關于病毒知識在高中生物教學中的滲透

吳立杰 王麗影 林海英 汪曼

摘 要：高中生物有關病毒的知識在不同模塊和章節中均有零散的內容，而高考中也常對這部分知識進行考查，通過本文對病毒相關知識的滲透，希望能拓展學生的知識面，同時提高同學們對病毒的認識程度和防范意識。

關鍵詞：病毒知識 生物學 滲透

一、病毒的結構

在必修一《分子與細胞》模塊第一章第一節生命活動離不開細胞，這部分內容中提到HIV主要攻擊人的淋巴細胞，知道了病毒沒有細胞結構，是由遺傳物質和蛋白質組成的。在這里可以適當滲透病毒的種類，依據宿主細胞的不同可將病毒分為三類：動物病毒如流感病毒、植物病毒如煙草花葉病毒和細菌病毒如噬菌體。

在第二章遺傳信息的攜帶者-核酸這節，我們知道了病毒的遺傳物質是DNA或RNA，實際上絕大多數的植物病毒和細菌病毒遺傳物質是DNA，少數為RNA。不同種類病毒的結構不完全相同，相當多的動物病毒，其核衣殼外面還有一層或多層由糖蛋白、脂類所構成的囊膜把它們包裹起來，如流感病毒、狂犬病毒、HIV等。有的病毒在囊膜的最外層還有突起。噬菌體，它是一類寄生于細菌內的病毒的總稱，如果讓培養皿內長滿細菌，就好像一片草地，如果有噬菌體活動，我們就能在這片“草地”上發現一個個透明的圓圈，這是因為細菌被噬菌體裂解死亡了，我們把這些透明圈稱為噬菌斑，可以為后面學習選修內容做好鋪墊。

在必修二《遺傳與進化》模塊，第四章第二節講授中心法則知識時，可以滲透病毒蛋白質的種類不是只有衣殼蛋白，還有刺突蛋白，它是在病毒吸附過程中，與宿主細胞表面相結合的受體，幫助病毒侵入宿主細胞的物質;有些病毒還有酶，這些酶可以與病毒一同進入宿主細胞，如逆轉錄病毒的逆轉錄酶。所以說病毒蛋白質也并非都是在宿主細胞內合成，有的可以是病毒隨身攜帶的。

二、病毒的遺傳和變異

在必修二《遺傳與進化》模塊，第三章第一節講授噬菌體增殖過程時，可以給學生介紹增殖的方式和機理，引起學生興趣，為今后學生的職業生涯規劃做鋪墊。首先是噬菌體的吸附，沒有吸附就不能感染，病毒的吸附是有特異性的[1]，如SARS病毒主要感染肺部細胞，病毒的吸附通常是附著于敏感細胞的表面。所以，研究病毒的吸附過程，對了致病機理和對抗病毒的治療有很重要的意義。不同種類病毒侵入到宿主細胞的方式也不同，課本中的噬菌體侵染大腸桿菌時是在溶菌酶的作用下，將宿主細胞壁溶解出一個小孔，然后注入它的DNA分子。有的動物病毒有囊膜[1]，可以通過囊膜與宿主細胞的細胞膜發生融合，把核衣殼整體轉移到宿主細胞中。植物病毒可以通過植物間的胞間連絲在植物細胞間進行傳播[2]。病毒裝配成熟后釋放方式也是多種多樣的，如病毒將宿主細胞裂解，或是像流感病毒一樣獲得囊膜，再以出芽的方式釋放出來，或是宿主細胞融合，從一個細胞轉移進入相鄰細胞。

為什么流感會經常反復地出現呢？這是因為流感病毒核酸的在復制等過程可能會發生變化，搖身一變就變成了一種新的病毒，新的流感病毒就可以逃避針對原來病毒的免疫清除。此時，可以滲透病毒的變異知識。由于病毒沒有細胞結構，缺乏獨立的酶系統，故其遺傳機構容易受到周圍環境的影響，加之病毒增殖迅速，突變的概率相應增高，所以病毒與其他生物相比，又具有更大的變異性。DNA病毒的遺傳物質通常是雙鏈結構，比較穩定，而RNA病毒的遺傳物質通常為單鏈的RNA，突變頻率上有較大的差別。病毒突變后它的毒力可能會發生改變，有的毒力可能變強，有的毒力可能變弱，醫學上可以使用毒力減弱的病毒作為疫苗，如乙肝疫苗等。

三、病毒的危害——癌癥

在必修一《分子與細胞》模塊的第六章第四節細胞癌變中，我們知道部分病毒能引起細胞的癌變，如Rous肉瘤病毒，它屬于病毒致癌因子，目前已知絕大多數動物腫瘤是由病毒引起。人類的免疫系統是強大的，具有監控和清除因病毒作用而產生的少數癌細胞的能力，能夠消滅腫瘤于萌芽狀態。只有當機體免疫力下降或被破壞時，腫瘤病毒才使宿主細胞異常增殖成癌細胞。所以在此次疫情期間流傳出這樣一句話“戰勝新型冠狀病毒，免疫力最靠譜”，也是很有道理的。

所以，在講授細胞癌變時可以向學生滲透增強免疫力的方法，首先要合理均衡營養，多吃蔬菜水果增加體內維生素的含量，如維生素C的含量減少，白細胞的戰斗力就下降;維生素A攝入不足，呼吸道上皮細胞就會缺乏抵抗力，都會使人容易患病[3]。動物肝臟含有葉酸、硒、鋅等多種物質，這些物質有助于促進免疫功能，而補鋅還能縮短感冒病程，可見合理飲食的重要性。吸煙時人體血管容易發生痙攣，導致呼吸道黏膜得不到充足的氧氣和養料供應，抗病力也會下降;酒精會對人體的免疫系統起到抑制作用。所以不吸煙，不酗酒的人免疫力通常比吸煙和經常酗酒的人免疫力高。另外，生活比較規律、能善待壓力，有良好的心情的人免疫系統可以集中精力對付入侵者，免疫能力較強。所以，我們要適度調整，勞逸結合。

四、病毒研究的意義

在必修三《穩態與環境》模塊第二章第4節講授免疫調節內容時，可以滲透主動免疫和被動免疫的區別，讓學生明確有些疾病可以通過接種疫苗來達到預防的目的。這種利用抗原刺激，使機體自身產生抗體的方法，叫做主動免疫。主動免疫對隨后的感染有高度抵抗的能力，而且能長久甚至保持終生。滅活的或減毒的病毒可以作為疫苗，對多種疾病起到防御作用。由于一些病毒可以感染人類特定的組織細胞，所以還可以利用這些病毒作為基因工程的載體，用于人類遺傳病的治療。

總之，高中生物有關病毒的知識在不同模塊和章節中均有零散的內容，而高考中也常對這部分知識進行考查，通過本文對病毒的相關知識在生物學中的滲透，希望提高同學們對病毒的認識程度和防范意識。

參考文獻

[1]謝天恩.胡志紅.《普通病毒學》[M].北京市科學出版社.2002.

[2]洪健.李紅葉.周雪平.胞間連絲結構與植物病毒的胞間轉運[A].中國細胞生物學學會醫學細胞生物學學術大會論文集[C]，2006.

[3]容小翔.維生素與免疫力[J].東方食療與保健.2010，（2）：17.

本文系黑龍江省教育科學規劃2020年度專項課題《新冠肺炎疫情背景下高中生物戰“疫”專題性教學的實踐研究》階段性研究成果