第2節(jié) 生物科學(xué)的學(xué)習(xí)過程
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、了解科學(xué)家征服病毒的漫漫路程。
2、舉例說出一個科學(xué)研究的故事。
3、概述科學(xué)研究的基本過程。
4、嘗試進行科學(xué)研究。
二、教材分析
1、重點難點與疑點
1．重點
（1）了解科學(xué)家征服病毒的漫漫路程。
（2）舉例說出一個科學(xué)研究的故事。
（3）概述科學(xué)研究的基本過程。
（4）嘗試進行科學(xué)研究。
2．難點
（1）了解科學(xué)家征服病毒的漫漫路程。
（2）舉例說出一個科學(xué)研究的故事。
（3）概述科學(xué)研究的基本過程。
（4）嘗試進行科學(xué)研究。
3．教學(xué)疑點
（1）舉例說出一個科學(xué)研究的故事（應(yīng)用）。
（2）概述科學(xué)研究的基本過程、嘗試進行科學(xué)研究（應(yīng)用）。
2、教材解讀
課 文解 讀
一、科學(xué)家不斷研究：征服致病病毒路漫漫
P6 煙草的怪病
病毒的發(fā)現(xiàn)與研究歷史
一、病毒病由來已久
地球上的人類，其他動物和植物遭受病毒病的折磨已有許多世紀(jì)。許多記述表明至少在公元前二至三個世紀(jì)印度和中國就存在天花，中國從公元十世紀(jì)宋真宗時代就有接種人痘預(yù)防天花的記載了。在明代隆慶年間（1567-1572），人痘預(yù)防天花推行甚廣，先后傳至俄國、日本、朝鮮、土耳其及英國。1796英國醫(yī)生琴納，才得出了結(jié)論，牛痘可能使人預(yù)防天花，并在英國及歐洲大陸普遍應(yīng)用，挽救了千百萬人的生命。
在家畜的病毒病中，狂犬病可能是最早有記載的。此病毒病一般與瘋狗有關(guān)。阿里斯多德在公元前四世紀(jì)就記述了病犬的瘋狂和暴怒，通過咬嚙還能將病魔傳給其他的動物，此病也能傳染給人（人畜共患疾�。�，在人體上這種病常被稱作恐水病。法國人巴斯德在1884年發(fā)明了狂犬疫苗。
昆蟲病毒病可能同高等動、植物的病毒病一樣歷史悠久。十二世紀(jì)中葉我國《農(nóng)書》中，已有關(guān)于家蠶“高節(jié)”、“腳腫”等病癥的記載。這就是我們現(xiàn)在所知家蠶核型多角體病毒。而國外直到十九世紀(jì)中葉，Cornelia和Maestri才記述了家蠶的黃疸病或多角體病的癥狀。
第一個記載的植物病毒病的是郁金香碎色病，因為至今荷蘭阿姆斯特丹的Rijks博物館還保存著一張1619年荷蘭畫師的一幅得病的郁金香靜物畫。據(jù)記載一個得病郁金香球莖竟能換來牛、豬、羊甚至成噸的谷物或上千磅的奶酪。在1634~1637年的荷蘭，這種嗜好達到了可稱做“郁金香熱”的高潮。使我們知道在十七世紀(jì)就存在一種植物病毒病??郁金香碎色病。
二、病毒的發(fā)現(xiàn)與發(fā)現(xiàn)者
Adolf Mayer被煙草的一種病態(tài)吸引住了，其癥狀是感染葉子上出現(xiàn)深、淺相間的綠色區(qū)域，故麥爾在1886年稱為煙草花葉病。通過對葉子和土壤的分析麥爾指出不能把此病歸于無機物平衡失調(diào)。這可能是一個細菌病。
1892年從事煙草病工作的年青的俄國科學(xué)家伊萬諾夫斯基發(fā)現(xiàn)感受花葉病的葉汁，即使經(jīng)過Chamberland氏燭形濾器的過濾也仍具有傳染的性質(zhì)。這項觀察提示了存在一種比以前所知的任何一種都小的病原，他認為該病是由產(chǎn)生毒素的細菌引起的。
1898年，荷蘭科學(xué)家貝杰林克重復(fù)了伊萬諾夫的實驗，他從患花葉病的煙草葉中擠出汁液，并使之通過Chamberland氏濾器。表明濾液仍有侵染性。貝杰林克相信他的濾器阻擋住了細菌。將汁液置于瓊脂凝膠塊的表面時，發(fā)現(xiàn)侵染性物質(zhì)在凝膠中以適當(dāng)?shù)乃俣葦U散，而細菌仍滯留于瓊脂的表面。因此認為這種侵染性物質(zhì)要比通常的細菌小。貝杰林克用“病毒”來命名這種史無前例的小病原體。不難看出真正發(fā)現(xiàn)病毒存在的是貝杰林克。
伊萬諾夫斯基和貝杰林克通過他們創(chuàng)造性工作發(fā)現(xiàn)了煙草花葉病毒，從而開創(chuàng)了病毒學(xué)獨立發(fā)展的歷程。
三、病毒學(xué)的發(fā)展歷程
病毒病害的病原研究階段； 病毒化學(xué)和結(jié)構(gòu)研究階段。
（一）病毒病害的病原研究階段
自病毒發(fā)現(xiàn)直到上個世紀(jì)30年代初，病毒學(xué)研究主要集中在：分離和鑒定引起各種病毒性疾病的病毒；病毒對疾體所引起的特異性病理效應(yīng)；病毒的傳播方式和感染宿主范圍；各種理化因子對病毒感染的影響等方面。
在病毒發(fā)現(xiàn)的那一年,1898年德國細菌學(xué)家勒夫勒和弗施證實了口蹄疫病毒的存在。1911年，勞斯發(fā)現(xiàn)了引起雞的惡性腫瘤的勞斯肉瘤病毒。1915~1917年，托特和德愛萊爾分別發(fā)現(xiàn)了噬菌體。人們通過過濾性試驗，相繼發(fā)現(xiàn)了近百種病毒病害，包括流感、骨髓灰質(zhì)炎、幾種腦炎、狂犬病、兔的粘液瘤、馬鈴薯花葉病、卷葉病、和條斑病、黃瓜花葉病、小麥花葉病等。而且人們從解決病害觀點出發(fā)，在機體水平上研究了病毒感染的癥狀、傳播途徑、傳播介體以及病毒的繁殖特征。1899年古巴流行黃熱病，細菌學(xué)家里德證明罪犯確實是伊蚊。接著日本人高見證明一種葉蟬會傳水稻矮花病，蚜蟲會傳馬鈴薯退化病。300多年前（1619年）就知道的郁金香碎色病直到1929年才證明是蚜蟲傳的。這時期還發(fā)現(xiàn)了一些非常有趣的病毒生物學(xué)現(xiàn)象，如一種病毒通過變異，產(chǎn)生致病力強弱不等毒株。而且同一種病毒的不同毒株彼此間有拮抗，稱干擾現(xiàn)象。還有人發(fā)現(xiàn)把病植株的汁液注入到動物體內(nèi)后，動物的血清和病汁液起特異的反應(yīng)。這些研究成果都對當(dāng)時防治病毒病起了重要作用。
在這一階段，人們對病毒本質(zhì)的認識還很膚淺，認為病毒是一種與細菌類似的病原體，所不同的僅在于病毒必須在生活的細胞內(nèi)才能繁殖，再就是體積十分微小，以致在顯微鏡下不能見到，能夠通過細菌濾器。這也正是在那一時期把病毒稱之為“超顯微的濾過性病毒”的原因。
（二）病毒的化學(xué)和結(jié)構(gòu)研究階段
1935年，美國生化學(xué)家斯坦利發(fā)現(xiàn)煙草花葉病毒的侵染性能被胃蛋白酶破壞，在這一現(xiàn)象的啟示下，他幾乎磨了上噸重的感染花葉病的煙葉，企圖用提酶的方法把病毒提純出來。他得到了一小匙在顯微鏡下看來是針狀結(jié)晶的東西，把結(jié)晶物放在少量水中，水就出現(xiàn)乳光了，用手指沾一點這溶液，在健康煙葉上磨擦幾下，一星期以后這棵煙草也得了同樣類型的花葉病�？梢娞峒兊臇|西的確是有侵染性的煙草花葉病毒。今天在美國加州大學(xué)的原來斯坦利實驗室里，仍然保留著一個標(biāo)注著“Tob. Mos.”字樣的瓶子，其中就盛著當(dāng)年第一次提純的煙草花葉病毒（簡稱TMV）。
