Разработка урока по теме Вирусы

Предмет: Биология  10 класс. Неклеточные формы жизни. Вирусы

Цель: Познакомиться с неклеточной формой жизни-вирусами, изучить их строения и особенности репродукции.

Задачи:

Образовательные: сформировать представление о вирусах, как неклеточной форме жизни, изучить строение и репродукцию вирусов, их практического применения; убедить учащихся в том, что правильное применение методов лечения вирусных заболеваний возможно только на основе знания основных закономерностей биологической науки;

Развивающие: продолжить работу по развитию логического мышления, умений сравнивать, анализировать и обобщать, выявлять причинно-следственные связи, владение монолитной речью; продолжить развитие познавательного интереса к изучению проблем современной вирусологии; развивать умение интегрировать новые знания с уже имеющимися, высказывать свое мнение, сосредоточиться, внимательно и активно изучать новый материал.

Воспитательные: воспитание позитивного ценностного отношения к живой природе, биологической культуры учащихся.

Планируемые результаты:

Личностные: признание высокой ценности жизни во всех ее проявлениях; уважение к личности и её достоинствам, устойчивый познавательный интерес и становление смыслообразующей функции познавательного мотива; чувство радости узнавания нового, чувство гордости за самого себя.

Метапредметные (познавательные):

Общеучебные: обобщать понятия; осуществлять расширенный поиск и выделение необходимой информации; применять методы информационного поиска, в том числе с помощью компьютерных средств; определять основную и второстепенную информацию; выбирать наиболее эффективные способы решения задач в зависимости от конкретных условий.

Логические: строить логическое рассуждение, включающее установление причинно-следственных связей; анализ объектов с целью выделения признаков (существенных, несущественных); осуществлять сравнение; выбирать основания и критерии для сравнения, классификации объектов;

Использовать составляющие проектной и исследовательской деятельности по изучению общих биологических закономерностей, свойственных живой природе (приводить доказательства, классифицировать, сравнивать, выявлять взаимосвязи).

Постановки и решения проблем:

самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем творческого и поискового характера.

Предметные: научиться давать определения понятий: селекция, порода, сорт, штамм, гибридизация, гетерозис, мутагенез; уметь определять теоретическую основу селекции как науки; научиться правильно определять и характеризовать общие методы селекции, выявлять их практическую значимость в хозяйственной деятельности человека.

Оборудование: мультимедийный проектор, компьютер, презентация, инструктивные карты.

Тип урока: урок изучения нового материала

Форма проведения урока: лекция, беседа, выступления учащихся.

Форма организации учебной деятельности: фронтальная.

Методы обучения: объяснительно – иллюстративный, проблемное изложение, частично поисковый.

Оборудование: таблица «Строение вирусов», научно-популярная литература о вирусах, мультимедийная презентация урока.

ХОД  УРОКА

1. Организационный момент  

2. Активация знаний учащихся

Учитель:

ФРОНТАЛЬНЫЙ ОПРОС

1.     Чем живое отличается от неживого?

2.     Какими свойствами обладают живые организмы? (единство химического состава, обмен веществ и энергии, сходство уровней организации, размножение, наследственность и изменчивость, рост и развитие, раздражимость)

3.     Что является основой строения любого организма ? (Клетка - элементарная единица строения и жизнедеятельности всех живых организмов)

4.     Наука, изучающая клетку (Цитология)

5.     Какими особенностями строения и жизнедеятельности обладает клетка?

      6.Какая структура является носителем наследственной информации в клетках живых организмов (ДНК)

        7.Все ли живые организмы состоят из клеток? Назовите исключения

 В природе существует  неклеточная форма жизни!!

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)

Почему же до сих пор (несмотря на то, что медицина достигла больших высот) эпидемии гриппа выводят из строя миллионы людей, нет лекарств против СПИДа? Какой проблемный вопрос можно поставить? (Ответы учащихся).

Проблемный вопрос.
Почему с вирусами – возбудителями заболеваний трудно вести борьбу и полностью их уничтожить?

