки — стрептококками. Эти морфологические особенности учитываются в классификации бактерий.

Большинство бактерий, вызывающих заболевания человека, имеют палочковидную форму, например дизентерийная, ботулиническая, дифтерийная, чумная, сибиреязвенная и столбнячная палочки, палочка Коха (туберкулез) и сальмонеллы (сальмонеллез и брюшной тиф). Реже это могут быть вибрионы, как хеликобактерии (язва желудка и двенадцатиперстной кишки) и холерный вибрион, а также спирохеты (сифилис) или диплококки (гонорея).

Если настоящие бактерии представлены одиночными клетками или колониальными формами, то среди цианобактерий (синезеленых водорослей) встречаются также многоклеточные формы, у которых клетки могут различаться по строению и выполняемым функциям. Так, у водоросли анабены среди вегетативных клеток встречаются и большие по размерам клетки — гетероцисты, имеющие общий чехол со всеми остальными клетками. Гетероцисты выполняют функции связывания атмосферного азота и вегетативного размножения, так как именно по этим клеткам происходит разрыв нити водоросли. Цианобактерии содержат хлорофилл и другие пигменты фотосинтеза (каротиноиды и фикобилины), что обусловливает их окраску. К ним принадлежат носток, анабена, осциллятория и др. Особенности строения и процессов жизнедеятельности синезеленых водорослей способствовали их выделению в отдельное подцарство цианобактерий (синезеленых водорослей), тогда как остальные представители царства относятся к подцарству бактерий.

Современная классификация бактерий учитывает не только морфологические их особенности, но и строение их клеточной стенки и процессы жизнедеятельности. По этим критериям бактерии предлагают разделить на два царства: археи и бактерии. Археи составляют сравнительно малоизученную группу прокариотических организмов, одни из которых обитают в экстремальных условиях среды, например в горячих гейзерах и сильно засоленных водоемах, а другие способны выделять метан в процессе жизнедеятельности. Археи присутствуют и в кишечнике человека, где синтезируют витамин В₁₂. По организации наследственной информации и ряду других признаков археи ближе к эукариотическим организмам, чем бактерии.

Жизнедеятельность бактерий

Бактериям присущи все признаки живого, в том числе обмен веществ и превращения энергии, способность к самовоспроизведению и др. По способу питания бактерии относят к гетеротрофам и автотрофам. Среди гетеротрофных бактерий есть сапротрофы, паразиты, мутуалисты и даже хищники. Большинство бактерий поглощают пищу в растворенном виде из-за наличия клеточной стенки, а не заглатывают ее.

Сапротрофы обеспечивают расщепление органических веществ до минеральных, способствуя круговороту веществ в природе. Паразитические бактерии вызывают многочисленные заболевания, например чуму, холеру, туберкулез, пневмонию и другие. Мутуалистами являются бактерии кожи и слизистых оболочек человека, а также кишечника. Они не только защищают человека от других болезнетворных бактерий, но и могут синтезировать витамины, которые не образуются в организме человека. Следует отметить, что попадание мутуалистических бактерий в несвойственные им места приводит к развитию воспалительных процессов, например, стафилококк эпидермальный, в норме обитающий на нашей коже, может вызвать цистит, а стафилококк золотистый со слизистых оболочек — образование нарывов на месте ранок.

Не менее важен симбиоз клубеньковых бактерий с корнями растений. Эти бактерии связывают атмосферный азот в доступной для растений форме, а взамен получают от растений воду и органические вещества.

Автотрофные бактерии получают энергию за счет фотосинтеза или хемосинтеза. Значительная часть фотосинтезирующих бактерий относится к цианобактериям, или синезеленым водорослям, которые представлены свободноживущими формами, компонентами лишайников и мутуалистами, как синезеленая водоросль анабена, образующая симбиоз с водным папоротником азоллой.

Среди автотрофных бактерий, не относящихся к цианобактериям, можно найти как фототрофов, так и хемотрофов. Последние относятся к серо-, железо-, нитрифицирующим и водородным бактериям.

