Разроботка урока по теме 'Вирусы', биология 9 класс

Тема урока : «Вирусы. Кто они: вещества или существа; они живые или мертвые?».

Цель урока:

• познакомить учащихся с неклеточными формами жизни -вирусами; раскрыть особенности их строения, жизнедеятельности как внутриклеточного паразита;

• расширить понятия инфекционных заболеваний;

• продолжить формирование личного интереса учащихся к познанию организации человеческого организма;

• способствовать бережному отношению к здоровью;

• продолжить развитие интереса к биологической науке;

• способствовать формированию представлений о профессиях, связанных с биологической наукой;

• развивать чувство патриотизма на примере вклада отечественных ученых в науку вирусологию.

Оборудование: таблица «Строение вируса», фотографии различных вирусов, мультимедийный комплект для демонстрации презентации, наборы для монтажа моделей для работы в группах.

Тип урока: урок- открытие новых знаний с использованием элементов технологии мастерской построения знаний.

Ход урока:

1. Мотивация и целеполагание

Действия учителя

Действия учащихся

1.Учитель просит учащихся поработать в парах с раздаточным материалом и выяснить проблему урока.

Дополнительный материал № 1

В конце XIX века в Бессарабии (ныне Молдове) растениеводы столкнулись со странным не известным заболеванием табака, получившей название табачной мозаики: отмирали молодые верхушки растений, на листьях появлялись светлые пятна. Для выяснения причин болезни растений была отправлена экспедиция, в которую вошёл Дмитрий Иосифович Ивановский. Несколько лет учёные проводили наблюдения, исследования, эксперименты и выяснили, что возбудитель болезни с опавшими листьями попадает в почву, зимует и весной поражает посевы. Однако, выделить возбудителя так и не удалось. Было понятно, что «ядовитое нечто» содержится в соке растений табака. Сок был профильтрован специальными фильтрами, что исключало наличие в нём патогенных бактерий. Учёные предположили, что причиной болезни является фильтруемый яд, однако яд - это вещество, а возбудитель болезни проявлял признаки существа: он прекрасно размножался в листьях растений.

В работе, датированной 1892 годом, Д. И. Ивановский приходит к выводу, что табачная мозаика вызывается «бактериями, проходящими через фильтр Шамберлана, которые, однако, не способны расти на искусственных субстратах».

Пять лет спустя другой фильтрующийся агент - возбудитель ящура крупного рогатого скота - был обнаружен немецким бактериологом Фридрихом Лёффлером.

В 1898 голландский ботаник Мартин Бейеринк повторил в расширенном варианте эти опыты и подтвердил выводы Ивановского. Он назвал «фильтрующееся ядовитое начало», вызывающее табачную мозаику, «фильтрующимся вирусом». Этот термин использовался на протяжении многих лет и постепенно сократился до одного слова - «вирус», что в переводе с латинского означает «яд», закрепилось в науке.

В 1901 г. было обнаружено первое вирусное заболевание человека - жёлтая лихорадка.

Это открытие было сделано американским военным хирургом Уолтером Ридом.

Американский патолог Фрэнсис Раус в 1911 году доказал вирусную природу рака - саркомы Рауса. За это открытие через 55 лет он получил Нобелевскую премию.

Учащиеся работают в парах и выявляют главную проблему:

1.Заболевание вызвано новым неизвестным науке объектом;

2. Пока непонятно это бактерии очень маленького размера или же ядовитые вещества;

3.Заболеваниям подвержены все ныне известные царства живой природы.

4. Этот фильтрующийся агент получил название «вирус» ( яд).

2. Учитель спрашивает учащихся, что бы они хотели сегодня узнать о вирусах и записывает вопросы учащихся на доске, на их основе формулирует цель урока, как ответ на запрос учащихся

Учащиеся записывают тему урока в тетрадь. Записывают основные исторические события, приведшие к открытию вирусов : 1892 - Ивановский, открывает новый возбудитель ВТМ; 1898 Бейеринк подтверждает открытие Ивановского; 1091 -открытие возбудителя желтой лихорадки человека, как вирусной инфекции; 1911 Раус открытие вирусной природы рака- саркомы Рауса.

