Chương I CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
2.2. Quy trình tổ chức dạy học dự án
2.3.5. Sản phẩm của học sinh
a. Sản phẩm nhóm 1: Nghiên cứu tác hại gây bệnh của virut trên các vật chủ
Qua tìm hiểu của nhóm chúng tôi thì Virut có thể gây bệnh ở vi sinh vật, thực vật và côn trùng, người và động vật
I. Virut gây bệnh ở vi sinh vật (phagơ)
Cấu tạo của Phagơ
- Đến nay người ta đã phát hiện khoảng 3000 loài phagơ ký sinh ở nhiều loại vsv nhân sơ, nhân thực.
- Các virut này thường có ADN xoắn kép, 90% là có đuôi - Phagơ được coi là mô hình nhân lên của virut.
- Ngày nay, chúng trở thành công cụ thuận lợi cho sự phát triển kĩ thuật gen.
- Virut nhân lên làm chết hàng loạt vi khuẩn trong nồi lên men, gây ra những tổn thất lớn cho ngành công nghiệp vi sinh : Sản xuất mì chính, sinh khối, thuốc trừ sâu sinh học, thuốc kháng sinh ……..
- Biện pháp phòng tránh :
+ Tuân theo quy trình vô trùng nghiêm ngặt trong quá trình sản xuất + Kiểm tra vi khuẩn trước khi đưa vào sản xuất.
40
- Một số hình ảnh về phagơ:
Hình 1: Phagơ của Ecoli
Hình 2. Phagơ đang bám lên vi sinh vật II. Virut kí sinh ở thực vật
Bộ gen của virut gây bệnh ở thực vậ chủ yếu là ARN mạch đơn.
Virut không thể trực tiếp tấn công tế bào vì tế bào thực vật có thành xenlulozo dày và cứng.
41
Virut tấn công tế bào được là do: vết tiêm của côn trùng, thiên tai, vết xước cơ học. Virut nhân lên trong tế bào rồi lan sang tế bào khác qua cầu sinh chất.
Ngoài ra, virut còn truyền bệnh qua hạt giống, củ giống.
Số bệnh do virut kí sinh trên thực vật gây ra là khoảng 600 – 1000
• Tác hại: Gây tắc mạch làm hình thái lá thay đổi: xoăn lá, đốm lá (bệnh khảm thuốc lá, xoăn lá khoai tây,…)hoặc thân bị lùn, còi cọc (còi cà chua,…)
Khi phát hiện bệnh thì phải đem thiêu hủy để tránh bệnh dịch lan rộng.
Hiện nay bệnh do virut gây ra vẫn chưa có thuốc trị.
Để phòng tránh chúng ta nên :
Chọn giống sạch bệnh
Luân canh cây trồng
Vệ sinh đồng ruộng
Tiêu diệt côn trùng gây bệnh Hình ảnh của virut kí sinh trên thực vật
Virut khảm thuốc lá
42
III. Virut kí sinh ở côn trùng Chia thành 2 loại:
- Virut chỉ kí sinh trên côn trùng không truyền nhiễm lên người và động vật.
Ví dụ : virut Baculo
- Virut kí sinh ở côn trùng sau đó truyền nhiễm vào người và động vật.
Người ta tìm được khoảng 150 loại virut. Chúng thường sinh ra độc tố gây hại.
Hình 1:Virut Baculo
Đăc điểm:
- Virut kí sinh ở côn trùng gây bệnh cho côn trùng khi đó côn trùng là vật chủ
- Virut kí sinh ở côn trùng sau đó nhiễm vào người và động vật khi đó côn trùng là vật trung gian
- Virut ở dạng trần hoặc nằm trong vỏ bọc prôtêin đặc biệt dạng tinh thể - Xâm nhập vào tế bào ruột giữa hoặc theo dịch bạch huyết lan ra khắp cơ thể
Tác hại:
- Virut (Baculo) kí sinh ở nhiều sâu bọ ăn lá làm cho sâu bị chết.
43
- Virut sinh ra độc tố.
- Khi côn trùng (muỗi, bọ chét,…) đốt người và động vật khi đó virut sẽ xâm nhập và gây bệnh (viêm não ngựa, sốt xuất huyết người,…)
Cách phòng tránh: Tiêu diệt vật trung gian truyền bệnh Một số hình ảnh của virut kí sinh trên côn trùng:
Hình 2: Virut NPV khối đa diện (trái) và một mặt cắt ngang của một MNPV dưới kính hiển vi.