По потребности в кислороде бактерии делят на анаэробов (не нуждающихся в кислороде) и аэробов (требующих кислорода для своей жизнедеятельности). Соотношение этих форм бактерий зависит от особенностей среды обитания.

При неблагоприятных условиях бактерии образуют споры и цисты, имеющие плотные капсулы. Споры способны находиться в неактивном состоянии в течение многих лет (например, споры сибирской язвы — свыше 30 лет), однако при благоприятных условиях «спящая» бактерия возобновляет свою жизнедеятельность.

Размножение бактерий

Бактерии размножаются в основном делением клетки надвое, которому предшествует удвоение ДНК. При благоприятных условиях среды бактерии способны делиться каждые 20–30 мин. Нетрудно подсчитать, какое количество бактерий дает одна-единственная материнская клетка в течение суток.

Вегетативное размножение характерно только для многоклеточных цианобактерий, у которых образуются и отделяются специальные нити для размножения, однако нити могут разрываться и по гетероцистам.

У бактерий наблюдаются также процессы одностороннего переноса наследственной информации. В одних случаях происходит передача плазмиды от одной бактерии к другой с помощью специальной ворсинки — это конъюгация. В других случаях определенный участок ДНК от одной зараженной клетки к другой переносит бактериофаг — это трансдукция. Однако одним из наиболее интересных способов передачи наследственной информации является трансформация, при которой клетка не только поглощает ДНК другой бактерии из окружающей среды, но и встраивает ее в собственную хромосому, приобретая закодированные признаки. Открытие явления трансформации бактерий-пневмококков Ф. Гриффитом в 1928 году позволило вскоре установить функции нуклеиновых кислот как основного носителя наследственной информации, а в наше время широко используется в генетике бактерий и генной инженерии.

Роль бактерий в природе

В 1 г сельскохозяйственных почв содержится до 2,5 млрд бактерий, несколько меньше их в воде и в воздухе, до 2 кг этих организмов могут находиться на коже, слизистых оболочках и в кишечнике человека, тогда как не связанные напрямую с окружающей средой органы практически лишены бактериальной микрофлоры.

Бактерии играют исключительную роль в круговороте углерода, кислорода, водорода, азота, фосфора, серы, кальция и других элементов. Они возвращают в почву неорганические вещества (совместно с грибами), разлагая органические, в результате их деятельности образовались кислород земной атмосферы, залежи железной руды, карбонатов и других полезных ископаемых, они связывают азот в почве, образуя симбиоз с корнями бобовых и других растений (клубеньковые бактерии), переводя его в доступную для растений форму. Бактерии принимают активное участие и в биологической очистке водоемов. В отсутствие этих организмов существенно замедляются процессы почвообразования.

Бактерии нашли широкое применение в хозяйственной деятельности человека. Так, молочнокислые бактерии используются не только в производстве молочнокислых продуктов, но и в процессе квашения овощей и силосования кормов. Кишечная палочка с помощью методов генной инженерии «освоила» производство инсулина, она также является индикатором загрязнения воды. Другие бактерии благодаря способности концентрировать металлы используются для их добычи из бедных руд и отвалов.

Вред, наносимый бактериями, не менее значителен. Так, массовое размножение цианобактерий приводит к «цветению» воды, при этом в воду выделяется значительное количество токсических веществ, которые способны вызвать гибель самих синезеленых водорослей и других организмов. При нарушении санитарных норм бактерии портят продукты питания и загрязняют лекарственные препараты, что может приводить к негативным последствиям для здоровья человека, не говоря уже о том, что сами по себе многие бактерии являются болезнетворными организмами.

Бактерии — возбудители заболеваний растений, животных, человека

Паразитические бактерии вызывают заболевания человека, животных и растений, называемые бактериозами. У растений широко распространены такие бактериальные заболевания, как кольцевая гниль и парша картофеля, бактериальный ожог, рак и увядание томатов и др., которые наносят значительный вред сельскому хозяйству.

