Рост численности вирусов и бактерий.

СОДЕРЖАНИЕ

	Стр.
Введение	3
1. Вирусы	4
1.1. Понятие вирусов	4
1.2. Рост численности вирусов и бактерий	7
2. Математические аспекты вирусов и бактерий	9
2.1. Анкетирование	9
2.2. Геометрическая форма вирусов	12
2.3. Примеры задач	14
Заключение	15
Список источников информации	16

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Математика является одной из важных наук в жизни человека. Она имеет точки соприкосновения почти со всеми науками и даже с бытовой повседневной жизнью человека. Возьмём к примеру вирусологию, математика имеетважное значения в этой области микробиологии. Без математики вирусологи не узнали бы, например, скорость и процесс размножения вирусов и бактерий.

Цель: исследовать геометрические формы, рост численности и пространственное расположения вирусов и бактерий.

Задачи.

Изучить литературу по данному вопросу

Рассмотреть рост численности вирусов и бактерий,

Рассмотреть, что рост вирусов и бактерий подчиняется законом математики.

Объект - Вирусы и бактерии

Предмет – Математические аспекты вирусов и бактерий.

Гипотеза: большинство вирусов и бактерий имеют форму известныхгеометрических тел.

Методы

- Аналез

- Анкетирования;

Практическая значимость

 

 

 

Вирусы

Понятие вирусов

 

 

Вирусология (вирус[ы] + греч. logos учение) — учение о вирусах; самостоятельная область биологии, развивающая знания о субмикроскопических внутриклеточных паразитах, поражающих людей, животных, растения и микроорганизмы. К этой же области биологии относится учение о вирусах бактерий.

Вирусология занимает значительное место в биологии и медицине, т. к. вирусы вызывают многие заболевания людей, животных, растений, поражают плесневые грибы, простейшие организмы и бактерии, а также в связи с тем, что на модели вирусов изучаются основные проблемы генетики и молекулярной биологии.

Вирус - неклеточный инфекционный агент, который может воспроизводиться только внутри живых клеток. Вирусы поражают все типы организмов, от растений и животных до бактерий и архей (вирусы бактерий обычно называют бактериофагами). Обнаружены также вирусы, поражающие другие вирусы (вирусы-сателлиты).

Слово «вирус» образовано от латинского virus - «яд». Для обозначения агента, способного вызывать инфекционную болезнь, оно впервые было применено в 1728 до открытия вирусов Дмитрием Ивановским в 1892 году. Термин «вирион» (множественное число - «вирионы»), создание которого датируется 1959 годом применяется для обозначения единичной стабильной вирусной частицы, покинувшей клетку и полностью способной инфицировать другие клетки того же типа.

Вирусы представляют собой как форму жизни, так и являются комплексами органических молекул, взаимодействующими с живыми организмами.

У вирусов нет собственного обмена веществ, и для синтеза собственных молекул им необходима клетка-хозяин (являются облигатными паразитами). По этой причине они не способны размножаться вне клетки. Вне клетки вирусные частицы не проявляют признаки живого и ведут себя.

Классифицируют четыре морфологических типа капсидов вирусов:

1) Спиральный. Эти капсиды состоят из одного типа капсомеров, уложенных по спирали вокруг центральной оси. В центре этой структуры может находится центральная полость или канал. Такая организация капсомеров приводит к формированию палочковидных и нитевидных вирусов: они могут быть короткими и очень плотными или длинными и очень гибкими. Примером спирального вируса может служить вирус табачной мозаики.

2) Икосаэдрический. Большинство вирусов животных имеют икосаэдрическую или почти шарообразную форму с икосаэдрической симметрией. Правильный икосаэдр является оптимальной формой для закрытого капсида, сложенного из одинаковых субъединиц.Минимальное необходимое число одинаковых капсомеров - 12, каждый капсомер состоит из пяти идентичных субъединиц. Многие вирусы, такие как ротавирус (вирус кишечного гриппа), имеют более двенадцати капсомеров и выглядят круглыми, но сохраняют икосаэдрическую симметрию.

