Giải Sinh học 10 Bài 29 (Chân trời sáng tạo): Virus

Giải Sinh học 10 Bài 29: Virus

Mở đầu trang 140 Sinh học 10: Vào cuối năm 1800, Martinus Beijerinck (Hà Lan) đã tiến hành thí nghiệm tìm hiểu nguyên nhân gây bệnh khảm ở cây thuốc lá (Hình 29.1).

Qua thí nghiệm trên, em hãy cho biết:

- Trong dịch lọc số (2) có chứa vi khuẩn không?

- Hãy dự đoán tác nhân gây bệnh khảm thuốc lá.

Trả lời:

- Dịch lọc thứ (2) đã được lọc qua màng lọc vi khuẩn → Dịch lọc thứ (2) không có vi khuẩn.

- Tác nhân gây bệnh khảm thuốc lá có thể đi qua màng lọc vi khuẩn → Đây là một thực thể có kích thước nhỏ hơn vi khuẩn gọi là virus.

Câu hỏi 1 trang 140 Sinh học 10: Hãy nêu khái niệm và các đặc điểm của virus.

Trả lời:

- Khái niệm: Virus là thực thể chưa có cấu tạo tế bào, sống kí sinh nội bào bắt buộc.

- Đặc điểm của virus:

- Có kích thước siêu hiển vi (khoảng 20 – 300 nm).

- Chưa có cấu tạo tế bào; chỉ cấu tạo đơn giản gồm phần lõi là DNA hoặc RNA và lớp vỏ protein, một số virus còn có vỏ ngoài.

- Sống kí sinh nội bào bắt buộc, không thể nhân lên và thực hiện các hoạt động chuyển hóa bên ngoài tế bào chủ.

- Không có hệ thống sinh năng lượng, không có hiện tượng sinh trưởng và không mẫn cảm với các chất kháng sinh.

- Trong điều kiện ngoài cơ thể, chúng có thể tồn tại lâu dài ở trạng thái đại phân tử hóa học không sống và có khả năng truyền nhiễm.

Luyện tập trang 140 Sinh học 10: Virus khác với vi khuẩn ở những điểm nào?

Trả lời:

Câu hỏi 2 trang 141 Sinh học 10: Dựa vào Hình 29.2 và 29.3, hãy: Nêu cấu tạo của virus.

Trả lời:

Cấu tạo của virus gồm 2 thành phần:

- Lõi nucleic acid: DNA hoặc RNA (chuỗi đơn hoặc chuỗi kép).

- Lớp vỏ: Vỏ capsid được cấu tạo từ các đơn vị protein và capsomer. Ngoài ra, một số virus còn có lớp vỏ ngoài, gồm lớp kép phospholipid và protein, trên vỏ ngoài chứa các gai glycoprotein có tính kháng nguyên và giúp virus bám vào vật chủ, nhận diện tế bào vật chủ để xâm nhập.

Câu hỏi 3 trang 141 Sinh học 10: Dựa vào Hình 29.2 và 29.3, hãy: Trình bày các tiêu chí phân loại virus.

Trả lời:

Các tiêu chí phân loại virus:

- Vật chất di truyền: gồm virus DNA và virus RNA.

- Lớp vỏ: gồm virus trần và virus có vỏ ngoài.

- Sự sắp xếp của các capsomer: gồm virus dạng khối, virus dạng xoắn và virus dạng hỗn hợp.

- Đối tượng vật chủ: gồm virus kí sinh ở vi khuẩn, virus kí sinh trên nấm, virus kí sinh trên thực vật, virus kí sinh trên động vật và người.

Luyện tập trang 141 Sinh học 10: Hãy tìm một số ví dụ về virus kí sinh ở vi khuẩn, thực vật, động vật và con người.

Trả lời:

Câu hỏi 4 trang 142 Sinh học 10: Đọc thông tin ở mục II.1 SGK và kết hợp quan sát Hình 29.4, hãy trình bày các giai đoạn nhân lên của virus trong tế bào vật chủ.

Trả lời:

Quá trình nhân lên của virus trong tế bào vật chủ gồm 5 giai đoạn:

(1) Hấp phụ: Do va chạm ngẫu nhiên, phân tử bề mặt của virus gắn đặc hiệu vào thụ thể bề mặt của tế bào vật chủ theo nguyên tắc “chìa và khoá ".

