Virus (vi rút) là dạng sống có kích thước siêu nhỏ, chưa có cấu tạo tế bào, sống ký sinh nội bào bắt buộc và chỉ nhân lên được khi ở bên trong tế bào của sinh vật khác. Mỗi hạt virus chỉ gồm lõi axit nucleic (ADN hoặc ARN) và vỏ protein bao ngoài, nhỏ hơn vi khuẩn hàng chục lần và phải đo bằng đơn vị nanomet. Đây là phần kiến thức Sinh học lớp 10 mà bạn sẽ gặp trong nhiều câu hỏi kiểm tra. Bài viết dưới đây trình bày đầy đủ định nghĩa, cấu tạo, hình dạng, chu trình nhân lên, cách phân biệt virus với vi khuẩn kèm bài tập có lời giải chi tiết.
Virus là gì?
Virus hay vi rút là thực thể sống chưa có cấu tạo tế bào, kích thước rất nhỏ, thường chỉ khoảng vài chục đến vài trăm nanomet (1 nanomet = 10-9 mét). Vì quá nhỏ nên bạn không thể quan sát virus bằng kính hiển vi quang học thông thường mà phải dùng kính hiển vi điện tử.
Đặc điểm quan trọng nhất của virus là ký sinh nội bào bắt buộc. Virus không có bộ máy chuyển hóa riêng, không tự tổng hợp được protein, không tự sinh năng lượng và không tự nhân đôi được. Chúng buộc phải xâm nhập vào một tế bào chủ rồi mượn toàn bộ nguyên liệu và bộ máy của tế bào đó để tạo ra thế hệ virus mới.
Khi ở ngoài tế bào chủ, virus tồn tại dưới dạng hạt virus (virion) trơ, không biểu hiện dấu hiệu sống nào. Vì vậy virus được xem là dạng trung gian giữa vật sống và vật không sống.
Lưu ý phân biệt: “virus máy tính” là một loại phần mềm độc hại trên máy tính, chỉ mượn tên gọi vì có khả năng lây lan tương tự, hoàn toàn không liên quan tới virus sinh học trình bày trong bài này.
Cấu tạo của virus
Một hạt virus hoàn chỉnh có cấu tạo rất đơn giản, gồm các thành phần sau:
- Lõi (bộ gen): là vật chất di truyền của virus, có thể là ADN hoặc ARN. Điểm cần nhớ là mỗi virus chỉ chứa một trong hai loại axit nucleic, không bao giờ có đồng thời cả ADN và ARN. Dựa vào đặc điểm này người ta chia thành virus ADN (virus đậu mùa, virus viêm gan B) và virus ARN (virus cúm, virus HIV, virus sởi).
- Vỏ capsid: lớp vỏ bằng protein, được ghép từ nhiều đơn vị nhỏ gọi là capsome. Capsid có nhiệm vụ bao bọc, bảo vệ lõi axit nucleic khỏi tác động của môi trường và giúp virus bám vào tế bào chủ.
- Vỏ ngoài (nếu có): một số virus còn có thêm lớp màng lipit kép bao quanh capsid, có nguồn gốc từ màng tế bào chủ. Trên vỏ ngoài gắn các gai glycoprotein giúp virus nhận diện và bám đặc hiệu vào thụ thể của tế bào chủ.
Virus được gọi là virus trần khi chỉ có lõi và capsid, gọi là virus có vỏ ngoài khi có thêm lớp màng lipit. Virus không có màng sinh chất, không có tế bào chất và không có bất kỳ bào quan nào như ribosome hay ti thể, đây chính là lý do virus không được coi là một tế bào.
Các hình dạng của virus
Dựa vào cách sắp xếp của capsome trên vỏ capsid, virus được chia thành ba dạng hình thái chính:
| Hình dạng | Đặc điểm cấu trúc | Ví dụ |
|---|---|---|
| Xoắn | Capsome sắp xếp theo chiều xoắn của axit nucleic, tạo hình que hoặc sợi | Virus khảm thuốc lá, virus dại, virus cúm |
| Khối (đa diện) | Capsome sắp xếp theo hình khối đa diện, thường là khối 20 mặt tam giác đều | Virus bại liệt, virus adeno, virus HIV |
| Hỗn hợp (phức tạp) | Đầu có cấu trúc khối chứa lõi, đuôi có cấu trúc xoắn kèm sợi lông đuôi | Thể thực khuẩn (phage) ký sinh ở vi khuẩn |
Thể thực khuẩn phage là ví dụ điển hình của dạng hỗn hợp: phần đầu hình khối chứa bộ gen, phần đuôi hình trụ xoắn có nhiệm vụ bơm axit nucleic vào trong tế bào vi khuẩn.
