Биология 10 клас
Тема урока: Вирусы, их химический состав, строение, жизненные циклы.
Цели урока: сформировать представление о вирусах как о неклеточной форме жизни, их строении, жизнедеятельности, значении.
Задачи урока:
Образовательные:
Сформировать у школьников понятие об особенностях строения и жизнедеятельности вирусов, их происхождении.
Познакомить учащихся с гипотезами происхождения вирусов и историей их открытия;
Формирование новых биологических понятий: вирус, вирион, облигатный паразит.
Изучить строение и классификацию вирусов;
Изучить жизненный цикл вирусов;
Развивающие
Развитие способностей к поиску решения проблемы, самостоятельного мышления, умения формирования определений.
Продолжить формирование умения работать с учебником, дополнительной литературой, интернет-ресурсами, компьютерными средствами;
Продолжить развитие логического мышления через умения сравнивать, анализировать, делать выводы;
Развивать коммуникативные умения учащихся;
Воспитательные
Стимулирование интереса к поиску фактов, событий; развитие коммуникативных способностей свободного и активного включения в диалог
Формировать ответственное отношение к своему здоровью как к ценности через ознакомление с профилактическими мерами борьбы с вирусными заболеваниями;
Воспитание культуры речи, уважительного отношения к выступающим
Тип урока: урок изучения нового материала.
Оборудование: компьютер, экран, мультимедийный проектор, презентация, учебник «Общая биология» 10-класс, дидактические карточки, тест «Вирусы», лист самоконтроля.
«Вирусы - это плохие новости в упаковке из белка»
Питер Брайан Медавар
английский биолог. директор Национального института медицинских исследований (Милл Хилл). С 1966 года президент Международного трансплантационного общества. Член ряда научных обществ Великобритании и США. Открыл явление приобретённой иммунотолерантности и воспроизвёл его в эксперименте.
ХОД УРОКА
Организационный этап.
1* Мотивация
Сегодня мы с вами изучим самого загадочную биологическую систему на планете. Организм, который может быть и беспощадным врагом, и лучшим другом. Он вызывает множество заболеваний и известен уже многие тысячелетия, но открыты они были только в конце XIX столетия, рассмотреть мы их смогли только с изобретением электронного микроскопа, а понять механизм их действия чуть более 50 лет назад. Это - вирусы.
Свою работу на уроке вы будете оценивать самостоятельно. У вас на столах лежат листы самоконтроля, обратите внимание – записано задание, форма выполнения и максимальное количество балов, при условии правильного выполнения. В конце урока я соберу ваши листы самоконтроля вместе с тетрадями, где вы будете выполнять задания. И поэтому оценку за работу на уроке получит каждый. И объявлена она будет на следующем уроке.
Изучение нового материала.
2.* По остроумному определению нобелевского лауреата П. Медавара, вирусы - это плохие новости в упаковке из белка. Так ли это?
3.* Ответить на это мы сможем, изучив ряд вопросов
План нашего урока.
4.* Слово «вирус» - одно из понятий, с которым человек часто встречается в жизни, начиная с детства.
? Какой образ или ассоциации возникают у вас при упоминании слова «вирус»
= Действительно, вирусы являются возбудителями самых разных заболеваний. Это корь, краснуха, свинка, гепатит, грипп и др.
5.* Именно вирусные инфекции пугали человечество в прошлые века, они устрашают нас и в настоящее время. Первое упоминание о вирусном заболевании Черная Чума - 4 тысячелетие до нашей эры. Но наши предки были не в состоянии объяснить причину обрушившихся на них болезней и трактовали ее как «кара небесная». А в некоторых странах вирусные инфекции и вовсе обожествлялись. Так в северной Индии, Непале, Бангладеш и Пакистане одной из самых уважаемых была богиня черной оспы - Шитала.
6.* Именно вирусы стоят за чередой драматичных, а порой леденящих душу событий, вписанных в нашу историю.
Когда инфекционное заболевание охватывает большое количество людей, его называют эпидемией. Если охватывало несколько стран или материков – пандемией.
Число эпидемий возрастает с каждым столетием: в XV в. - 4 эпидемии, в XVII в. - 7, в XIX в.- 45. Интересно, что была замечена периодичность пандемий, напр гриппа - 12 лет.
Византийская моровая язва - пандемия, охватившей Азию, Северную Африку, арабские страны, Северную Америку и Европу вплоть до Ирландии
Великая Чума в Лондоне -100 тысяч человек за год (1664-1665)
Чума 1 000 000 европейцев (1347-1353)
Грипп
Первым официально задокументированной вирусной болезнью была «Испанка» -самая ужасная пандемия гриппа на нашей планете. В 1 мировую войну потери от гриппа «Испанка» были больше, чем от газового и стрелкового оружия. 400 млн. человек, 5% населения земного шара.