(2) Xâm nhập: Virus tìm mọi cách để đưa vật chất di truyền vào bên trong tế bào vật chủ. Tuỳ vào mỗi loại virus mà có cách xâm nhập khác nhau:

- Phage: Sợi lông đuôi tiết ra enzyme lysozyme làm tan thành tế bào vật chủ, bao đuôi co lại đẩy DNA vào bên trong tế bào, để lại vỏ capsid rỗng ở ngoài.

- Virus có vỏ ngoài: Chúng vào bên trong tế bào nhờ vào sự dung hợp màng sinh chất với vỏ ngoài.

- Virus trần và một số virus có vỏ ngoài: Chúng xâm nhập vào bên trong nhờ cơ chế thực bào, sau đó enzyme lysozyme của tế bào vật chủ phân huỷ lớp vỏ capsid và giải phóng hệ gen vào tế bào chất.

(3) Tổng hợp: Khi hệ gene đã vào bên trong tế bào vật chủ, chúng lập tức ức chế các quá trình tổng hợp của tế bào và kích hoạt bộ máy của tế bào theo hướng tổng hợp các thành phần của virus.

- Tổng hợp hệ gene: Hệ gene của virus ban đầu được sử dụng làm khuôn và lấy nguyên liệu của tế bào vật chủ để tổng hợp nên hệ gene của virus mới.

- Tổng hợp protein: Virus sử dụng bộ máy và nguyên liệu của tế bào vật chủ để phiên mã và tổng hợp protein của chúng để tạo vỏ capsid, glycoprotein vỏ ngoài và enzyme cần cho quá trình tái bản, phiên mã.

(4) Lắp ráp: Các capsomer tạo thành vỏ capsid rỗng và gắn hệ gene vào một cách ngẫu nhiên.

(5) Phóng thích: Sau khi được tạo thành, các virus con (thế hệ con) sẽ thoát ra ngoài để tiếp tục lây nhiễm vào tế bào khác. Tuỳ vào từng loại virus mà có các phương thức phóng thích khác nhau:

- Phage: Tiết enzyme lysozyme phá huỷ màng tế bào và giải phóng virus ồ ạt ra ngoài để tiếp tục chu trình nhân lên mới.

- Virus trần: Làm tan màng tế bào và chui ra ngoài.

- Virus có vỏ ngoài: Tổng hợp các đoạn màng có gắn glycoprotein và hợp với màng sinh chất; tổ hợp vỏ capsid, hệ gene đi ra ngoài theo kiểu xuất bào; kéo theo màng sinh chất của tế bào chủ và tạo thành vỏ ngoài của virus.

Câu hỏi 5 trang 142 Sinh học 10: Quan sát Hình 29.5, hãy mô tả quá trình nhân lên của HIV trong tế bào vật chủ.

Trả lời:

Quá trình nhân lên của HIV trong tế bào vật chủ:

(1) Hấp thụ: Gai glycoprotein nhô ra khỏi vỏ ngoài của virus gắn vào thụ thể CD4 của tế bào lympho T.

(2) Xâm nhập: Virus HIV vào xâm nhập vào bên trong nhờ cơ chế dung hợp màng.

(3) Tổng hợp: Khi xâm nhập vào bên trong, virus giải phóng hệ gene RNA vào tế bào chất. Sau đó, hệ gene RNA này tiến hành phiên mã ngược để tạo ra đoạn DNA. Đoạn DNA xâm nhập vào nhân tế bào, cài xen vào bộ gene của tế bào lympho T. Từ đây, virus có thể đi theo chu trình tiềm tan (tiền virus) hoặc chu trình tan. Trong chu trình tan, nhờ sự cài xen này, DNA của virus nhân lên cùng với phân tử DNA của tế bào và phiên mã để tạo ra RNA của virus; RNA đi ra ngoài tế bào chất, tiến hành tổng hợp thành vật chất di truyền của HIV và lớp vỏ của chúng.

(4) Lắp ráp: RNA cùng với protein tạo thành nucleocapsid. Đồng thời, các protein của lớp vỏ ngoài được gắn lên màng tế bào.