Исследование нового материала.

Блок 1.Строение вирусов

Учитель предлагает самостоятельно учащимся познакомиться со строением вирусов, используя текст учебника (А.А.Каменский п.1.9) и заполнить схему в тетради.

Учащиеся самостоятельно читают и заполняют схему в тетради

Вирусы

капсид нуклеиновая

кислота:

ДНК или РНК

Учитель дополняет схему учащихся рассказом о классификации вирусов по их строение:

Вирусы могут быть простыми и более сложными, если сверху их капсида располагается еще белково-липоидная мембрана

Вирусы с оболочкой

ДНК двунитевая РНК однонитевая

Вирусы без оболочки

ДНК содержащие РНК содержащие

-однонитевые - однонитевые

-двунитевые -двунитевые

Вирусы представляют собой жизненные формы, значительно более мелкие, чем бактерии; их размеры едва превышают размеры некоторых крупных молекул белков или нуклеиновых кислот. Так, диаметр одного из самых крупных вирусов - вируса пситтакоза, переносчиками которого являются попугаи, достигает 280 нм, тогда как размер одного из самых мелких вирусов, вызывающего ящур у крупного рогатого скота, не более10-20 нм.

Увидеть их можно только при помощи электронного микроскопа

Блок 2. Моделирование в группах и афиширование в классе

Затем учитель предлагает учащимся собрать модели вирусов в группах по 4 человека из заранее приготовленного раздаточного материала. У каждой группы своя схема.

( материал - пластиковая пол-литровая бутылка , пластилин, семена гороха или прозрачные бусины, тонкая цветная проволока, кусочки полиэтиленовой клеенки и скотча, ножницы, одной группе выдается флакон из-под спрея для носа, 6 кусочком проволоки размером до 29 см).

Учащиеся в течение 5 минут по схеме создают модель вируса, затем представляют ее пред аудиторией, проговаривая основные структурные единицы и учетом задания в схеме

Учитель просит найти сходства и отличия созданных моделей

Учащиеся проговаривают сходства:

капсид, нуклеиновая кислота;

находят отличия:

внешняя форма может отличаться,

некоторые вирусы имеют сверху дополнительную оболочку,

некоторые вирусы имеют выросты в виде развлетленных антенн,

некоторые вирусы имеют вид шприца ( или флакона -спрея для носа) и посадочные отростки ( ножки).

Блок 3. Исследование жизнедеятельности вирусов

1.Учитель задает вопрос: А почему некоторые вирусы, например вирус гриппа и герпеса, сверху накрыт дополнительной мембраной?

Варианты ответа:

для защиты;

для обмана организма-хозяина.

2.Учащимся предлагается поработать с дополнительным материалом и найти ответ на этот вопрос.

Дополнительный материал № 2.

Размножение вирусов проходит в несколько этапов. Сначала вирус прикрепляется к клетке - хозяину, что требует химического сходства между вирусом и клеточной мембраной. Как правило, каждый тип вирусов поражает исключительно клетки определённого вида. Например, вирус гепатита проникает в клетки печени, вирус паротита поражает только клетки околоушных слюнных желёз человека, ВИЧ (вирус иммунодефицита человека) поражает и разрушает лимфоциты - клетки, отвечающие за иммунитет организма.

Но есть вирусы с широким спектром хозяев. Так, Так, вирус клещевого энцефалита размножается в организме энцефалитного клеща и человека.

Клетки растений поражаются вирусами после их повреждения листогрызущими насекомыми либо механическими повреждениями: трещина, сломленная ветвь…)

Учащиеся формулируют ответ на вопрос: дополнительная мембрана некоторым вирусам нудна для облегчения проникновения к клетку-хозяина. ( чтобы облегчить проникновение в клетки вирусы «утаскивают» с собой часть мембраны бывшего хозяина, чтобы обмануть новую клетку). Поэтому вирусы способны поражать только

клетки - хозяина, а не все подряд.