Со временем сформировалось наука - вирусология, которая получила свое название в 1896г. Особенностью ее развития является то, что она начала развиваться задолго до открытия вирусов. В историю этой науки особый вклад внесли 2 великих человека, имена которых знает весь мир. Это англ врач Эдвард Дженнер и франц ученый Луи Пастер
? Посмотрите 2а театрализованных фрагмента и найдите информацию, которая имеет непосредственное отношение к уроку
7.* Итак, перенесемся в Англию
Ролевая игра «Благодеяния для человечества»
= Дженнер сделал первую прививку (ослабленный вирус) против вирусного заболевания
8*. А теперь отправимся на юг Франции
Ролевая игра «Воспоминания детства и победа над бешенством»
=Луи Пастер использовал вакцину (готовые антитела) для предупреждения вирусного заболевания
9* В 1892 году Дмитрий Иосифович Ивановский в Крыму, изучая мозаичную болезнь табака, установил, что причиной заболевания является некое инфекционное начало, содержащееся в листьях больных растений, которое проходит через фильтр, задерживающий обыкновенные бактерии. Если профильтрованный сок внести в листья здоровых растений, то они также заболевают мозаичной болезнью.
В 1898 году, независимо от Ивановского, аналогичные результаты получил голландский микробиолог Мартин Бейеринк. Однако он предположил, что мозаичную болезнь табака вызывают не мельчайшие бактерии, а некое жидкое заразное начало, которое он назвал фильтрующим вирусом. В 1899 он ввел термин «вирус» (от латинского – «яд»), чтобы обозначить инфекционную природу определенных профильтрованных растительных жидкостей.
10.* 1892 год считают годом развития вирусологии. Сейчас вирусология - современная отрасль биологии. Бум ее начался с создания электронного микроскопа. Современное развитие вирусологии достигло такого уровня, что стало возможным использование вирусов в качестве векторов, переносящих генетическую информацию при создании трансгенных организмов.
-
Год
Название вирусов
1892
вирус табачной мозаики
1897
бруцеллез, ящур
1901
желтая лихорадка
1902
оспа птиц и овец
1903
бешенство
1905
оспа коров
1908
оспа людей
1909
полиомиелит
1911
саркома кур
1916
корь
11.*Так что же такое вирус в действительности?
Вирусы - неклеточные формы жизни. Это отдельная империя - доклеточные формы жизни, которые составляют отдельное царство органического мира - царство Vira. Это внутриклеточные паразиты, которые размножаются за счет клетки-хозяина, а за ее пределами не проявляют никаких признаков жизни. У вируса паразитизм доведен до абсолютизма – до молекулярной стадии. Фактически эксплуатируются все размножающие механизмы самой клетки, в которой живет вирус. При этом вирус выбирает строго определенный тип клетки. Идентификация происходит безошибочно, благодаря совпадению рецепторов вируса и клетки. Это работает как подбор ключа к замку. Каждый вирус ищет своего хозяина, то есть клетки строго определенного вида. Например, вирус – возбудитель гепатита (желтуха) проникает и размножается только в клетках печени, а вирус эпидемического паротита (свинка) – только в клетках околоушных слюнных желез человека.
Они живут во всех видах организмов - одноклеточных и многоклеточных. У самых примитивных и самых высокоорганизованных особей, во всех растениях и грибах без исключения. Даже у крупных вирусов есть свои вирусы.
Они имеют очень маленькие размеры. Самый большой из известных человеку вирусов имеет размер 500 нм (Мимивирус). Все остальные, не превышают размер150 нм. Например, Риновирус, который вызывает простудные инфекции, не превышает 20 нм.
Напомню, что в 1 мм-1000 мкм, в 1 мкм-1000 нм
Численность их не известна ни одному ученому. В 1 кг морского грунта содержится около
1 млн. видов вирусов! Если каждый человек на земле каждый день будет открывать по новому вирусу, то для того, чтобы все описать, понадобится около 7 лет. А если представить, что каждый вирус размером с маковое зернышко, то Земля была бы размером с Юпитер только за счет вирусов.
12.* Существуют различные классификации вирусов. ЛИСТ САМОКОНТРОЛЯ
По своему строению вирусы делят на простые и сложные.
Вирусы устроены просто.