3) Спиральные капсиды устроены несколько проще. Капсомеры, составляющие капсид, покрывают спиральную нуклеиновую кислоту и формируют тоже достаточно стабильную белковую оболочку этих вирусов. И при использовании высокоразрешающих электронных микроскопов и соответствующих методов приготовления препарата можно видеть спирализованные структуры на вирусах.

4) Кокковидные бактерии обычно имеют форму правильного шара, диаметром 1,0-1,5 мкм; некоторые бобовидную, ланцетовидную, эллипсовидную форму. По характеру взаиморасположения образующихся после деления клеток кокки подразделяют на следующие группы: диплококки, стрептококки, тетракокки.

5) Цилиндрическая, или палочковидная форма характерна для большинства бактерий (греч. bacteria - палочка; лат. bacillum- палочка). Палочковидные бактерии подразделяются на образующие эндоспоры и не образующие эндоспоры. Палочковидные бактерии различаются по длине, поперечному диаметру, форме концов клеток, расположению.

Эти формы различаются количеством и характером завитков, длиной и толщиной клеток. Они подразделяются на вибрионы (лат. vibrare- колебание, дрожание), которые имеют вид изогнутой палочки или запятой; спириллы (лат. spiro- изгиб) - это спирально изогнутые клетки, имеющие большой поперечный диаметр и малое число высоких завитков; спирохеты (лат. spiro- изгиб, греч. сhaite- хохол, грива) - это изгибающиеся тонкие спирально изогнутые клетки, напоминающие по форме синусоиду.

Продолговатыми называют икосаэдрическиекапсиды, вытянутые вдоль оси симметрии пятого порядка. Такая форма характерна для головок бактериофагов. Комплексный капсид, организованный по принципу двойной симметрии. Некоторые бактериофаги имеют двойную симметрию: головка организована по принципу кубической симметрии, отросток - по принципу спиральной симметрии. Форма этих капсидов ни чисто спиральная, ни чисто икосаэдрическая. Они могут нести дополнительные наружные структуры, такие как белковые хвосты или сложные наружные стенки. Некоторые бактериофаги, такие как фаг Т4, имеют комплексный капсид, состоящий из икосаэдрической головки, соединённой со спиральным хвостом, который может иметь шестигранное основание с отходящими от него хвостовыми белковыми нитями. Этот хвост действует наподобие молекулярного шприца, прикрепляясь к клетке-хозяину и после впрыскивая в неё генетический материал вируса.

Вывод: вирусы имеют разные геометрические формы.

 

 

Анкетирование.

 

 

1. Ваш пол?

2. Укажите ваш возраст?

3. Как Вы думаете математика помогает вирусологии?

4. Какая, по Вашему мнению, геометрическая форма COVID-19?

 

5. Как Вы думаете влияет ли геометрическая форма вирусов и бактерий на их скорость численности?

6. Какие геометрические формы Вы знаете?

Вывод: 1) По данным опроса мы можем сделать, вывод что мало кто знает, что математика помогает вирусологии.

2) Не все расспрошенные большинства геометрических фигур.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В начале работы были поставлены задачи, которые успешно были реализованы.

Были изучены геометрические формы и пространственное расположения вирусов и бактерий. В первом разделе первой главе были рассмотрены понятия вирусы, вирусология и бактерии и были рассмотрены геометрические формы вирусов. Вывод: вирусы имеют разные геометрические формы.

Рассмотрен рост численности вирусов и бактерий. По приведенным таблицам мы можем сделать вывод, что рост численности вирусов каждый год разный.

Выяснен факт того, что рост вирусов и бактерий подчиняется законом математики. В третьем разделе второй главы приведены примеры задач из математики, связанные с вирусологией.

Так же в ходе работы над проектом было проведено анкетирование, анализируя которое можем сделать, вывод, что мало кто знает, что математика помогает вирусологии.

Таким образом, цель -исследовать геометрические формы, рост численности и пространственное расположения вирусов и бактерий достигнута.