根據(jù)各種試驗結(jié)果，證明這種結(jié)晶物質(zhì)是蛋白質(zhì)，初步的滲透壓和擴散測定表明，這種蛋白質(zhì)的分子量高達幾百萬。其結(jié)晶制品的侵染性依賴于蛋白質(zhì)的完整性，侵染性被認為是病毒蛋白質(zhì)的一種性質(zhì)。Stanley 的研究論文1953年發(fā)表在Science雜志上，他在論文中寫道：“煙草花葉病毒是一種具有自我催化能力的蛋白質(zhì)，它的增殖需要活體細胞的存在”。在獲得TMV結(jié)晶之后的將近20年時間里，許多其他病毒也相繼被結(jié)晶出來，1955年，Scaffer和Schwerdt成功地結(jié)晶了脊髓灰質(zhì)炎病毒，它是第一個被結(jié)晶出來的動物病毒。然而，Stanley在他的結(jié)晶工作中，并未注意到病毒的含磷組分，1936年Bawden和Pirie等在純化的TMV中發(fā)現(xiàn)了含磷和糖類的組分，它們以核糖核酸的形式存在， 通過熱變化， 這種核酸可以從病毒粒子中釋放出來，這一發(fā)現(xiàn)也被Stanley不久證實，Stanley及其同事證實幾種不同植物病毒的核酸也能從核蛋白的形式中被分離出來。
TMV的結(jié)晶及其化學(xué)本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)是對醫(yī)學(xué)和生物科學(xué)的巨大貢獻，它不僅引導(dǎo)人們從分子水平去認識生命的本質(zhì)，而且為分子病毒學(xué)和分子生物學(xué)的誕生奠定了基礎(chǔ)。鑒于Stanley在TMV研究中的突出貢獻，1946年他被授予諾貝爾獎，這是病毒學(xué)領(lǐng)域第一個獲此殊榮的科學(xué)家。
電子顯微鏡的應(yīng)用
最初從電子顯微鏡照片上看到的病毒是一些幾乎類似的微粒，1939年，G.A.Kansche在電鏡下直接觀察到了TMV，指出TMV是一種直徑為1.5nm，長為300nm的長桿狀的顆粒，而番茄黃化花葉病毒顆粒為球形，直徑為25nm。
早期電鏡學(xué)家獲得的最令人振奮的發(fā)現(xiàn)之一是細菌病毒----噬菌體，d′Herelle的噬菌體最初的電鏡照片曾引起很大的轟動。噬菌體雖然非常微小，僅為10nm，但它們具有高度整齊而復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，它們有圓的頭和起初被認為是尾巴的附屬物，像個小蝌蚪。在爭論多年以后，確定了噬菌體的附屬物沒有運動的功能，但它對噬菌體吸附于細胞表面和注射傳染性核酸進入到細胞中卻起了重要的作用。
病毒學(xué)研究的化學(xué)時期，還有一些比較重要的進展，1934年M.Schlesinger獲得了純化的噬菌體，1938年W.J.Elford測定了各種病毒顆粒大小等。但總的說來，這一階段，病毒學(xué)工作者主要采用敏感動物（如小白鼠）或動物胚胎（如雞胚）來研究病毒，分離鑒定了近百種病毒。同時在機體水平上研究了病毒的繁殖、發(fā)病機理和免疫反應(yīng)等。只是微生物學(xué)的一個分支。同時，對病毒化學(xué)本質(zhì)的了解也較為膚淺，對病毒的概念 這一時期，病毒學(xué)雖有很大的進展，但尚未形成獨立學(xué)科，它還尚有很大爭論，眾說紛紜。
（三）病毒研究的細胞水平時期
這一時期，包括本世紀(jì)40年代至60年代。在此期間，病毒學(xué)不論是在理論上還是在實踐上都有很大的發(fā)展，逐步形成了一門獨立的學(xué)科。由于這個時期對病毒的化學(xué)本質(zhì)有了更清晰的認識，因而也有了較為統(tǒng)一的、明確的病毒概念。
1、利用大腸桿菌研究噬菌體的感染過程取得了迅速發(fā)展。以M.Delbruck和A.D.Hershey等領(lǐng)導(dǎo)的“噬菌體小組”圍繞噬菌體與感染細菌細胞的相互關(guān)系進行了大量而深入的研究。這一時期的突出貢獻在于：1940年M.Delbruck闡明了噬菌體的復(fù)制周期；1950年A.Lwoff揭示了溶原性噬菌體誘導(dǎo)的原理；1952年A.D.Hershey證明了噬菌體DNA的感染性；1952年N.D.Zinder發(fā)現(xiàn)了噬菌體的轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象；1952年E.Wollman發(fā)現(xiàn)了溶原性噬菌體。
2、組織培養(yǎng)技術(shù)開始應(yīng)用于動物病毒的研究。我國學(xué)者黃禎祥早在1943年就利用雞胚組織塊在試管內(nèi)進行病毒傳代、定量滴定及中和試驗。我國已故微生物學(xué)和病毒學(xué)的奠基人高尚蔭院士，1958年在國際病毒學(xué)研討會上宣讀了《培養(yǎng)膿細胞的組織培養(yǎng)方法研究》論文，從此揭開了中國昆蟲病毒學(xué)研究的新篇章。許多學(xué)者采用這一新技術(shù)，相繼分離了上百種過去對動物不敏感的新病毒，如腺病毒、副流感病毒、鼻病毒、呼吸道合胞病毒、Echo病毒和柯薩奇病毒，大大拓寬了病毒學(xué)的研究范圍。組織培養(yǎng)技術(shù)不僅發(fā)展了臨床病毒學(xué)，而且還可用于研究病毒的復(fù)制和遺傳，使人們對病毒本質(zhì)有了進一步的認識。
1949年J.J.Enders利用單層細胞培養(yǎng)繁殖脊髓灰質(zhì)炎病毒取得成功，并且由于他對脊髓灰質(zhì)炎病毒的開創(chuàng)性研究，而于1954年獲得諾貝爾獎。1952年Dulbecco利用細胞單層培養(yǎng)進行了蝕斑試驗，1953年Salk用細胞培養(yǎng)的脊髓灰質(zhì)炎病毒制備出滅活疫苗，1957年Stewart用細胞培養(yǎng)技術(shù)還分離出多瘤病毒。目前組織培養(yǎng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于未知傳染因子的分離，病毒病診斷，疫苗生產(chǎn)，以及病毒感染和復(fù)制的基礎(chǔ)研究。
組織培養(yǎng)技術(shù)對動物病毒研究所作的貢獻主要包括：病毒轉(zhuǎn)錄新途徑和翻譯新途徑的發(fā)現(xiàn)；病毒對宿主范圍的選擇；某些腫瘤病毒引起的細胞轉(zhuǎn)化；某些病毒侵染引起的細胞融合；發(fā)現(xiàn)有的病毒核酸由若干片段組成；有的病毒核酸具有極性的不同，如小RNA病毒為正鏈RNA病毒，正粘病毒為負鏈RNA病毒。
3、植物病毒不斷有重要的發(fā)現(xiàn)，如1952年J.I.Harris揭示了TMV外殼蛋白的化學(xué)性質(zhì)，1955年H.Fraenkel-Conrat成功地將TMV的核酸及其蛋白亞基重建出感染的TMV，1956年H.Fraenkel-Conrat還證明TMV-RNA分子具有感染性，1956年F.A.Anderer闡明了TMV外殼蛋白變性的可逆性；1960年A.Tsugita測定了TMV外殼蛋白的氨基酸序列。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)裘維蕃院士對北京大白菜三大病害和華北小麥叢矮病等進行了深入研究。
（四）分子病毒學(xué)的研究時期
自從1953年DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)理論建立以來，由于分子生物學(xué)的迅速發(fā)展，新技術(shù)和新方法的應(yīng)用，使得病毒學(xué)的研究步入了分子病毒學(xué)的發(fā)展時期。50年代至60年代是分子生物學(xué)的奠基時代，而病毒特別是噬菌體和植物病毒為此做出了巨大的貢獻,因此分子病毒學(xué)也正是分子生物學(xué)的發(fā)展過程中應(yīng)運而生。
分子病毒學(xué)的發(fā)展是各相關(guān)學(xué)科如分子生物學(xué)、細胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)與病毒學(xué)理論和技術(shù)相互滲透的結(jié)果。尤其是分子生物學(xué)新技術(shù)的發(fā)明極大剌激了分子病毒學(xué)的發(fā)展。分子病毒學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了如下過程：
