Урок в 9-м классе по теме "Вирусы"

Цель: формирование знаний о вирусах как неклеточной форме жизни, их строении, особенностях жизнедеятельности.

Задачи:

Образовательные:

• расширить знания о строении и функционировании вирусов
• углубить знания о значении вирусов в эволюции, природе и жизни человека

Развивающие:

• продолжить развитие познавательных процессов   
• развитие умений работать в группах, анализировать, сравнивать, делать выводы,    подводить итоги

Воспитательные:

• формирование патриотического воспитания через гордость за отечественного ученого, сделавшего величайшее открытие в области вирусологии
• осуществление санитарно-гигиенического воспитания

Оборудование: интерактивная доска, компьютер, интерактивная презентация к уроку (презентация 1) или (презентация 2), опорный лист (приложение 3)

Тип урока: изучение нового материала; первичное закрепление знаний и способов деятельности.

Используемая технология: информационно-коммуникационная технология, технология опорных схем и конспектов.

1. Организационный момент.

Приветствие учащихся. Проверка готовности к уроку. Постановка темы и целей урока.

Здравствуйте, ребята! На уроках биологии, изучая молекулярный уровень, вы познакомились с органическими веществами. Назовите их (Белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты). Какие функции выполняют данные вещества? (Энергетическую, структурную, транспортную, запасающую, особая роль у нуклеиновых кислот - хранение наследственной информации). Может ли одно или два органических веществ быть самостоятельным организмом? В природе существуют такие формы - вирусы. И сегодня мы найдем ответ на вопрос: это вещества или существа, - рассмотрев их строение и процессы.

2. Изучение нового материала.

1. История открытия вирусов.

В 1892 году русский микробиолог Дмитрий Иосифович Ивановский изучал табачную мозаику - болезнь растения табака, при которой его листья становятся пятнистыми. Ивановский обнаружил, что сок, полученный из пораженных листьев, при нанесении его на здоровые растения способен передавать им болезнь. Желая выделить микроорганизмы, вызывающие табачную мозаику, Ивановский решил пропустить сок из больных листьев через фарфоровые фильтры, поры которых столь малы, что через них не могут пройти даже самые мелкие бактерии. Профильтрованный сок по-прежнему инфицировал здоровые растения, и Ивановский решил, что его фильтры имеют дефекты и поэтому пропускают сквозь себя бактерии, вызывающие табачную мозаику. Нидерландский микробиолог Мартинус Бейеринк в 1897 году, повторив эксперимент Ивановского, пришел к выводу, что агент, вызывающий болезнь табака, слишком мал, это некое вещество, молекула которого примерно такого же размера, как и молекула сахара. Бейеринк назвал этот инфицирующий агент фильтрующимся вирусом (слово "вирус" латинское, оно переводится как "отрава", "яд"). Увидеть вирусы удалось лишь в электронный микроскоп спустя 50 лет после их открытия. В знак признания выдающихся заслуг Д.И.Ивановского перед вирусологической наукой Институту вирусологии АМН СССР в 1950 году было присвоено его имя, в Академии медицинских наук учреждена премия имени Д.И.Ивановского, присуждаемая один раз в три года.

2. Размеры и формы вирусов.

Число вирусов, выявленных на сегодня, превышает тысячу. Все они объединены в царство Vira. Их изучает наука вирусология. Все они настолько малы, что, по словам одного из ученых, коллекция, собранная из всех известных вирусов, "поместилась бы в коробочке размером с маковое зернышко"!

Самые крупные вирусы (например, вирус оспы) достигают величины 400-700 нм и приближаются по размерам к небольшим бактериям; самые мелкие (возбудители полиомиелита, энцефалита, ящура) измеряются всего десятками нанометров, близки к крупным белковым молекулам, в частности молекулам гемоглобина крови; в среднем они раз в пятьдесят меньше бактерий (слайд 1).

Вирусы имеют разнообразные формы: палочковидные (ВТМ); пулевидные (вирус бешенства); сферические (полиомиелит, ВИЧ); нитевидные (филовирусы); в виде многогранников.

Что же входит в состав вируса?

3. Строение вирусной частицы.