Chu trình nhân lên của virus
Quá trình virus tạo ra thế hệ mới được gọi là sự nhân lên chứ không gọi là sinh sản, vì virus không tự phân chia mà được tế bào chủ “lắp ráp” hộ. Chu trình gồm 5 giai đoạn theo đúng thứ tự:
- Giai đoạn 1 – Hấp phụ: gai glycoprotein hoặc gai đuôi của virus bám đặc hiệu vào thụ thể trên bề mặt tế bào chủ. Đây là bước quyết định tính đặc hiệu, giải thích vì sao mỗi virus chỉ gây bệnh trên một số loài hoặc một số loại mô nhất định.
- Giai đoạn 2 – Xâm nhập: ở phage, enzyme phá hủy thành tế bào rồi bơm axit nucleic vào trong, vỏ capsid nằm lại bên ngoài. Ở virus động vật, cả hạt virus được đưa vào trong tế bào rồi mới cởi bỏ vỏ để giải phóng lõi.
- Giai đoạn 3 – Sinh tổng hợp: virus dùng nguyên liệu, enzyme và ribosome của tế bào chủ để tổng hợp hàng loạt bản sao axit nucleic và protein vỏ của riêng nó.
- Giai đoạn 4 – Lắp ráp: lõi axit nucleic và vỏ capsid vừa tổng hợp được ghép lại với nhau tạo thành các hạt virus hoàn chỉnh.
- Giai đoạn 5 – Phóng thích: virus mới thoát ra khỏi tế bào chủ. Nếu thoát ra ồ ạt cùng lúc, tế bào chủ bị phá vỡ và chết; nếu thoát ra từ từ theo lối nảy chồi, tế bào chủ có thể chưa chết ngay.
Chu trình tan và chu trình tiềm tan
Sau khi xâm nhập, virus có thể đi theo một trong hai hướng:
| Tiêu chí | Chu trình tan (lytic) | Chu trình tiềm tan (lysogenic) |
|---|---|---|
| Diễn biến bộ gen virus | Nhân lên độc lập ngay trong tế bào chủ | Gắn xen vào bộ gen tế bào chủ, gọi là provirus (ở vi khuẩn gọi là prophage) |
| Số phận tế bào chủ | Bị phá vỡ và chết | Vẫn sống và phân chia bình thường |
| Sự truyền lại | Virus mới lây sang tế bào khác | Bộ gen virus nhân lên cùng tế bào và truyền cho tế bào con |
| Biểu hiện bệnh | Xuất hiện nhanh, rõ rệt | Chưa biểu hiện, chỉ bùng phát khi gặp tác nhân kích thích |
Virus chỉ theo chu trình tan gọi là virus độc, virus có thể theo chu trình tiềm tan gọi là virus ôn hòa. Một virus ôn hòa đang ở trạng thái tiềm tan có thể chuyển sang chu trình tan khi tế bào chủ chịu tác động của tia tử ngoại hoặc hóa chất.
Phân biệt virus và vi khuẩn
Đây là nội dung hay bị nhầm lẫn nhất, bạn nên nắm chắc bảng so sánh sau:
| Tiêu chí | Virus | Vi khuẩn |
|---|---|---|
| Cấu tạo tế bào | Chưa có cấu tạo tế bào, chỉ gồm lõi và vỏ protein | Là tế bào hoàn chỉnh dạng nhân sơ, có màng sinh chất, tế bào chất, ribosome |
| Kích thước | Rất nhỏ, khoảng 20 – 300 nanomet | Lớn hơn nhiều, khoảng 0,5 – 5 micromet |
| Vật chất di truyền | ADN hoặc ARN, chỉ một trong hai | Luôn có cả ADN và ARN |
| Khả năng tự nhân lên | Không, phải ký sinh nội bào bắt buộc | Có, tự phân đôi được ở môi trường thích hợp |
| Nuôi cấy | Không nuôi được trên môi trường nhân tạo thông thường | Nuôi cấy được trên môi trường dinh dưỡng nhân tạo |
| Đáp ứng với kháng sinh | Kháng sinh không có tác dụng | Nhạy cảm với kháng sinh phù hợp |
Điểm cần nhấn mạnh: kháng sinh không diệt được virus. Kháng sinh hoạt động bằng cách phá thành tế bào hoặc ức chế bộ máy tổng hợp protein của vi khuẩn, mà virus lại không có những cấu trúc đó. Đây là lý do việc dùng kháng sinh khi bị cúm hay bị bệnh do virus là không đúng.