(5) Phóng thích: Nucleocapsid đi ra ngoài theo cơ chế xuất bào, kéo theo màng sinh chất của tế bào và tạo thành vỏ ngoài của virus.

Luyện tập trang 142 Sinh học 10:

• Hãy phân biệt quá trình hấp thụ, xâm nhập vào tế bào vật chủ của phage, virus trần, virus có vỏ ngoài.

• Giải thích vì sao virus chỉ xâm nhập vào tế bào của vật chủ nhất định.

Trả lời:

• Phân biệt quá trình hấp thụ, xâm nhập vào tế bào vật chủ của phage, virus trần, virus có vỏ ngoài:

• Để thực hiện xâm nhập vào tế bào chủ, virus phải hấp phụ được trên bề mặt tế bào chủ bằng cách phân tử bề mặt của virus gắn đặc hiệu vào thụ thể bề mặt của tế bào vật chủ. Mà phân tử bề mặt của virus chỉ có thể tìm thấy thụ thể đặc hiệu trên một hoặc một số tế bào vật chủ nhất định. Bởi vậy, virus chỉ xâm nhập vào tế bào của vật chủ nhất định.

Câu hỏi 6 trang 143 Sinh học 10: Hãy trình bày chu trình tan và tiềm tan của virus.

Trả lời:

- Chu trình sinh tan: Virus kết thúc chu trình bằng sự làm tan và giết chết tế bào vật chủ.

- Chu trình tiềm tan: Hệ gene của virus có thể tái bản (cài xen vào hệ gene của tế bào vật chủ), không tạo thành virus mới và không phá vỡ tế bào vật chủ.

Luyện tập trang 143 Sinh học 10: Quan sát Hình 29.6, hãy trình bày mối liên hệ giữa chu trình tan và tiềm tan ở phage λ.

Trả lời:

Mối liên hệ giữa chu trình tan và tiềm tan ở phage λ: Phage λ là các virus ôn hòa. Virus này có thể cài xen hệ gene của chúng vào hệ gene của tế bào chủ để tồn tại mà không tạo ra virus mới (chu trình tiềm tan). Nhưng khi gặp các cảm ứng sinh tan, hệ gene của virus thực hiện tổng hợp và lắp ráp các thành phần để chuyển sang chu trình sinh tan.

Vận dụng trang 143 Sinh học 10: Hãy giải thích cơ chế gây bệnh của virus cho vật chủ mà nó xâm nhập.

Trả lời:

Cơ chế gây bệnh của virus cho vật chủ mà nó xâm nhập: Sau khi xâm nhập, quá trình nhân lên của virus làm cho tế bào chủ bị chết. Sự lây lan khiến cho quần thể tế bào và mô bị tổn thương, dẫn đến nhiễm trùng cục bộ, gây các triệu chứng khác nhau tùy thuộc vào cơ quan bị virus tấn công.

Bài tập 1 trang 144 Sinh học 10: Trình bày và giải thích các bước nhân lên của phage trong tế bào vật chủ.

Trả lời:

Các bước nhân lên của phage trong tế bào vật chủ:

(1) Hấp phụ: Phage bám lên bề mặt tế bào chủ nhờ phân tử bề mặt nằm ở đầu mút của các sợi lông đuôi “ăn khớp” với thụ thể của tế bào chủ.

(2) Xâm nhập: Sợi lông đuôi tiết ra enzyme lysozyme làm tan thành tế bào vật chủ, bao đuôi co lại đẩy DNA vào bên trong tế bào, để lại vỏ capsid rỗng ở ngoài.

(3) Tổng hợp: Hệ gene của phage ức chế các quá trình tổng hợp của tế bào và kích thích hoạt động của tế bào theo hướng tổng hợp các thành phần của phage. Giai đoạn này, hệ gene của phage có thể cài xen vào DNA của vật chủ và tạo thành tiền phage, đi vào chu trình tiềm tan.

(4) Lắp ráp: Các capsomer tạo thành vỏ capsid rỗng và gắn hệ gene vào một cách ngẫu nhiên.