Животные не менее растений подвержены бактериальным заболеваниям, например чуме, туляремии, сальмонеллезу, сибирской язве, бруцеллезу и др. Больные животные представляют опасность и для человека, так как при контакте с ними или через переносчика (блох, клещей, комаров и др.) может происходить инфицирование. Чаще всего источниками инфекции являются грызуны, домашний скот и птица. В связи с этим необходимо строго придерживаться гигиенических норм и правил при контакте с животными.

Заражение человека возбудителями бактериальных инфекций происходит через пищеварительную систему, органы дыхания, при укусах переносчиков, а также через слизистые оболочки и повреждения кожи. В связи с этим бактериозы делят на кишечные (язва желудка, холера, дизентерия, сальмонеллез, брюшной тиф, ботулизм), респираторные (дифтерия, коклюш, туберкулез), кровяные инфекции (чума, сыпной тиф) и инфекции наружных покровов (сибирская язва, столбняк, сифилис и гонорея).

Механизм болезнетворного влияния бактерий в корне отличается от такового у вирусов, поскольку бактерии выделяют токсические вещества, оказывающие комплексное неблагоприятное воздействие на организм. При этом они могут даже не размножаться в тканях, как при столбняке и ботулизме. Последний вызывается ботулиническим токсином, который вырабатывается бактерией рода клостридиум в неправильно приготовленных и длительное время хранившихся консервах.

К категории особо опасных инфекций бактериальной природы относятся чума, бруцеллез, сибирская язва, сап и холера, так как их возбудители способны заразить почти каждого человека, протекают в тяжелой форме и вызывают как эпидемии, так и пандемии.

Несмотря на четкую организацию санитарно-эпидемиологической службы в Российской Федерации и других странах мира, постоянно сохраняется опасность возникновения эпидемий чумы и холеры, в последнее время вызывают также тревогу и темпы распространения туберкулеза.

Профилактика заболеваний, вызываемых бактериями

Основным средством профилактики бактериальных заболеваний у человека является повышение санитарной культуры населения, своевременное выявление и лечение больных, ношение марлевых повязок при контакте с больными, мытье рук, овощей и фруктов, протравливание мест обитания переносчиков соответствующих заболеваний, вакцинация и др. Например, если профилактика дифтерии заключается в периодической вакцинации, то от туберкулеза вакцины не существует, поэтому требуется своевременное выявление заболевших. Для этого в детском и подростковом возрасте делают пробу Манту, а взрослые обязаны ежегодно проходить флюорографическое исследование. При подозрении на туберкулез берутся дополнительные анализы, по результатам которых ставится окончательный диагноз. Поскольку туберкулезная палочка может поражать не только легкие, но и другие внутренние органы, а в последнее время наблюдается рост заболеваемости туберкулезом и выявлены чрезвычайно опасные его формы, требуется изоляция больных, соблюдение гигиенического режима и длительное лечение в специальных лечебницах и санаториях.

Для лечения бактериальных заболеваний чаще всего применяются антибиотики — сложные химические вещества, выделяемые микроорганизмами и способные подавлять развитие других микроорганизмов и раковых клеток или даже убивать их. Первый пригодный для клинического применения антибиотик — пенициллин — был получен в 1929 году А. Флемингом. Во время Великой Отечественной войны благодаря применению пенициллина были спасены жизни многих солдат. В настоящее время антибиотики применяют для лечения большого количества заболеваний человека, животных и растений, однако длительное применение приводит к появлению устойчивых к ним форм микроорганизмов. Поэтому во всем мире поднимается вопрос об отказе от антибиотиков как от лекарственного средства. Антибиотики применяются также в животноводстве для повышения продуктивности и для исследования тонких механизмов жизнедеятельности, поскольку они способны прерывать некоторые процессы, например образование клеточной стенки или синтез белка.

Термин «вирус», virus, происходит от латинского слова «яд». Вирусы — инфекционные агенты, не существующие самостоятельно. Они встраиваются в клетку и воспроизводят в ней свои гены, переключая ее на производство вирусных белков. Поэтому мы говорим, что вирусы — это неклеточная форма жизни, облигатные паразиты, которые функционируют только внутри организма, а в открытой среде рано или поздно погибают.