Một số bệnh do virus và vai trò của vắc xin
Virus gây bệnh trên cả người, động vật, thực vật và vi khuẩn. Ở người, một số bệnh phổ biến do virus gồm cúm, sởi, quai bị, thủy đậu, sốt xuất huyết, viêm gan B, dại và HIV/AIDS. Ở thực vật có bệnh khảm lá thuốc lá, xoăn lá cà chua gây thiệt hại cho nông nghiệp.
Biện pháp phòng bệnh do virus hiệu quả nhất hiện nay là tiêm vắc xin. Vắc xin chứa kháng nguyên của virus đã bị làm yếu hoặc bất hoạt, giúp cơ thể tạo ra kháng thể và ghi nhớ miễn dịch. Nhờ vậy, khi virus thật xâm nhập, hệ miễn dịch nhận diện và tiêu diệt nhanh hơn. Bên cạnh đó cần giữ vệ sinh cá nhân, rửa tay thường xuyên, ăn chín uống sôi, diệt muỗi và ngủ màn, ăn uống đủ chất để tăng sức đề kháng.
Thông tin trong bài mang tính tham khảo giáo dục theo chương trình Sinh học phổ thông, không thay thế cho tư vấn y khoa. Khi có dấu hiệu nghi ngờ mắc bệnh, bạn nên đến cơ sở y tế để được khám và điều trị theo hướng dẫn của bác sĩ, không tự ý mua thuốc điều trị tại nhà.
Bài tập vận dụng có lời giải
Bài 1. Vì sao nói virus là dạng ký sinh nội bào bắt buộc?
Lời giải từng bước:
- Bước 1: Xét cấu tạo, virus chỉ có lõi axit nucleic và vỏ capsid, không có ribosome, không có enzyme chuyển hóa và không có bộ máy sinh năng lượng.
- Bước 2: Thiếu những cấu trúc đó nên virus không tự tổng hợp được protein, không tự tạo được ATP và không tự nhân đôi bộ gen của mình.
- Bước 3: Muốn nhân lên, virus buộc phải vào bên trong tế bào chủ để mượn nguyên liệu, enzyme và ribosome của tế bào.
- Kết luận: Vì chỉ nhân lên được khi nằm trong tế bào sống, virus là dạng ký sinh nội bào bắt buộc.
Bài 2. Một virus có bộ gen là ARN, có vỏ ngoài mang gai glycoprotein. Hãy sắp xếp đúng thứ tự các giai đoạn nhân lên của virus này.
Lời giải từng bước:
- Bước 1: Gai glycoprotein bám vào thụ thể đặc hiệu của tế bào chủ, đây là giai đoạn hấp phụ.
- Bước 2: Hạt virus được đưa vào trong tế bào rồi cởi vỏ giải phóng lõi ARN, đây là giai đoạn xâm nhập.
- Bước 3: Tế bào chủ tổng hợp ARN và protein vỏ cho virus, đây là giai đoạn sinh tổng hợp.
- Bước 4: Lõi và vỏ ghép lại thành hạt virus hoàn chỉnh, đây là giai đoạn lắp ráp.
- Kết luận: Thứ tự đúng là hấp phụ → xâm nhập → sinh tổng hợp → lắp ráp → phóng thích.
Bài 3. Bạn A bị cúm, tự ra hiệu thuốc mua kháng sinh về uống. Việc làm này đúng hay sai? Giải thích.
Lời giải từng bước:
- Bước 1: Xác định tác nhân gây bệnh cúm là virus cúm, không phải vi khuẩn.
- Bước 2: Cơ chế của kháng sinh là phá thành tế bào vi khuẩn hoặc ức chế ribosome của vi khuẩn.
