Подробное решение параграф § 17 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Пасечник В.В., Каменский А.А., Рубцов A.M. Углубленный уровень 2019
Вопрос 1. Какое строение имеют вирусы?
Вирусы имеют очень простое строение. Каждый вирус состоит из нуклеиновой кислоты (или ДНК, или РНК) и белка. Нуклеиновая кислота является генетическим материалом вируса. Она окружена защитной белковой оболочкой — капсидом. Внутри капсида могут также находиться собственные вирусные ферменты. Некоторые вирусы, например вирус гриппа и ВИЧ, имеют дополнительную оболочку, которая образуется из клеточной мембраны клетки — хозяина. Капсид вируса, состоящий из многих белковых молекул, обладает высокой степенью симметрии, имея, как правило, спиральную или многогранную форму. Эта особенность строения позволяет отдельным белкам вируса объединяться в полную вирусную частицу путём самосборки.
Вопрос 2. Какие заболевания вызывают вирусы?
Самыми известными и распространенными являются следующие вирусные заболевания: грипп и простуда, краснуха, свинка, желтая лихорадка, корь, ларингит, полиомиелит, ангина, гепатиты, тиф, сифилис, энцефалит, СПИД.
Вопрос 3. Каков жизненный цикл вируса?
Все активные процессы, характерные для вирусов, протекают только в клетках. После проникновения вируса в такую клетку происходит освобождение его нуклеиновой кислоты от белков оболочки, затем идёт синтез нуклеиновой кислоты вируса и кодируемых ею белков с использованием синтетического аппарата и энергии клетки хозяина. После этого происходит сборка новых вирусных частиц. Часто в результате такого захвата клетки вирусом она погибает.
Однако бывает и так, что вирусы, выходящие из клетки хозяина, не вызывают её гибели. В этом случае заражённая клетка может ещё какое — то время производить новые вирусные частицы, способствуя тем самым заражению как своих соседей, так и клеток других организмов. Например, гены вируса герпеса могут встраиваться в гены ядра хозяйской клетки и находиться в таком неактивном состоянии очень долго. Но под действием неблагоприятных для человека внешних факторов (какая — то болезнь, облучение, стресс) генетический аппарат вируса активируется, и заражённая клетка начинает производство вирусных частиц, которые приводят к поражению герпесом слизистых оболочек носа, губ, рта, а иногда и половых органов.
Вопрос 4. Какие вирусы называют ретровирусами?
Ретровирусы — РНК — содержащие вирусы; содержат две идентичные молекулы РНК (по 5 — 10 тыс. нуклеотидов) и несколько связанных с ними молекул фермента ревертазы (обратной транскриптазы), обеспечивающей переписывание информации с РНК на ДНК и внедрить в клетку навсегда. В отличие от остальных видов вирусов, которые ДНК превращают в РНК.
Вопрос 5. Чем ретровирусы отличаются от вирусов?
Ретровирусы отличаются от вирусов тем, что создают ДНК на основе РНК, а не наоборот.
Вопрос 6. Каковы гипотезы происхождения вирусов?
Имеется три гипотезы происхождения вирусов:
1. Вирусы — потомки бактерий и других одноклеточных организмов, претерпевших дегенеративную (регрессивную) эволюцию.
2. Вирусы — потомки древних доклеточных форм жизни, перешедших к паразитическому способу существования.
3. Вирусы — дериваты (производные) клеточных генетических структур, ставших относительно автономными, но сохранивших зависимость от клеток.
Вопрос 7. Что такое прион?
Прион (от англ., protein — белок и infection — инфекция) — пептид с аномальной трехмерной структурой, способный к самовоспроизведению без участия ДНК и РНК.
Вопрос 8. Используя дополнительные источники информации, подготовьте презентацию о мерах профилактики СПИДа.
(преобразуйте эту информацию в презентацию, также можно добавить картинки). Учитывая особенности патогенеза и лечения СПИДа, на первый план выходит его профилактика.
Профилактика СПИДа основана на знании всех особенностей вируса иммунодефицита человека (ВИЧ), его вызывающий. Следуя простым предписаниям, каждый человек может защитить себя и своих близких от проникновения ВИЧ — инфекции.
Важно помнить!!! ВИЧ не передаётся через рукопожатия, объятия, поцелуи, предметы гигиены, одежду и постельное бельё. Также им невозможно заразиться в бассейнах, банях, через укусы насекомых и другие контакты с животными. Вирус сохраняет жизнеспособность только в четырёх жидкостях человеческого организма: крови, сперме, влагалищных выделениях и грудном молоке. Во внешней же среде он достаточно быстро погибает, как и при попадании содержащей его жидкости в воду.