(5) Phóng thích: Sau khi được tạo thành, các phage con sẽ thoát ra ngoài để tiếp tục lây nhiễm vào các tế bào khác. Phage thoát ra ngoài bằng cách tiết enzyme lysozyme phá hủy màng tế bào.

Bài tập 2 trang 144 Sinh học 10: Giải thích vì sao virus rất đa dạng và phong phú.

Trả lời:

- Sự đa dạng và phong phú của virus được thể hiện thông qua: hệ gene rất đa dạng (DNA hoặc RNA, sợi đơn hoặc sợi kép), hình thái rất đa dạng (hình khối, hình cầu, xoắn, hỗn hợp), lớp vỏ cũng đa dạng (virus trần, virus có vỏ ngoài), vật chủ kí sinh đa dạng (vi khuẩn, nấm, động vật, con người).

- Virus rất đa dạng và phong phú là do virus có tốc độ đột biến cao. Ngoài ra, cơ chế tái tổ hợp virus cũng tạo ra nhiều chủng virus mới.

Bài tập 3 trang 144 Sinh học 10: Hãy tìm một số ví dụ về virus có hệ gene là RNA, DNA.

Trả lời:

Một số ví dụ về virus có hệ gene là RNA, DNA:

Bài tập 4 trang 144 Sinh học 10: Giải thích vì sao không thể dùng kháng sinh để tiêu diệt virus.

Trả lời:

Không thể dùng kháng sinh để tiêu diệt virus vì:

- Cơ chế tiêu diệt của thuốc kháng sinh không phù hợp với virus: Thuốc kháng sinh tiêu diệt kháng nguyên bằng cách tác động lên hệ thống màng tế bào và các quá trình tổng hợp protein, nucleic acid nhưng virus lại không có cấu tạo tế bào, sự nhân lên hoàn toàn phụ thuộc vào bộ máy tổng hợp của tế bào chủ. Điều đó đồng nghĩa nếu thuốc kháng sinh có cơ chế tiêu diệt virus sẽ tiêu diệt luôn tế bào của người bệnh, khiến người bệnh gặp những nguy hiểm trầm trọng hơn.

- Thuốc kháng sinh tiêu diệt những kháng nguyên kí sinh ngoại bào còn virus kí sinh nội bào nên thuốc kháng sinh không tiếp cận được với virus.

Bài tập 5 trang 144 Sinh học 10: Mô tả các giai đoạn gây bệnh của HIV. Từ đó, hãy đề xuất các biện pháp phòng tránh lây nhiễm HIV.

Trả lời:

• Các giai đoạn gây bệnh của HIV:

- Giai đoạn sơ nhiễm (giai đoạn cửa sổ): kéo dài 2 tuần đến 3 tháng; thường không có triệu chứng hoặc triệu chứng rất nhẹ, không rõ ràng.

- Giai đoạn không triệu chứng: kéo dài 1 – 10 năm; số lượng tế bào lympho T giảm dần nhưng cơ thể không biểu hiện triệu chứng rõ rệt (có thể sốt, ỉa chảy không rõ nguyên nhân).

- Giai đoạn biểu hiện triệu chứng AIDS: Tế bào lympho T giảm mạnh khiến hệ miễn dịch suy yếu; người bệnh mắc nhiều bệnh cơ hội như viêm niêm mạc thực quản, viêm phổi, viêm não,... cuối cùng chết vì tê liệt và điên dại.

• Một biện pháp phòng tránh lây nhiễm HIV: Hiện nay, chưa có vaccine phòng bệnh HIV hữu hiệu, do đó biện pháp tốt nhất là phòng tránh lây nhiễm như:

- Sống chung thủy một vợ, một chồng.

- Không sử dụng ma túy, mại dâm.

- Thực hiện vệ sinh y tế cẩn thận khi tiêm ở các cơ sở y tế.

- Chỉ nhận máu và các chế phẩm máu đã xét nghiệm HIV.

- Phụ nữ nhiễm HIV không nên mang thai.

-…

Lý thuyết Sinh học 10 Bài 29: Virus

I. Khái niệm và đặc điểm của virus

1. Khái niệm

- Khái niệm: Virus là thực thể chưa có cấu tạo tế bào, có kích thước siêu hiển vi, có cấu tạo đơn giản chỉ gồm lõi là nucleic acid và được bao bọc bởi vỏ protein, sống kí sinh nội bào bắt buộc và chỉ nhân lên trong tế bào vật chủ.

