Em formação

7.1: Protocolo de Doenças Infecciosas - Biologia


A propagação de uma doença infecciosa

Uma doença infecciosa é qualquer doença causada por germes que podem ser transmitidos de uma pessoa para outra. Quais são algumas doenças infecciosas?

Esta atividade simulará a propagação de uma doença infecciosa. Uma simulação é uma demonstração simplificada de um processo biológico real. Nossa simulação mostrará como uma doença infecciosa pode se espalhar de uma pessoa infectada para outras pessoas que, por sua vez, infectam outras.

Instruções

1. Seu professor dará a todos um copo cheio de uma solução transparente. Esta solução representa seu corpo. Somente uma pessoa na aula terá um copo que foi “infetado”. Obviamente, você deveria Não bebo da xícara. Em atividades de laboratório, você nunca deve beber ou comer nada, a menos que seu professor diga que é seguro fazê-lo.

2. Nesta parte da atividade, você irá interagir com outros dois alunos. Para interagir com outro aluno, despeje toda a sua solução no copo do seu parceiro. Em seguida, peça a seu parceiro que despeje toda a solução misturada de volta em seu copo vazio. Finalmente, despeje metade da solução misturada de volta no copo vazio de seu parceiro. Aguarde o sinal de seu professor e, em seguida, vá para outra parte da sala de aula e interaja com um segundo aluno. Depois de terminar sua segunda interação, volte ao seu lugar.

Faça uma estimativa de quantas pessoas você acha que serão infectadas. ________

3. Seu professor virá e colocará um “indicador de infecção” em seu copo. Se você trocou soluções com a pessoa infectada original ou outra pessoa após a infecção, agora você está infectado e sua solução ficará rosa. Se você não trocou soluções com alguém que estava infectado, sua solução não mudará de cor.

Em seguida, seu professor pedirá a todos os infectados que levantem a mão.

Quantas pessoas foram infectadas? ________

4. Você fará outro conjunto de interações, novamente começando com apenas um aluno com um infetado xícara. Desta vez haverá três rodadas de interações. Para cada interação, certifique-se de ir para uma parte diferente da sala com alunos diferentes.

Faça uma estimativa de quantas pessoas você acha que serão infectadas depois que cada aluno interagir com três outros alunos. ________

Depois que o professor aparecer com o indicador, anote quantas pessoas foram realmente infectadas. ________

5. Agora, você fará um gráfico de como uma infecção se espalha para infectar mais e mais pessoas após cada interação.

Primeiro, trace um ponto para indicar que uma pessoa foi infectada antes de qualquer interação.

Quantas pessoas seriam infectadas após apenas uma interação? ________

Adicione este ponto ao seu gráfico.

Em seguida, plote o número de pessoas que foram infectadas após duas interações (de 3 na página 1) e o número de pessoas que foram infectadas após três interações (de 4 na página 1).

Questões de discussão

6. Quantas pessoas desenvolveram uma nova infecção como resultado da primeira rodada de interações? _____

Quantas pessoas desenvolveram uma nova infecção como resultado da segunda rodada de interações? _____

Quantas pessoas desenvolveram uma nova infecção como resultado da terceira rodada de interações? _____

Qual rodada de interações resultou no maior aumento no número de pessoas infectadas? _____

Em cada rodada de interações, cada pessoa infectada pode infectar uma nova pessoa. Portanto, uma interação que começa com mais pessoas infectadas geralmente resultará em mais novas infecções.

7. Quantas pessoas você acha que seriam infectadas se sua classe tivesse quatro interações? _____

Explique seu raciocínio.

Quantas pessoas você acha que seriam infectadas se sua classe tivesse cinco interações? _____

Trace esses pontos no gráfico, usando o símbolo P para indicar que são pontos previstos.

8. Em nossa simulação, a doença infecciosa se espalhou muito rapidamente. Várias pessoas foram infectadas em poucos minutos. Na vida real, as infecções não se espalham tão rapidamente. Quais são alguns dos motivos pelos quais a propagação de infecções é mais lenta na vida real?

Crescimento populacional

Existem algumas semelhanças interessantes entre a propagação de doenças infecciosas em nossa simulação e o crescimento populacional, por ex. o aumento no número de bactérias, plantas ou animais em uma população. Por exemplo, suponha que uma única bactéria seja colocada em um recipiente de caldo com bastante alimento para o crescimento bacteriano, de forma que a cada 30 minutos cada bactéria se divida em duas bactérias. Isso resulta em uma duplicação do número de bactérias a cada 30 minutos, o que é semelhante à duplicação do número de pessoas infectadas após a primeira e a segunda rodadas de interações na propagação da simulação de doenças infecciosas.

9. Se uma única bactéria for colocada em um recipiente de caldo e o número de bactérias na população dobrar a cada 30 minutos, quanto tempo você acha que levaria antes que houvesse 1000 bactérias?

10. Para calcular quanto tempo realmente levaria para uma única bactéria se multiplicar e formar uma população de 1000 bactérias, preencha o número de bactérias a cada vez na tabela.

1

Bactéria no início

Bactérias após 30 minutos

Bactérias após 1 hora

Bactérias após 1 hora e 30 minutos

Bactérias após 2 horas

Bactérias após 2 horas e 30 minutos

Bactérias após 3 horas

Bactérias após 3 horas e 30 minutos

Bactérias após 4 horas

Bactérias após 4 horas e 30 minutos

Bactérias após 5 horas

11. Quanto tempo levaria para que a população de bactérias aumentasse de 1 para 500 bactérias?

Quanto tempo levaria para a população de bactérias aumentar de 500 para 1000 bactérias?

Observe que, quando uma população dobra a cada 30 minutos, o número de bactérias na população aumenta cada vez mais rápido à medida que a população aumenta. Este tipo de crescimento populacional é chamado crescimento exponencial.

12. Para ver a aparência do crescimento exponencial em um gráfico, use os dados da tabela da página anterior para representar graficamente o número de bactérias a cada vez neste gráfico.

13. Por que a inclinação dessa curva de crescimento exponencial fica muito mais acentuada na quarta e quinta horas de crescimento populacional?

Se o crescimento exponencial continuasse por 10 horas, a única bactéria original aumentaria para uma população de mais de um milhão de bactérias. Isso ilustra como o crescimento exponencial pode resultar em um aumento muito rápido no tamanho da população.

14. No mundo real, nenhuma população de bactérias ou qualquer outro organismo biológico pode continuar crescendo exponencialmente para sempre. Por que não?

Todos os organismos requerem recursos como água e nutrientes para crescer e se reproduzir. O ambiente onde a população está crescendo possui apenas uma quantidade limitada de recursos. À medida que a população aumenta, não haverá recursos suficientes para suportar o rápido crescimento contínuo da população. A taxa de crescimento da população diminuirá e, finalmente, a população atingirá um tamanho máximo que é chamado de capacidade de carga do ambiente. Esse tipo de crescimento logistico curva é ilustrada na figura.

15. Qual característica da curva de crescimento logístico poderia ser causada pelo aumento da competição por alimentos à medida que o tamanho da população aumenta? Use uma seta para indicar esta característica.

16. Qual parte da curva de crescimento logístico se parece com crescimento exponencial? Faça um círculo na figura.


1 Sobre doenças infecciosas

Esta linha do tempo interativa mostra a ocorrência de uma amostra de surtos, epidemias e pandemias na história da humanidade. Os alunos devem reconhecer que as epidemias fazem parte da vida humana, são o resultado da atividade humana e têm consequências para a infraestrutura das sociedades. Para cada doença, são fornecidas informações sobre a biologia do agente causador da doença, os fatores ecológicos, sociais, culturais e biológicos envolvidos na disseminação da doença e as consequências da doença.

As formas possíveis de usar a linha do tempo incluem o seguinte:

  • discutindo cada exemplo como uma classe inteira e procurando padrões comuns nos fatores
  • ter uma estratégia de aprendizagem "quebra-cabeças" em que as equipes se tornam especialistas em cada epidemia ou doença e, em seguida, compartilham seus conhecimentos para a classe
  • ter alunos individualmente ou em pares determina os fatores ecológicos, sociais, culturais e biológicos envolvidos na disseminação da doença.

Os alunos estarão voltando à linha do tempo em outros módulos desta série.

Que epidemias você conhece? Esta linha do tempo interativa fornece exemplos de surtos, epidemias e pandemias que ocorreram ao longo da história humana. Essas ocorrências são fruto da atividade humana e têm consequências para a infraestrutura das sociedades.

Ao ler sobre as diferentes doenças na linha do tempo, decida quais são surtos (a ocorrência de uma doença em uma comunidade, em números maiores do que o esperado para aquela comunidade), epidemias (a ocorrência de uma doença derivada de uma fonte comum até agora maior excesso do que seria normalmente esperado em uma comunidade ou região) e pandemias (uma epidemia mundial).

Observe que uma epidemia mundial pode ter começado como um surto, escalado para o nível de uma epidemia e eventualmente se espalhado para vários países, afetando um grande número da população em cada um.


O processo de infecção pode ser dividido em estágios, cada um dos quais pode ser bloqueado por diferentes mecanismos de defesa. No primeiro estágio, um novo hospedeiro é exposto a partículas infecciosas liberadas por um indivíduo infectado. O número, rota, modo de transmissão e estabilidade de um agente infeccioso fora do hospedeiro determinam sua infecciosidade. Alguns patógenos, como o antraz, são disseminados por esporos altamente resistentes ao calor e à secagem, enquanto outros, como o vírus da imunodeficiência humana (HIV), são disseminados apenas pela troca de fluidos ou tecidos corporais porque são incapazes de sobreviver como agentes infecciosos fora do corpo.

O primeiro contato com um novo hospedeiro ocorre através de uma superfície epitelial. Pode ser a pele ou as superfícies mucosas internas dos tratos respiratório, gastrointestinal e urogenital. Após o contato, um agente infeccioso deve estabelecer um foco de infecção. Isso envolve aderir à superfície epitelial e então colonizá-la ou penetrá-la para se replicar nos tecidos (Fig. 10.2, painéis do lado esquerdo). Muitos microrganismos são repelidos neste estágio pela imunidade inata. Discutimos a defesa imune inata mediada por epitélios e por fagócitos e complemento nos tecidos subjacentes no Capítulo 2. O Capítulo 2 também discute como as células NK são ativadas em resposta a infecções intracelulares e como uma resposta inflamatória local e citocinas e quimiocinas induzidas podem trazer mais células efetoras e moléculas para o local de uma infecção, evitando a disseminação do patógeno para o sangue. Estas respostas imunes inatas usam uma variedade de receptores codificados pela linha germinativa para discriminar entre as superfícies das células microbianas e hospedeiras, ou células infectadas e normais. Eles não são tão eficazes quanto as respostas imunes adaptativas, que podem ser mais poderosas devido à sua especificidade para o antígeno. No entanto, eles podem evitar que uma infecção se estabeleça ou, na falta disso, contê-la enquanto uma resposta imune adaptativa se desenvolve.

Figura 10.2

As infecções e as respostas a elas podem ser divididas em uma série de estágios. Estes são ilustrados aqui para um microorganismo infeccioso que entra através de um epitélio, a via de entrada mais comum. O organismo infeccioso deve primeiro aderir ao epitelial (mais.)

Somente quando um microrganismo estabeleceu com sucesso um local de infecção no hospedeiro é que a doença ocorre, e poucos danos serão causados, a menos que o agente seja capaz de se espalhar do local original da infecção ou possa secretar toxinas que podem se espalhar para outras partes do corpo . Patógenos extracelulares se espalham por extensão direta do foco de infecção através dos vasos linfáticos ou da corrente sanguínea. Normalmente, a disseminação pela corrente sanguínea ocorre apenas depois que o sistema linfático foi sobrecarregado pela carga do agente infeccioso. Os patógenos intracelulares obrigatórios devem se espalhar de uma célula para outra, ou por transmissão direta de uma célula para outra, ou por liberação no fluido extracelular e reinfecção de células adjacentes e distantes. Muitos organismos comuns que causam intoxicação alimentar causam patologia sem se espalhar para os tecidos. Eles estabelecem um local de infecção na superfície epitelial no lúmen do intestino e não causam patologia direta, mas também secretam toxinas que causam danos no local ou após cruzar a barreira epitelial e entrar na circulação.

A maioria dos agentes infecciosos mostra um grau significativo de especificidade para o hospedeiro, causando doença apenas em uma ou algumas espécies relacionadas. O que determina a especificidade do hospedeiro para cada agente não é conhecido, mas a necessidade de ligação a uma determinada molécula da superfície celular é um fator crítico. Como outras interações com células hospedeiras também são comumente necessárias para suportar a replicação, a maioria dos patógenos tem uma gama limitada de hospedeiros. Os mecanismos moleculares da especificidade do hospedeiro compreendem uma área de pesquisa conhecida como patogênese molecular, que está fora do escopo deste livro.

Enquanto a maioria dos microrganismos é repelida pelas defesas inatas do hospedeiro, uma infecção inicial, uma vez estabelecida, geralmente leva a uma doença perceptível seguida por uma resposta imune adaptativa eficaz do hospedeiro. Isso é iniciado no tecido linfóide local, em resposta aos antígenos apresentados pelas células dendríticas ativadas durante o curso da resposta imune inata (Fig. 10.2, terceiro e quarto painéis). As células T efetoras específicas do antígeno e as células B secretoras de anticorpos são geradas por expansão clonal e diferenciação ao longo de vários dias, durante os quais as respostas induzidas da imunidade inata continuam a funcionar. Eventualmente, as células T específicas do antígeno e, em seguida, os anticorpos são liberados no sangue e recrutados para o local da infecção (Fig. 10.2, último painel). Uma cura envolve a eliminação de partículas infecciosas extracelulares por anticorpos e a eliminação de resíduos intracelulares de infecção por meio da ação de células T efetoras.

Depois de muitos tipos de infecção, há pouca ou nenhuma patologia residual após uma resposta primária eficaz. Em alguns casos, no entanto, a infecção ou a resposta a ela causa danos significativos aos tecidos. Em outros casos, como infecção por citomegalovírus ou Mycobacterium tuberculosis, a infecção é contida, mas não eliminada, e pode persistir de forma latente. Se a resposta imune adaptativa for posteriormente enfraquecida, como ocorre na síndrome da imunodeficiência adquirida (AIDS), essas doenças reaparecem como infecções sistêmicas virulentas. Vamos nos concentrar nas estratégias usadas por certos patógenos para escapar ou subverter a imunidade adaptativa e, assim, estabelecer uma infecção persistente na primeira parte do Capítulo 11.

Além de eliminar o agente infeccioso, uma resposta imune adaptativa eficaz evita a reinfecção. Para alguns agentes infecciosos, essa proteção é essencialmente absoluta, enquanto para outros a infecção é reduzida ou atenuada com a reexposição.


Doenças infecciosas e não infecciosas (CIE A-level Biology)

Professor de ciências de profissão, também sou conhecido por ensinar matemática e educação física! No entanto, por mais estranho que possa parecer, meu verdadeiro amor é projetar recursos que possam ser usados ​​por outros professores para maximizar a experiência dos alunos. Estou constantemente pensando em novas maneiras de envolver um aluno com um tópico e tento implementar isso no planejamento das aulas.

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Esta lição explica a diferença entre doenças não infecciosas e infecciosas e nomeia os patógenos que causam exemplos das últimas. O PowerPoint e as planilhas que o acompanham foram projetados principalmente para cobrir os pontos 10.1 (a & amp b) da especificação CIE de Biologia de nível A, mas como esta é a primeira lição no tópico 10, links para tópicos futuros, como a resposta imune e vacinações são introduzidos .

A lição começa com um desafio em que os alunos devem usar descrições para reconhecer CHD, HIV e TB como doenças comumente referidas por suas abreviaturas. Isso leva a uma descrição do significado da doença antes que os alunos sejam desafiados a usar qualquer conhecimento prévio deste tópico para reconhecer que a CHD é um exemplo de uma doença não infecciosa, enquanto o HIV e a TB são exemplos de doenças infecciosas. O ponto de especificação 10.1 (a) afirma que os alunos devem saber sobre anemia falciforme e câncer de pulmão, portanto, a próxima seção da lição enfoca os principais detalhes dessas doenças e, ao considerar o primeiro, seu conhecimento sobre mutações genéticas, síntese de proteínas e hemoglobina é testado.

vírus - HIV / AIDS, influenza, sarampo, varíola
bactérias - tuberculose, cólera,
protoctista - malária

As doenças infecciosas mostradas acima são cobertas pelo restante desta lição e os diferentes mecanismos de ação desses três tipos de patógenos são discutidos e considerados ao longo. Por exemplo, leva tempo para descrever como o HIV usa uma glicoproteína para se ligar às células T auxiliares, enquanto as toxinas liberadas pelas bactérias danificam o tecido do hospedeiro e o parasita Plasmodium é transmitido de um hospedeiro para outro por um vetor para causar a malária.

As planilhas que acompanham contêm uma variedade de questões de exame, incluindo um cálculo matemático, e esquemas de notas são incorporados ao PowerPoint para permitir que os alunos avaliem imediatamente sua compreensão.

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Um pacote é um pacote de recursos agrupados para ensinar um tópico específico ou uma série de lições em um só lugar.

Tópico 10: Doenças infecciosas (Biologia CIE A-level)

Este pacote de lições contém 4 lições, que são totalmente equipadas e preenchidas com uma série de tarefas para envolver e motivar os alunos, ao mesmo tempo que cobre os seguintes pontos de especificação no tópico 10 da especificação CIE de Biologia de nível A: 10.1 [a]: Definir o termo doença e explicar a diferença entre uma doença infecciosa e uma doença não infecciosa [b]: Indique o nome e o tipo de organismo causador da cólera, malária, TB, HIV / AIDS, varíola e sarampo [c]: Explique como a cólera , malária, tuberculose e HIV são transmitidos 10.2 [a]: Descreva como a penicilina age sobre as bactérias e por que os antibióticos não afetam os vírus [b]: Explique em linhas gerais como as bactérias se tornam resistentes aos antibióticos com referência à mutação e seleção [c]: Discutir as consequências da resistência aos antibióticos e as etapas que podem ser tomadas para reduzir seu impacto Incluídas nas tarefas estão questões do tipo exame, e os esquemas de notas para cada uma delas são incorporados ao PowerPoint para permitir que os alunos avaliem seus progresso

Tópicos 10 e 11: doenças infecciosas e imunidade (Biologia CIE A-level)

Este pacote de lições contém 9 lições detalhadas e envolventes que foram projetadas para cobrir o seguinte conteúdo nos tópicos 10 e 11 da especificação de Biologia CIE A-level: 10.1: Doenças infecciosas * O significado do termo doença e a diferença entre infeccioso e não -doenças infecciosas * O nome e o tipo de patógeno que causa cólera, malária, TB, HIV / AIDS, varíola e sarampo * Explique como cólera, malária, TB, HIV e sarampo são transmitidos 10.2: Antibióticos * Descreva como a penicilina age sobre as bactérias e por que os antibióticos não afetam os vírus * Descreva como as bactérias se tornam resistentes aos antibióticos com referência à mutação e seleção * Discuta as consequências da resistência aos antibióticos e as etapas que podem ser tomadas para reduzir seu impacto 11.1: O sistema imunológico * Afirme que os fagócitos têm sua origem na medula óssea e descreva seu modo de ação * Descreva os modos de ação dos linfócitos B e T * O significado do termo resposta imune, com referência a antígenos, próprios e não próprios * Explique o papel das células de memória na imunidade de longo prazo * Doenças autoimunes, conforme exemplificado pela miastenia gravis 11.2: Anticorpos e vacinação * Relacione a estrutura molecular dos anticorpos às suas funções * Faça a distinção entre ativo e passivo, natural e imunidade artificial e explicam como a vacinação pode controlar doenças. Cada um dos PowerPoints da lição é acompanhado por planilhas que, juntas, contêm uma ampla gama de tarefas que irão envolver e motivar os alunos, enquanto os desafiam em sua compreensão do tópico atual, bem como abordado anteriormente tópicos. Se você deseja obter uma compreensão da qualidade das lições deste pacote, faça o download das lições sobre transmissão de doenças infecciosas e fagócitos e fagocitose, visto que foram compartilhadas gratuitamente.


Assista o vídeo: DOENÇAS CAUSADAS POR VÍRUS - Viroses. Biologia com Samuel Cunha (Janeiro 2022).