BÀI 29 - VIRUS

MỞ ĐẦU

Câu 1: 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.

Đáp án chuẩn:

• Trong dịch lọc thứ (2) không có vi khuẩn vì dịch lọc này đã được lọc qua màng lọc vi khuẩn.
• Tác nhân gây bệnh khảm thuốc lá không phải là vi khuẩn mà là một phân tử nhỏ hơn kích thước của vi khuẩn (có thể đi qua màng lọc vi khuẩn), đó chính là virus.

I. KHÁI NIỆM VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA VIRUS

Câu 1: Hãy nêu khái niệm và các đặc điểm của virus.

Đáp án chuẩn:

Virus là thực thể không có cấu tạo tế bào.

Đặc điểm:

- Cấu tạo đơn giản chỉ gồm phần lõi DNA hoặc RNA và lớp vỏ protein.

- Kích thước siêu nhỏ.

- Sống kí sinh bắt buộc trong nội bào vật chủ và chỉ nhân lên trong nội bào vật chủ.

Luyện tập: Vi khuẩn khác virus ở những điểm nào? 

Đáp án chuẩn:

 Câu 2: Dựa vào Hình 29.2 và 29.3, hãy: Nêu cấu tạo của virus.

Đáp án chuẩn:

* Lõi nucleic acid: DNA hoặc RNA (có thể là chuỗi đơn hoặc chuỗi kép).

* Lớp vỏ:

  - Virus trần có vỏ capsid được cấu tạo từ các đơn vị protein gọi là capsomer.

  - Virus có vỏ ngoài có lớp kép phospholipid và protein, trên đó có các gai glycoprotein.

Câu 3: Dựa vào Hình 29.2 và 29.3, hãy: Trình bày các tiêu chí phân loại virus.

Đáp án chuẩn: 

- Dựa vào lớp vỏ ngoài: chia thành 2 loại virus trần và virus có vỏ ngoài.

- Dựa vào sự sắp xếp của capsomer: chia thành 4 loại virus: virus có cấu trúc xoắn, virus có cấu trúc khối, virus hình cầu, virus có cấu trúc vừa khối vừa xoắn.

- Dựa vào vật chất di truyền: chia thành 2 loại virus DNA và virus RNA.

- Dựa vào đối tượng vật chủ: chia thành 4 loại virus kí sinh ở vi khuẩn, virus kí sinh ở nấm, virus kí sinh ở thực vật, virus kí sinh ở động vật và người.

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

Đáp án chuẩn:

- Vi rút kí sinh ở vi sinh vật: Vi rút kí sinh ở nấm (Mycovirus) có vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp vi sinh vật như sản xuất thuốc kháng sinh, mì chính, thuốc trừ sâu sinh học...

- Vi rút kí sinh ở thực vật:

  + Virus khảm thuốc lá

  + Gây biến đổi hình thái cây: lá bị đốm vàng, đốm nâu, sọc hay vằn; lá bị xoăn, héo, vàng rồi rụng; thân bị lùn, còi cọc.

- Vi rút kí sinh ở động vật và con người:

  + Virus SARS-CoV-2

  + Virus HIV

  + Virus đậu mùa

  + Virus cúm

II. QUÁ TRÌNH NHÂN LÊN CỦA VIRUS TRONG TẾ BÀO CHỦ

Câu 4: Đọc thông tin ở mục I.2 SGK và kết hợp quan sát Hình 29.4, hãy trình bày các giai đoạn nhân lên của virus trong tế bào vật chủ. 

Đáp án chuẩn:

1. Hấp phụ: Phân tử bề mặt của virus gắn đặc hiệu vào thụ thể bề mặt của tế bào vật chủ theo nguyên tắc "Chìa và khóa"
2. Xâm nhập: Virus đưa chất di truyền và trong tế bào vật chủ
3. Tổng hợp: Tổng hợp gene và tổng hợp protein
4. Lắp ráp: tạo thành vỏ capsid rỗng và gắn hệ gene vào 1 cách ngẫu nhiên
5. Phóng thích: virus con thoát ra ngoài tiếp tục lây nhiễm cho tế bào khác.

Câu 5: Quan sát hình 29.5, hãy mô tả quá trình nhân lên của HIV trong tế bào vật chủ.