В 1892 году отец вирусологии Д. И. Ивановский опубликовал труд, посвященный вирусам. Но и сегодня открытия в этой области продолжаются. Вирусы чрезвычайно малы, их размеры колеблются в интервале от 20 до 300 нм. Они не выращиваются, как бактерии, на искусственных средах, что затрудняет исследования.

Вирусные инфекции делятся на три типа в зависимости от того, как долго вирус находится в клетке, и какие с ней при этом происходят изменения.

1.      Литическая
(от греч. лизис — разрушение) инфекция — пораженная клетка гибнет, вирусы покидают ее и «нападают» на другие клетки.

2.      Персистентная
(стойкая) инфекция — вирусы оставляют клетку постепенно, клетка живет, но ее функционирование изменено.

3.      Латентная (скрытая) инфекция — гены вируса встраиваются в хромосомы хозяйской клетки и передаются дочерним клеткам. Вирусы никуда не мигрируют, могут не активизироваться годами. Однако латентная инфекция может перейти в персистентную или литическую при активизации, размножении и выходе вируса из клетки. В связи с этим вирусы переносят гены от одного организма к другому, копируя части генов разных организмов.

Строение вирусов

1.      Вирусы — генетические элементы, одетые в белковую оболочку и переходящие из одной клетки в другую.

2.      У вирусов два основных вида симметрии, спиральная и кубическая.

3.      Вирион
— отдельная вирусная частица с генетическим материалом в виде ДНК или РНК. Имеет симметричное строение.

4.      Капсид — главная белковая оболочка, защищающая вирус от ультрафиолета и действия ферментов нуклеаз, которые разрушают нуклеиновые кислоты. Капсиды имеют многие цепи одного или нескольких типов белков. В состав капсида могут входить не только белки, но и гликопротеины — белки, связанные с углеводами.

5.      У некоторых вирусов имеется внешняя оболочка — из липидов, заимствованных из плазмалеммы хозяина. Вирус гриппа имеет наружную оболочку кубического типа симметрии, но при этом спиральный вирион.

На чем основана современная классификация вирусов?

1.      Вид и форма нуклеиновой кислоты (РНК — ДНК, линейная — кольцевая, одноцепочечная — двуцепочечная).

2.      Тип симметрии — кубическая или спиральная.

3.      Присутствие или отсутствие наружной оболочки.

Варианты вирусов по наличию ДНК или РНК

Вирусы с ДНК	Вирусы с РНК
Вирусы с двухцепочечной ДНК.	Вирусы с одноцепочечной ДНК.	Вирусы с одноцепочечной РНК.	Вирусы с двухцепочечной РНК.	Вирусы с двумя идентичными одноцепочечными РНК.
ДНК могут быть кольцевой или линейной формы (двухцепочечные более разнообразные).	Такие вирусы могут иметь только кольцевую ДНК.	Вирус табачной мозаики. Вирус гриппа.	Вирус гепатита В.	Некоторые онкогенные (опухолеродные) вирусы (капсид у них кубический).
Бактериофаг Т4, вирус оспы имеют двухцепочечную линейную молекулу ДНК. Кстати, вирус оспы самый крупный и содержит 240 генов! Обезьяний вирус SV40 содержит двухцепочечную кольцевую ДНК.	Пример — фаг М13, паразитирующий в клетках E. coli.			Онкогенные ретровирусы имеют внешнюю оболочку. Вирус ВИЧ имеет такое же строение.

в условии
в решении
в тексте к заданию
в атрибутах

Категория:

Атрибут:

Всего: 349    1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …

Добавить в вариант

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

Всего: 349    1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Подготовила: Номоконова А.А.

Материал по теме : ЦАРСТВО БАКТЕРИИ (= ц. прокариоты).

