Відкритий урок. "Віруси"

Тема: Неклітинні форми життя – віруси

Мета уроку:

Навчальна: сформувати знання про неклітинні форми життя – віруси як важливий чинник еволюції органічного світу; з’ясувати  особливості їхньої будови, процесів життєдіяльності та розмноження, істрорію відкриттів, розкрити механізми проникнення вірусу до клітини-хазяїна.

Розвивальна: створювати умови для розвитку логічного мислення учнів, розвивати вміння аналізувати, порівнювати, робити висновки.

Виховна: сформувати уміння використовувати теореотичні знання про віруси з метою збереження власного здоровя.

Тип уроку: комбінований.

Методи роботи на уроці: проблемні, ілюстративні, інтерактивні.

Форми роботи на уроці: повідомлення учнів, мультимедійна презентація, відео демонстрація, робота в парах.

 Обладнання: комп’ютер, проектор, екран, диск з презентацією «Віруси»,  відео фрагменти «Неклітинні форми життя», підручник, тестові завдання.

Епіграф уроку:

                                                                         «Відкриття приходить лише до тих,

                                                                         хто готовий до їх розуміння»

                                                                                                                Луї Пастер                                                                                                         

Хід уроку

1.                Організаційний момент.

1.1.          Привітання.

1.2.          Перевірка готовності класного приміщення до уроку.

1.3.          Перевірка готовності учнів до уроку.

1.4.          Перевірка присутності учнів: кількість за списком ______, кількість присутніх на уроці________, відсутніх_______.

 2.Актуалізація опорних знань.

Питання для бесіди.

1.Чим відрізняються клітини прокаріотів та еукаріотів ?

2. Які типи нуклеїнових кислот є в клітинах ?

3. Як розможується клітини ?

3.Мотивація навчальної діяльності.

Учитель: Чи замислювалися ви над тим, що людству із самого початку його існування загрожували і загрожують серйозні вороги? Ці вороги часто без зброї сіяли смерть. Їх жертвами ставали мільйони людей, які загинули від віспи, чуми, енцефаліту, а зараз від Сніду. Ці вороги невидимі, підступні і з’являються неочікувано.

Як ви вважаєте хто це ? (Роздуми учнів)

Відповіді учнів.

Учитель: Саме у зв’язку з поширенням вірусів, зростанням кількості вірусних інфекцій ми і вивчаємо сьогодні тему «Неклітинні форми життя - віруси»

Учитель: Епіграфом нашого уроку я обрала слова Луї Пастера «Відкриття приходить лише до тих, хто готовий до їхнього розуміння». Я пропоную вам зробити сьогодні таке відкриття у процесі вивчення нової теми.

 Ф. Енгельсу належить наступне визначення «Життя є спосіб існування білкових тіл, істотним моментом якого є постійний обмін речовин з оточуючим середовищем», з якого автоматично витікає, що віруси, у яких ніякого обміну речовин немає і бути не може, до живих об’єктів віднести ми не можемо.

Як бачимо…

В нас проблема виникає,

розв’язання вимагає!

            Вірус – є речовиною,

 чи істотою живою?

Цю проблему ми повинні вирішити з вами до кінця нашого уроку.

 4. Засвоєння нового матеріалу.

   План уроку.

1.                 Вірусологія – наука про віруси.

2.                 Історія відкриття вірусів.

3.                 Гіпотези походження вірусів.

4.                 Будова вірусів.

5.                 Шляхи проникнення вірусів.

1.                 Розповідь учителя з елементами бесіди.

Вірусологія – наука яка вивчає будову і функії вірусів, їх властивості, шляхи передачі та способи лікування і профілактики вірусних захворювань.

Кожен з вас переніс пренаймі одне вірусне захворювання(грип тощо) але ніхто не бачив його збудників адже розміри вірусних частинок – віріонів – такі мізерні (15-300 нм), що більшість з них можна побачити лише за допомогою електронного мікроскопа.

Спеціалісти які вивчають віруси називаються вірусологи, на Україні є інститут «Вірусології та мікробіології» де вчені проводять свої дослідження.