- Bước 3: Virus không có thành tế bào, không có ribosome nên kháng sinh không có đích tác động.
- Kết luận: Việc làm này sai. Kháng sinh không diệt được virus, dùng tùy tiện còn gây kháng kháng sinh. Bạn A nên đi khám để bác sĩ chỉ định hướng xử trí phù hợp.
Bài 4. Vì sao virus theo chu trình tiềm tan không làm tế bào chủ chết ngay?
Lời giải từng bước:
- Bước 1: Trong chu trình tiềm tan, bộ gen virus gắn xen vào bộ gen của tế bào chủ và tồn tại ở dạng provirus.
- Bước 2: Ở trạng thái này, virus không tiến hành sinh tổng hợp và lắp ráp hạt virus mới.
- Bước 3: Không có hạt virus mới nên không xảy ra giai đoạn phóng thích ồ ạt làm vỡ tế bào.
- Kết luận: Tế bào chủ vẫn sống và phân chia bình thường, đồng thời truyền bộ gen virus cho tế bào con.
Bài 5 (trắc nghiệm). Phát biểu nào sau đây không đúng về virus?
A. Virus chưa có cấu tạo tế bào.
B. Bộ gen của virus có thể đồng thời là cả ADN và ARN.
C. Virus chỉ nhân lên được trong tế bào chủ.
D. Một số virus có vỏ ngoài là màng lipit.
Lời giải: Xét từng ý, A đúng vì virus chỉ có lõi và vỏ protein; C đúng vì virus ký sinh nội bào bắt buộc; D đúng vì có nhóm virus có vỏ ngoài. Riêng B sai vì mỗi virus chỉ chứa một loại axit nucleic, hoặc ADN hoặc ARN. Đáp án: B.
Câu hỏi thường gặp
Virus có phải là sinh vật sống không?
Virus là dạng trung gian giữa vật sống và vật không sống. Khi ở trong tế bào chủ, virus thể hiện đặc tính sống là nhân lên và di truyền; khi ở ngoài tế bào, virus chỉ là hạt trơ không có biểu hiện sống nào.
Bộ gen của virus là ADN hay ARN?
Mỗi virus chỉ chứa một trong hai loại, hoặc ADN hoặc ARN, không bao giờ có đồng thời cả hai. Dựa vào đó người ta chia thành virus ADN và virus ARN.
Chu trình nhân lên của virus gồm mấy giai đoạn?
Gồm 5 giai đoạn theo thứ tự: hấp phụ, xâm nhập, sinh tổng hợp, lắp ráp và phóng thích.
Kháng sinh có diệt được virus không?
Không. Kháng sinh chỉ tác động lên thành tế bào hoặc ribosome của vi khuẩn, mà virus không có các cấu trúc này nên kháng sinh hoàn toàn không có tác dụng với virus.
Virus khác vi khuẩn ở điểm nào?
Virus chưa có cấu tạo tế bào, nhỏ hơn nhiều, chỉ có một loại axit nucleic và phải ký sinh nội bào bắt buộc. Vi khuẩn là tế bào nhân sơ hoàn chỉnh, có cả ADN và ARN, tự phân đôi được và nhạy cảm với kháng sinh.
Vì sao tiêm vắc xin giúp phòng bệnh do virus?
Vắc xin đưa kháng nguyên của virus đã làm yếu hoặc bất hoạt vào cơ thể, kích thích tạo kháng thể và ghi nhớ miễn dịch. Khi virus thật xâm nhập, cơ thể nhận diện và tiêu diệt nhanh nên hạn chế được nguy cơ mắc bệnh nặng.
Kết luận
Tóm lại, virus là dạng sống chưa có cấu tạo tế bào, gồm lõi axit nucleic và vỏ capsid protein, ký sinh nội bào bắt buộc và nhân lên qua 5 giai đoạn từ hấp phụ đến phóng thích. Nắm chắc cấu tạo, hình dạng, hai kiểu chu trình cùng bảng so sánh với vi khuẩn sẽ giúp bạn xử lý gọn các câu hỏi Sinh học lớp 10. Bạn có thể học tiếp các bài liên quan trong cùng chuyên mục để hệ thống lại kiến thức về tế bào và vi sinh vật.
Xem thêm:
