Đây là bản xem thử. Phiên bản đầy đủ trong ứng dụng có bài tập, AI chấm ngay và theo dõi tiến độ học.
Bài học
Virus — cấu tạo và đặc điểm
Mục tiêu bài học
Sau bài này, em mô tả được cấu tạo đơn giản của virus — vật chất di truyền và vỏ protein — giải thích được vì sao virus không có cấu tạo tế bào và chỉ nhân lên được bên trong một tế bào chủ, và lý giải được vì sao virus nằm ở ranh giới giữa vật sống và vật không sống.
Kiến thức nền cần nhớ
Ở các bài trước trong khoá học này, em đã biết mọi sinh vật sống — từ vi khuẩn nhỏ bé tới cây cối và con người — đều có cấu tạo từ một hoặc nhiều tế bào, và tế bào tự thực hiện được các hoạt động sống cơ bản như trao đổi chất, lớn lên, sinh sản (same-grade bridge). Bài này giới thiệu một tác nhân gây bệnh không hề có tế bào nào cả — virus — và em sẽ thấy vì sao đặc điểm "không có tế bào" này khiến giới khoa học phải tranh cãi virus có phải là một dạng sống hay không.
Khởi động
Một hạt virus cúm, để một mình trong không khí hay trên bề mặt bàn, có "sống" theo đúng nghĩa hay không? Nó có ăn, có lớn lên, có tự sinh sản như một con vi khuẩn không? Bài học này giúp em trả lời câu hỏi tưởng đơn giản nhưng khiến cả giới khoa học tranh luận: virus là vật sống hay vật không sống?
Kiến thức trọng tâm
Virus có cấu tạo cực kỳ đơn giản, đơn giản hơn hẳn một tế bào vi khuẩn. Một hạt virus, gọi là virion, chỉ gồm hai phần: một lõi vật chất di truyền (DNA hoặc RNA) mang thông tin để tạo ra virus mới, và một lớp vỏ protein bao bọc bên ngoài, gọi là capsid, có nhiệm vụ bảo vệ lõi di truyền và giúp virus bám đúng vào loại tế bào nó cần xâm nhập. Một số virus, ví dụ virus cúm, còn có thêm một lớp màng bọc ngoài cùng lấy từ chính màng của tế bào chủ mà chúng chui ra. Quan trọng nhất: virus hoàn toàn không có tế bào — không màng tế bào chất riêng, không tế bào chất, không một bào quan nào để tự thực hiện trao đổi chất.
Vì không có bộ máy trao đổi chất riêng, virus không thể tự ăn, tự lớn lên hay tự nhân lên như một tế bào bình thường. Cách duy nhất để một virus tạo ra virus mới là xâm nhập vào một tế bào sống — gọi là tế bào chủ — rồi "mượn" toàn bộ bộ máy tổng hợp protein và sao chép vật chất di truyền của chính tế bào đó để tạo ra hàng loạt bản sao virus mới. Đặc điểm này gọi là kí sinh nội bào bắt buộc: virus buộc phải sống bên trong tế bào chủ mới nhân lên được, tách khỏi tế bào chủ thì nó không làm được gì cả.
Chính vì vậy, virus nằm ở một vị trí rất đặc biệt trong sinh học: nó mang vật chất di truyền như mọi sinh vật sống, nhưng lại không tự trao đổi chất, không tự lớn lên, không tự sinh sản được nếu thiếu tế bào chủ — những đặc trưng cơ bản của sự sống. Ở bên ngoài tế bào chủ, một hạt virus gần như trơ, chẳng khác gì một hạt vật chất hoá học bình thường; một số virus thậm chí có thể kết tinh thành tinh thể rắn giống muối ăn, điều không sinh vật sống điển hình nào làm được. Vì mang cả đặc điểm của vật sống lẫn vật không sống, virus thường được xem là nằm ở ranh giới giữa hai thế giới đó, chứ không được xếp hẳn vào nhóm sinh vật sống.
Virus mang một phần đặc điểm của vật sống (vật chất di truyền) nhưng thiếu hẳn các đặc trưng còn lại — đó là lý do nó nằm ở ranh giới sống và không sống.Vi khuẩn lớn hơn virus khoảng 20 lần — phần lớn không gian đó là bộ máy trao đổi chất mà virus hoàn toàn không có.