ВИРУСЫ
ПРОСТЫЕ СЛОЖНЫЕ
нуклеиновая + капсид Вирусная + нуклеиновая + капсид
кислота оболочка кислота
Нуклеиновые кислоты вирусов – это фрагмент генетического материала, либо ДНК (герпес, оспа) либо РНК (корь, бешенство), составляющие сердцевину вируса, и защитной оболочки, которая называется капсид. Капсиды вирусов образованы белковыми молекулами, которые упорядочены в спиральные или многогранные структуры. Капсиды напоминают кристаллы. У некоторых вирусов (герпес, грипп) есть дополнительная липопротеидная оболочка – суперкапсид, которая возникает из плазматической мембраны клетки-хозяина.
13.* Другая классификация вирусов основана на разновидности генома, который входит в состав вируса: РНК и ДНК-содержащие вирусы
14.* Особую группу вирусов составляют бактериофаги (или просто фаги), которые заражают бактериальные клетки.
Разнообразие фагов достигает цифры 1015.
Если каждый человек на земле каждый день будет открывать по новому бактериофагу, то для того, чтобы все описать, понадобится около 30 лет. А если представить, что каждый вирус размером с песчинку, то Земля была бы размером с Юпитер с прилегающими к нему спутниками только за счет Фагов
Рассмотрим основные части Фага на рис. 31.3, с. 191 учебника. Назовите их
Фаг укрепляется на поверхности бактерии при помощи специальных ножек и вводит в ее цитоплазму полый стержень, через который проталкивает внутрь клетки свою ДНК или РНК. Таким образом, генетический материал фага попадает внутрь бактериальной клетки, а капсид остается снаружи. В цитоплазме начинается репликация генетического материала 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, вызывающими холеру, дизентерию, брюшной тиф.
? Что является главной частью вирусной частицы? (НК)
15.* На слайде изображены различные вирусы. Попробуйте определить, где простой, а где сложный вирус? ЛИСТ САМОКОНТРОЛЯ
Является ли вирус живыми?
16* -Признаки живого организма?
1. Клеточное строение
2. Наличие в составе живых организмов органических веществ: сахара,
крахмала, жира, белка, нуклеиновых кислот и неорганических веществ: воды и минеральных солей
3. Обмен веществ и энергией (питание, дыхание)
5. Выделение
6. Размножение
7. Рост и развитие
17.* Если рассматривать вирусы с точки зрения обладания генетическим материалом в виде молекулы ДНК, РНК, то, безусловно, ответ положительный. А если рассматривать с точки зрения клеточного строения - ответ отрицательный
Вирусы не способны размножаться и воспроизводить себя вне клетки-хозяина. Поэтому получается, что вирусы балансируют между живым и не живым. Находятся на его границе.
Так давайте дадим определение вирусов. Вирусы - неклеточные формы жизни. В таком коротком определении отражается то, о чем мы говорили ранее.
18* Итак Жизненный цикл
вируса
Внеклеточная фаза Внутриклеточная фаза
(кристалл вирион) (вирус)
не проявляет признаков проявляются свойства
жизни живого
Проблема, которую должен решить вирус - попасть внутрь клетки – хозяина.
Механизм попадания:
-через кожу или слизистые (вирус папилломы человека, герпес, оспа)
-воздушно – капельным (грипп, аденовирус, скарлатина, ветряная оспа, корь))
-через кровь (гепатит В и С, бешенство, клещевой энцефалит, ВИЧ)
-половой (герпес, ВИЧ)
-с едой (ящур)
Вирус начинает проявлять себя при создании для него определенных условий. Каких? Внимание на экран.
=Кинофрагмент из к/ф Кавказская пленница
-Ответы детей (не здоровый образ жизни)
19.* Ни один из известных вирусов не способен к самостоятельному существованию. Лишь попав в клетку, генетический материал вируса начинает воспроизводиться. Синтезируются вирусные белки. И в клетке происходит и сборка из нуклеиновых кислот и белков многочисленных потомков одного попавшего в нее вируса.
Как же вирус проникает в клетку.
= Предлагаю посмотреть кинофрагмент «Проникновение вируса»
? Вам понадобится вспомнить некоторые термины, связанные с жизнедеятельностью клетки
-репликация (удвоение)
-транскрипция (синтез и-РНК с использованием ДНК в качестве матрицы)
-индукция (запуск процесса биосинтеза)
В процессе просмотра обратите внимание
? Какая структура вируса играет главную роль в проникновении внутрь клетки-хозяина.