Sâu keo bịnhiễm virus
44
IV. Virut kí sinh ở người và động vât
• Nhiều bệnh có khả năng lây lan nhanh và rất nguy hiểm (gây ảnh hưởng lớn tới sức khỏe và sản xuất của con người).
• Tùy loại virut mà có cách lây nhiễm và tác hại khác nhau.
• Biện pháp tốt nhất là phòng tránh.
• Hiện đã phát hiện khoảng 500 bệnh do virut gây ra cho người và động vật như: sởi, csum, đậu mùa, ung thư, viem não Nhật Bản, bệnh dại, dịch SARD, đại dịch AIDS…
Một số hình ảnh của virut kí sinh trên người và động vật:
Virus gây bệnh quai bị Virus gây bệnh Sars
Hình ảnh virut gây bệnh sùi mào gà tấn công tế bào.
45
Virut H5N1 gây bệnh cúm gia cầm
b. Sản phẩm của nhóm 2: Tìm hiểu cơ sở khoa học của việc ứng dụng virut trong thực tiễn
I. Nghiên cứu cơ bản : Kỹ thuật di truyền 1. Khái niệm
Kĩ thuật gen (kĩ thuật di truyền) là các thao tác tác động lên ADN để chuyển một đoạn ADN mang một hoặc một cụm gen từ tế bào của loài cho sang tế bào của loài nhận nhờ thể truyền.
Thể truyền: Là một phân tử ADN nhỏ có khả năng tự nhân đôi độc lập với hệ gen của tế bào cũng như có thể gắn vào hệ gen của tế bào .
Ví dụ: plasmit, virut (ADN của VR đã được biến đổi) hoặc 1 số NST nhân tạo (nấm men)
- Plasmid là phân tử ADN nhỏ, dạng vòng nằm trong tế bào chất của nhiều loài vi khuẩn.
- Plasmit có khả năng nhân đôi độc lập với hệ gen của tế bào.
46
2. Các bước cần tiến hành trong kĩ thuật chuyển gen.
* Nguyên liệu:
+ Gen cần chuyển: Một đoạn ADN (của cá thể cho) chứa gen quy định tính trạng đang cần.
Ví dụ: Gen quy định hàm lượng bơ sũa cao ở bò, gen tổng hợp Insulin ở người.
+ Thể truyền: Là một phân tử ADN đặc biệt (có thể là các plasmit hoặc virut hoặc NST nhân tạo )
Đặc điểm: Có khả năng tự nhân đôi độc lập với hệ gen của tế bào, có thể gắn vào hệ gen của tế bào nhận.
Vai trò: Để chuyển gen từ tế bào cho sang tế bào nhận.
+ Enzim cắt (restrictaza) và enzim nối (ligaza) chuyên biệt.
* Các khâu trong kĩ thuật gen
47
AND tái tổ hợp
AND tái tổ hợp của thế hệ tiếp theo
Khâu 1
Khâu 2
Khâu 3
48
II. Ứng dụng của virut trong thực tiễn
Các chủng vi sinh vật được ứng dụng trong kĩ thuật gen có khả năng sản xuất nhiều loại sản phẩm sinh học
1. Sản xuất dược phẩm: interferon (IFN)
* Khái niệm: Interfêron là protein đặc biệt do nhiều loại tế bào tiết ra * Vai trò:
- Có khả năng chống virut.
- Chống tế bào ung thư và tăng cường khả năng miễn dịch.
* Ưu điểm của sản xuất chế phẩm IFN bằng KTDT: Sản xuất đươc lượng lớn IFN làm giá thành hạ.
* Cơ sở khoa học:
Cắt bỏ các đoạn gen không quan trọng của virut để thay thế chúng bằng các gen mong muốn và biến virut thành vật vận chuyển gen.
* Quy trình sản xuất IFN
Bước1: Tách gen IFN ở tế bào người nhờ enzim cắt.
Bước 2: Gắn gen IFN vào AND của phagơ.
Bước 3: Nhiễm phagơ tái tổ hợp vào E.coli.
Bước 4: Nhân dòng E.coli mang gen tái tổ hợ
49
IVAC Feron là chế phẩm Interferon 2α-2b sản xuất theo công nghệ sinh học phân tử kỹ nghệ gen tái tổ hợp, có độ tinh khiết cao, đồng dạng với Interferon tự nhiên.
