Урок по биологии на тему 'Вирусы' (10 класс)

Работа Васильевой Т.И. МБОУ «Школа-лицей» г.Саки

Тема урока: Вирусы - неклеточные формы жизни

Цель урока:

сформировать знания о вирусах как неклеточной форме жизни, их строении, особенностях жизнедеятельности, раскрыть их роль в природе и жизни человека.

Задачи урока:

Обучающая: познакомить учащихся с вирусами как неклеточной формой жизни; изучить особенности жизнедеятельности в связи с внутриклеточным паразитизмом; рассмотреть их значение в природе и жизни человека.

Развивающая: развитие познавательных процессов: памяти - через работу с новыми понятиями, логического мышления - через построение умозаключений, внимания - через умение анализировать, сравнивать, делать выводы, подводить итоги. Развитие умений графического построения, работы с учебником, таблицами.

Воспитательная: осуществление санитарно-гигиенического воспитания. Развитие стремления прийти на помощь, навыков работы в группе.

Тип урока: изучение нового материала

Форма урока: урок-поиск с использованием технологии развивающего обучения.

Оборудование: мультимедийный проектор, раздаточный материал на каждую парту с информацией о разных вирусах

Ход урока: I. Организационный момент.

II. Актуализация знаний.

- Задумывались ли вы над тем, что человечеству с самого начала его существования угрожали серьезные враги. Являлись они неожиданно, коварно, не бряцая оружием. Враги разили без промаха и часто сеяли смерть. Их жертвами стали миллионы людей, погибших от оспы, гриппа, энцефалита, кори, атипичной пневмонии, СПИДа и других болезней. О чем мы будем с вами говорить сегодня на уроке? (О вирусах)

Как вы считаете, эта тема актуальна? Имеет ли она отношение к каждому из вас? Что вам известно о вирусах? (Это клеточные паразиты, возбудители опасных заболеваний). Какие чувства вы испытываете, когда слышите слово «вирус»? (Ответы учащихся)

Тема урока - «Вирусы − неклеточные формы жизни». Сегодня на уроке мы познакомимся с вами с уникальными организмами - вирусами, которые являются неклеточными формами жизни. Рассмотрим особенности вирусов, строение этих организмов, этапы жизнедеятельности. Раскроем особенности внутриклеточного паразитизма вирусов, изучим механизм проникновения вирусов в клетку, а также вы узнаете об опасных вирусных инфекциях и о профилактике заболеваний.

Сообщения учащихся:

Конец 19 века. Бактериология достигла больших успехов. В этот период учеными были открыты возбудители чумы, холеры, туберкулеза, дифтерии и других наиболее часто встречающихся и широко распространенных болезней. Однако возбудителей многих других заболеваний, в том числе и очень опасных ( например, натуральная оспа, корь, грипп, гепатит и др.), обнаружить не удавалось, хотя об этих болезнях знали давно. Лишь в 1892 г. Дмитрий Иосифович Ивановский , занимаясь поисками возбудителя болезни табачной мозаики, установил, что он не видим в микроскоп даже при самом сильном увеличении проходит через фильтры, которые задерживают бактериальные клетки; не растет на обычных искусственных питательных средах, применяемых в бактериологии. Ученый предположил, что возбудителем болезни табака являются либо мельчайшие бактерии, либо выделенные ими ядовитые вещества - токсины. Шесть лет спустя независимо от Ивановского такие же результаты получил нидерландский микробиолог Бейеринк. Правда он сделал вывод, что мозаику табака вызывают не микробы, «жидкое заразное начало», или фильтрующийся вирус (от лат. «вирус» - яд; такое название дал тогда еще неизвестному и невидимому в оптический микроскоп «противнику» Луи Пастер), который размножается лишь в живых организмах. Оба ученых были от части правы, но от части и ошибались. Возбудителем мозаики оказались не бактерии, как утверждал Ивановский, но и не жидкое заразное начало, как предполагал Бейеринк. Увидеть вирусы удалось лишь в электронный микроскоп спустя 50 лет после их открытия. И первым был сфотографирован именно вирус табачной мозаики (ВТБ), который является одним из наиболее изученных.