Một số virus

- Đặc điểm chung của virus:

+ Có kích thước siêu nhỏ (khoảng 20 – 300 nm).

+ Chưa có cấu tạo tế bào, có cấu tạo đơn giản chỉ gồm phần lõi là DNA hoặc RNA và lớp vỏ protein, một số virus còn có vỏ ngoài mang kháng nguyên.

+ Không có hệ thống sinh năng lượng, không có hiện tượng sinh trưởng và không mẫn cảm với các chất kháng sinh.

+ Sống kí sinh nội bào bắt buộc, không thể nhân lên và thực hiện các hoạt động chuyển hóa bên ngoài tế bào vật chủ.

+ Trong điều kiện ngoài cơ thể, chúng có thể tồn tại lâu dài ở trạng thái đại phân tử hóa học không sống và có khả năng truyền nhiễm.

2. Đặc điểm

a. Virus được cấu trúc bởi 2 thành phần cơ bản

Virus trần và virus có vỏ ngoài

- Virus được cấu trúc bởi 2 thành phần cơ bản là: lõi nucleic acid và lớp vỏ capsid.

+ Lõi nucleic acid: DNA hoặc RNA (chuỗi đơn hoặc chuỗi kép).

+ Vỏ capsid được cấu tạo từ các đơn vị protein là capsomer.

- Ngoài ra, đối với virus có lớp vỏ ngoài, còn có lớp vỏ ngoài cấu tạo từ lớp kép phospholipid và protein; trên vỏ ngoài chứa các gai glycoprotein có tính kháng nguyên và giúp virus bám vào vật chủ, nhận diện vật chủ để xâm nhập.

b. Phân loại virus

Các tiêu chí phân loại virus:

Các dạng hình thái của virus

II. Quá trình nhân lên của virus trong tế bào

1. Sự nhân lên của virus trong tế bào chủ

- Đặc điểm sự nhân lên của virus trong tế bào chủ:

+ Chỉ được thực hiện bên trong tế bào vật chủ: Virus sử dụng hệ gene và các enzyme của chúng cùng với các nguyên liệu lấy từ tế bào chủ để tổng hợp vật chất di truyền và lớp vỏ, sau đó ráp lại thành virus mới.

+ Diễn ra nhanh, từ một virus ban đầu nhân lên và tạo ra vô số virus mới.

Chu trình nhân lên của phage T4

- Quá trình nhân lên gồm 5 giai đoạn:

(1) Hấp phụ: Do va chạm ngẫu nhiên, phân tử bề mặt của virus gắn đặc hiệu vào thụ thể bề mặt của tế bào vật chủ theo nguyên tắc “chìa và khoá ". Mỗi loại virus chỉ có thể lây nhiễm một số hạn chế tế bào vật chủ nhất định. Tuỳ vào loại virus mà các phân tử bề mặt tiếp xúc với tế bào vật chủ có thể khác nhau: Đầu mút của các sợi lông đuôi (phage); gai glycoprotein nhô ra khỏi vỏ ngoài (virus có vỏ ngoài); phân tử protein nhô ra ở đỉnh khối đa diện (virus trần).

(2) Xâm nhập: Virus tìm mọi cách để đưa vật chất di truyền vào bên trong tế bào vật chủ. Tuỳ vào mỗi loại virus mà có cách xâm nhập khác nhau:

+ Phage: Sợi lông đuôi tiết ra enzyme lysozyme làm tan thành tế bào vật chủ, bao đuôi co lại đẩy DNA vào bên trong tế bào, để lại vỏ capsid rỗng ở ngoài.

+ Virus có vỏ ngoài: Chúng vào bên trong tế bào nhờ vào sự dung hợp màng sinh chất với vỏ ngoài.

+ Virus trần và một số virus có vỏ ngoài: Chúng xâm nhập vào bên trong nhờ cơ chế thực bào, sau đó enzyme lysozyme của tế bào vật chủ phân huỷ lớp vỏ capsid và giải phóng hệ gen vào tế bào chất.

