师：同学们好，欢迎来到今天的生物课堂。现在，全世界大部分地区仍笼罩在新冠疫情的阴影中。同学们，你们知道引发这场全球恐慌的新冠肺炎的元凶是谁吗？
生：新冠肺炎病毒！
师：对，就是新冠肺炎病毒。这是一种看不见、摸不着，却十分厉害的生物。其实，除了新冠肺炎病毒，还有很多病毒会给人类带来危害。现在，让我们通过一个小视频来认识一下它们吧。
（播放视频）
师：通过刚才的视频，我们发现病毒会让人类患病。那么，病毒对人类都是有害的吗？我们能不能利用病毒为人类服务呢？这就需要我们认识病毒、了解病毒。这节课，我们就一起来学习病毒。通过本节课的学习，你将了解：一、病毒的发现过程；二、病毒的种类；三、病毒的结构、特点和繁殖过程；四、更好地关注病毒与人类生活的关系。我们先来探究第一个主题——病毒的发现。病毒是谁发现的？又是怎么被发现的呢？1892年，俄国的伊万诺夫斯基用正常的烟草叶和患烟草花叶病的病叶做试验，从中发现了病毒的存在。同学们，如果你们是伊万诺夫斯基，应该怎样设计这个实验呢？给大家一个小提示，我们可以选用一种能将细菌过滤的细菌过滤器来做实验。请同学们思考一下。
（学生思考）
师：好，现在让我们一起来学习科学家伊万诺夫斯基的实验，看看你们的实验步骤是否和他设计的一样。俄国科学家伊万诺夫斯基将患花叶病的烟草榨出汁液，用能将细菌滤去的细菌过滤器进行过滤，再用过滤后的汁液去感染正常的烟苗，结果发现正常烟叶依然患病。你们能从这个实验中得出什么结论呢？
生：烟草花叶病的致病物不是细菌，而是由比细菌还小的病原体引起的。
师：非常好，伊万诺夫斯基由此推测出烟草花叶病的致病物不是细菌，而是由比细菌还要小的病原体引起的。他把这种微小的病原体称为滤过性病毒。后来，德国的莱夫勒和费罗施也证明了引起动物口蹄疫的病原体也是滤过性病毒。为什么病毒这么晚才被发现呢？
生：因为它的个体太小了。
师：对，因为它的个体太小了。那么我们应该使用什么仪器来观察病毒呢？
生：电子显微镜。
师：同学们肯定立刻会想到使用电子显微镜，可是那个时候电子显微镜还没有被制造出来。直到20世纪初，科学家才首次用电子显微镜观察到烟草花叶病毒是一种杆状颗粒，并阐明其杆状颗粒结构的特点。随着电子显微镜技术的不断发展，科学家认识到的病毒也越来越多，像可以攻击人体细胞的病毒、引发病毒性感冒的流感病毒、侵染细菌的噬菌体等。它们的形态多种多样，而且体积很小，常用纳米来表示它们的大小。同学们知道一纳米有多大吗？请同学们拿出直尺，找到1毫米，也就是直尺中最小的一个格，我们把1毫米分成100万份，其中的一份就是一纳米，也就是说一纳米等于1/1,000,000毫米。大约10亿个细菌等于一颗小米粒，大约3万个病毒等于一个细菌大，所以病毒只能在电子显微镜下才能观察到。
通过电镜，人们观察到大约4,000多种病毒，它们的形态多种多样，细菌病毒（噬菌体）呈蝌蚪状，烟草花叶病毒呈杆状。还有我们今年听得比较多的冠状病毒，在电镜下整体形状是球形的，外面有很多尖刺，很像欧洲皇冠上的尖刺，故名冠状病毒。病毒的形态多样，它的结构有什么共同特点呢？它们又是怎样繁殖后代的呢？下面我们就来探究第二个主题——病毒的结构、种类与繁殖。同学们请看，这是什么模型？
生：草履虫的模型。
师：对，这是草履虫的模型，它是单细胞动物。我们从草履虫的结构模型中可以看出，草履虫具有细胞核、细胞质，还有细胞膜。
（展示植物细胞结构模型）
师：我们再来观察一下，这个是什么细胞结构的模型呢？
生：植物细胞结构的模型。
师：非常好，这是植物细胞结构的模型。我们从它的结构模型中可以看出，植物细胞具有细胞壁、细胞膜、细胞质，还有细胞核，绿色的是叶绿体，蓝色的代表线粒体，还有中间的大液泡。
（展示细菌结构模型）
师：那现在请同学们再观察一下，这个又是什么结构模型呢？