Учитель:

Но ученый мир не сразу признал особую природу вирусов. С момента их открытия возникало немало вопросов: это существа или вещества; они живые или не живые.

Учитель: Что же такое вирус - существо или вещество, живое или неживое? (беседа с учащимися)

Отличия вирусов от неживой материи:

• способны воспроизводить себе подобных;

• обладают наследственностью (ДНК или РНК);

• обладают изменчивостью (способность к мутациям у вируса гриппа);

• способны к адаптации и эволюции.

Отличия вирусов от живых организмов:

• вирусы не имеют клеточного строения (отсутствует цитоплазматическая мембрана и цитоплазма с органоидами);

• вирусы обязательные паразиты, вне клетки хозяина существуют в виде покоящейся или внеклеточной формы (вирусные частицы или вирионы);

• вирусы не способны к самостоятельной репродукции своей наследственной информации вне клетки хозяина;

• вирусы не имеют метаболизма;

• вирусы не растут.

Учитель: Почему вирусы - это уникальная форма жизни?

Учитель: Что же представляют собой вирусы по строению? (беседа с учащимися)

Строение вирусов. Размеры вирусов очень малы: самые крупные приближаются к самым мелким бактериям, а самые мелкие близки к крупным молекулам. По внешнему виду: имеют шарообразную форму (вирус гриппа), кубовидную (вирус оспы), вид палочки (вирус табачной мозаики - шестигранная палочка), многоугольными, сферическими, нитевидными.

Каждый вирус состоит из ДНК или РНК, заключенных в белковую оболочку, состоящую из субъединиц, расположенных в определенном порядке, которую называют капсидом. Эта оболочка защищает нуклеиновую кислоту от воздействия ферментов и ультрафиолетовых лучей. Каспид также обеспечивает прикрепление вируса к поверхности клеточной мембраны, так как содержит рецепторы, комплиментарные рецепторам клеточных мембран, поэтому вирусы поражают строго определенный круг хозяев.

В составе вирусов присутствуют двухцепочные ДНК в кольцевой или линейной форме; и одноцепочные РНК, встречаются одноцепочечные ДНК и двухцепочные РНК.

Вирусы

Простые Сложные

состоят из нуклеиновой кислоты -- состоят из нуклеиновой кислоты - ДНК

ДНК или РНК - и белковой оболочки или РНК, белковой оболочки, могут со-

(капсида), (вирус табачной мозаики). держать липопротеидную мембрану,

углеводы и ферменты (вирус гриппа,

герпеса).

Цикл развития вируса.

Жизненный цикл вируса имеет две фазы - внеклеточную или покоящуюся (вирусные частицы или вирионы) и внутриклеточную (размножающуюся). Существующие вне клеток вирионы не обнаруживают никаких признаков жизни.

Что приводит в действие покоящуюся генетическую программу вирусной частицы? Ответ прост: успешный контакт с подходящей живой клеткой и вторжение в нее вирусной нуклеиновой кислоты.

В настоящее время описано более 1000 различных видов вирусов. Виды объединяют в роды и семейства. Все вместе их выделяют в особое царство живой природы - Вирусы. Более 500 видов вирусов могут вызывать инфекционные заболевания человека. Не описаны вирусы мхов и водорослей. Несколько видов вирусов известны у грибов, папоротникообразных и голосеменных. Известно много вирусов у цветковых растений.

Учитель: В 1915 году Ф.Тоуртом были открыты вирусы бактерий - бактериофаги. Бактериофаги, или фаги, способны проникать в клетку бактерий и разрушать ее. Каково же строение фага? ( Сообщение учащегося и показ составных частей фага).