Ví dụ
So sánh virus và vi khuẩn
1
Một virus cúm và một vi khuẩn E. coli — loại nào có cấu tạo tế bào, loại nào có thể tự nhân lên mà không cần tế bào chủ?
2
Vi khuẩn là một tế bào hoàn chỉnh (dù đơn giản, thuộc nhóm nhân sơ), có màng tế bào, tế bào chất, ribosome riêng để tự tổng hợp protein; virus chỉ có vật chất di truyền và vỏ protein, không có bất kỳ thành phần tế bào nào.
3
Vì có đầy đủ bộ máy trao đổi chất riêng, vi khuẩn tự phân chia để tạo ra vi khuẩn con khi có đủ dinh dưỡng và điều kiện phù hợp; virus, do thiếu bộ máy này, chỉ nhân lên được khi xâm nhập và mượn bộ máy của một tế bào chủ khác.
4
Vi khuẩn E. coli lớn hơn virus cúm khoảng 20 lần (2000 nm so với 100 nm), phần lớn không gian đó là bộ máy trao đổi chất mà virus hoàn toàn không có, khớp với sự khác biệt vừa nêu.
5
Vậy vi khuẩn có cấu tạo tế bào và tự nhân lên độc lập được, còn virus không có tế bào và chỉ nhân lên được khi kí sinh trong tế bào chủ.
Ví dụ
Virus có phải là vật sống hay không? (dạng đề kiểm tra)
1
Một bạn học sinh cho rằng: "Virus là vật sống vì nó mang vật chất di truyền và có thể gây bệnh, tức là nó hoạt động." Em hãy nhận xét ý kiến này, dựa trên các đặc trưng cơ bản của sự sống đã học (trao đổi chất, sinh trưởng, sinh sản).
2
Đúng là virus mang vật chất di truyền (DNA hoặc RNA) — một đặc điểm giống vật sống — và khi ở trong tế bào chủ, nó "hoạt động" theo nghĩa tạo ra được các virus mới.
3
Nhưng virus không tự trao đổi chất, không tự lớn lên về kích thước như một tế bào, và ở ngoài tế bào chủ thì hoàn toàn không tự sinh sản được — ba đặc trưng cơ bản của sự sống mà virus không tự thực hiện được nếu thiếu tế bào chủ.
4
Một vật được xem là vật sống điển hình phải tự thực hiện được các hoạt động sống này một cách độc lập; virus chỉ "mượn" hoạt động sống của tế bào chủ, chứ bản thân nó không tự làm được. (1)
5
Vậy ý kiến của bạn học sinh chưa đầy đủ: virus có một số đặc điểm giống vật sống (mang vật chất di truyền) nhưng thiếu các đặc trưng cốt lõi khác (trao đổi chất, sinh trưởng, tự sinh sản độc lập) — nên virus được xem là nằm ở ranh giới giữa vật sống và vật không sống, không phải một vật sống điển hình.
Sai lầm thường gặp
Một nhầm lẫn thường gặp là nghĩ virus "nhỏ hơn vi khuẩn nên chỉ là một loại vi khuẩn tí hon". Thực ra kích thước nhỏ không phải điểm khác biệt cốt lõi — điểm khác biệt cốt lõi là vi khuẩn có cấu tạo tế bào hoàn chỉnh còn virus thì không hề có tế bào. Một nhầm lẫn khác là nghĩ mọi sinh vật gây bệnh đều là vi khuẩn; thực tế virus, vi khuẩn, và cả nguyên sinh vật (bài sau) đều có thể gây bệnh nhưng thuộc ba nhóm rất khác nhau.
Luyện tập có hướng dẫn
Luyện tập độc lập
Kiểm tra nhanh
Ghi nhớ
Virus chỉ gồm vật chất di truyền và vỏ protein, không có cấu tạo tế bào, và chỉ nhân lên được khi kí sinh bên trong một tế bào chủ sống. Vì vừa mang đặc điểm của vật sống (vật chất di truyền) vừa thiếu đặc trưng cốt lõi của sự sống (tự trao đổi chất, sinh trưởng, sinh sản độc lập), virus được xem là nằm ở ranh giới giữa vật sống và vật không sống.