3.Учащимя предлагается прочитать текс параграфа и совместно в парах построить алгоритм поражения клетки вирусом.

Учащиеся работают в парах

Учитель обсуждает с ребятами результаты поиска и записывает алгоритм на доске:

1. Прикрепление к клетке-хозяину (адсорбция);

2.Введение своей нуклеиновой кислоты (инъекция);

3.Сбой генетической программы клетки - хозяина и прекращение ее собственного обмена веществ взамен на удвоение нуклеиновой кислоты вируса;

4. Синтез ферментов и белков вирусного капсида;

5. Сборка вирусных частиц в клетке;

6. Выход вирусных частиц из клетки.

Учитель предлагает учащимся познакомиться с дополнительной информацией № 3 и сделать вывод как различные вирусы покидают клетку- хозяина:

Сформированное вирусное потомство покидает использованную клетку и заражает новые: цикл репродукции вируса повторяется. Что касается клетки-хозяина, то она в итоге оказывается поврежденной или даже полностью разрушенной.

В некоторых случаях вирусы выходят из клетки постепенно, не разрушая клеточной мембраны. Целостность клеточной плазматической мембраны не нарушается, если вирус покидает клетку путём почкования: вирион сначала обволакивается клеточной мембраной, включающей некоторые вирусные белки, затем "отпочковывается", а целостность клеточной мембраны восстанавливается, и клетка не погибает. Такая поражённая вирусом клетка может долго жить и производить новые вирусы.

Проверяют свои записи, сделанные во время парной работы, и дополняют их по мере необходимости.

Блок 4. Вирусные заболевания человека, животных, растений

Учитель предлагает с помощью интерактивной доски, опираясь на текст параграфа, распределить заболевания в таблице ( фронтальная работа, устно):

Болезни человека

Болезни животных

Болезни растений

Грипп

Оспа

Корь

Паратит (свинка)

Бешенство

Полимиелит

Желтая лихорадка

Гепетит

Краснуха

Некоторые раковые заболевания

Ящур

Инфекционная анемия лошадей

Африканская чума свиней

Птичий грипп

Мозаичная болезнь табака(ВТМ)

Карликовость

Пятнистость

Скрученность листьев

Желтуха листьев.

Работают устно фронтально

Сообщение учителя- дополнение для учащихся.

В настоящее время описано около 500 вирусов, паразитирующих на клетках позвоночных животных. Более 300 вирусов становятся причиной заболеваний растений.

Обнаружены так же вирусы, паразитирующие на других вирусах.

В отдельную группу вирусов выделены бактериофаги, или просто фаги - вирусные паразиты бактерий. Впервые описаны Фредериком Туортом (1915). В 1917 году Феликс Д'Эрель (d'Hérelle) - канадский сотрудник Института Пастера (Париж) назвал бактериофаги «бактериофагами» и охарактеризовал их : «вирусы, размножающиеся в бактериях».

Учитель демонстрирует одну из собранных моделей, которая является бактериофагом и поясняет.

Фаговая частица состоит из головки и хвоста. В головке расположен генетический материал - РНК или ДНК, окружённая белковой оболочкой - капсидом.

Хвост представляет собой полую белковую трубку и является продолжением белковой оболочки головки.

Фаг укрепляется на поверхности бактерии с помощью специальных «ножек» и вводит в её цитоплазму полый стержень, через который, как через иглу шприца, проталкивает внутрь клетки свою ДНК или РНК. Таким образом, генетический материал фага попадает внутрь бактериальной клетки, а капсид остается снаружи. В цитоплазме начинается многократное удвоение ДНК фага, синтез его белков, построение капсида и сборка новых фагов. Уже через 10 мин после заражения в бактерии формируются новые фаги, а через
полчаса бактериальная клетка разрушается, и из нее выходят около 200 заново сформированных вирусов - фагов, способных заражать другие бактериальные клетки. Некоторые фаги используются человеком для борьбы с болезнетворными бактериями, например, с бактериями, вызывающими холеру, дизентерию, брюшной тиф.