ЛИСТ САМОКОНТРОЛЯ
? Запишите этапы внутриклеточной фазы жизненного цикла
-внедрение с помощью рецепторов капсида
-синтез РНК, ДНК
-синтез и сборка вирусных белков
-сборка вирусной частицы
20.* Давайте проверим, правильно ли вы запомнили последовательность этапов внутриклеточной фазы жизненного цикла вирусов
КОНВЕРТЫ Выполните задание
У вас в конвертах находятся карточки, на которых написаны этапы внутриклеточной фазы жизненного цикла вирусов. Расположите их в правильной последовательности и запишите в тетрадь последовательность букв. ЛИСТ САМОКОНТРОЛЯ
А если что-то не поняли из фильма, вам поможет учебник
(рис. учебника31.5 или 31.7 с.192-193)
Проверка задания
(правильный ответ на доске 3 ученика, по 1 от каждого ряда)
Проникновение вирусов в клетку-хозяина
Г-Б-Ж-З-А-Е-Д-В
Стадии жизненного цикла вируса полиомиелита
В-Е-З-Г-И-А-Д-Ж-Б
Стадии жизненного цикла вируса ВИЧ
Г-Ж-Б-З-В-Д-А-Е
III. Рефлексия
Давайте подведем ИТОГИ:
Вернемся к высказыванию П. Медавара, «Вирусы – это «плохие новости» в упаковке из белка».Согласны ли вы с этим утверждением? Аргументируйте свой ответ.
// Вирусы - это плохие новости в упаковке из белка. Попавшие в клетку вирусные гены - "плохие новости" приводят к нарушению нормальных процессов в клетке, в ряде случаев к ее гибели, а также к заболеванию всего организма. Вирус использует генетические механизмы клетки, нарушая их нормальное функционирование. Недаром свое название вирусы получили от латинского слова virus - яд.
ЛИСТ САМОКОНТРОЛЯ
Тест «Вирусы»
Неклеточными формами жизни являются
А) Прокариоты
Б) Эукариоты
В) Вирусы
Вирусы были открыты в 1892 году:
А) Луи Пастером
Б) Эдвард Дженнером
В) Д.И. Ивановским
3. Размножение вируса происходит:
А) Независимо от клетки-хозяина
Б) На поверхности клетки-хозяина
В) В клетке-хозяина
4. Бактериофаг состоит из таких частей:
А) Нуклеиновой кислоты и капсида;
Б) Нуклеиновой кислоты и суперкапсида;
В) Нуклеиновой кислоты, капсида и суперкапсида.
5. Размер вирусов колеблется:
А) от 200 до 400 нм.
Б) от 20 до 30 нм;
В) от 20 до 300 нм;
Вирусы содержат:
А) только РНК
Б) только ДНК
В) ДНК и РНК
Проверяем тест - все ответы «в»
Дополнительные вопросы (если останется время)
Что означает слово вирус?
Строение вируса (сост из НК и белка, молекулярный уровень организации живой материи)
Какие свойства живых организмов характерны для вирусов (только1-размножение)
При каких условиях происходит размножение (когда попадают внутрь клетки, вне клетки-это кристалл)
Итак, мы можем сказать, что вирусы – это внутриклеточные паразиты
IV. Домашнее задание
Средний уровень: § 30-31, устно ответить на вопросы в конце параграфа
Достаточный уровень: Подготовить сообщение на тему: «Новые вирусы человечества»
Высокий уровень: Составить сравнительную характеристику биологических и компьютерных вирусов
Для любознательных: Вирусная тематика часто используется в кинематографе. Проанализируйте, насколько биологические особенности вирусов соответствуют информации, показанной в фильмах
V. Выставление оценок
Могут ли вирусы быть друзьями?
Да. Стало возможным использование вирусов в качестве векторов (типа ножницы, которые разрезают геном ДНК), переносящих генетическую информацию при создании трансгенных организмов (живой организм, в геном которого искусственно введен ген, который не может быть приобретен при естественном скрещивании.)
Типы вирусной инфекции
В зависимости от длительности пребывания вируса в клетке и характера изменения ее функционирования различают три типа вирусной инфекции.
Если образующиеся вирусы одновременно покидают клетку, то она разрывается и гибнет. Вышедшие из нее вирусы поражают новые клетки. Так развивается литическая инфекция (греч. lysis - разрушение, растворение).
При вирусной инфекции другого типа, называемой персистентной (стойкой), новые вирусы покидают клетку-хозяина постепенно. Клетка продолжает жить и делиться, производя новые вирусы, хотя ее функционирование может изменяться.
Третий тип инфекции называется латентным (скрытым). Генетический материал вируса встраивается в хромосомы клетки и при ее делении воспроизводится и передается дочерним клеткам. При определенных условиях в некоторых из зараженных клеток латентный вирус активируется, размножается, и его потомки покидают клетки. Инфекция развивается по литическому или персистентному типу.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.