生：细菌的结构模型。
师：我发现同学们对以前学的知识掌握得都非常棒。这是细菌的结构模型。我们从它的结构模型中可以看到细菌的结构，最外面一层是荚膜，中间一层是细胞壁，里面一层是细胞膜，这个是细胞质，虽然它没有细胞核，但是它具有遗传物质。现在请同学们思考一下，刚才老师展示的3个模型，它们具有什么共同特征呢？
生：它们都具有细胞结构。
师：通过前面的学习，我们已经知道病毒与细胞在大小上差异很大，根据大小你能推测出病毒与细胞在结构上有什么不同吗？刚才我们所观察的植物细胞中，它的细胞结构有细胞核，还具有叶绿体、线粒体等细胞器。你认为病毒那么小，能容纳得下这些细胞结构吗？那么病毒的结构是什么样的呢？现在请同学们观察一下以下几种病毒模式图，它们形态各异，但结构上有什么相同点吗？
生：它们都有蛋白质和遗传物质这两种成分。
师：动物和植物都有细胞结构。那么病毒有细胞结构吗？
生：病毒没有细胞结构。
师：有些同学感到非常吃惊，病毒没有细胞结构。细胞是生物体结构和功能的基本单位。病毒没有细胞结构，那病毒是生物吗？
生：病毒能够生长和繁殖，所以病毒属于生物。
师：对，病毒能够生长和繁殖，所以病毒属于生物。病毒是一种结构简单、没有细胞结构的生物，这就是生物的多样性。下面请同学们再来思考一个问题，病毒没有细胞结构，想要长期生存下去，它应该选择什么样的生活方式呢？
生：病毒没有细胞结构，它不能独立生活，所以必须寄生在其他生物的活细胞内。
师：根据寄主的不同，我们可以将病毒分为三大类：专门寄生在人和动物细胞里的动物病毒，如流感病毒、冠状病毒、艾滋病病毒；专门寄生在植物细胞里的植物病毒，如烟草花叶病毒、黄瓜花叶病毒；专门寄生在细菌细胞内的病毒，也叫噬菌体，如大肠杆菌噬菌体。现在我们以噬菌体为例来了解一下病毒是如何繁殖后代的。噬菌体和其他病毒的结构一样，也是由外部的蛋白质外壳和内部的遗传物质组成。下面我们通过一个简短的小动画来了解一下它是如何繁殖后代的——噬菌体侵染细菌。
（播放动画）
师：T2噬菌体是一种专门寄生在细菌内的病毒，它的繁殖完全依赖于细菌。T2噬菌体外形似蝌蚪，它头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部含有DNA。噬菌体侵染细菌时首先会尾端吸附在细菌的细胞壁上，然后噬菌体会将头部的DNA注入细菌体内，蛋白质外壳则会留在细菌体外，不参与后续侵染过程。噬菌体的DNA会利用宿主细菌体内的生物大分子合成体系，大量复制子代DNA并合成自身的蛋白质外壳。之后新合成的DNA会与蛋白质外壳组装出许多与亲代噬菌体一模一样的子代噬菌体。当子代噬菌体足够多时，会增加溶菌酶的释放，促使细菌裂解。大量子代噬菌体被释放出来后，会再去侵染其他细菌。同学们从动画中可以看到，其侵染细菌时，噬菌体首先会吸附到寄主细胞的表面，然后将自己的遗传物质注入细胞内。在病毒遗传物质的指导下，利用寄主细胞内的物质复制合成，最后重新组装出大量的子代病毒。当子代病毒的数量到达一定程度时，就会从细胞中释放出去，再去感染其他的细胞。病毒使用的是“借腹怀胎”的繁殖本领。像病毒这种靠自己遗传物质中的遗传信息，利用寄主细胞内的物质制造出新病毒的繁殖方式，我们把它称为自我复制。病毒不能独立生活，只能寄生在活细胞内。如果病毒离开了活细胞，它会怎么样呢？1935年，美国生化学家斯坦利第一次将病毒提纯出来，得到一些结晶体。这些结晶体表现不出任何的生命特征，但是将这些结晶体移入生物体内，病毒就会大量繁殖，并使生物体制病。至今，实验室里保存的他当时提纯的病毒结晶体仍然具有致病性，所以病毒离开活细胞通常会变成结晶体。现在我们已经知道了病毒的主要特征，以及它是如何生存繁殖的。那么病毒与人类之间的关系又是怎样的呢？下面我们通过一个小视频一起来了解一下吧。