Что для этого надо знать, чтобы противостоять вирусам? Представьте себя в роли тех людей, которые должны защитить человечество от вирусов? Какие знания о вирусах вам необходимы, чтобы выполнить эту важную миссию? Какую цель ставите перед собой на уроке? 

Цель: знать состав, строение и особенности жизнедеятельности вирусов

План урока.

1.     Открытие вирусов

2.     Строение вирусов и их инфекции.

3.     Строение бактериофага.

4.     Размножение вирусов.

5.     Вирусные заболевания.

6.     Закрепление.

7.     Итоги и задание на дом.)

3.Изучение нового материала

Кто же такие вирусы? Кто это или что это?

Сообщение учащегося

Живые ли вирусы, какие они бывают и зачем коронавирусам корона

Ученые долго не могли обнаружить вирусы из-за их очень малых размеров. Сейчас исследователи полагают, что существуют миллионы вирусов. Они различаются между собой настолько, что иногда возникает вопрос: вирусы это или новая форма жизни. Свои вирусы есть у растений, насекомых, животных и человека. И хотя на данный момент описано более 5000 вирусов, ученые пока не могут прийти к соглашению живые вирусы или нет.

Основоположником вирусологии был российский ученый

Вирусология довольно молодая наука. Главная причина того, что человечество узнало о вирусах не так давно — и намного позже, чем о бактериях, — в их очень малом размере — от 20 до 300 нанометров.

Первый известный науке вирус — вирус мозаичной болезни табака — был описан в 1892 году российским ученым Дмитрием Ивановским. Он сделал вывод, что болезнь передается от одних растений другим либо с помощью яда (слово «вирус» происходит от лат. virus — «яд»), либо с помощью сверхмалых существ, которых не видно в микроскоп и которые способны проходить через фильтры. Он же первым увидел скопления этих существ, которые из-за их формы называли «кристаллами Ивановского».

Первое вирусное заболевание, которым может заразиться человек, обнаружили уже в ХХ веке: вирус желтой лихорадки открыл в 1901 году американский хирург Уолтер Рид. А через полвека, в 1951 году, американец Макс Тейлер получил Нобелевскую премию за изобретение вакцины этой болезни.

Биолог Леонид Марголис о том, как открыли вирусы и чем они отличаются от других патогенов.

Существуют миллионы вирусов

На данный момент описаны около 6000 вирусов, но их разнообразие может достигать 100 миллионов. Вирусы сильно различаются между собой. По форме они бывают палочковидными (вирус табачной мозаики), похожими на пулю (вирус бешенства), на сферу (вирусы полиомиелита и ВИЧ), на нить (филовирусы) и так далее. Некоторые вирусы устроены намного сложнее, чем другие: есть мельчайшие вирусные частицы, а есть сложные бактериофаги. Кроме того, вирусы в десятки раз различаются между собой по размеру.

Учитель: Увидеть вирусы удалось лишь в электронный микроскоп спустя 50 лет после их открытия. И первым был сфотографирован именно вирус табачной мозаики, который является одним из наиболее изученных.

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

Учитель: Что же представляют собой вирусы по строению? (беседа с учащимися) зарисовка в тетрадь.

Строение вирусов.

Вирусы  существуют в двух состояниях: покоящемся (вирионы) и репродуцирующемся (внутриклеточные). 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), сферическими.  

       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 настоящее время писано 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: А теперь рассмотрим размножение вирусов, так как это совершенно особый в органическом мире процесс, который характеризуется огромной скоростью. Например, в среднем за один цикл размножения в клетке легкого куриного эмбриона воспроизводиться 10 тыс.вирионов вируса чумы птиц, а в клетке почки теленка-до 200 тысяч частиц вируса ящера.Вирусы способны размножаться только в клетках других организмов. Размножение вирусов (репродукция) – это многоступенчатый процесс. Основной путь проникновения вируса в клетку хозяина – рецепторный эндоцитоз. Вирусы попадают внутрь клетки вместе с капельками межклеточной жидкости. Взаимодействие клетки и вируса отличается специфичностью: каждый вирус способен прикрепляться лишь к определенным клеткам, имеющим на поверхности определенные рецепторы Процесс проникновения вириона в клетку хозяина включает несколько этапов

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.