Bài tiếp theo đi sâu vào những căn bệnh cụ thể do virus gây ra ở người — và vì sao một loại thuốc quen thuộc, kháng sinh, lại hoàn toàn bất lực trước chúng.
Ở các bài trước trong khoá học này, em đã biết mọi sinh vật sống — từ vi khuẩn nhỏ bé tới cây cối và con người — đều có cấu tạo từ một hoặc nhiều tế bào, và tế bào tự thực hiện được các hoạt động sống cơ bản như trao đổi chất, lớn lên, sinh sản (same-grade bridge). Bài này giới thiệu một tác nhân gây bệnh không hề có tế bào nào cả — virus — và em sẽ thấy vì sao đặc điểm "không có tế bào" này khiến giới khoa học phải tranh cãi virus có phải là một dạng sống hay không.
Virus có cấu tạo cực kỳ đơn giản, đơn giản hơn hẳn một tế bào vi khuẩn. Một hạt virus, gọi là virion, chỉ gồm hai phần: một lõi vật chất di truyền (DNA hoặc RNA) mang thông tin để tạo ra virus mới, và một lớp vỏ protein bao bọc bên ngoài, gọi là capsid, có nhiệm vụ bảo vệ lõi di truyền và giúp virus bám đúng vào loại tế bào nó cần xâm nhập. Một số virus, ví dụ virus cúm, còn có thêm một lớp màng bọc ngoài cùng lấy từ chính màng của tế bào chủ mà chúng chui ra. Quan trọng nhất: virus hoàn toàn không có tế bào — không màng tế bào chất riêng, không tế bào chất, không một bào quan nào để tự thực hiện trao đổi chất.
Vì không có bộ máy trao đổi chất riêng, virus không thể tự ăn, tự lớn lên hay tự nhân lên như một tế bào bình thường. Cách duy nhất để một virus tạo ra virus mới là xâm nhập vào một tế bào sống — gọi là tế bào chủ — rồi "mượn" toàn bộ bộ máy tổng hợp protein và sao chép vật chất di truyền của chính tế bào đó để tạo ra hàng loạt bản sao virus mới. Đặc điểm này gọi là kí sinh nội bào bắt buộc: virus buộc phải sống bên trong tế bào chủ mới nhân lên được, tách khỏi tế bào chủ thì nó không làm được gì cả.
Chính vì vậy, virus nằm ở một vị trí rất đặc biệt trong sinh học: nó mang vật chất di truyền như mọi sinh vật sống, nhưng lại không tự trao đổi chất, không tự lớn lên, không tự sinh sản được nếu thiếu tế bào chủ — những đặc trưng cơ bản của sự sống. Ở bên ngoài tế bào chủ, một hạt virus gần như trơ, chẳng khác gì một hạt vật chất hoá học bình thường; một số virus thậm chí có thể kết tinh thành tinh thể rắn giống muối ăn, điều không sinh vật sống điển hình nào làm được. Vì mang cả đặc điểm của vật sống lẫn vật không sống, virus thường được xem là nằm ở ranh giới giữa hai thế giới đó, chứ không được xếp hẳn vào nhóm sinh vật sống.
Một nhầm lẫn thường gặp là nghĩ virus "nhỏ hơn vi khuẩn nên chỉ là một loại vi khuẩn tí hon". Thực ra kích thước nhỏ không phải điểm khác biệt cốt lõi — điểm khác biệt cốt lõi là vi khuẩn có cấu tạo tế bào hoàn chỉnh còn virus thì không hề có tế bào. Một nhầm lẫn khác là nghĩ mọi sinh vật gây bệnh đều là vi khuẩn; thực tế virus, vi khuẩn, và cả nguyên sinh vật (bài sau) đều có thể gây bệnh nhưng thuộc ba nhóm rất khác nhau.
Virus chỉ gồm vật chất di truyền và vỏ protein, không có cấu tạo tế bào, và chỉ nhân lên được khi kí sinh bên trong một tế bào chủ sống. Vì vừa mang đặc điểm của vật sống (vật chất di truyền) vừa thiếu đặc trưng cốt lõi của sự sống (tự trao đổi chất, sinh trưởng, sinh sản độc lập), virus được xem là nằm ở ranh giới giữa vật sống và vật không sống.