师:同学们好,非常高兴能和大家在这节生物课堂上相遇。我们一起来学习初中生物苏教版八年级上册第五单元第十四章第三节第二课时的内容——神奇的微生物:病毒。先让我们一起乘坐时光机穿越到2019年12月的湖北武汉。
在武汉市的医院里,陆续发现了许多有不明原因发热、干咳、乏力等主要症状的肺炎患者。重症病例出现呼吸困难,更严重的会多器官功能衰竭甚至死亡。面对这前所未有的肺炎疫情,中国率先报告、率先出征,以对全人类负责的态度,打响了一场疫情防控的人民战争。此时已是农历腊月二十六,正值中国春运,中国做了一个历史性决定,在这场前所未有的战役中,封锁一整座城市,900多万人留在了这座被迫按下暂停键的城市,抗击威胁全世界的新型肺炎。
生命至上,刻不容缓。火神山、雷神山等医院投入使用,为患者打开生命和健康之门。在万家团圆的除夕之夜,第一支援鄂医疗队抵达武汉。与此同时,全国各地筑牢防护网,中国战疫人人皆兵,武汉胜则湖北胜,湖北胜则全国胜。2月14日,中央赴湖北工作组发布动员令,一场武汉保卫战、湖北保卫战全面总攻正式打响。4月8日,武汉解封。
这个曾因疫情重灾区而举世瞩目的城市终于打开城门,标志着中国战疫取得阶段性的重大胜利。直到2022年底,我国疫情防控工作仍处于逆水行舟、不进则退的关键时期。秉持着人类命运共同体的理念,各国人民只要同舟共济,就一定能够战胜困难和挑战,建设更加美好的世界。
同学们,你们知道这场战役中引发肺炎的敌人是谁吗?不是细菌,也不是真菌,而是病毒,全称是2019新型冠状病毒,它所感染引起的是急性呼吸道传染病。说到病毒最早是什么时候被人们发现的,就让我们乘坐时光机继续穿越,认识几位新朋友。我们来到了1859年的德国,这位是德国科学家梅尔。梅尔曾注意到当地烟草作物染上了一种怪病,长出的绿叶一旦出现黄色斑纹,叶片就会慢慢卷曲起皱,直至死亡,给烟草生产造成了巨大损失。Maier将这种病命名为烟草花叶病,他现在正在提取患花叶病烟草植株的汁液,把汁液注射到健康烟草的叶脉中。结果,健康烟草也患上了花叶病,证明了花叶病是可以传染的。
我们继续出发,来到1892年的俄国,青年科学家伊万诺夫斯基在重复迈尔的实验时发现,使用两层滤纸对患有花叶病烟草叶子的汁液进行过滤后,所获得的滤液仍然具有传染性。于是他使用了一种当时最为先进的上博朗式过滤器对患有花叶病烟草叶子的汁液进行过滤,结果所获得的滤液同样具有传染性,发现了导致烟草花叶病的病原体能够通过细菌所不能通过的过滤器。他虽然率先发现了通过细菌过滤器的滤液仍然具有传染性这一现象,但却未能明确提出有传染性活物质这一概念。
在那个时代,人们普遍认为疾病都是由细菌引起的,伊万诺夫斯基对此从不怀疑,结果错失了发现病毒的机会。又过了6年,1898年的荷兰细菌学家贝杰林克重复了上述实验,既肯定了伊万诺夫斯基的实验结果,又发现病原体在显微镜下看不到,用培养细菌的方法也培养不出来。他认为这种病原体应该是一种比细菌还小的有传染性的活物质,并给它起了个名称叫病毒。贝杰林克通过创造性的工作发现了烟草花叶病毒。随后德国细菌学家发现引起牛口蹄疫的病原体也可以通过细菌过滤器,再一次证明了贝杰林克关于病毒的重大发现。如果说科学领域的发现有什么偶然机遇的话,那么这种偶然的机遇只能给那些有准备的人,给那些善于独立思考的人,给那些具有锲而不舍精神的人。希望同学们在以后的学习和实践中,学习贝杰林克创造性的科学态度,敢于提出自己的质疑,从实践中寻找正确的答案。通过这些朋友的实验,我们已经知道100多年前人类就发现了病毒。再来看一段动画,直观地了解一下病毒吧。