7.    

      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.

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

     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.

 Вирусы как возбудители заболеваний человека, животных, растений известны с глубокой древности. В прошлые века вирусные инфекции носили характер опустошительных эпидемий, охватывавших обширные территории. В 18 веке в Москве оспа уничтожила почти 80% населения. Заболевания вирусной природы широко распространены и в настоящее время.

 – А что вам известно о вирусных заболеваниях? 

 Вирусные заболевания наносят большой ущерб животноводству и могут разрушить его в масштабе целой страны. Подобная катастрофа наблюдалась в конце 2000г. в Великобритании. В настоящее время от вируса птичьего гриппа погибает огромное количество домашних и диких птиц.

Учитель:  В 1981 году появилось новое, ранее не известное науке заболевание, получившее название СПИД. В 1983 году был открыт вирус, названный ВИЧ, вызывающий это  заболевание.

Выступление волонтера центра «Спид» о способах проникновения вич-инфекции в клетку и профилактике инфекции.

Участие обучающихся в игре «Оцени риск заражения»

Учитель: ВИЧ – вирус иммунодефицита человека, вызывающее заболевание СПИД – синдром приобретенного иммунодефицита.  При этом заболевании происходит повреждение системы клеточного иммунитета – развиваются инфекционные заболевания и злокачественные новообразования, организм становится совершенно беззащитным перед микробами.

         Вирус, вызывающий СПИД, содержит 2 молекулы РНК. Он специфически связывается с клетками крови – лейкоцитами, вследствие чего снижается их функциональная активность. Когда в организм человека проникает вирус, то организм начинает с ним бороться. Вначале на уровне иммунитета, затем появляются антитела, которые нейтрализуют вирус и болезнь заканчивается. Но, в некоторых случаях, пока вырабатываются антитела, вирус успевает натворить такое, что у человека могут появиться тяжелые последствия, влекущие за собой летальный исход. Существует три основных способа борьбы с вирусными заболеваниями: каждый из них действует по-своему.

• Первый способ – вакцинация. Суть его сводится к простой формуле «Бей врага его же оружием». Вирус здесь выступает против вируса. Вакцины включают систему иммунитета. В 1885 году французский ученый Луи Пастер изобрел вакцину против бешенства. При введении в организм такие вирусы не вызывают заболевания, но создается активный иммунитет к данному вирусу.
• Второй способ – химиотерапия. Это воздействие химических препаратов на вирусы. Трудность состоит в том, что вирусы размножаются внутри клеток, используя их системы, в силу чего, воздействия на вирусы приводит к нарушению обмена веществ клеток.

• Третий способ – интерферон. Это защитный белок, вырабатываемый клетками в ответ на заражение их вирусами. Он действует по принципу стоп-сигнала и подавляет размножение вирусов уже проникших в клетку. Опыт показывает, что если интерферон вырабатывается слабо, то вирусные заболевания протекают тяжелее.

Давайте вспомним тему нашего сегодняшнего урока и цель и проблемный вопрос, который мы сегодня с вами поставили:

Ответьте на вопрос. Почему с вирусами – возбудителями заболеваний трудно вести борьбу и полностью их уничтожить?

Как вы думаете, мы нашли с вами ответ на поставленный вопрос?

4.Закрепление: заполнение таблицы

Характеристика особенности вируса
Сходство с живыми организмами	Отличие от живых организмов	Специфические черты
Способны  воспроизводить себе подобных	Вирусы не имеют клеточного строения (отсутствует цитоплазматическая мембрана и цитоплазма с органоидами);
Обладают наследственностью (ДНК или РНК);	Вирусы обязательные паразиты, вне клетки хозяина существуют  в виде покоящейся или внеклеточной формы (вирусные частицы или вирионы);
Обладают изменчивостью (способность к мутациям у вируса гриппа);	Вирусы не способны к самостоятельной репродукции своей наследственной информации вне клетки хозяина;
Способны к адаптации и  эволюции	Нет обмена, вирусы не растут.

5.Домашнее задание

1.     Параграф 18

2.     Продолжить заполнение таблицы