Это одноклеточные микроскопические организмы, не имеющие оформленного ядра. Самые древние организмы, появились более 3 млрд. лет назад. Распространены повсеместно: больше всего – в почве, меньше – в воде, ещё меньше – в воздухе. Много их в живых организмах

1. Строение клетки:

— клетка покрыта плазматической мембраной, за которой следует клеточная стенка (из муреина).

У большинства слизистая капсула, которая защищает клетку от высыхания и содержит токсины;

— нет мембранных органоидов (их функции выполняют мезосомы – впячивания мембраны)

— есть рибосомы, более мелкие чем в клетках эукариот;

— генетический аппарат – НУКЛЕОИД — кольцевая молекула ДНК, не связанная с белками (выполняет функцию хромосомы;

— в цитоплазме есть плазмиды – небольшие молекулы ДНК, определяющие отдельные признаки бактерий.

— органоиды движения — жгутики и реснички.

2. Формы бактерий

1. шарообразные – кокки (стрептококки, стафилококки)

2. палочковидные – бациллы (картофельная палочка, молочнокислые бактерии)

3. спирально извитые – спириллы и спирохеты (бледная спирохета – возбудитель сифилиса)

4. в форме запятой — вибрионы (холерный вибрион)

1. Жизнедеятельность

• питание:

  автотрофы (образуют органические вещества)	гетеротрофы (питаются готовыми органическими веществами)
  фототрофы	хемотрофы	сапрофиты	паразиты	симбионты
  (используют энергию солнца) *цианобактерии (сине-зелёные водоросли)	(используют энергию хим. связей) *серо- бактерии *железо-бактерии	= сапротрофы (питаются неживым органическим веществом) *молочно-кислые бактерии	(используют органические вещества тела хозяина) *болезнетвор-ные бактерии	(живут за счет других организмов, принося им пользу) *клубеньковые бактерии (живут в симбиозе с бобовыми растениями), * кишечная палочка (синтезирует витамины группы В, К)

• дыхание:

  аэробы	анаэробы
  бактерии, которым необходим кислород	бактерии, для которых кислород губителен

• размножение: деление пополам каждые 20 минут

1. Спорообразование – образование спор

Спора – часть клетки, покрытая плотной оболочкой.

Значение: перенесение неблагоприятных условий (холод, засуха).

Спора может десятилетиями быть в неактивном состоянии, переноситься водой и ветром. Она не боится высыхания, холода, жары. Убийственным фактором для спор являются прямые солнечные лучи или искусственное облучение ультрафиолетовыми лучами (УФЛ). При попадании в благоприятную среду из споры быстро образуется бактерия.

1. Значение:

   1. польза:

— звено в цепи питания (пища для одноклеточных)

— бактерии гниения образуют перегной

— почвенные бактерии превращают перегной в минеральные соли

— клубеньковые бактерии (на корнях бобовых растений) превращают азот воздуха в соли, которые в растворенном виде всасываются корнями

— молочнокислые бактерии используются в молочной промышленности, силосовании кормов

— месторождения серы образованы серобактериями, железорудные месторождения – железобактериями

— в биотехнологии (синтез инсулина)

• вред:

— портят продукты питания, книги в книгохранилищах, сено в стогах

— болезнетворные вызывают болезни: тиф, холеру, дифтерию, столбняк, туберкулез, ангину, сибирскую язву, бруцеллез, чуму, ботулизм, коклюш, венерические заболевания

6. Способы борьбы с бактериями:

а) обработка УФЛ;

б) обработка горячим паром;

в) стерилизация (нагревание до + 120⁰С под давлением)

г) дезинфекция (обработка химическими веществами – антисептиками)

д) пастеризация — обеззараживание при 60-70 ⁰ С в течение 20-30 мин.

е) в домашних условиях: маринование в уксусной кислоте, засолка, охлаждение и замораживание продуктов;

ж) использование антибиотиков

ВИРУСЫ

Вирусы (от лат. virus — яд) – частицы, представляющие собой переходную форму между живой и неживой материей и не имеющие клеточного строения.