Строение бактериофага.

Головка, внутри Полый стержень, окруженный чехлом Базальная пластина, на ней

нее находится из сократительного белка. ( За счет закреплены 6-ть нитей, с

спираль ДНК. сократительных реакций происходит помощью которых бактериофаг

впрыскивание ДНК в бактериальную осаждается на оболочке

клетку). бактерий.

Все вирусы по своей природе - паразиты. Они способны воспроизводить себя, но только внутри живых клеток. Обычно вирусы вызывают явные признаки заболевания.

Учитель: А теперь рассмотрим размножение вирусов. Вирусы способны размножаться только в клетках других организмов. Размножение вирусов (репродукция) - это многоступенчатый процесс.

Работа в группах:

Составьте рассказ о вирусных заболеваниях по плану:

1.пути проникновения вируса в клетку;

2.симптомы развивающего заболевания;

3.профилактика вирусных заболеваний;

Основной путь проникновения вируса в клетку хозяина - рецепторный эндоцитоз. Вирусы попадают внутрь клетки вместе с капельками межклеточной жидкости. Процесс проникновения вириона в клетку хозяина включает несколько этапов:

1. Прикрепление вируса к клеточным рецепторам; 2. Образование вакуоли (эндоцитоз);

3. Выход вируса из вакуоли в цитоплазму.

Учащиеся записывают опорный конспект.

1. Вирус прикрепляется к поверхности восприимчивой клетки - этот процесс называется адсорбцией.

2. Вирус вводит свою нуклеиновую кислоту в клетку (у бактериофагов) или проникает в клетку полностью, а затем происходит отделение вируса от белковой оболочки и освобождение нуклеиновой кислоты. Этот процесс называется инъекцией.

3. Редупликация вирусных молекул нуклеиновой кислоты осуществляется за счет нуклеотидов, накопленных в клетке хозяина.

4. Синтез вирусных белков и ферментов -- осуществляется на рибосомах клетки.

5. Сборка вирусных частиц-осуществляется из синтезированных пораженной клеткой вирусных белков и нуклеиновых кислот.

6. Лизис - выход вирусных частиц из пораженной клетки; при этом у бактерий происходит распад клетки под влиянием ферментов фага, а у эукариот выпячивается оболочка клетки, и вирусные частицы «выталкиваются» в окружающую среду.

Несколько иной путь проникновения в клетку у вирусов бактерий - бактериофагов. Стенки бактерий очень прочные, поэтому бактериофаг вводит полый стержень в клетку и выталкивает через него ДНК или РНК, находящуюся в головке. Геном бактериофага попадает в цитоплазму, а оболочка остается снаружи.

Проникнув в клетку, вирус изменяет в ней обмен веществ, направляя всю ее деятельность на производство вирусной нуклеиновой кислоты и вирусных белков. Внутри клетки происходит самосборка вирусных частиц из синтезированных молекул нуклеиновой кислоты и белков. До момента гибели в клетке успевает синтезироваться огромное число вирусных частиц. В конечном итоге клетка гибнет, оболочка ее лопается, и вирусы выходят из клетки - хозяина.

Новых частиц вируса образуется огромное количество. Эти вирусы заражают новые клетки, и в каждой из них повторяется многоступенчатый процесс размножения.

Учитель: Пути и механизмы возникновения вирусов пока не установлены. О происхождении вирусов существует несколько различных гипотез.

1. Вирусы - это результат деградации таких клеточных организмов, как бактерии или клетки древних эукариот.

2. Вирусы развились из отдельных органоидов клетки - митохондрий или хлоропластов.

3. Вирусы появились после возникновения клетки и вместе с ней проделали длинный путь эволюции. По этой гипотезе вирусы произошли от фрагментов клеточных нуклеиновых кислот. Считается, что эти фрагменты клеточных нуклеиновых кислот вышли из-под контроля клетки, оделись собственной белковой оболочкой и приобрели способность заражать клетки.