1953年，Watson和Crick建立了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)理論，它使人們開始從分子水平上去認識遺傳物質(zhì)--DNA的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和復(fù)制特性，理解基因表達與性狀的關(guān)系，從而為分子生物學(xué)和分子病毒學(xué)的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ)。
1962年，D.L.D.Casfar闡明了許多病毒的二十面體結(jié)構(gòu)，明確了病毒核衣殼二十面體的構(gòu)成規(guī)律，這是對病毒超微結(jié)構(gòu)認識的重大突破。
1962年，D.Nathans成功地進行了噬菌體RNA的體外翻譯；1965年，S.Spiegelman成功地在體外復(fù)制出Qβ噬菌體RNA；1967年M.Goulian成功地體外復(fù)制ΦX174噬菌體。這些工作對以后闡明DNA病毒和RNA病毒 的繁殖機制起了重要作用。
1967年，T.O.Diener發(fā)現(xiàn)了類病毒，他在試圖分離馬鈴薯紡錘形塊莖病的病毒時，發(fā)現(xiàn)其病原不是病毒，而是一種不含有蛋白質(zhì)，分子量為105左右的裸露RNA。這樣小的RNA分子不編碼任何蛋白質(zhì)。根據(jù)其特殊的性質(zhì)，Diener把這類致病因子稱為“類病毒”。隨后的研究表明，類病毒RNA還有特殊的復(fù)制機制。類病毒的發(fā)現(xiàn)在分子病毒學(xué)史上是一個重要事件，它不僅揭示了自然界存在著比病毒更簡單的生物，而且也使人們加深了對生命起源的認識。
在類病毒報道之后，有人在澳大利亞又發(fā)現(xiàn)了類似于類病毒的環(huán)狀RNA分子還能與病毒基因組RNA共同包被于RNA病毒粒子中，引起絨毛菸、苜菪和地三葉草產(chǎn)生病害，其中類似于類病毒的RNA稱為“擬病毒”。羊瘙癢病最初也認為是類病毒引起的，Prusiner于1982年證實瘙癢因子不是類病毒，而是一種分子量只有3.0×104的蛋白質(zhì)，稱為“蛋白侵染因子”或“朊病毒”。根據(jù)類病毒的發(fā)現(xiàn)，Lavoff（1981）首先提出把病毒分為真病毒和類病毒的概念。隨著擬病毒和朊病毒的相繼發(fā)現(xiàn)，1983年在意大利召開的“植物和動物的亞病毒病原：類病毒和朊病毒”國際學(xué)術(shù)討論會上，把類病毒、擬病毒和朊病毒列入亞病毒。
1968年，P.H.Duesberg發(fā)現(xiàn)流感病毒的多節(jié)段RNA基因組，隨后在其他一些病毒中如呼腸孤病毒、大麥條紋花葉病毒中也發(fā)現(xiàn)了病毒基因組分節(jié)現(xiàn)象的存在。
1970年，P.H.Duelerg發(fā)現(xiàn)Rous肉瘤病毒含有癌基因v-src，而且在正常雞以及其他脊椎動物和無脊椎動物的DNA中，也發(fā)現(xiàn)有癌基因v-src的同源序列存在，推測病毒癌基因是來自于細胞正�；�。隨著其他腫瘤病毒致癌基因的發(fā)現(xiàn)，腫瘤病毒的細胞培養(yǎng)系統(tǒng)建立，以及腫瘤病毒對細胞轉(zhuǎn)化誘導(dǎo)作用的確定，使人們對腫瘤發(fā)生的機制有了更深刻的了解。
1970年，H.M.Temin和D.Baltimor分別發(fā)現(xiàn)了病毒的逆轉(zhuǎn)錄酶。逆轉(zhuǎn)錄酶基因組RNA在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，首先合成原病毒DNA，然后原病毒可整合到宿主染色體DNA上。除了病毒癌基因外，原病毒在宿主DNA上的插入、整合，也可以引起細胞癌基因的激活和細胞轉(zhuǎn)化，逆轉(zhuǎn)錄酶和逆轉(zhuǎn)錄過程的發(fā)現(xiàn)，是對Crick 1958年提出的遺傳學(xué)中心法則的重要補充和發(fā)展，說明遺傳信息不僅可以從DNA RNA，也可由RNA DNA。
1971年，限制性內(nèi)切酶技術(shù)的發(fā)現(xiàn)為DNA序列分析和病毒基因的定位創(chuàng)造了條件，利用這一技術(shù)曾經(jīng)成功地為乳頭瘤病毒、多瘤病毒、腺病毒、皰疹病毒構(gòu)建了酶切圖譜。另一些新技術(shù)如基因轉(zhuǎn)移方法、Southen blot的相繼誕生，也加快了病毒特異性基因，尤其是轉(zhuǎn)化基因的定位和病毒核酸序列分析的進程。
除此以外，70年代出現(xiàn)的DNA重組技術(shù)，使一些病毒基因組能在原核細胞的質(zhì)粒載體上克隆，并在細菌中能夠得到大量復(fù)制和表達產(chǎn)物，因而有利于探尋病毒的基因組結(jié)構(gòu)和功能。
1977年，英國劍橋大學(xué)的Sanger完成了ΦX174-DNA全部序列的測定,為此Sanger第二次獲得諾貝爾獎。根據(jù)ΦX174-DNA全部序列的分析結(jié)果，Sanger意想不到地發(fā)現(xiàn)了基因重疊現(xiàn)象。隨后，在DNA噬菌體如R17、MS2、F2、Qβ中也證實了基因重疊現(xiàn)象的存在，這是病毒利用有限的遺傳信息執(zhí)行更多的功能，提高自身在進化過程中適應(yīng)能力的一種表現(xiàn)。
1977年，L．T．Chow闡明了腺病毒轉(zhuǎn)錄過程中的mRNA拼接現(xiàn)象，隨后在SV40、多瘤病毒中也相繼發(fā)現(xiàn)了mRNA轉(zhuǎn)錄后的拼接過程，從而證實了真核基因的不連續(xù)性，明確了內(nèi)含子（intron）和外顯子（exon）的概念。
1978年，W．Fiers和V.B.Reddy測定了SV40-DNA的一級結(jié)構(gòu)由5224個堿基對組成。SV40是第一個全部核苷酸序列被搞清楚的真核病毒，它含有結(jié)構(gòu)基因VP1、VP2、VP3以及轉(zhuǎn)化基因T和t，整個基因組有12.5%非編碼區(qū)或非翻譯區(qū)，在這些區(qū)域中包含啟動子、增強子序列和其他調(diào)節(jié)序列，可對病毒基因組復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯進行調(diào)控。由于SV40既是研究真核基因結(jié)構(gòu)和表達的良好模型，又是研究癌變機制的理想材料，因此，SV40-DNA一級結(jié)構(gòu)的測定具有重要意義。
在70年代，Miller和Barbara研究ΦX174-DNA轉(zhuǎn)錄時還發(fā)現(xiàn)了ΦX174-DNA僅有一條鏈被轉(zhuǎn)錄，他們利用ΦX174噬菌體感染大腸桿菌，并在培養(yǎng)基中加入32P-磷酸鹽以制備放射性的噬菌體mRNA，然后再將標(biāo)記的mRNA分離出來，讓其與分開來的RF-DNA正負鏈雜交，結(jié)果觀察到僅有RF-DNA的負鏈與標(biāo)記mRNA形成雜交體。因而讓實在活體內(nèi)ΦX174的RF DNA中僅一條鏈?zhǔn)寝D(zhuǎn)錄的模板。與此相類似，T7噬菌體DNA在活體中也只有一條單鏈被轉(zhuǎn)錄。但在T4或λ噬菌體中情形較為復(fù)雜,其基因組中的某些部分是以一條鏈作為模板，而在另一區(qū)域，則是以另一條鏈為模板。大腸桿菌基因組的轉(zhuǎn)錄也同樣存在一組基因與另一組基因的模板鏈不同。
1979年，T．Taniguchi用載體成功地表達了人干擾素基因。這是基因工程的一項大突破。