Открыты в 1892г. русским учёным Д.Ивановским. Он обнаружил и описал вирус табачной мозаики. Этот вирус поражает табак, вызывая разрушение хлорофилла, из-за чего некоторые участки становятся более светлыми.

Вирусы — это внутриклеточные паразиты, и вне клетки они не проявляют никаких свойств живого. Они не потребляют пищи и не вырабатывают энергии, не растут, у них нет обмена веществ. Многие из них во внешней среде имеют форму кристаллов. Вирусы настолько малы, что их можно увидеть только с помощью электронного микроскопа. Внеклеточная (покоящаяся) форма вируса называется вирион

Отличия от неживой материи:

1. способность воспроизводить себе подобные формы (размножаться)

2. обладание наследственностью и изменчивостью.

Строение вирусов:

молекула РНК или ДНК, заключенная в белковую оболочку, которую называют капсидом (рис.16).

Рис. 18 Бактериофаг

Особенности жизнедеятельности

1. Проникнув в клетку, вирус изменяет в ней обмен веществ, направляя всю ее деятельность на производство вирусной нуклеиновой кислоты и вирусных белков.

2. Внутри клетки происходит самосборка вирусных частиц из синтезированных молекул нуклеиновой кислоты и белков.

3. Иногда вирусная ДНК встраивается в ДНК клетки-хозяина, заставляя клеточную ДНК продуцировать вирусные ДНК.

4. До момента гибели в клетке успевает синтезироваться огромное число вирусных частиц. В конечном итоге клетка гибнет, оболочка ее лопается и вирусы выходят из клетки-хозяина (рис. 17).

Вирусные болезни:

Организм	Заболевания
Человек	Грипп, оспа, корь, полиомиелит, паротит (свинка), бешенство, СПИД, энцефалит, гепатит, краснуха и др.
Растения	Мозаичная болезнь табака, томатов, огурцов, скручивание листьев, карликовость, жёлтая сеть и др
Животные	Ящур, чума свиней и птиц, инфекционная анемия лошадей, лейкоз, бруцеллёз и др.

Бактериофаги (рис.18 –см выше) – вирусы, паразитирующие на бактериях.

Происхождение вирусов в процессе эволюции пока неясно. Большинство ученых предполагают, что вирусы представляют собой клетки или их фрагменты, которые в ходе приспособления к паразитизму утратили все, без чего «можно обойтись», за исключением своего наследственного аппарата в виде нуклеиновой кислоты и защитной белковой оболочки.

Значение вирусов:

• Биологические мутагены (вызывают мутации).

• Бактериофаги используются в медицине против бактерий.

• Используются в генной инженерии.

• Возбудители заболеваний.

ВИЧ – вирус иммунодефицита человека.

Болезнь СПИД обнаружена в 1981г., а в 1983г. обнаружен возбудитель – ВИЧ.

ВИЧ обладает уникальной изменчивостью, которая в 5 раз превышает изменчивость вируса гриппа и в 100 раз больше, чем у вируса гепатита В. Беспрерывная генетическая и антигенная изменчивость вируса в человеческой популяции приводит к появлению новых вирионов ВИЧ, что резко усложняет проблему получения вакцины и затрудняет проведение специальной профилактики СПИДа.

Для СПИДа характерен очень длительный инкубационный период. У взрослых он составляет в среднем 5 лет. Предполагается, что ВИЧ может сохраняться в организме человека пожизненно.

Пути передачи ВИЧ — инфекции:

1. Половой (со спермой и влагалищным секретом) – при непостоянном половом партнере и гомосексуальных отношениях; при искусственном оплодотворении.

2. При использовании загрязненных медицинских инструментов, у наркоманов – одним шприцем.

3. От матери – ребенку: внутриутробно, при родах, при кормлении материнским молоком.

4. Через кровь: при переливании крови, пересадке органов и тканей.

Вирус поражает ту часть иммунной системы человека, которая связана с Т – лимфоцитами крови, обеспечивающими клеточный и гуморальный иммунитет. В результате болезни человеческий организм становится беззащитным перед инфекционными и опухолевыми заболеваниями, с которыми справляется нормальная иммунная система.