50
2. Sản xuất dược phẩm: insulin
Cấu trúc của phân tử insulin
Insulin là một hormone được tiết ra bởi tế bào beta trong đảo Langerhans của tuyến tụy khi động vật tiêu ăn thức ăn, đây là hormone quan trọng nhất cho quá trình lưu trữ, sử dụng đường, acid amin và acid béo và duy trì lượng đường trong máu.
Hàm lượng đường trong máu (hay còn gọi là hàm lượng glucose trong máu) là nguồn năng lượng thiết yếu cho cơ thể. Nếu lượng đường trong máu không duy trì ở mức bình thường có thể gây ra những căn bệnh nguy hiểm.
Hàm lượng đường trong máu tăng có thể gây ra sự bài tiết đường qua nước tiểu, kết quả là bị mất glucose, hiện tượng này còn gọi là bệnh tiểu đường.
Nếu tình trạng này tiếp diễn trong thời gian dài, sẽ gây ra những biến chứng nguy hiểm trong mô, các cơ quan của cơ thể. Mặt khác, hàm lượng đường trong máu giảm dẫn đến năng lượng cung cấp cho cơ thể bị thiếu hụt gây nguy hiểm cho sự duy trì cơ thể sống. Insulin là hormone duy nhất có thể làm giảm lượng đường trong máu
51
Sản xuất insulin tái tổ hợp trên vi khuẩn 3. Ứng dụng trong nông nghiệp: thuốc trừ sâu từ virut.
- Con người đã lợi dụng khả năng xâm nhập của virut lên côn trùng để ứng dụng vào sản xuất thuốc trừ sâu.
- Thuốc trừ sâu sinh học có chứa VR Baculo: thuốc được bao bọc bởi màng keo, chỉ tan trong đường ruột của côn trùng khi màng keo tan ra VR mới chuyển sang dạng hoạt động để gây chết cho côn trùng.
* Ưu điểm:
- Virut có tính đặc hiệu cao, chỉ gây hại cho một số sâu nhất định; không gây độc cho người, động vật và côn trùng có ích.
- Virut được bảo vệ trong thể bọc nên tránh được các yếu tố môi trường bất lợi. Do đó có thể tồn tại rất lâu ngoài cơ thể côn trùng.
- Dễ sản xuất, hiệu quả diệt sâu cao, giá thành hạ.
52
Virut Baculo
Thuốc trừ sâu sinh học
53
C. Sản phẩm của nhóm 3: Tìm hiểu một số bệnh nguy hiểm cho người và động vật do virut gây ra và xây dựng các biện pháp phòng chống
I. MỘT SỐ BỆNH NGUY HIỂM DO VIRUT GÂY RA Ở NGƯỜI - Virut trở nên nguy hiểm vì mức độ lây lan nhanh và mức độ nguy hiểm.
- Ngày nay, người ta biết khoảng 500 bệnh do virut gây ra.
- Nhiều loại chưa có thuốc trị như SARS, AIDS, sốt ebola, viêm não Nhật Bản, bệnh dại.
1. Bệnh cúm A H5N1
Bệnh cúm gia cầm (còn gọi là cúm A/H5N1) do virus cúm A/H5N1 gây ra; là bệnh rất dễ lây lan thành dịch, chưa có thuốc điều trị đặc hiệu nên cần có những giải pháp dự phòng tích cực.
Virus cúm A/H5N1 có thể lây nhiễm từ gia cầm sang người do tiếp xúc với gia cầm bị bệnh hoặc trung gian qua các thực phẩm chế biến từ gia cầm bị bệnh hoặc có thể xảy ra qua tiếp xúc trực tiếp như: giết mổ, vận chuyển, mua bán hoặc cầm, sờ vào gia cầm bị nhiễm bệnh,... Người bị cúm A/H5N1 thường có những dấu hiệu sau: sốt cao đột ngột, đau đầu, đau nhức cơ, ho khan kéo dài, đau họng, tức ngực dữ dội, khó thở, nghe phổi có tiếng ran, tím tái nhanh, mệt mỏi rã rời, tiêu chảy, rối loạn ý thức. Bệnh thường diễn biến rất nhanh gây khó thở, suy hô hấp và dẫn đến tử vong nếu không được chữa trị kịp thời.