Просто организованные вирусы представляют собой нуклеопротеиды, то есть состоят из нуклеиновой кислоты и нескольких белков, образующих капсид (слайд 2). Пример такого строения - вирус табачной мозаики. Сложноорганизованные вирусы имеют дополнительную оболочку, состоящую из липидов, углеводов, а некоторые вирусы имеют фрагмент мембраны клетки-хозяина. Геном вируса представлен однонитчатой (РНК - краснуха, корь, грипп, ВИЧ, ДНК - крысиный) или двунитчатой (ДНК - оспа, РНК - вирусы насекомых) молекулой ДНК или РНК. Так просто не устроен ни один живой организм. Какой вывод по этой части работы можно сделать? Является ли вирус клеткой? Чем отличаются вирусы по строению от клеток растений, животных, грибов и бактерий?

Сравним строение вирусной частицы с клеткой бактерии (слайд 3).

Заполним вторую колонку таблицы "Отличие от живых организмов", используя данный материал и текст параграфа № 10 (страница 38).

4. Процессы жизнедеятельности.

Что можно сказать о значении вирусов, обратив внимание на их названия?

- К числу вирусных заболеваний человека относятся, например, грипп, полимиелит, герпес, клещевой энцефалит, оспа, бешенство, корь, желтая лихорадка, инфекционный насморк, СПИД, гепатит А,В,С.

- У животных - ящур, коровья оспа, бешенство, грипп и др.

- У растений - МБТ (мозаичная болезнь табака), вирусы могут определять пятнистость окраски цветков (например, у тюльпана), изменения окраски листьев у многих растений.

Вирусы ведут паразитический образ жизни. Вирусы вне клетки являются просто веществом. Эта фаза жизни - внеклеточная, покоящаяся, нет признаков жизни, фаза вириона. Вторая фаза - внутриклеточная, размножающаяся в клетке хозяина. Обратите внимание на то, что вирус способен прикрепляться лишь к определенным клеткам, имеющим на своей поверхности специальные рецепторы. Вирусы бактерий - бактериофаги, имеют специальное приспособление, несколько напоминающее шприц. Просмотрев модель заражения клетки вирусной частицей проранжируйте этапы (слайд 4).

• Лизис - растворение бактериальных клеток
• Матурация - созревание вирусных частиц
• Пенетрация - проникновение вируса в клетку
• Выход размножившегося вируса из инфицированной клетки
• Адсорбция - прикрепление вируса к клеточной стенке
• Эклипс - синтез ферментов, необходимых для синтеза и репликации нуклеиновых кислот вируса

- Этап 1. Прикрепление вируса к клетке. На поверхности клеток имеются специальные рецепторы, с которыми бактериофаг связывается хвостовыми нитями. Этим объясняется строгая "прописка" вирусов в тех или иных клетках. (Например, грипп - эпителиальные клетки верхних дыхательных путей, гепатит - печень, ВИЧ - лимфоциты).

- Этап 2. Проникновение вируса в клетку. Обратите внимание на экран. Бактериофаг вводит внутрь клетки хвост, который представляет собой полый стержень. И, как через иглу шприца, проталкивает внутрь клетки свою ДНК или РНК. Таким образом, генетический материал фага попадает внутрь клетки, а капсид остается снаружи. Вирус работает как своеобразный генетический шприц.

- Этап 3. Размножение вируса, т.е. редупликация вирусного генома. Проникнув внутрь клетки, вирусная ДНК встраивается в ДНК клетки хозяина. Проникает в святая святых клетки, в центр управления жизнедеятельностью - в ядро.

- Этап 4. Синтез вирусных белков и самосборка капсида. Клетка, сама того не желая, начинает синтезировать вирусные белки вместо собственных. При этом используются структуры и энергия самой клетки. Из этих вирусных белков и образуются новые вирусные оболочки - капсиды. Этот процесс размножения не сравним с размножением других биологических видов. "Происходит смерть ради жизни" - при попадании в клетку вирус сначала разрушается. Но ему достаточно одной нуклеиновой кислоты, чтобы через 10 минут внутри клетки хозяина образовалось сотни новых вирусных частиц.

- Этап 5. Выход вирусов из клетки. А что происходит с самой клеткой? Она гибнет. А вирусные частицы уже готовы к очередной атаке, готовы разрушить сотни других клеток.

Некоторые вирусы успевают проделать несколько циклов размножения, постепенно истощая и разрушая клетки, Иногда вирус живет мирно и размножается вместе с клеткой. такое перемирие может длиться годами. но в любой момент может быть нарушено.