進入八十年代后，分子病毒學(xué)的研究無論是在深度和廣度都有了很大的發(fā)展。這里只舉一些重要進展。
1981年，D.K.Kleid等利用重組DNA技術(shù)制備出口蹄疫病毒疫苗；
1982年，J.Summers等發(fā)現(xiàn)乙型肝炎病毒DNA復(fù)制中有逆轉(zhuǎn)錄過程；
1982年，B.Moss和E.Paoletti用痘苗病毒作為載體表達外源基因；
1983年，Montagnier和R.C.Gallo分別分離到與AIDS相關(guān)的人類逆轉(zhuǎn)錄病毒（HIV）；
1985年，H.Vonder Patten等在3A下闡明了鼻病毒的晶體結(jié)構(gòu);
1988年，Chuo和Yamaya用弱病毒全長cDNA導(dǎo)入產(chǎn)生抗病毒的轉(zhuǎn)化植株；
1990年以來，PCR技術(shù)在分子病毒學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，目前PCR已成為病毒性疾病診斷和研究的重要手段。1993年，美國科學(xué)家K.Mullis由于發(fā)明了PCR儀而與第一個設(shè)計基因定點突變的Smith共享諾貝爾化學(xué)獎。
1991年，Han等將Moloney鼠白血病毒的反義表達序列導(dǎo)入小鼠受精卵中，從而培育成功對該病毒有抗性的轉(zhuǎn)基因小鼠。
1992年，Desrosiers等利用SIV mac239/nef缺失突變株制備出減毒活疫苗，取得了抗SIV感染成功，也給HIV疫苗的研究賦予了許多啟示。
1995年，HIV天冬氨酰蛋白酶三維結(jié)構(gòu)的鑒定，使得一些針對病毒蛋白酶活性位點的抑制劑先后問世。1996年，David Ho利用逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑與蛋白酶抑制劑配成的“雞尾酒”式藥，成功地抵抗了HIV感染，因而1996年稱為AIDS希望年。
1997年，美國加利福尼亞大學(xué)的神經(jīng)病學(xué)和病毒學(xué)教授S.Prusiner由于發(fā)現(xiàn)了羊瘙癢病的致病因子是朊病毒（prion），以及提出了瘋牛病、Creutz-feldt-Jakob氏病、Kuru病等腦退化性疾病是由朊病毒引起的理論，而獲得了諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。然而朊病毒究竟是一種傳染性因子，還是由正�；蛲蛔冃纬傻慕Y(jié)構(gòu)異常的蛋白質(zhì)，至今仍處于爭論之中。
病毒學(xué)經(jīng)過上述四個時期的發(fā)展，逐漸形成和成熟起來，隨著病毒基因組復(fù)制、基因表達調(diào)控原理、病毒與宿主細胞的相互作用規(guī)律，病毒感染和致病的分子機制的揭示，以及分子病毒學(xué)在技術(shù)上的革新和進步，它將為人類克服和戰(zhàn)勝病毒病做出貢獻。
P7 可怕的瘟疫
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)最偉大的成就之一，就是讓傳染病在世界上大部分地區(qū)不再成為對人類生命健康的重大威脅。以美國為例，在100年前，導(dǎo)致死亡的三種最主要的疾病都是傳染�。悍窝住⒎谓Y(jié)核和腹瀉；而現(xiàn)在，三大生命殺手則是心臟病、癌癥和中風(fēng)。大規(guī)模傳染病的流行，古人稱之為“瘟疫”。歷史上，人類曾經(jīng)飽受瘟疫的痛苦，只有在現(xiàn)代科學(xué)出現(xiàn)以后，人類在與瘟神的較量中才逐漸占了上風(fēng)。
1．“黑死病”曾導(dǎo)致歐洲1/3多的人口死亡
歷史上最駭人聽聞的瘟疫之一是所謂“黑死病”，也就是現(xiàn)在所說的鼠疫。鼠疫對于亞洲、非洲和歐洲來說，就是一種恐怖的災(zāi)難，甚至改變了歷史進程，例如它間接促使了東羅馬帝國的崩潰。
最廣為人知也最為悲慘的鼠疫發(fā)生在中世紀(jì)的歐洲，它是由人類歷史上最早的一次使用“生物武器”引發(fā)的。1346年，西征的蒙古軍隊包圍黑海港口城市克法(今費奧多西亞，屬烏克蘭)，把患鼠疫死亡的死者尸體用投石機射入城內(nèi)，城里鼠疫由此開始流行。城里的居民熱那亞人逃離此城，鼠疫也跟隨他們傳播到西西里，隨后又傳播到歐洲大陸。在短短5年內(nèi)，第一波的鼠疫就導(dǎo)致了歐洲1/3到1/2的人口死亡。在隨后的300多年間，鼠疫在歐洲仍反復(fù)爆發(fā)，直到17世紀(jì)末、18世紀(jì)初才平息。當(dāng)時由于病因不明，更加重了鼠疫的神秘、恐怖色彩。許多無辜者被指控傳播鼠疫而被恐慌的民眾處死。
直到19世紀(jì)后期細菌學(xué)創(chuàng)立后，鼠疫的病源和傳播途徑才逐漸明朗。1894年，法國細菌學(xué)家耶爾森在香港調(diào)查鼠疫時，發(fā)現(xiàn)其病原體是一種細菌，這種細菌后來就被命名為耶爾森氏桿菌。1898年，另一位法國人西蒙德確定了鼠疫的傳播途徑是跳蚤把病菌從老鼠傳播給人。到20世紀(jì)中葉，抗菌素的發(fā)明使得鼠疫成了容易治愈的疾病，而公共衛(wèi)生和居住環(huán)境的改善也切斷了鼠疫的傳播途徑。現(xiàn)在，鼠疫已非常罕見，但并不是完全消失，因為它仍然會在鼠類之中傳播，一有機會還會傳播給人。在20世紀(jì)80年代，非洲、亞洲和南美洲每年都有發(fā)生鼠疫的報告。1996年印度爆發(fā)的鼠疫還成了世界的重大新聞。目前，每年大約有1000到2000人感染鼠疫。即使在美國，平均每年也會有10多人從野外鼠類感染鼠疫，1/7的患者死亡。盡管鼠疫已非不治之癥，也容易控制，但是歷史慘劇在人們心中留下的陰影難以消除，它仍然被許多人視為最恐怖的疾病。
2．天花成了殖民者的秘密武器
另一種恐怖程度可與鼠疫相比的傳染病就是天花。古代世界大約60%的人口受到了天花的威脅，1/4的感染者會死亡，大多數(shù)幸存者會失明或留下疤痕。幸運的是，天花已被人類徹底消滅，成了第一種、也是至今惟一一種被消滅的傳染病。天花危害人類的歷史可能比鼠疫還要久遠，據(jù)傳在3000多年前起源于印度或埃及。從古埃及法老拉米西斯五世等人的木乃伊上，可以發(fā)現(xiàn)天花留下的疤痕。
天花原來只在“舊世界”（亞洲、歐洲和非洲）流行，在17、18世紀(jì)，它是西方最嚴重的傳染病，但是在歷史上的影響卻比不上鼠疫，這可能是因為其受害者以兒童為主（約1/10的兒童因天花夭折），活下來的成年人大多已有了免疫力。
但是當(dāng)歐洲殖民者在15世紀(jì)末登上新大陸的時候，情況就不同了。歐洲殖民者給新大陸原住民帶去了多種從未遇到過、因而不具有任何免疫力的傳染病，其中最致命的一種就是天花。為什么科爾特斯率領(lǐng)300名西班牙殖民者能夠征服有2500萬人口的阿茲臺克帝國(現(xiàn)墨西哥)？靠的秘密武器就是天花：阿茲臺克人俘虜?shù)囊幻靼嘌朗勘恍胰旧狭颂旎ā?0年內(nèi)，阿茲臺克人口減少到650萬人，生存者也喪失了斗志，一個強大的帝國就此消亡。另一個強大的帝國印加帝國(現(xiàn)秘魯及周邊國家)也因為天花流行而被皮薩羅帶著180名西班牙殖民者輕而易舉地征服。北美的殖民者則有意將天花傳給印第安人，給他們送去天花患者用過的毯子。在天花的肆虐下，幾個原先有數(shù)百萬人口的主要印第安部落減少到只剩數(shù)千人或完全滅絕。在與殖民者接觸之前，美洲原住民大約有兩三千萬人口，而到16世紀(jì)末，只剩下100萬人。
天花是感染天花病毒引起的，無藥可治，但是一旦得過天花而生存下來，體內(nèi)就有了對抗天花病毒的免疫力，不容易再得天花。這一點很早就被人們認識到，在古代中國和其他國家，都有人嘗試利用這個特點預(yù)防天花：從天花病人的傷口采疫苗接種到健康人身上。但是這容易引起嚴重副作用乃至死亡。