Hiện nay vẫn chưa có thuốc đặc trị cúm A/H5N1 nên mọi người cần chủ động phòng bệnh bằng cách thực hiện các biện pháp cơ bản sau:
- Vệ sinh cá nhân, vệ sinh ăn uống:
- Hạn chế tiếp xúc với nguồn bệnh:
- Cố gắng không giết mổ gia cầm tại nhà.
- Tăng cường sức khoẻ
54
Hình ảnh về virut cúm A H5N1 2. Bệnh bại liệt
- Bại liệt là bệnh truyền nhiễm cấp tính do virut bại liệt gây ra, bệnh lây theo đường hô hấp và đường tiêu hoá.
- Đặc điểm lâm sàng chủ yếu là những biểu hiện liệt mềm ngoại vi, không có rối loạn cảm giác kèm theo
- Virut bại liệt (poliovirus) hình cầu, kích thước nhỏ, đường kính 8-27 nm, có cấu tạo là ARN và protein, không có chất béo.
Virut bại liệt có 3 typ kháng nguyên khác nhau và không gây miễn dịch chéo.
TypI: Điển hình là chủng Brunhilde.
TypII: Điển hình là chủng Lansing.
TypIII: Điển hình là chủng Leon.
Trong đó typI chủ yếu gây bệnh cho người cho người ở thể điển hình, typII gây bệnh ở thể ẩn và typIII ít gây bệnh hợn.
Nguồn bệnh:
Là những bệnh nhân bị bệnh bại liệt. virut có ở họng và ở phân người bệnh trước và sau khi khởi phát có thể đến hai tuần hoặc hơn.
55
Ngoài ra, người mang virut không có dấu hiệu lam sang (người lành mang virut) cũng là một nguồn lây quan trọng.
Đường lây: Bằng viêc phân lập được virut ở họng, người ta đã xác định được virut bại liệt lây theo đường hô hấp trong thời kì đầu của bệnh.
Nhưng bệnh lây chủ yếu bằng đường tiêu hóa thông qua tay và dụng cụ nhiễm bẩn với vật chủ trung gian truyền bệnh là ruồi. Virut được thải ra theo phân của người bệnh trong thời gian dài.
Điều trị bại liệt thể nhẹ:
- Giảm đau, an thần, hạ nhiệt.
- Điều trị các rối loạn tiêu hóa.
- Tăng cường dinh dưỡng, nâng cao sức đề kháng.
- Theo dõi sát để phát hiện tình trạng liệt.
Điều trị bại liệt thể không liệt.
- Chủ yếu là an thần, giảm đau, chống phù nề não.
- Có thể áp dụng lý liệu pháp nếu có biểu hiện co thắt kéo dài ở các bắp cơ và theo dõi trong vòng hai tháng.
Dự phòng: Dùng vacxin:
- Vacxin bất hoạt Salk là loại vacxin dược chế tạo từ chủng virut bại liệt bị bất hoại bằng Formalin. Loại này dùng đường tiêm, do đó chỉ tạo được kháng thể mà không gây được miễn dịch tại ruột. Hiện nay vacxin Salk chỉ được sử dụng khi vacxin đường uống không có kết quả.
- Vacxin sống độc lực Sabin có nhiều ưu điểm hơn: dùng đường uống, gây được miễn dịch lâu bền, chống lại được sự xâm nhập của virut hoang dại (do tạo được miễn dịch tại ruột), đạt hiệu quả 90-100%, giá thành rẻ.
Tất cả trẻ em (nhất là trẻ từ sơ sinh đến 60 tháng) được uống 2 giọt vacxin Sabin một lần và hàng năm uống lại. Nhờ có vacxin này mà nhiều nước đã
56
đẩy lùi và thanh toán được bệnh bại liệt. Đó cũng là mục tiêu đến năm 2000 của nước ta.
Virut bại liệt 3. Bệnh sốt xuất huyết
Sốt xuất huyết là bệnh truyền nhiễm cấp tính, có thể gây thành dịch do virut dengue gây ra. Bệnh lây lan do muỗi vằn đốt người bệnh nhiễm virut sau đó truyền bệnh cho người lành qua vết đốt. Hai loại muỗi vằn truyền bệnh có tên khoa học là Aedes aegyptivà Aedes albopictus, trong đó chủ yếu là do Aedes aegypti.