Таким образом, мы рассмотрели основные этапы жизнедеятельности вирусов. Какой вывод можно сделать? Заполним первую колонку таблицы "Сходство с живыми организмами".

Какими специфическими чертами обладают вирусы? Так к какой группе принадлежат вирусы? Правильно - это живая система, ведущая паразитический образ жизни.

Почему трудно бороться с вирусами, попавшими внутрь клетки?

Вирусы очень малы, они действуют на клеточном и молекулярном уровне. Человечество сегодня имеет мало возможностей борьбы с вирусами.

Основными путями передачи вирусной инфекции являются:

1) Пищевой путь, при котором вирус попадает в организм человека с загрязненными продуктами питания и водой (вирусный гепатит А, Е и др.)

2) Парентеральный (или через кровь), при котором вирус попадает непосредственно в кровь или внутреннюю среду человека. Главным образом это происходит при манипуляции зараженными хирургическими инструментами или шприцами, при незащищенном половом контакте, а также трансплацентарно от матери к ребенку. Таким путем передаются хрупкие вирусы, быстро разрушающиеся в окружающей среде (вирус гепатита В, ВИЧ, вирус бешенства и др.).

3) Дыхательный путь, для которого свойственен воздушно-капельный механизм передачи, при котором вирус попадает в организм человека вместе с вдыхаемым воздухом, который содержит частицы мокроты и слизи выброшенных больным человеком или животным. Это наиболее опасный путь передачи, так как с воздухом вирус может переноситься на значительные расстояния и вызывать целые эпидемии. Так передаются вирусы гриппа, парагриппа, свинки, ветряной оспы и др.

В результате адаптации к окружающей среде и применения лекарственных препаратов вирусы постоянно изменяют свою наследственную информацию. Постоянно приходится разрабатывать новые лекарственные препараты, но разработка их и внедрение - дело весьма сложное, дорогое и не быстрое. И если для борьбы с бактериальными инфекциями человечество располагает обширным арсеналом антибиотиков, то аналогичных лекарств для борьбы с вирусными болезнями практически нет. Можно сделать вывод, что основным методом борьбы с вирусами является профилактика.

Какие профилактические меры необходимо соблюдать человеку, чтобы избежать заражения?

Выскажите свое мнение о мерах профилактики вирусных заболеваний. Обменяемся мнениями. Общие правила:

• строгий контроль за донорской кровью и ее препаратами;
• использование одноразовых инструментов и тщательная стерилизация аппаратов и приборов многократного использования;
• использование индивидуальных защитных приспособлений (перчаток, специальной одежды и др.);
• вакцинация;
• документальная регистрация всех случаев заражения;
• личная и общественная гигиена;
• соблюдение правил здорового образа жизни: рациональное питание, занятие физкультурой, закаливание, искоренение вредных привычек.
• соблюдение морально - нравственных норм

Данный комплекс мер позволяет избежать проникновения вируса в человеческий организм и, как следствие,- возникновение болезни. Предлагаю продолжить фразу : "Я считаю, что :. - это самый эффективный способ в борьбе с вирусами, потому что..." (слайд 5).

3. Закрепление нового материала.

1. Заполнена таблица (слайд 6):

2. Дайте определения понятиям: капсид, вирус, СПИД, вирусология, бактериофаг, ДНК (слайд 7).

3. Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны, объясните их.

1. В переводе с латинского "вирус" означает маленький.
2. Вирусы имеют клеточное строение.
3. По отношению к бактериям вирусы меньше по размеру.
4. Вирус представляет собой мельчайшую на Земле живую систему биомолекулярного уровня.
5. Капсид у всех вирусов состоит из одной оболочки.
6. Один и тот же вирус может жить в клетках разного вида.
7. ВИЧ имеет палочковидную форму.
8. Туберкулез - это вирусное заболевание.
9. Вирусы являются возбудителями заболеваний растений.
10. Вирусы были открыты в 19 веке.

Ошибочные утверждения: 1, 2, 5, 6, 7, 8(слайд 8).

4. Заключение.

Стихийным злом эволюции назвали ученые сверхмельчайшие формы жизни, не имеющие клеточного строения, значение их огромно, и многое еще неизвестно об этих загадочных существах нашей планеты.

Домашнее задание № 10.