Стадии болезни СПИДа:

I. Заражение вирусом ВИЧ: недельная лихорадка, увеличение лимфоузлов, сыпь. Через месяц в крови обнаруживаются антитела к вирусу ВИЧ.

II. Скрытый период (от нескольких недель до нескольких лет): изъязвления слизистой, грибковые поражения кожи, похудение, понос, повышенная температура тела.

III. СПИД: воспаление легких, опухоли (саркома Капоши), сепсис и другие инфекционные заболевания.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ (задания из сборников по подготовке к ЕГЭ и ОГЭ)

Ребята, рекомендую самостоятельно выполнить все задания , а потом сравнить ваши ответы с ответами в конце практической части ответы

Задание 3. Царство Бактерии. Неклеточные формы жизни — Вирусы.

1. Бактерии не имеют оформленного ядра, поэтому их относят к

1) эукариотам 2) прокариотам 3) автотрофам 4) гетеротрофам

1. Клетки бактерий отличаются от клеток растений и животных отсутствием:

1) клеточной оболочки 2) цитоплазмы 3) ядра 4) рибосом

1. Какие бактерии считают «санитарами планеты»

1) гниения 2) уксуснокислые 3) молочнокислые 4) клубеньковые

1. Большинство бактерий в круговороте выполняют роль

1) производителей органических веществ 2) потребителей органических веществ

3) разрушителей органических веществ 4) концентраторов органических веществ

1. Клубеньковые бактерии вступают в симбиоз с бобовыми растениями, улучшая их питание

1) калийное 2) фосфорные 3) азотное 4) кальциевое

1. Бактерии размножаются

1) спорами 2) с помощью половых клеток 3) вегетативным способом 4) путем деления клетки

1. Большинство бактерий по способу питания

1) производители органических веществ 2) симбиотические организмы

3) потребители неорганических веществ 4) разрушители органических веществ

1. Клубеньковые бактерии, обитающие в корнях бобовых растений, являются

1. симбионтами 2) паразитами 3) автотрофами 4) конкурентами

1. Генетический материал бактерии содержится в

1. оформленном ядре 3) нескольких хромосомах

2. в кольцевой молекуле ДНК 4) в кольцевой молекуле РНК

1. Бактерии, использующие для дыхания кислород, называются

1. сапрофиты 2) паразиты 3) аэробы 4) анаэробы

1. Бактерии, живущие в содружестве с другими организмами – это

1. сапрофиты 2) паразиты 3) автотрофы 4) симбионты

1. Фотосинтезирующие сине-зеленые цианобактерии являются

1. сапрофитами 2) паразитами 3) автотрофами 4) гетеротрофами

1. Споры у бактерий обеспечивают

1. перенесение неблагоприятных условий 3) половое размножение

2. вегетативное размножение 4) бесполое размножение

14. Какой биологический объект изображён на рисунке?

1) клетка бактерии 2) спора гриба 3) вирус ВИЧ 4) семя растения

15. Какой из приёмов борьбы с болезнетворными бактериями наиболее эффективен в операционном блоке?

1) пастеризация 2) регулярное проветривание

3) облучение ультрафиолетовыми лучами 4) мытье полов горячей водой

16. К какой группе тел живой природы относят изображённый на рисунке объект:

1) эукариоты 2) нанороботы 3) прокариоты 4) вирусы

Задание 23. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны.

1. . Выберите условия, обеспечивающие сапрофитным бактериям процветание в природе

1) сложность внутреннего строения 4) способность к фотосинтезу

2) сложность обмена веществ 5) простота внутреннего строения

3) способность быстро размножаться 6) питание органическими веществами

1. . Выберите правильные утверждения

1) клубеньковые бактерии обогащают почву азотом

2) бактерии затрудняют усвоение растениями минеральных веществ

3) сапрофитные бактерии паразитируют в организме животных

4) бактерии гниения питаются остатками растений и животных

5) квашение капусты и силосование кормов вызывается молочнокислыми бактериями

6) чтобы продукты не портились, им необходим доступ кислорода

Задание 25. Установите соответствие: к каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент из второго столбца.