同学们请看,这是上节课学习过的细菌,我们已经知道细菌是一种非常微小的生物,小到肉眼都看不见,只能借助显微镜才能看到。细菌已经很小了,但是病毒更小。在病毒面前,细菌就像是巨人。与细菌不同,病毒没有细胞质或细胞核等结构。病毒的结构是什么样的呢?它只有一段遗传物质,外面包裹着蛋白质外壳,并没有细胞结构,像太空碎片一样漂浮在茫茫宇宙中,静静地等待着和宿主接触。因为病毒没有细胞结构,它们没有额外的材料来复制自己,只有进入宿主体内,它们才能有机会进行自我繁殖。只有进入细胞之后,病毒才会展现出它们真正恐怖的一面,在此之前都是一副人畜无害的样子。可是一旦进入,这些小家伙立马就劫持了宿主的细胞,它们通过细胞膜进入细胞,病毒将霸占宿主细胞的蛋白质生产机器,并迫使它们复制病毒。可怜的细胞在不知不觉中开始制造病毒大军,直到整个细胞被感染。这些被奴役了的细胞会一直复制病毒,直到自己爆炸,释放出所有的病毒去感染附近的细胞。病毒感染就是这样传播的。但是请同学们不要太担心,只要我们保持良好的卫生习惯,就很难被病毒入侵,就算不幸被病毒感染了。
在对付病毒上,我们的身体也非常聪明,每次我们被病毒入侵时,身体都会进行防御,并制造一种特殊的细胞,我们称之为免疫细胞,免疫细胞会记住病毒的样子,分辨和杀死入侵的病毒。当病毒再次入侵时,我们身体的防御系统已经做好了充分的准备,随时可以消灭它们。
冷知识时间,你们知道为什么上节课所学的抗生素无法消灭病毒吗?因为抗生素是一种只能干扰细胞发育功能的化学物质,病毒没有细胞结构,所以抗生素对病毒无效。在我们体内最常见的病毒是噬菌体,它们感染并消灭细菌。看完动画,相信同学们对病毒已经有了一定的了解,我们将会从病毒的结构、生活方式、种类与人类之间的关系继续学习并了解病毒。
现在我们已经知道病毒是一类非常微小的生物,它们的大小一般用纳米表示。细菌无法通过细菌过滤器,而病毒却能轻松通过。普通的光学显微镜观察不到病毒,电子显微镜放大倍数比光学显微镜高了许多,可以达到几十万倍,所以只有借助电子显微镜,我们才能够看清楚病毒的形态。请同学们观察一下课本图14 - 38从部分病毒与真核细胞、大肠杆菌大小的比较示意图中来对比一下它们的大小。
同学们,我们可以看到真核细胞约1万纳米,它的细胞核约2800纳米,大肠杆菌约2000纳米。病毒有多大呢?天花病毒约250纳米,狂犬病毒约150纳米,感冒病毒只有约100纳米,病毒真的非常非常小。通过上节课的学习,我们已经知道细菌和真菌都具有细胞结构,真菌还有成型的细胞核。与细菌、真菌相比,病毒并没有细胞结构,那病毒的结构是怎么样的呢?一般是由蛋白质外壳和内部遗传物质构成。请同学们思考一下,病毒没有细胞结构,只有蛋白质和遗传物质的话,能不能独立生活呀?病毒不能独立生活,只有通过水、空气、食物等途径侵入其他生物的细胞才能进行生命活动。病毒可以感染各类不同的生物,包括细菌、植物或动物。根据感染生物的不同,病毒可以分为细菌病毒,又叫噬菌体,如T4噬菌体;植物病毒,如烟草花叶病毒;动物病毒,如腺病毒。在课本图14 - 39几种病毒的形态和结构中,请同学们观察一下它们的形态结构。