Надёжным барьером для ВИЧ является неповреждённая кожа.
Профилактика полового пути передачи ВИЧ заключается во владении точной и полной информацией о более безопасном сексе, о необходимости использования презервативов, уменьшении числа половых партнёров, уверенности в том, что каждый из них не является носителем вируса, а также комплексном и правильном половом воспитании.
Профилактика парентерального пути передачи ВИЧ (в том числе через употребление инъекционных наркотиков) заключается в отказе от употребления наркотиков и своевременном лечении наркозависимости.
Следует также помнить, что пирсинг и нанесение татуировок можно проводить только в сертифицированных салонах, гарантирующих стерильность инструментов.
Если на коже имеются порезы или открытые язвы, то их следует закрыть плотной повязкой.
После любого контакта с чужой кровью нужно вымыть руки с мылом и горячей водой.
В настоящее время существуют тесты, определяющие наличие антител к ВИЧ. Для того чтобы их обнаружить, необходимо сдать кровь в СПИД — центре или другом медицинском учреждении, проводящем такие исследования.
Вопрос 9. Почему вирусные заболевания носят характер эпидемий?
1) Потому что распространяются быстро и в основном — воздушно — капельным путем
2) Вирус может долго находится в теле человека, при этом он этого не замечает и является распространителем болезни.
3) Вирусам для выживания необходимо очень мало, т. к. их организм состоит лишь из белка и рибонуклеиновой кислоты (РНК), поэтому очень трудно подобрать вакцину.
Вопрос 10. Какие меры борьбы с вирусными эпидемиями существуют? Почему трудно создавать вакцины против вирусных инфекций?
Профилактика вирусных инфекций бывает специфичной и неспецифичной.
— специфическая профилактика — проводится вакцинация с целью развития иммунитета против определенного вируса (вакцинация от вирусного гепатита В в календаре прививок, вакцинация против гриппа в эпидемиологический сезон.
— неспецифическая профилактика — направлена на усиление иммунитета в целом, а не только против определенного вируса (закаливание, режим труда и отдыха, правильное питание, растительные препараты и др.).
Учитывая особенности патогенеза и лечения вирусных инфекций, на первый план выходит их профилактика, особенно при ВИЧ/СПИД и вирусных гепатитах.
Лучше заняться профилактикой вирусных инфекций, т.к. очень трудно, а порой и невозможно создать вакцины против вирусных инфекций. Это объясняется тем, что вирусы способны феноменально быстро мутировать. Например, вирус гриппа. А одной из причин, почему так сложно создать вакцину против СПИДа, является то, что вирус заражает сами клетки иммунной системы, которые, как предполагается, стимулируются с помощью любой вакцины.
Вопрос 11. Используя алгоритм решения, приведённый на с. 103, решите следующие задачи на определение последовательности белков и нуклеиновых кислот:
1.Определите последовательность нуклеотидов участка матричной ДНК, на основе которого была синтезирована следующая молекула иРНК:
— А — У — Г — Ц — А —У—У—Г—У—Ц—Г—А —Г иРНК
— Т — А — Ц — Г — Т — А — А — Ц — А — Г — Ц — Т — Ц мДНК (ответ)
2. Имеется молекула иРНК с последовательностью нуклеотидов АУГ—ААА—УУА—ЦАУ—УУУ—ГАЦ—АГЦ—УГА. Определите нуклеотидную последовательность ДНК, антипараллельной гену (матричной цепи ДНК), с которого шло считывание данной РНК.
Ответ: АТГ — ААА — ТТА — ЦАТ — ТТТ — ГАЦ — АГЦ — ТГА.
3. Исследования показали, что в иРНК содержится 34 % гуанина, 18 % урацила, 28 % цитозина и 20 % аденина. Определите процентный состав азотистых оснований в участке ДНК, являющейся матрицей для данной иРНК.
Ответ: 34 % цитозина, 18 % аденина, 28 % гуанина и 20 % тимина.
4. В кодирующей части гена доля цитозина составляет 15 %. Какова доля урацила в молекуле иРНК, синтезированной на основе этого гена?
Ответ: в молекуле ДНК Ц=Г, поэтому Г=15%, на А и Т приходится 100 — 30 (Ц+Г) = 70%, т.к. А=Т, то Т=35 %. Запишем схематично:
ДНК 15цитозина — 15гуанина — 35аденина — 35тимина
иРНК 15гуанина — 15цитозина — 35урацила — 35аденина.
Т.е. в молекуле иРНК количество урацила равно количеству аденина в молекуле ДНК и равно 35%.