Bệnh có hai thể (sốt dengue và sốt xuất huyết dengue), xảy ra ở tất cả các nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới. Ở Việt Nam bệnh xảy ra ở hầu hết các tỉnh, xảy ra quanh năm nhưng thường bùng phát thành dịch lớn vào mùa mưa.
Sự nguy hiểm của bệnh sốt xuất huyết:
- Bệnh chưa có thuốc điều trị đặc hiệu và chưa có vắc xin phòng bệnh.
57
- Thường gây ra dịch lớn với nhiều người mắc cùng lúc làm cho công tác điều trị hết sức khó khăn, có thể gây tử vong nhất là với trẻ em, gây thiệt hại lớn về kinh tế, xã hội.
Biểu hiện của bệnh:
Thể bệnh nhẹ: (thường là thể sốt dengue, chủ yếu bị ở người lớn, khu vực thành thị, những nơi mật độ dân số cao, ít khi dẫn đến tử vong)
- Sốt cao đột ngột 39 – 40 độ C, kéo dài 2 – 7 ngày, khó hạ sốt.
- Đau đầu dữ dội ở vùng trán, sau nhãn cầu.
- Có thể có nổi mẩn, phát ban.
Thể bệnh nặng: (thường là thể sốt xuất huyết dengue, chủ yếu bị ở trẻ em với tỷ lệ tử vong khá cao (30 – 40%)
Phòng bệnh sốt xuất huyết:
- Cách phòng bệnh tốt nhất là diệt muỗi, bọ gậy (lăng quăng) và phòng chống muỗi đốt.
- Loại bỏ nơi sinh sản của muỗi, diệt bọ gậy (lăng quăng)
Virut gây sốt xuất huyết
58
4. Bệnh HIV.
- HIV là một loại virus; tên đầy đủ của nó là virus suy giảm miễn dịch ở người. Virus này tấn công hệ thống bảo vệ cơ thể và làm cho hệ thống này suy yếu dần đi.
- AIDS là hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải. AIDS chính là giai đoạn cuối của nhiễm HIV.
- Cơ chế hoạt động của virus HIV: Virus HIV phá huỷ các tế bào bạch cầu (tế bào T) - một phần của hệ thống miễn dịch của cơ thể. Các tế bào CD4 + T - lymphocyte là mục tiêu chính của Virus HIV. Một khi virus xâm nhập vào các tế bào này của cơ thể, nó sẽ gây nhiễm trùng hoặc bị ung thư mà nếu không bị nhiễm virus này nó có thể chống lại được. Những nhiễm trùng này gọi là nhiễm trùng cơ hội. Sự phá huỷ này diễn ra trong một thời gian dài, khoảng 10 năm.
Virus HIV 3. Bệnh viêm gan
- Viêm gan A, Viêm gan B, Viêm gan C là các bệnh viêm gan gây nên bởi 3 loại virút khác nhau. Mặc dù mỗi loại có thể gây nên các triệu chứng giống nhau, nhưng chúng có cách lây truyền và cách ảnh hưởng đến gan khác nhau .
59
- Viêm gan A là một bệnh gan dễ lây do virus viêm gan A (Hepatitis A virus - HAV) gây nên. Bệnh chỉ xuất hiện như là một nhiễm trùng mới, cấp tính và không trở thành mãn tính, bệnh diễn biến từ vài tuần đến vài tháng.
Chúng lây truyền theo đường tiếp xúc với vật dụng, thức ăn, nước uống bị nhiễm virút viêm gan A.
- Viêm gan B và C do nhiễm virus viêm gan B, C. Sự lây truyền xảy khi máu, chất tiết của người bị viêm gan B hoặc C vào trong cơ thể của người chưa bị nhiễm. Điều này có thể xảy ra khi quan hệ tình dục không an toàn, dùng chung bơm kim tiêm không tiệt trùng với người bị nhiễm và có thể từ người mẹ bị nhiễm truyền qua con trong lúc sinh đẻ.
- Phòng bệnh: Mặc dù có nhiều bệnh gan không thể phòng ngừa được , con người vẫn có nhiều cách để bảo vệ gan ít tổn thương nhất.
+ Ăn uống hợp lý
+ Ngủ sớm và đúng giờ, không xem tivi hoặc ngồi làm việc trước máy tính quá lâu.
+ Uống nhiều nước.
+ Giữ tinh thần luôn thoải mái, tăng cường luyện tập.
+ Tránh lây nhiễm.