Đáp án chuẩn:

1. Hấp thụ: Gai glycoprotein của virus tiếp xúc với tế bào lympho T có thụ thể CD4.

2. Xâm nhập: Virus HIV xâm nhập vào tế bào bên trong thông qua cơ chế dung hợp màng.

3. Tổng hợp: Enzyme phân giải lớp vỏ của virus giải phóng hệ gene vào tế bào chất. Virus tiến hành phiên mã ngược để tạo ra đoạn DNA từ mạch RNA ban đầu. Đoạn DNA này xâm nhập vào nhân tế bào, tích hợp vào bộ gene của tế bào lympho T, và sau đó nhân lên cùng với phân tử DNA của tế bào. Virus tiếp tục phiên mã để tạo ra RNA của virus.

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 được xuất bào ra ngoài thông qua cơ chế xuất bào, màng tế bào bao quanh nucleocapsid và tạo thành lớp vỏ ngoài.

Luyện tập: Hãy phân biệt quá trình hấp phụ, xâm nhập vào tế bào vật chủ của phage, virus trần, virus có vỏ ngoài.

Đáp án chuẩn:

* Quá trình hấp phụ:

1. Phage: Đầu mút của các sợi lông đuôi.

2. Virus có vỏ ngoài: Gai glycoprotein nhô ra.

3. Virus trần: Phân tử protein nhô ra ở đỉnh khối đa diện.

* Quá trình xâm nhập:

1. Phage: Sợi lông đuôi tiết ra enzyme lysozyme làm tan thành tế bào vật chủ. Bao đuôi co lại đẩy DNA vào tế bào và để lại vỏ capsid rỗng ở ngoài.

2. Virus có vỏ ngoài: Xâm nhập nhờ vào sự dung hợp màng sinh chất với vỏ ngoài.

3. Virus trần: Xâm nhập nhờ cơ chế thực bào. Sau đó, enzyme lysozyme của tế bào vật chủ phân hủy lớp vỏ capsid và giải phóng hệ gene tế bào chủ.

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

Đáp án chuẩn:

Gai glycoprotein hoặc protein bề mặt của virus phải phù hợp với thụ thể trên tế bào chủ để virus có thể xâm nhập vào tế bào. Do đó, mỗi loại virus chỉ có thể tấn công được một số loại tế bào nhất định.

Câu hỏi: Hãy trình bày chu trình tan và tiềm tan ở phage.

Đáp án chuẩn:

*Chu trình sinh tan:

1. Phage gắn vào điểm nhận trên tế bào vi khuẩn. Ống đuôi co lại và bơm DNA vào bên trong tế bào.

2. Virus phiên mã gen để sản xuất các cấu phần của virus.

3. Nucleotide sao chép DNA của phage và tổng hợp protein capsid. Virion được lắp ráp và tiết ra lysozyme để phá hủy tế bào vi khuẩn.

4. Tế bào vi khuẩn bị phá hủy và virus được giải phóng ra ngoài.

*Chu trình tiềm tan:

1. Virus tiêm genome vào tế bào vật chủ.

2. Bộ gen virus gắn vào nhiễm sắc thể của vật chủ.

3. Virus nhân lên cùng với tế bào vật chủ và truyền virus qua các thế hệ tiếp theo.

4. Bộ gen virus được kích hoạt, sao chép và phiên mã để tạo hạt virus, sau đó phá hủy màng tế bào vật chủ để giải phóng virus.

Luyện tập: Quan sát Hình 29.6, hãy trình bày mối liên hệ giữa chu trình tan và tiềm tan ở phage λ

Đáp án chuẩn:

Trong phage λ, khi virus xâm nhập vào tế bào vật chủ, có thể theo hai chu trình:

1. Chu trình lytic: Lõi DNA phage nhân lên và giải phóng virus.

2. Chu trình lysogenic: Hệ gene phage được cài vào hệ gene tế bào chủ và nhân lên mà không làm tổn thương tế bào ngay lập tức.

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

Đáp án chuẩn:

Virus xâm nhập và nhanh chóng nhân lên, gây tổn thương tế bào và cơ quan bằng cách phá hủy tế bào để tiếp tục lây lan. Điều này có thể làm nặng thêm các bệnh đã có sẵn hoặc gây bệnh mới trong cơ thể vật chủ.

BÀI TẬP

Bài 1: Trình bày và giải thích các bước nhân lên của phage trong tế bào vật chủ.