 

СОДЕРЖАНИЕ

	Стр.
Введение	3
1. Вирусы	4
1.1. Понятие вирусов	4
1.2. Рост численности вирусов и бактерий	7
2. Математические аспекты вирусов и бактерий	9
2.1. Анкетирование	9
2.2. Геометрическая форма вирусов	12
2.3. Примеры задач	14
Заключение	15
Список источников информации	16

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Математика является одной из важных наук в жизни человека. Она имеет точки соприкосновения почти со всеми науками и даже с бытовой повседневной жизнью человека. Возьмём к примеру вирусологию, математика имеетважное значения в этой области микробиологии. Без математики вирусологи не узнали бы, например, скорость и процесс размножения вирусов и бактерий.

Цель: исследовать геометрические формы, рост численности и пространственное расположения вирусов и бактерий.

Задачи.

Изучить литературу по данному вопросу

Рассмотреть рост численности вирусов и бактерий,

Рассмотреть, что рост вирусов и бактерий подчиняется законом математики.

Объект - Вирусы и бактерии

Предмет – Математические аспекты вирусов и бактерий.

Гипотеза: большинство вирусов и бактерий имеют форму известныхгеометрических тел.

Методы

- Аналез

- Анкетирования;

Практическая значимость

 

 

 

Вирусы

Понятие вирусов

 

 

Вирусология (вирус[ы] + греч. logos учение) — учение о вирусах; самостоятельная область биологии, развивающая знания о субмикроскопических внутриклеточных паразитах, поражающих людей, животных, растения и микроорганизмы. К этой же области биологии относится учение о вирусах бактерий.

Вирусология занимает значительное место в биологии и медицине, т. к. вирусы вызывают многие заболевания людей, животных, растений, поражают плесневые грибы, простейшие организмы и бактерии, а также в связи с тем, что на модели вирусов изучаются основные проблемы генетики и молекулярной биологии.

Вирус - неклеточный инфекционный агент, который может воспроизводиться только внутри живых клеток. Вирусы поражают все типы организмов, от растений и животных до бактерий и архей (вирусы бактерий обычно называют бактериофагами). Обнаружены также вирусы, поражающие другие вирусы (вирусы-сателлиты).

Слово «вирус» образовано от латинского virus - «яд». Для обозначения агента, способного вызывать инфекционную болезнь, оно впервые было применено в 1728 до открытия вирусов Дмитрием Ивановским в 1892 году. Термин «вирион» (множественное число - «вирионы»), создание которого датируется 1959 годом применяется для обозначения единичной стабильной вирусной частицы, покинувшей клетку и полностью способной инфицировать другие клетки того же типа.

Вирусы представляют собой как форму жизни, так и являются комплексами органических молекул, взаимодействующими с живыми организмами.

У вирусов нет собственного обмена веществ, и для синтеза собственных молекул им необходима клетка-хозяин (являются облигатными паразитами). По этой причине они не способны размножаться вне клетки. Вне клетки вирусные частицы не проявляют признаки живого и ведут себя.

Классифицируют четыре морфологических типа капсидов вирусов:

1) Спиральный. Эти капсиды состоят из одного типа капсомеров, уложенных по спирали вокруг центральной оси. В центре этой структуры может находится центральная полость или канал. Такая организация капсомеров приводит к формированию палочковидных и нитевидных вирусов: они могут быть короткими и очень плотными или длинными и очень гибкими. Примером спирального вируса может служить вирус табачной мозаики.

2) Икосаэдрический. Большинство вирусов животных имеют икосаэдрическую или почти шарообразную форму с икосаэдрической симметрией. Правильный икосаэдр является оптимальной формой для закрытого капсида, сложенного из одинаковых субъединиц.Минимальное необходимое число одинаковых капсомеров - 12, каждый капсомер состоит из пяти идентичных субъединиц. Многие вирусы, такие как ротавирус (вирус кишечного гриппа), имеют более двенадцати капсомеров и выглядят круглыми, но сохраняют икосаэдрическую симметрию.