Блок 5. ВИЧ- чума нового времени.

Ребятам предлагается предположить, почему при нынешних высоких технологиях до сих пор не удалось победить вирус иммунодефицита человека СПИД.

Учащиеся затрудняются дать ответ на вопрос, но приходят к выводу, что вирус имеет какие-то хитрости, приспособленности к тому, чтобы с ним было очень трудно справиться.

Учитель благодарит учащихся за верные догадки и разъясняет им особенности вируса ВИЧ. Вирус имеет форму сферического многогранника, диаметром 100-150 нм.

Под наружной оболочкой, взятой у клетки Т- лимфоцита

( хелпера), скрыт капсид, а внутри располагается две молекулы РНК. Каждая их них содержит 9 генов ВИЧ и зашифрованный фермент обратная транскриптаза. Обратная транскриптаза первым делом осуществляет считывание РНК и постройку на ее основе нити ДНК ( защита информации), с которой уже снимается копии и-РНК и собираются белки капсида). ВИЧ является ретровирусом, поэтому так тяжело с ним бороться.

Первичное закрепление материала

Совместное подведение итогов урока в форме совместного заполнения таблицы

Характерные признаки вирусов

Сходство с живыми организмами

Отличия от живых организмов

Специфические черты

1. Способны размножаться;

2. Имеют наследственную информацию в виде ДНК или РНК

3.Изменчивы к условиям окружающей среды, быстро мутируют;

4. Адаптируются к окружающей среде.

1. Не питаются

2. Не дышат;

3. Не вырабатывают энергию;

4. Не растут и не развиваются;

5. Не имеют собственного обмена веществ;

6. Не имеют клеточного строения, нет органоидов;

7. Внешне напоминают кристалл.

1. Очень маленького размера;

2. Специфичность строения

( информация в капсиде);

3.Высокая скорость размножения;

3. 4.Содержит только один сорт нуклеиновой кислоты: или ДНК, или РНК.

ФОРМУЛИРОВАНИЕ ВЫВОДА:

Вирусы - внутриклеточные паразиты на генетическом уровне, нуждающиеся в ресурсах клетки, ее энергии, ее рибосомах , ферментах с целью создания новых вирусов. Следовательно- вирусы- это неклеточная форма существования информации, странствующей, бездействующей, пока не найдет себе подходящую клетку-хозяина ( инкубатор) .Вирусы - неклеточная форма жизни.

Учитель предлагает в доказательство вышесказанного вывода закрепить его информацией о происхождении вирусов.

Учитель дополняет ответ, что сторонники гипотезы панспермии предполагают внеземное происхождение вирусов.

Учащиеся знакомятся с информацией и приводят гипотезы о происхождении вирусов путем утраты органоидов первичных одноклеточных организмов.

Формулирование и запись домашнего задания:

Для всего класса: выучить параграф 1.9 и новые термины ;

Для интерсующихся биологией:

подготовить сообщения о вирусных заболеваниях человека,

О профилактике ОРВИ, полиомиелита;

О особенностях и профилактике птичьего гриппа и африканской чумы свиней

о роли вирусов в выведении новых сортов декоративных растений.

Записывают в дневники домашнее задание

Выставление отметок за урок

РЕФЛЕКСИЯ

Учитель просит в тетрадях учащихся оценить свою деятельность на уроке по плану:

- мне было интересно- ;

Я узнал много нового-_;

Хочу дополнительно погрузиться в данную тему- ;

Я ответил на некоторые свои вопросы- ;

Кое-что осталось для меня непонятным -;

Мне нужно еще раз вернуться к этой теме, чтобы окончательно все разъяснить для себя- ;

Мне было скучно- ;

Я ничего нового для себя не открыл- ;

Учитель вслух произносит утверждения рефлексии, просит учеников поднять руку, тем самым обнародовав свое отношение к пройденному уроку.

Учитель благодарит всех за урок, выставляет отметки.

Ученики оценивают себя, а затем поднимают руки, когда озвучивают их вариант ответа.