25.1. Установите соответствие

Признаки Царства организмов

1) эукариоты

2) используют для выпечки хлеба А) грибы

3) одноклеточные и многоклеточные Б) бактерии

4) в клетке одна хромосома

5) некоторые способны к хемосинтезу и фотосинтезу

6) многие являются возбудителями заболеваний

25.2. Установите соответствие

Признаки Тип клеток

1) отсутствует оформленное ядро

2) хромосомы расположены в ядре А) прокаритная

3) имеется аппарат Гольджи Б) эукариотная

4) в клетке одна кольцевая хромосома

5) АТФ образуется в митохондриях

Задание 27. Выберите из предложенного списка и вставьте в текст пропущенные слова, используя для этого их цифровые обозначения. Впишите номера выбранных слов на место пропусков в тексте.

27.1. ВИРУСЫ

Вирусы — ———- (А) формы жизни, проявляющие некоторые признаки живых организмов только внутри других клеток. Вирус состоит из генетического материала и ——-(Б). Генетический материал образован ——(В): ДНК или РНК. ДНК-содержащие вирусы после проникновения в клетку встраивают свою ДНК в собственный генетический материал клетки. РНК-содержащие вирусы после проникновения в клетку сначала преобразуют информацию своей РНК в ДНК, путём ——-(Г), а затем она встраивается в генетический материал клетки.

Перечень терминов:

1) белок

2) нуклеиновая кислота

3) клеточная мембрана

4) белковый капсид

5) обратная транскрипция

6) трансляция

7) одноклеточный

неклеточный

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Ответ:

А	Б	В	Г

27.2. БАКТЕРИИ

Бактерии в основном _______(А) организмы. При неблагоприятных условиях они могут образовывать ______(Б). Многие бактерии имеют ______(В), с помощью которых они передвигаются. Наследственная информация у этих микроорганизмов хранится в виде ______(Г).

Перечень терминов:

1) ядро

2) ядерное вещество

3) ложноножка

4) спора

5) жгутик

6) циста

7) одноклеточные

многоклеточные

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А	Б	В	Г

27.3. БИОТЕХНОЛОГИЯ

Биотехнология – дисциплина, изучающая возможности использования биологических объектов для создания живых организмов с необходимыми свойствами. Наибольшие успехи достигнуты в области изменения генетического аппарата бактерий. Вводить новые гены в геном бактерии научились с помощью небольших кольцеобразных молекул ДНК — _______(А), присутствующих в бактериальных клетках. В них «вклеивают» необходимые _______(Б), а затем добавляют их к культуре бактерий, например _______(В). После этого гибридная кольцевая ДНК _______(Г) в клетке, воспроизводя десятки своих копий, которые обеспечивают синтез новых белков.

Перечень терминов:

1) бактериофаг

2) кишечная палочка

3) ген

4) фермент

5) реплицируется

6) транскрибируется

7) плазмида

АТФ

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А	Б	В	Г

Ответы.

Номер задания	Ответ
3.1	2
3.2	3
3.3	1
3.4	3
3.5	3
3.6	4
3.7	4
3.8	1
3.9	2
3.10	3
3.11	4
3.12	3
3.13	1
3.14	1
3.15	3
3.16	4
23.1	356
23.2	145
25.1	АААБББ
25.2	АББАБ
27.1	8425
27.2	7452
27.3	7325

Литература

1. Заяц Р.Г., Бутиловский В.Э., Давыдов В.В. Биология. Вся школьная программа в таблицах. Минск: Открытая книга, 2016.-448 с.

2. Заяц Р.Г., Рачковская И.В., Бутиловский В.Э., Давыдов В.В. Биология для абитуриентов: вопросы, ответы, тесты, задачи.- Минск: Юнипресс, 2011.-768 с.

3. «Решу ОГЭ»: биология. Обучающая система Дмитрия Гущина [Электронный ресурс] – URL:http:// oge.sdamgia.ru