3) Спиральные капсиды устроены несколько проще. Капсомеры, составляющие капсид, покрывают спиральную нуклеиновую кислоту и формируют тоже достаточно стабильную белковую оболочку этих вирусов. И при использовании высокоразрешающих электронных микроскопов и соответствующих методов приготовления препарата можно видеть спирализованные структуры на вирусах.

4) Кокковидные бактерии обычно имеют форму правильного шара, диаметром 1,0-1,5 мкм; некоторые бобовидную, ланцетовидную, эллипсовидную форму. По характеру взаиморасположения образующихся после деления клеток кокки подразделяют на следующие группы: диплококки, стрептококки, тетракокки.

5) Цилиндрическая, или палочковидная форма характерна для большинства бактерий (греч. bacteria - палочка; лат. bacillum- палочка). Палочковидные бактерии подразделяются на образующие эндоспоры и не образующие эндоспоры. Палочковидные бактерии различаются по длине, поперечному диаметру, форме концов клеток, расположению.

Эти формы различаются количеством и характером завитков, длиной и толщиной клеток. Они подразделяются на вибрионы (лат. vibrare- колебание, дрожание), которые имеют вид изогнутой палочки или запятой; спириллы (лат. spiro- изгиб) - это спирально изогнутые клетки, имеющие большой поперечный диаметр и малое число высоких завитков; спирохеты (лат. spiro- изгиб, греч. сhaite- хохол, грива) - это изгибающиеся тонкие спирально изогнутые клетки, напоминающие по форме синусоиду.

Продолговатыми называют икосаэдрическиекапсиды, вытянутые вдоль оси симметрии пятого порядка. Такая форма характерна для головок бактериофагов. Комплексный капсид, организованный по принципу двойной симметрии. Некоторые бактериофаги имеют двойную симметрию: головка организована по принципу кубической симметрии, отросток - по принципу спиральной симметрии. Форма этих капсидов ни чисто спиральная, ни чисто икосаэдрическая. Они могут нести дополнительные наружные структуры, такие как белковые хвосты или сложные наружные стенки. Некоторые бактериофаги, такие как фаг Т4, имеют комплексный капсид, состоящий из икосаэдрической головки, соединённой со спиральным хвостом, который может иметь шестигранное основание с отходящими от него хвостовыми белковыми нитями. Этот хвост действует наподобие молекулярного шприца, прикрепляясь к клетке-хозяину и после впрыскивая в неё генетический материал вируса.

Вывод: вирусы имеют разные геометрические формы.

 

 

Рост численности вирусов и бактерий.

 

 

Рассмотрим рост численности вирусов, например, рост численности вируса гриппа.

Года	Росстат	Роспотребнадзор
2005	639,50	639,26
2010	19,10	19,27
2015	33,90	34,01
2016	60,40	60,50
2017	34,80	34,86
2018	26,30	26,33
2019	–	37,31

                                      Таблица №1Статистика по годам (официальные результаты). Заболеваемость гриппом (число случаев на 100 тысяч человек населения).

Года	Численность населения по годам	Количество заболевших	Количество привитых*
2005	143474219	917173	21257230
2010	142856536	27528	57731218
2015	146267288	49746	43811931
2016	146544710	88660	55847417
2017	146804372	51176	64659804
2018	146880432	38674	70897710
2019	146780720	54764	7390000

Таблица №2. Точное количество заболевших по годам (в пересчете на численность населения) и доля вакцинации.

Отталкиваясь от полученных цифр, можно провести количественный расчет, исходя показателей из средней смертности в мире (0,105% по данным ВОЗ).

Года	Численность заболевших	Умерло, человек
2005	917173	963
2010	27528	29
2015	49746	52
2016	88660	93
2017	51176	54
2018	38674	41
2019	54764	58

                                      Таблица №3. Показатели смертности

Вывод: По данным таблицам мы можем сделать вывод, что рост численности вирусов каждый год разный.

Если искать связь с математикой, то в математике есть целый раздел «Статистика», благодаря которому осуществляется сбор, анализ систематизация одно тинных данных, таковыми являются данные в таблицах.