1798年，英國醫(yī)生琴納首創(chuàng)接種牛痘。但是種痘并沒有得到大力推廣，在種痘發(fā)明150年后，世界上每年仍然有約5000萬人得天花。直到1967年，世界衛(wèi)生組織發(fā)起了消滅天花運動。1977年，最后一例自然發(fā)生的天花發(fā)生在索馬里。1978年英國實驗室發(fā)生事故，有兩名工作人員染上天花???這是天花退出地球舞臺之前的最后插曲。1980年世界衛(wèi)生大會正式宣布天花被完全消滅，天花病毒在自然界已不存在，只有美國和俄羅斯的實驗室還保存著樣本。
3．歷史上死亡人數(shù)最多的一次瘟疫是流感
歷史上死亡人數(shù)最多的一次瘟疫既不是鼠疫也不是天花，而是幾乎人人都得過的流行性感冒。
1918年，一場致命的流感席卷全球，造成了2000萬到5000萬人死亡。盡管這場流感在美國被稱為“西班牙女士”，但是它似乎首先起源于美國，有可能是從豬身上傳播的。在那一年，近1/4的美國人得了流感，導(dǎo)致50多萬人死亡，幾乎一半的死者是健康的年輕人。平時流行的流感雖然沒有這么致命，但是平均每年在美國也導(dǎo)致11萬多人住院，3.4萬人死亡。作為一種由病毒引起的傳染病，流感沒有特效藥可治，可以注射流感疫苗預(yù)防，有效率為70%?90%。由于流感病毒極其容易發(fā)生變異，每年流行的流感病毒類型不一樣，因此必須每年注射疫苗才能發(fā)揮作用。
4．人類戰(zhàn)勝疾病的速度越來越快
兩個世紀(jì)以來，人類戰(zhàn)勝疾病的速度越來越快，能力也越來越強。法國著名科學(xué)家巴斯德在1885年發(fā)明了狂犬病疫苗，征服了狂犬病，震驚了整個歐洲。結(jié)核病是一種古老的疾病，我國古代稱其為“癆病”。1882年，德國醫(yī)生科赫運用先進的細菌學(xué)技術(shù)分離出了結(jié)核桿菌，1884年又分離出了霍亂桿菌。1944年，美國人發(fā)明了鏈霉素……多種疫苗的研制成功是人類與傳染病斗爭的重大成果。1921年，預(yù)防結(jié)核病的卡介苗脫穎而出；1928年，世界上第一種抗生素青霉素應(yīng)用于治療；同年，一種治療百日咳的疫苗誕生。
在消滅了天花之后，世界衛(wèi)生組織又制定了2000年在全球消滅小兒麻痹癥、麻風(fēng)病、麥地那龍線蟲病等傳染病的計劃。其中較為成功的是消滅小兒麻痹癥，目前在絕大多數(shù)國家(包括中國)都已消滅，只剩下10個國家，數(shù)百個病例。
人類同傳染病的斗爭是無止境的。盡管我們已消滅或基本消滅了許多種在歷史上作惡多端的傳染病，但是即使在醫(yī)學(xué)最發(fā)達的國家，也還不能完全避免傳染病的威脅。由于濫用抗生素導(dǎo)致抗藥性病菌的出現(xiàn)，有可能使治療某些傳染病變得困難。而且新的致命性傳染病會隨時出現(xiàn)，例如艾滋病、埃博拉病毒、軍團菌、西尼羅病毒、瘋牛病以及最近出現(xiàn)的非典，都能引起恐慌或造成重大社會問題。比如，近幾年多次在非洲爆發(fā)的埃博拉出血熱，已使近千名患者死亡，死亡率近半。環(huán)球旅行的便利更增加了傳染病在世界范圍內(nèi)傳播的機會和速度。恐怖分子用生物武器人為制造致命瘟疫的威脅也不能排除。瘟神的挑戰(zhàn)無休無止，我們不能放松警惕。在與瘟神的作戰(zhàn)中，人類也許無法獲得全盤的勝利，但是卻能夠贏得一場又一場的戰(zhàn)役，而我們手中最強大的武器，是科學(xué)方法和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)。
P7 SARS偷襲
傳染性非典型肺炎，又稱嚴重急性呼吸綜合征簡稱SARS，是一種因感染SARS相關(guān)冠狀病毒而導(dǎo)致的以發(fā)熱、干咳、胸悶為主要癥狀，嚴重者出現(xiàn)快速進展的呼吸系統(tǒng)衰竭，是一種新的呼吸道傳染病，極強的傳染性與病情的快速進展是此病的主要特點。
患者為重要的傳染源，主要是急性期患者，此時患者呼吸道分泌物、血液里病毒含量十分高，并有明顯癥狀，如打噴嚏等易播散病毒。SARS冠狀病毒主要通過近距離飛沫傳播、接觸患者的分泌物及密切接觸傳播，是一種新出現(xiàn)的病毒，人群不具有免疫力，普遍易感。
此病病死率約在15%左右，主要是冬春季發(fā)病。其發(fā)病機制與機體免疫系統(tǒng)受損有關(guān)。病毒在侵入機體后，進行復(fù)制，可引起機體的異常免疫反應(yīng)，由于機體免疫系統(tǒng)受破壞，導(dǎo)致患者的免疫缺陷。同時SARS病毒可以直接損傷免疫系統(tǒng)特別是淋巴細胞。
二、像科學(xué)家一樣開展研究：科學(xué)探究
P8 第1段
生物課程中的科學(xué)探究是學(xué)生積極主動地獲取生物科學(xué)知識、領(lǐng)悟科學(xué)研究方法而進行的各種活動�？茖W(xué)探究通常包括：提出問題、作出假設(shè)、制定計劃、實施計劃、得出結(jié)論和表達、交流。將科學(xué)探究引入義務(wù)教育階段生物課程的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，是為了促進學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變，使學(xué)生能主動地獲取生物科學(xué)知識，體驗科學(xué)過程與科學(xué)方法，形成一定的科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度與價值觀，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。
科學(xué)探究能力和對科學(xué)探究的理解是在學(xué)生探究性學(xué)習(xí)過程中形成的，這就需要組織學(xué)生進行探究性學(xué)習(xí)。教師應(yīng)積極提供機會讓學(xué)生親自嘗試和實踐，并將科學(xué)探究的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)盡可能滲透到各主題內(nèi)容的教學(xué)活動中。教師在引導(dǎo)學(xué)生參與科學(xué)探究活動時不僅應(yīng)讓學(xué)生參加科學(xué)探究的某些方面的活動，也應(yīng)該注意讓學(xué)生有機會參與若干完整的探究活動，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。
探究過程要素學(xué)習(xí)要求 達成目標(biāo)
提出科學(xué)問題 在觀察、調(diào)查、閱讀等情境中發(fā)現(xiàn)問題，嘗試提出可以通過科學(xué)探究來解決的問題。 能對自然現(xiàn)象產(chǎn)生好奇心，提出可能通過科學(xué)探究解決的問題；
領(lǐng)會提出問題的途徑和方法；
理解提出問題對科學(xué)探究的意義。
進行猜想和假設(shè) 收集相關(guān)信息，將已有的科學(xué)知識和問題相聯(lián)系，嘗試提出可檢驗的猜想和假設(shè)。 能針對所提出的問題依據(jù)已有的科學(xué)知識、經(jīng)驗，通過思考作出猜想和假設(shè)；
了解猜想和假設(shè)在科學(xué)探究中的作用。
制定計劃，設(shè)計實驗 選擇取得證據(jù)的途徑和方法，決定收集證據(jù)的范圍和要求，以及所需的相關(guān)材料、儀器、設(shè)備和技術(shù)等，并制定相應(yīng)的計劃。 能針對探究目的和條件，選擇合適的方法（實驗、調(diào)查、訪問、資料查詢等）；
考慮影響實驗結(jié)果的主要因素，能確定需要測量的量，并采用適當(dāng)?shù)姆椒ǹ刂谱兞浚?