Đáp án chuẩn:

1. Hấp phụ: Virus bám lên bề mặt tế bào chủ nhờ thụ thể thích hợp.

2. Xâm nhập: Virus tiêm hệ gene vào tế bào chủ.

3. Tổng hợp: Hệ gene của virus ức chế quá trình tổng hợp của tế bào và kích thích tế bào tổng hợp các thành phần của virus. Hệ gene của virus có thể cài xen vào DNA của vật chủ, tạo thành tiền virus và đi vào chu trình tiềm tan.

4. Lắp ráp: Các capsomer tạo thành vỏ capsid rỗng và gắn hệ gene vào.

5. Phóng thích: Các virus con thoát ra ngoài để tiếp tục lây nhiễm tế bào khác.

Bài 2: Giải thích vì sao virus rất đa dạng và phong phú.

Đáp án chuẩn:

Virus rất đa dạng và phong phú vì chúng có tần số và tốc độ đột biến rất cao, đặc biệt là các virus RNA do enzyme polymerase của virus không có cơ chế sửa sai. Ngoài ra, các biến chủng cũng được tạo ra do cơ chế tái tổ hợp virus từ nhiều nguồn khác nhau.

Bài 3: Hãy tìm một số ví dụ về virus có hệ gene là RNA, DNA.

Đáp án chuẩn:

- Một số virus có hệ gen RNA: SARS-CoV-2, HIV, Tobacco mosaic virus, virus viêm não Nhật Bản, virus rubella, Rhabdo virus carpio, virus sởi, virus cúm gia cầm H5N1.

- Một số virus có hệ gen DNA: virus cúm mùa, virus tả, virus viêm gan B, virus dịch tả lợn châu Phi, virus đốm trắng ở tôm.

Bài 4: Giải thích vì sao không thể dùng kháng sinh để tiêu diệt virus.

Đáp án chuẩn:

Virus có cấu trúc và cách tồn tại khác với vi khuẩn. Virus không có thành tế bào thay vào đó chúng được bao bọc bởi một lớp áo protein bảo vệ.

Không giống như vi khuẩn tấn công các tế bào của cơ thể từ bên ngoài, virus thực sự di chuyển vào bên trong tế bào, sống vào tạo ra các bản sao của chính chúng trong đó. Virus không thể tự sinh sản, giống như vi khuẩn mà thay vào đó chúng tự gắn thành phần di truyền của mình vào các tế bào khỏe mạnh của chúng ta và lập trình lại các tế bào đó để tạo ra những virus mới. Chính vì tất cả những điểm khác biệt này mà thuốc kháng sinh không tiêu diệt được virus.

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

Đáp án chuẩn:

* Các giai đoạn tiến triển của HIV:

1. Nhiễm HIV tiên phát: 

   - Xuất hiện 2-4 tuần sau nhiễm, kéo dài 1-2 tuần với các triệu chứng: phát ban, sốt, đau cơ/khớp, viêm họng, hạch to.

2. Giai đoạn tiềm tàng:

   - Giảm dần số lượng CD4, có thể khỏe mạnh trong 5-10 năm. Triệu chứng khi CD4 < 500, nhiễm trùng cơ hội khi CD4 < 200.

3. Nhiễm HIV có triệu chứng:

   - Xuất hiện khi CD4 < 500, các triệu chứng: hạch to, mệt mỏi, suy kiệt, sốt, tiêu chảy kéo dài, Candida miệng, viêm phổi, lao phổi, Zona, ung thư.

4. AIDS (Nhiễm HIV tiến triển):

   - CD4 < 200, triệu chứng: sụt cân, tiêu chảy mạn tính, sốt kéo dài, nấm candida miệng, bạch sản dạng lông ở miệng, lao phổi, nhiễm khuẩn nặng, viêm loét miệng, thiếu máu.

* Biện pháp phòng tránh lây nhiễm HIV:

1. Phòng nhiễm HIV/AIDS qua đường tình dục:

   - Sống lành mạnh, chung thủy một vợ một chồng, sử dụng bao cao su đúng cách.

2. Phòng nhiễm HIV/AIDS qua đường máu:

   - Không tiêm chích ma túy, chỉ truyền máu khi cần thiết, sử dụng bơm kim tiêm vô trùng, không dùng chung đồ cá nhân.

3. Phòng nhiễm HIV/AIDS từ mẹ sang con:

   - Phụ nữ nhiễm HIV không nên mang thai, nếu có thai thì uống thuốc dự phòng theo hướng dẫn của bác sĩ.