Infeksi dan respons

Patogen menyerang, pertahanan merespons, dan obat memperkuat perjuangan. Referensi ini mencakup Biologi AQA GCSE 8461, topik 4.3 Infeksi dan respons.

Bagaimana ujian memperlakukan topik ini:

• Paper 1 memuat topik ini; RP2 (antibiotik/antiseptik pada agar) berkaitan dengan topik 1.
• Antibodi monoklonal (4.3.2) dan penyakit tanaman (4.3.3) adalah materi biologi saja, sedangkan antibodi monoklonal plus deteksi penyakit tanaman adalah materi HT saja.
• Hafalkan dengan tepat: setiap penyakit yang disebutkan → jenis patogen, gejala dan penyebaran; sistem pertahanan; tahap pengujian obat.

Patogen adalah mikroorganisme penyebab penyakit infeksi: virus, bakteri, protista, jamur. Mereka menginfeksi tanaman atau hewan dan menyebar melalui kontak langsung, air, atau udara. Bakteri dapat menghasilkan toksin yang merusak jaringan; virus hidup dan bereproduksi di dalam sel.

Mengurangi penyebaran: kebersihan (cuci tangan), sterilisasi luka, air bersih, pengolahan limbah, penggunaan kondom, pengendalian vektor (jaring nyamuk, pengeringan genangan air).

Pertahanan non-spesifik: kulit (penghalang, pembekuan luka); hidung (bulu, lendir); trakea dan bronkus (lendir, silia); lambung (asam hidroklorida).

Sistem imun menghancurkan patogen yang masuk. Sel darah putih membela diri dengan:

1. fagositosis — menelan patogen;
2. produksi antibodi — protein yang mengikat antigen spesifik;
3. produksi antitoksin — menetralkan racun.

Vaksinasi: jumlah kecil patogen mati atau tidak aktif merangsang sel darah putih untuk membuat antibodi; saat terinfeksi ulang, sel memori merespons dengan cepat menggunakan antibodi yang tepat, mencegah infeksi. Efek kawanan: imunisasi pada sebagian besar populasi mengurangi penyebaran bagi semua orang. Evaluasi: manfaat (pengendalian epidemi, misal campak) vs efek samping langka.

• Antibiotik (misalnya penisilin) menyembuhkan penyakit bakteri dengan membunuh bakteri di dalam tubuh — antibiotik tertentu untuk bakteri tertentu. Mereka tidak dapat membunuh virus (virus hidup di dalam sel; membunuhnya akan merusak jaringan tubuh). Resistensi adalah masalah utama — perlombaan menemukan antibiotik baru.
• Obat pereda nyeri mengobati gejala tetapi tidak membunuh patogen.

Pengembangan obat: secara tradisional diekstraksi dari tanaman/mikroorganisme — digitalis dari bunga foxglove (jantung), aspirin dari pohon salix, penisilin dari jamur Penicillium (Fleming). Sebagian besar obat baru disintesis secara kimia, namun titik awalnya masih bisa berupa senyawa tanaman.

Tahap pengujian: praklinis (sel, jaringan, hewan hidup) → uji klinis pada sukarelawan sehat (dosis rendah, keamanan) kemudian pada pasien (dosis optimal, efektivitas) → uji double-blind dengan plasebo; hasil ditinjau sejawat.

Antibodi monoklonal diproduksi dari satu klon sel, spesifik terhadap satu situs pengikatan pada satu antigen protein. Proses produksinya: rangsang limfosit tikus untuk membuat antibodi → fusi dengan sel tumor untuk menghasilkan hbridoma — ia membelah DAN membuat antibodi → klonkan hbridoma → kumpulkan dan murnikan dalam jumlah besar satu jenis antibodi spesifik.

Kegunaan: tes kehamilan; mengukur kadar hormon/bahan kimia dalam darah; mendeteksi patogen; penelitian — antibodi fluoresen melokalisasi molekul; pengobatan kanker — antibodi yang terikat pada zat radioaktif/beracun mengantarkannya hanya ke sel kanker.

Deteksi (HT): pertumbuhan terhambat, bercak pada daun, area pembusukan, pertumbuhan abnormal, batang/daun cacat bentuk, perubahan warna, kehadiran hama.

Identifikasi (HT): manual/taman web berkebun; analisis laboratorium; alat uji menggunakan antibodi monoklonal.

Masalah tumbuhan yang diberi nama: TMV (viral), black spot mawar (jamur), ** Kutu daun** (serangga).

Defisiensi ion: terlalu sedikit nitrat → pertumbuhan terhambat (nitrat diperlukan untuk asam amino/protein); defisiensi magnesium → klorosis (daun kuning — magnesium diperlukan untuk membuat klorofil).

Respons pertahanan: fisik — dinding sel selulosa, kutikula berlilin, kulit kayu/lapisan mati; kimia — bahan antibakteri, racun; mekanis — duri, rambut, daun layu/melengkung, mimikri.

• Empat jenis patogen; tiga jalur penyebaran; dua cara mengurangi penyebaran setiap penyakit yang disebutkan.
• Hafalkan tabel penyakit: patogen, penyebaran, gejala, pengendalian.
• Empat pertahanan non-spesifik; tiga aksi sel darah putih.
• Mekanisme vaksinasi + efek populasi; antibiotik vs obat pereda nyeri; mengapa antibiotik tidak efektif pada virus.
• Sumber obat (foxglove, willow, Penicillium) dan tahap praklinis/klinis dengan plasebo dan uji ganda-buta.
• (HT, biologi) Urutan produksi hibridoma dan empat penggunaan monoklonal.
• (Biologi) Tanda penyakit tanaman, metode identifikasi, kekurangan nitrat/magnesium, tiga kelas pertahanan.