- Как вы думаете, какая из этих гипотез является наиболее вероятной?

Ученые до сих пор спорят, куда отнести вирусы - к живой или неживой природе? Каковы основания для ученого спора?»

III. Закрепление материала.

1. Вирусы состоят из

• белков и нуклеиновой кислоты

  • целлюлозы и белков

    • ДНК и РНК

      • ядра и цитоплазмы

2. Размеры большинства вирусов

• около одного миллиметра или чуть меньше

  • около одной сотой миллиметра или чуть меньше

    • намного меньше одной тысячной миллиметра

      • не превосходят размеры атомов и молекул

• 3. Белковая оболочка, в которую заключен геном вируса, называется

• • вирион

    • капсула

• вироид

  • капсид

4. Вирусы - облигатные внутриклеточные паразиты. Это значит, что они не способны к размножению и синтезу своих белков в отсутствие

• • ферментов

    • клеточной стенки

      • клетки-хозяина

        • генов другого вируса

5. Вирусы, паразитирующие на бактериях, называются

• • вирофаги

    • бактериофаги

      • Т-киллеры

        • В-клетки

• 6. Не является стадией литического пути размножения вируса

• • образование провируса

    • самосборка вирусных частиц

• лизис клетки и выход вирионов

  • репликация вирусного генома

• 7. Первой защитной реакцией клеток человека и животных на заражение вирусом является синтез специальных противовирусных белков, подавляющих развитие вируса в этой клетке и делающих невосприимчивыми к нему соседние. Эти белки называются

• • антигены

    • антибиотики

      • вакцины

        • интерфероны

• 8. Наиболее эффективная защита от вирусов у человека и животных -

• • прием антибиотиков

    • воспалительная реакция

      • специфический иммунитет

        • непроницаемость клеточной мембраны

• 9. Некоторые инфекционные заболевания растений вызываются небольшими молекулами РНК, не имеющими ни белковой оболочки, ни структурных генов. Такие инфекционные агенты называются

• • фаги

    • прионы

• вироиды

  • вирионы

• 10. Ретровирусы названы так потому, что

• • используют РНК для хранения наследственной информации

    • это самая древняя группа вирусов

      • это самая примитивная по строению группа вирусов

        • в их жизненном цикле обязательно присутствует обратная транскрипция РНК → ДНК

• 11. Выберите неверное утверждение о биологической роли вирусов. Вирусы

• • являются одними из главных патогенов человека

    • играют важную роль как редуценты

      • переносят гены одних биологических видов к другим

        • размножаются внутри клеток хозяина

• 12. Какое из приведенных ниже образных определений было дано вирусам?

• • наиневероятнейшая форма существования материи

    • эгоистичная ДНК

• плохие новости в белковой упаковке

  • атомы жизни

IV. Итоги урока. Рефлексия. ( 2 мин)

Давайте вспомним тему нашего сегодняшнего урока и цель, которую мы сегодня с вами поставили. Почему с вирусами - возбудителями заболеваний трудно вести борьбу и полностью их уничтожить? Как вы думаете, мы нашли с вами ответ на поставленный вопрос? (Ответы учащихся: - Вирусы микроскопичны. Вирусы - неклеточные формы жизни. Вирусы очень быстро и спонтанно приспосабливаются к новым условиям, т.е. мутируют. Могут долгое время находится в скрытой форме.)

V. Определение домашнего задания и инструктажа по его выполнению. Изучить материал параграфа для всех учащихся класса; подготовить сообщения «Вирусы и онкология»; постараться решить проблему: «Как вирусу, у которого генетический материал - РНК, удается совершить подлог информации в ДНК клетки и организовать производство вирусов?» (для этого необходимо использование не только материала сегодняшнего урока, но и применение знаний о строении нуклеиновых кислот и процессе биосинтеза белка в клетке) - индивидуальные задания.