理解制定計劃和設(shè)計實驗對科學(xué)探究的意義。
觀察與實驗，獲取事實與證據(jù) 使用有關(guān)設(shè)備和材料進行調(diào)查、檢索、觀察、測量和實驗；安全地操作；記錄觀察和測量的結(jié)果。 能使用基本儀器進行安全操作；
能從多種信息源中選擇有關(guān)信息；
能進行一系列觀察、比較和測量；
會記錄和處理觀察、測量的結(jié)果；
理解實驗對科學(xué)探究的作用。
檢驗與評價 分析、處理觀察、測量和實驗結(jié)果，與猜想和假設(shè)進行比較，作出解釋；
收集更多的證據(jù)支持解釋，檢查解釋及過程、方法上是否存在問題，必要時提出改進措施。將證據(jù)與科學(xué)知識建立聯(lián)系，得出基本符合證據(jù)的解釋；
能注意與預(yù)想結(jié)果不一致的現(xiàn)象，并作出簡單的解釋；
能提出改進工作方法的具體建議；
了解科學(xué)探究需要運用科學(xué)原理、模型和理論
表達與交流 書寫探究報告，并以適當(dāng)?shù)男问竭M行交流。 能用語言、文字、圖表、模型等方式表述探究的過程和結(jié)果；
能傾聽和尊重他人提出的不同觀點和評議，并交換意見；
認識表達和交流對科學(xué)探究的意義；
認識探究的成果可能對科學(xué)決策產(chǎn)生積極的影響。
拓展閱讀
一、傳染病
傳染病，即傳染性疾病，是由病原體引起的，能在人與人、動物與動物或人與動物之間相互傳染的疾病。它是許多種疾病的總稱。
傳染病一般要經(jīng)過潛伏期、前驅(qū)期、發(fā)病期、恢復(fù)期幾個階段。
傳染病的特點
①有病原體：每一種傳染病都有它特異的病原體，包括微生物和寄生蟲。比如瘧疾的病原體是瘧原蟲，艾滋病的病原體是艾滋病毒。病原體主要分為細菌、病毒（比細菌小、無細胞結(jié)構(gòu)）、真菌（癬的病原體）和寄生蟲。
②有傳染性：傳染病的病原體可以從一個人經(jīng)過一定的途徑傳染給另一個人。每種傳染病都有比較固定的傳染期，排出病原體，污染環(huán)境，傳染他人。
�、塾忻庖咝裕捍蠖鄶�(shù)患者在疾病痊愈后，都可產(chǎn)生不同程度的免疫力。機體感染病原體后可以產(chǎn)生特異性免疫。感染后免疫屬于自動免疫。
�、芸梢灶A(yù)防：通過控制傳染源，切斷傳染途徑，增強人的抵抗力等措施，可以有效地預(yù)防傳染病的發(fā)生和流行。
�、萦辛餍胁W(xué)特征：傳染病能在人群中流行，其流行過程受自然因素和社會因素的影響，并表現(xiàn)出多方面的流行特征。
傳染病能夠在人群中流行，必須同時具備三個基本環(huán)節(jié)：①傳染源；②傳播途徑；③易感人群。缺少其中任何一個環(huán)節(jié)，傳染病就流行不起來。預(yù)防傳染病的一般措施也就針對這三個方面。
傳染病的分類
中華人民共和國傳染病防治法規(guī)定管理的傳染病分為甲類、乙類和丙類。
甲類傳染病是指：鼠疫、霍亂。
乙類傳染病是指：病毒性肝炎、細菌性和阿米巴性痢疾、傷寒和副傷寒、艾滋病、淋病、梅毒、脊髓灰質(zhì)炎、麻疹、百日咳、白喉、流行性腦脊髓膜炎、猩紅熱、流行性出血熱、狂犬病、鉤端螺旋體病、布魯氏菌病、炭疽、流行性和地方性斑疹傷寒、流行性乙型腦炎、黑熱病、瘧疾、登革熱。
丙類傳染病是指：肺結(jié)核、血吸蟲病、絲蟲病、包蟲病、麻風(fēng)病、流行性感冒、流行性腮腺炎、風(fēng)疹、新生兒破傷風(fēng)、急性出血性結(jié)膜炎、除霍亂、痢疾、傷寒和副傷寒以外的感染性腹瀉病。
二、什么是流感
流行性感冒簡稱流感，是由流感病毒引起的一種呼吸道急性傳染病，不少人不止一次患流感而甚為不解，這是因為病毒抗原性變異太快，原流感病毒產(chǎn)生的相應(yīng)免疫物質(zhì)，與新感染的變化的新流感病毒對不上號，達不到有效的免疫效果。正因為這個緣故，現(xiàn)行流感疫苗在預(yù)防時間上也相對局限，不夠理想。
流感是一種呼吸道急性傳染病，顧名思義病人的飛沫是主要帶病毒傳播途徑。但是近些年來國外科學(xué)證明，通過玩具、手帕等經(jīng)手接觸傳播也很重要。如有個試驗以兩個健康人與兩個流感初期患者帶上口罩在一起洗牌打撲克，玩上幾小時后，發(fā)現(xiàn)過段日子（相當(dāng)于流感潛伏期）兩名健康人也患上流感。在洗手液中證明有流感病毒。所以，在節(jié)日娛樂中，無論撲克、打牌均要注意對方有無傳染性疾病，這也是一項“節(jié)日文化”內(nèi)容和保健舉措。
由于人類對流感普遍易感，加之患流感后的免疫時間不長于3年，流感成了一種常見病和多發(fā)病種。典型病例潛伏期為2-4日，以體溫急速上升而起病，24小時體溫達高峰（38-40℃），逐漸出現(xiàn)中毒型、胃腸型等類型，無并發(fā)癥時在7-10日內(nèi)恢復(fù)。
根據(jù)臨床表現(xiàn)，流感可分為單純型、肺炎型、中毒型、胃腸型等類型，單純型流感最為常見，患者有頭痛、怕冷、乏力、面紅及全身酸痛等癥狀。體溫可達39-40℃，持續(xù)2-3日后漸降，各種癥狀在一周后消失。肺炎型流感主要發(fā)生在老年、幼兒，起始如單純型流感，1-2日后癥狀加重，高熱不退，咳嗽加劇烈，氣促發(fā)紺，吐血性痰，兩肺出現(xiàn)濕性羅音，X線檢查兩肺顯絮狀陰影�？咕运幬餆o效，有肺水腫危象。中毒型流感具有神經(jīng)系統(tǒng)及心血管系統(tǒng)損害。臨床上表現(xiàn)高熱不退，神志昏迷，腦膜刺激癥狀，小兒可出現(xiàn)抽搐。胃腸型流感則有腹瀉、嘔吐、惡心等癥狀，約2-3日即可停止轉(zhuǎn)向康復(fù)。孕婦流感尢以晚期妊娠危害為大，不僅癥狀重，容易發(fā)生肺并發(fā)病，而且容易招致胎兒死亡。八十年代香港流感流行時曾報告過圍產(chǎn)期死亡率明顯上升，活存小兒白血病發(fā)病率上升的事例。
從我國流感發(fā)病資料來看，流感以5-20歲年齡組發(fā)病率較高。因此，做好兒童、學(xué)生和青年預(yù)防十分重要。從職業(yè)來看，又以服務(wù)性行業(yè)、工人的發(fā)病率較高。對一些老人、孕婦更應(yīng)加意防護。而且要特別注意流感在醫(yī)院內(nèi)感染和傳播，做好陪客的管理和健康教育工作。發(fā)生流感流行時，醫(yī)院兒科、婦產(chǎn)科、嬰兒室、心臟病室應(yīng)謝絕探病。
金剛烷胺對預(yù)防A型流感病毒有一定效果。成人預(yù)防用量每日口服200毫克，分2次服用。小兒按每公斤體重服4-5毫克計量。預(yù)防流感最為簡便確實的辦法是戴口罩，但須由七層紗布制成，每日洗換，經(jīng)驗表明，以洗過口罩濾病毒效果最為好。健康人戴口罩可避免感染，而病人戴口罩可避免傳給家人及周圍人群。流感病人的食具、手帕等均應(yīng)煮沸消毒，居室應(yīng)加強通風(fēng)換氣，或用乳酸熏蒸（按每100立米空間，用4毫升乳酸量計）。
在流感流行期間，應(yīng)減少大型室內(nèi)活動，盡量不帶兒童去劇院等公共場所娛樂，不串門訪友為宜。
三、抗生素應(yīng)合理使用
抗生素概述
