金浪舟
摘要:病毒是一種能夠在其他生物體間傳播并且對該生物體造成感染的微小生物,其存在多面性。生物病毒會給人類帶來較大的益處,但同時也會產生極大的危害,如噬菌體能夠對部分細菌感染進行有效治療;昆蟲病毒能夠有效預防并治療一些農業病蟲害,卻也存在極大危害;狂犬病毒、HIV等威脅人類生命安全;肝炎病毒、流感病毒直接給人體帶來疾病;馬鈴薯Y病毒、TMV等給人類財產造成嚴重損失等等。高中階段是生物病毒知識學習的關鍵階段,對人們了解生物病毒有較大價值,因此,本文對高中生物中的病毒知識進行了探討。
關鍵詞:高中生物;病毒知識;具體應用
病毒沒有細胞結構,一般情況下主要由核酸與蛋白質外殼組成,部分病毒還含有脂質和多糖構成的包膜或囊膜。根據病毒的遺傳類型,可將其分為以下幾種:單鏈RNA病毒、單鏈DNA病毒、雙鏈DNA病毒、雙鏈RNA病毒。隨著時代的發展,病毒也較之前有了明顯改變,日常生活中由病毒而引起的疾病呈快速增長現象,因此,學生必須對病毒知識有一個更為深入的理解。對此,本文高中生物中的基礎病毒知識與在實際中的應用進行了探討。
一、高中生物中的基礎病毒知識
1、病毒大小。病毒形體極小,人類很難通過肉眼直接看到,絕大部分都需要通過顯微鏡才能進行觀察。熒光成像是目前觀察病毒感染細胞與病毒裝配過程的主要方法之一,但需要能夠支持每秒多次成像且帶有靈敏相機的高質量顯微鏡。
2、病毒細胞結構。病毒沒有細胞結構,一般情況下主要由核酸與蛋白質外殼組成。其中,核酸是構成病毒的核心,主要位于病毒粒子的中心部位,而蛋白質外殼則包圍著核心,保護著病毒粒子。蛋白質外殼屬病毒粒子的抗原,其能夠有效保護核酸。學界稱這兩者的結合為核醫殼,所有病毒均有該結構,是病毒的基礎所在。除此之外,還有部分病毒較為復雜,核衣殼之外還存在著一層囊膜包被。
3、病毒分類。病毒分類主要根據病毒攜帶的核酸進行,所有病毒均只有一種核酸,即RNA與DNA。RNA病毒主要包括流感病毒、煙草花葉病毒、艾滋病毒、車前草病毒等;DNA病毒則主要包括皰疹病毒、噬菌體以及各種腺病毒等。
4、病毒存活。病毒具有較強的“專一性”,它們只存活于宿主的活性細胞中,如噬菌體,便是專門以細菌為食的病毒;由于HIV病毒抵抗力極差且不耐高溫,一旦離開人體便難以存活,因此其只能寄生于動物細胞中,該病毒也因此被稱為動物病毒。
5、病毒敏感性。病毒對抗生素不敏感,對干擾素敏感;有些病毒的核酸還能整合到宿主的基因組中,并誘發潛伏性感染。
二、高中生物病毒知識的應用
1、促進動物細胞融合。動物細胞融合技術是動物細胞工程中的核心技術之一。就目前而言,誘導細胞進行融合的方法較多,物理、化學、生物等方面均能實現。其中,物理主要采用電刺激、離心、震動等方法對細胞進行處理;化學則是采用聚乙二醇等物質來誘導細胞進行融合;生物則是采用滅活的病毒促使細胞進行融合。至于病毒是如何促使細胞進行融合的,目前學界給出的答案是:病毒表面含有一定的酶與蛋白質,而細胞膜表面則含有糖蛋白,這三種物質能夠互相產生作用,使細胞膜上的脂質分子與蛋白質分子進行重新排列,實現細胞膜的融合。另外,該方法中使用的病毒必須是滅火病毒,通過化學、物理等方式在不損害病毒抗原的基礎上將或病毒殺死。唯有如此,才能在促使細胞進行融合的過程中不對細胞造成感染,即保護細胞的安全。但就目前而言,使用滅活細胞促使細胞進行融合還存在一定的問題,如細胞感染率不高且一直難以提升、細胞融合速度過慢、反應具有較高要求、融合體病毒難以有效去除等等。這些問題嚴重影響了細胞融合,還需要學者與專家進行進一步的深入研究。由此,目前進行細胞融合的主要方法是電刺激與聚乙二醇等。
2、誘發細胞癌變。細胞癌變的原因極多,且均較為復雜,若要進行歸納則主要有化學、物理與生物三種,而生物中則主要是病毒。學界進行大量研究后提出,病毒中含有能夠致癌的核酸與病毒癌基因,這是造成細胞癌變的主要因素。其原理為首先對人體細胞進行感染,接著將病毒基因組整合進入人的基因組中,從而誘發人體的細胞癌變。
3、作為疫苗。目前,人們需要接種大量疫苗,這是由于疫苗能夠有效預防傳染病。疫苗是通過基因工程或人工滅活、減毒等方法將病毒、立克次氏體、細菌等原微生物與其代謝產物進行處理制作而成。當動物體接觸到這種無毒刺激后,免疫系統會自動產生特殊抗體、活性生理物質、特殊抗體等保護物質,一旦動物體再次接觸到這種病原菌,免疫系統對該病毒的記憶便會被喚醒,產生更多的保護物質來防止動物體受到該病毒的侵害。
至于病毒是否會在人體內進行大量繁殖,這是無需擔心的。用于制作疫苗的病毒、細菌、立克次體等必須通過化學、物理等方法進行減活,疫苗自然也失去了繁殖能力,但其免疫原性卻仍有保留。由于死疫苗在進入人體后無法繁殖,只能在較短的一段時間內對動物體進行刺激,因此,想要提高對該病毒的免疫力,需要進行多次重復接種?;钚砸呙缃臃N后能夠在動物體內反之,與自然感染極其相似,能夠激發動物體對該病毒的持久免疫力。目前較為常用的活性疫苗主要有麻疹醫療、卡介苗、脊髓灰質炎疫苗等。較之于死疫苗,活疫苗不但用量較小,并且免疫持續時間極長,免疫效果明顯高于死疫苗。
三、結語
隨著時代的發展,越來越多的病毒對人類的生命安全造成嚴重威脅。在此背景下,懂的更多的病毒知識顯然是有益無害的。高中生物中的病毒知識雖然只是大千世界中的病毒基礎,但若沒有基礎,遑論大廈了。本文對高中生物中病毒知識進行了探討,旨在希望能夠為病毒知識的普及盡一份綿薄之力。
參考文獻
[1] 周陽.新課標下五套普通高中生物教材知識體系的比較研究[D].南京師范大學,2007.
[2] 李艷.高中生物校本課程開發與實施[D].華東師范大學,2006.
[3] 郭麗麗.人教版高中生物教材的內容問題探討[D].山東師范大學,2015.
[4] 韓素琴.高中生物教學中關于“病毒”知識的概括與總結[J].好家長,2014,31:44-46.
[5] 張永兵.2008年諾貝爾生理學或醫學獎與高中生物學知識的鏈接[J].生物學教學,2009,34(5):68-69.