(3) Tổng hợp: Khi hệ gene đã vào bên trong tế bào vật chủ, chúng lập tức ức chế các quá trình tổng hợp của tế bào và kích hoạt bộ máy của tế bào theo hướng tổng hợp các thành phần của virus.

+ Tổng hợp hệ gene: Hệ gene của virus ban đầu được sử dụng làm khuôn và lấy nguyên liệu của tế bào vật chủ để tổng hợp nên hệ gene của virus mới.

+ Tổng hợp protein: Virus sử dụng bộ máy và nguyên liệu của tế bào vật chủ để phiên mã và tổng hợp protein của chúng để tạo vỏ capsid, glycoprotein vỏ ngoài và enzyme cần cho quá trình tái bản, phiên mã.

(4) Lắp ráp: Các capsomer tạo thành vỏ capsid rỗng và gắn hệ gene vào một cách ngẫu nhiên.

(5) Phóng thích: Sau khi được tạo thành, các virus con (thế hệ con) sẽ thoát ra ngoài để tiếp tục lây nhiễm vào tế bào khác. Tuỳ vào từng loại virus mà có các phương thức phóng thích khác nhau:

+ Phage: Tiết enzyme lysozyme phá huỷ màng tế bào và giải phóng virus ồ ạt ra ngoài để tiếp tục chu trình nhân lên mới.

+ Virus trần: Làm tan màng tế bào và chui ra ngoài.

+ Virus có vỏ ngoài: Tổng hợp các đoạn màng có gắn glycoprotein và hợp với màng sinh chất; tổ hợp vỏ capsid, hệ gene đi ra ngoài theo kiểu xuất bào; kéo theo màng sinh chất của tế bào chủ và tạo thành vỏ ngoài của virus.

2. Chu trình sinh tan, tiềm tan và cơ chế gây bệnh của virus

a. Chu trình sinh tan và tiềm tan

- Chu trình sinh tan: Virus xâm nhập vào tế bào vật chủ, nhân lên tạo vô số virus mới và phá vỡ, làm tan tế bào vật chủ, virus nhân lên theo chu trình này gọi là virus độc.

- Chu trình tiềm tan: Ngược với chu trình sinh tan vốn làm chết tế bào vật chủ, chu trình tiềm tan cho phép hệ gene của virus có thể tái bản (cài xen vào hệ gene của tế bào vật chủ), chúng không tạo thành virus mới và không phá vỡ tế bào vật chủ.

Chu trình tan và tiềm tan của phage λ

- Mối quan hệ của chu trình tan và tiềm tan: Lõi nucleic acid có thể nhân lên tạo vô số virus mới và làm tan tế bào hoặc hệ gene của virus có thể cài xen vào hệ gene của tế bào chủ, nhân lên và tạo ra quần thể tiền virus. Các tiền virus sau đó có thể chuyển sang chu trình tan nhưng virus ở chu trình sinh tan sẽ không đi vào chu trình tiềm tan được.

b. Cơ chế gây bệnh của virus

- Virus gây bệnh cho cơ thể bằng cách giết chết tế bào làm tổn thương mô, cơ quan trong cơ thể và làm cho các bệnh nền nặng hơn.

- Khả năng gây bệnh của virus có liên quan đến những yếu tố khác nhau của virus (lượng virus, con đường xâm nhập, tốc độ nhân lên và lây lan) và vật chủ (tuổi, tình trạng miễn dịch, tình trạng sức khỏe, các bệnh nền, bộ phận nhiễm virus,…).

- Khi cơ thể bị nhiễm virus, giai đoạn đầu thường chưa có triệu chứng, sau đó khi lượng virus nhân lên nhiều, có thể gây ra các bệnh lí nhiễm trùng cấp tính, mãn tính, thậm chí dẫn đến tử vong.

Xem thêm lời giải bài tập Sinh học lớp 10 Chân trời sáng tạo với cuộc sống hay, chi tiết khác:

Bài 30: Ứng dụng của virus trong y học và thực tiễn

Bài 31: Virus gây bệnh

Ôn tập chương 6

Bài 28: Thực hành: Lên men

Ôn tập chương 5