抗生素，嚴格意義上講，就是在非常低濃度下對所有的生命物質(zhì)有抑制和殺滅作用的藥物。比如說我們針對細菌、病毒、寄生蟲甚至抗腫瘤的藥物都屬于抗生素的范疇。但我們在日常生活和醫(yī)療當(dāng)中所指的抗生素主要是針對細菌、病毒微生物的藥物它的種類是相當(dāng)多的。大概可以分成十余種大類。在臨床上常用的應(yīng)該有一百多品種，比如我們常用的青霉素一類有很多的品種。頭孢菌素、紅霉素類也有很多種。每一種類都有自己的特點，在使用時針對不同的的疾病、人群、細菌等，所以應(yīng)該按照不同的人群、疾病來予以適當(dāng)?shù)剡x用。
抗生素按它的定義講，是在很低的濃度下面能夠殺滅生命體，比如細菌和病毒。能夠殺滅生命體的東西是比較多的，比如家里使用的消毒的東西也能殺滅生命體但只能叫消毒劑，這種消毒劑不能用在人體里面，只能用在體外的環(huán)境消毒使用�？股厥窃诤艿蜐舛认虏⑶夷軌蛟谌梭w里面使用的毒性比較低安全性比較高的藥物�？股氐淖饔镁褪菤绺腥疚覀兊奈⑸�，目的是把病原體殺滅，控制疾病，以最終治療疾病。
抗生素與抗菌藥和消炎藥的區(qū)別
抗生素的品種繁多使用廣泛，在普通人群中間的知名度很高，這樣就造成了它在名稱方面比較混亂的狀態(tài)。長期以來，不光在普通民眾，甚至在一些專業(yè)人員對嚴格的抗生素的界定都不是非常有把握。老百姓一般所指的消炎藥估計就是抗生素，但實際上嚴格意義上講消炎藥和抗生素應(yīng)該是不同的兩類藥物。我們所用的抗生素不是直接針對炎癥來發(fā)揮作用的，而是針對引起炎癥的微生物，是殺滅微生物的，而消炎藥是針對炎癥的，比如常用的阿斯匹林等等非甾體類消炎鎮(zhèn)痛藥�？咕幒涂股厥鞘裁搓P(guān)系呢？他們是大范圍和小范圍的關(guān)系�？股厥轻槍λ心軌蜥t(yī)治殺滅的生命體，包括細菌、病毒、寄生蟲、腫瘤細胞等，抗菌藥物主要是殺滅細菌的。因為能引起人體感染的，除了細菌以外還有很多的微生物，比如去年流行的非典，它是病毒感染，需要用抗病毒的藥物，抗病毒和抗細菌的藥物都可以算在抗生素的范疇里面去�？股厥潜容^廣義的，而抗菌藥物是比較專一的。
我國抗生素的使用現(xiàn)狀
臨床上基本每一個科室，每一個專業(yè)的醫(yī)生都在使用抗生素，它的使用率是非常高，對于感染，包括病毒感染，細菌的感染，寄生蟲的感染，支原體、衣原體等微生物感染都需要使用抗生素。我們平常的很多疾病也確實屬于感染性疾病，如普通的感冒，上呼吸道的感染，泌尿道的感染，皮膚的感染，但他們引起的感染原是不同的，上呼吸道80-90%是病毒感染，而泌尿道的是細菌感染。如果是病毒感染我們要用抗病毒的抗生素，如果是細菌感染就要用抗細菌的抗生素。在醫(yī)院里抗生素的使用占總量的30-50%。其中一部分是需要使用的，另外一部分屬于不合理使用。除了醫(yī)院，老百姓的家里都會有抗生素存在，藥店里的很大一部分也是抗生素。在我國抗生素的使用是非常廣泛的，其中肯定有很多不合理之處，這就需要進行嚴格的、科學(xué)的指導(dǎo)管理。
抗生素的不規(guī)范使用，一個方面是引起細菌耐藥，細菌耐藥產(chǎn)生的速度遠遠快于我們新藥開發(fā)的速度。長此以往，我們可能會退回到七、八十年代以前的狀態(tài)，沒有抗生素使用，人類將再一次面臨很多感染性疾病的威脅。比如，結(jié)核病是結(jié)核桿菌引起的傳染病，很多年前大家覺得控制得非常好，但是現(xiàn)在耐藥的結(jié)核菌非常多，治療起來就很困難。這就可能引起死亡率的增加，而且治療耐藥性結(jié)核花費的社會資源是治療一個非耐藥結(jié)核的十倍以上，造成的社會負擔(dān)是非常重的。第二個方面，抗生素也是藥物，進入人體以后發(fā)揮治療效果的同時也會引起很多的不良反應(yīng)。用的藥物越多，引起不良反應(yīng)的機會越高。我國藥物不良反應(yīng)監(jiān)測中心的記錄顯示，我們國家的藥物不良反應(yīng)三分之一是由抗生素引起的，這個比例和抗生素的使用比例是一致的�？股氐姆N類比較多，引起的不良反應(yīng)或者是嚴重的不良反應(yīng)涉及到了身體的每一個系統(tǒng)，所以抗生素的合理使用是迫在眉睫需要解決的問題。
典型例題解析
例1、閱讀下述材料，回答相關(guān)問題：
我國第一個《抗菌藥物臨床應(yīng)用指導(dǎo)原則》自2004年11月開始執(zhí)行。衛(wèi)生部發(fā)布該原則的目的是為了指導(dǎo)醫(yī)師合理規(guī)范地使用抗菌藥物，保障患者用藥安全。
（1）抗菌藥不合理使用的現(xiàn)象普遍存在，如長期或過量使用抗病藥，可能導(dǎo)致病菌 增強。在此過程中，抗生素起 作用，其實質(zhì)是 。
（2）現(xiàn)已從臨床上獲得某疾病的致病菌株（已知其代謝類型為異養(yǎng)需氧型）。某研究性學(xué)習(xí)小組為了研究“抗生素單獨與聯(lián)合使用對該致病菌株的影響”時，制定了實驗方案（供選抗生素：青霉素、頭孢霉素；其他實驗用具根據(jù)需要選擇）。
①你認為該研究方案主要包括的內(nèi)容有：
（至少寫出三項）。
②簡述該研究的主要意義： 。
③請進一步完成該實驗的相關(guān)步驟：
第一步：配制細菌培養(yǎng)基四只編號為A、B、C、D，并利用高壓蒸氣滅菌。
第二步：
。
第三步：
。
結(jié)果預(yù)測及相應(yīng)結(jié)論（至少寫出二種）：
。
【點評】本題是屬于實驗性質(zhì)很強的研究課題，既考查了制定課題研究的初步方案、課題意義，又著重考查了實驗的設(shè)計過程，要求學(xué)生在全面理解實驗的基礎(chǔ)上，能進一步對實驗做出相應(yīng)的預(yù)測及結(jié)論，難度系數(shù)比較高。題干中只有兩種抗生素，所以理論上就應(yīng)該有4個培養(yǎng)基，一個只涂上菌液作為對照，兩個分別涂上青霉素和頭孢霉素，分別觀察兩種抗生素單獨使用的效果，最后一個培養(yǎng)基上涂上兩種抗生素，來觀察兩種抗生素聯(lián)合使用的效果。如果學(xué)生理解了四個培養(yǎng)基的正確使用，那么問題也就迎刃而解了。
【解答】（1）抗藥性 選擇 使抗藥基因在種群中頻率提高
（2）①研究目的、研究方法、研究計劃、結(jié)果預(yù)測、報告交流形式等（至少寫出三項）
②提高抗生素使用的針對性等
③第二步：將致病菌株培養(yǎng)液適當(dāng)稀釋后，各取1mL菌液均勻涂布在上述四只培養(yǎng)基中，向A中全部涂
布少量青霉素、向B中全部涂布少量頭孢霉素、向C中同時全部涂布少量的青霉素和頭孢霉素。
第三步：將A、B、C、D四只培養(yǎng)皿一起置于適宜條件下培養(yǎng)一段時間后。觀察各培養(yǎng)基中致病菌生長
狀況（菌落）。
結(jié)果預(yù)測及結(jié)論：
若A、B、C三只培養(yǎng)基中細菌生長狀況較D培養(yǎng)基中的細菌生長狀況差，說明抗菌素具有抑菌作用
①若C培養(yǎng)基中細菌生長狀況較A、B培養(yǎng)基中的細菌生長狀況都要好，說明單獨使用抗菌素的抑制好于聯(lián)合使用。
②若C培養(yǎng)基中細菌生長狀況較A、B培養(yǎng)基中的細菌生長狀況都要差，說明抗生素單獨使用的影響不如混合使用的效果好。
③若C培養(yǎng)基中細菌生長狀況與A、B培養(yǎng)基中的細菌生長狀況差的相近，說明抗生素混合與否，與抗生素的作用效果無關(guān)
【總結(jié)】本題的關(guān)鍵是對實驗設(shè)計的正確理解，從而才能得到相應(yīng)的結(jié)果預(yù)測與結(jié)論。
例2、目前在上海市中學(xué)開展研究性學(xué)習(xí)，對中學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力的發(fā)展起了積極的作用。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生興趣盎然。下面列出了學(xué)生的三個研究課題名稱：
課題一：上海市民加入“中華骨髓庫”心態(tài)的剖析；
課題二：上海地區(qū)降雨酸度的調(diào)查研究。
請選擇上述兩個課題中的一個作為你的課題，并回答如下問題：
（1）寫出所選課題名稱，并簡單陳述選題的理由。
（2）簡要列出你的研究計劃與研究方法。
（3）該課題最終的成果形式是： 。
【點評】本題考查制定課題研究的初步計劃。研究課題的確定，必須遵循需要性原則、可行性原則、科學(xué)性原則。對課題的意義可以從社會的需要和自身素質(zhì)的提高兩方面考慮。根據(jù)所選擇的課題，制定研究計劃與研究方法。最后的研究成果大都以調(diào)查報告、交流報告等形式呈現(xiàn)。
【解答】（1）名稱和理由：
《課題一》課題名稱：上海市民加入“中華骨髓庫”心態(tài)的剖析。
選擇理由：課題意義、興趣、具備一定的研究條件等。
《課題二》課題名稱：上海地區(qū)降雨酸度的調(diào)查研究。
選擇理由：了解上海地區(qū)隨著工業(yè)廢氣的治理與城市綠化狀況的發(fā)展，降雨酸度的變化。
（2）計劃與方法：
《課題一》計劃：①確定調(diào)查對象、內(nèi)容、方式、途徑 ②查閱相關(guān)資料及開展調(diào)查 ③數(shù)據(jù)分析，撰寫報告。
方法：收集相關(guān)資料，問卷調(diào)查及個別訪談等。
《課題一》計劃：①確定調(diào)查對象進行調(diào)查（采用問卷調(diào)查、實地觀察等方法） ②設(shè)計實驗方案進行測試 ③數(shù)據(jù)分析，撰寫報告。
方法：①調(diào)查法（如：去環(huán)保部門查閱環(huán)境檢測年報等資料，收集有關(guān)資料） ②實測法（如：選點對降雨酸度進行實地測量，并與過去幾年加以比較）。
（3）成果形式：
課題一：調(diào)查報告，論文等。
課題二：調(diào)查報告或論文。
【總結(jié)】在課題研究的過程中，還要注重學(xué)生的語言文字表達能力
例3、某生物興趣小組開展探究實驗，課題是：“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量與時間的變化關(guān)系”
實驗材料：
菌種和無菌馬鈴薯培養(yǎng)液、試管、血球計數(shù)板（2 mm×2 mm方格）、滴管、顯微鏡等。
酵母菌的顯微計數(shù)方法：
1．血球計數(shù)板：是帶有微小方格刻度的玻璃片，用于在顯微鏡下對血細胞、微生物的計數(shù)。
2．將含有酵母菌的培養(yǎng)液滴在計數(shù)板上，計數(shù)一個小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量，再以此為根據(jù)，估算試管中的酵母菌總數(shù)。連續(xù)觀察7天，并記錄每天的數(shù)值。
根據(jù)以上敘述回答下列問題：
（1）根據(jù)所學(xué)知識，該課題的實驗假設(shè)是：開始在資源和空間無限多的環(huán)境中，酵母菌呈J型增長 ，隨著時間的推移， ，酵母菌呈S型增長。
（2）本實驗沒有另設(shè)置對照實驗，原因是 。該實驗是否需要重復(fù)實驗？_____________________，試解釋原因____________________________。
（3）在吸取培養(yǎng)液制片前，要輕輕震蕩幾次試管，原因是_____________________。如果一個小方格內(nèi)酵母菌過多，難以數(shù)清，應(yīng)當(dāng)采取的措施是_____________________。
對于壓在小方格界線上的酵母菌，應(yīng)當(dāng)怎樣計數(shù)？____________________________。
（4）請你設(shè)計表格處理實驗的數(shù)據(jù)。
（5）在該實驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)你對影響酵母菌種群生長的因素的推測，進一步確定一個探究實驗的課題：_________________________________________________。
【點評】在近幾年的高考中，純粹的課題考查從未出現(xiàn)過，只不過實驗的考查越來越課題化，越來越趨向于對實驗過程的探討，結(jié)果的預(yù)測。本題以此為出發(fā)點，綜合考查學(xué)生的生物學(xué)功底以及實驗技能。第一小題要求學(xué)生理解酵母菌S型曲線的意義。第二小題要求學(xué)生理解對照的真正含義。第三小題考查微生物計數(shù)法。第四小題的表格設(shè)計要注意題干中的“連續(xù)觀察7天”，才能符合題意。第五小題的課題設(shè)定仍要立足于酵母菌的種群數(shù)量變化。
【解答】（1）環(huán)境中資源和空間逐漸變得有限
（2）該實驗在時間上形成前后自身對照 需要 為了提高實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性
（3）使酵母菌分布均勻 增加稀釋倍數(shù) 上下和左右只計一邊線上菌體
（4）
時間（天）
次數(shù)1234567
1
2
3
平均
（5）酵母菌的種群數(shù)量與營養(yǎng)物質(zhì)（代謝廢物或pH或溶氧等）的變化關(guān)系
【總結(jié)】本課題以一個完整的實驗進行考查，只在題目的最后要求學(xué)生在此實驗基礎(chǔ)上再確定一個研究課題。
知識結(jié)構(gòu)
【知識點圖表】
【學(xué)法指導(dǎo)】
1．通過了解煙草的怪病、可怕的瘟疫、SARS偷襲三則故事，來了解科學(xué)家們征服致病病毒的辛苦歷程。
2．了解科學(xué)探究的基本過程，并加以學(xué)習(xí)。
3．結(jié)合實際情況，進行科學(xué)探究。
教材習(xí)題參考答案
1．這種說法有道理。流感病毒是一種變異力極強的病原體，每一年的流行類型都會有所不同，世界衛(wèi)生組織每年預(yù)測出將會出現(xiàn)的新流感毒株類型后，就會作出相應(yīng)的判斷并向世人公布新的流感疫苗組份，生產(chǎn)商根據(jù)這些流感疫苗組份確定疫苗生產(chǎn)的種類和規(guī)模，最終制成成劑，發(fā)布到市場上。在我國的北方，每年接種流感疫苗的最佳季節(jié)是在9月份。接種流感疫苗后，人體會在兩周后產(chǎn)生流感病毒抗體，抵抗每年從10月開始至次年3月的流感流行季節(jié)。每次接種流感疫苗的效力大約會持續(xù)一年，并且每年接種的流感疫苗病毒株都不相同，因此，接種流感疫苗應(yīng)該每年持續(xù)。
2．科學(xué)探究的基本過程是提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計實驗、實施實驗、分析證據(jù)、得出結(jié)論。
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