 Царство вірусів відкрито відносно недавно: 100 років – це дитячий вік в порівнянні з математикою, 100 років – це багато у порівнянні з генною інженерією. Але в науки немає віку, вона подібно людям має юність, але ніколи не буває старою… Більшість вірусів було відкрито при встановлені причини того чи іншого захворювання людини, тварини або рослини. Саме це наклало відбиток на відношення до вірусів і до науки «вірусології», яка їх вивчає. Найменші об’єкти, досліджувані цією наукою, назвали однозначно – отрута. Як ви гадаєте чому?

Учитель: Все має свою історію, а чи мають її віруси?

2.                 Історія відкриття вірусів.(Повідомлення учнів)

• Відкриття вірусів. Перше відоме свід­чення про вірусну інфекцію знайдено на давньоєгипетському барельєфі. На ньому зображений жрець з ознаками вірусного за­хворювання - паралітичного поліомієліту. Вивчення мумії фараона Рамзеса V показало, що він помер від вірусного за­хворювання - віспи - у віці близько 35 років у 1143 році до н. є. На його шкірі виявлено сліди від пустул, типових для цієї хвороби.

Багато тисяч років віспа нищила насе­лення Землі. Лише за минуле тисячоліття від неї загинуло від 300 до 500 мільйонів людей. 1796 року відбулася важлива подія, завдяки якій протягом наступних віків були розроблені та застосовані в планетарному масштабі профілактичні засоби боротьби з цим захворюванням, передусім вакцинація. Ще у стародавньому Китаї практикували профілактику віспи, вводячи здоровим лю­дям гній з виразок хворих на віспу. Як наслідок, в одних випадках людина переносила легку форму захворювання та набувала стійкого імунітету, в інших - інфекція призводила до смерті. Англійський лікар Едуард Джен-нер (1749-1823) дійшов висновку, що успішність вакцинації зумовлена ступенем ослаблення культури паразита. Він увів у розріз шкіри восьми­річного хлопчика вміст пустули доярки, яка перехворіла на так звану коров'ячу віспу. У хлопчика, який ніколи не хворів на віспу, утворилася маленька виразка на місці введення вакцини, яка загоїлася за два тижні. Через півтора місяці Дженнер зробив цьому ж хлопчику щеплення ріди­ною з пустули хворої на віспу людини, але хвороба не розвинулася. Успіх Дженнера зумовлений тим, що віспа у корів перебігає в легкій формі, а віріони адаптовані до організму хазяїна - корови, тому не здатні виклика­ти важку форму захворювання у людини, однак стимулюють утворення антитіл у її крові.

1885 року відомий французький учений Луї Пастер (1822-1895) уперше перевірив на людині дію вакцини проти сказу. Він зробив щеплення дитині, яку покусав скажений собака, і тим самим зберіг їй життя. І хоча на той час віруси ще не були відкриті, саме він ввів терміни вірус (від лат. вірус - отрута) і вакцинація (на честь Е. Дженнера, від лат. вакка -корова). Він також розробив наукову базу для здій­снення вакцинації.

Відкрив віруси російський учений Д. Івановський (1864-1920), який у 1892 р. оприлюднив роботу про поширення збудника мозаїчної хвороби тютюну. Він довів, що сік уражених рослин, введений здоровим, спричиняє їхнє захворювання. Це відбувалося навіть  після  фільтрування  соку через  керамічні

фільтри дуже малого діаметра, здатні затримувати

найдрібніші бактерії. Івановський вважав збудників мозаїчної хвороби тютюну найдрібнішими істотами. На відміну від інших відомих на той час мікроорганізмів, культуру цих загадкових паразитів не вдалося вирости­ти в лабораторії на жодному з органічних середовищ.

1898 року вчені встановили, що збудник ящуру рогатої худоби також «фільтрується». Було з'ясовано, що ці «істоти» можуть спричиняти інфекційні захворювання не тільки в рослин, а й у тварин. 1901 року було доведено, що жовту пропасницю спричиняє вірус, який переносять двокрилі кровосисні комахи - комарі. 1915 року були відкриті віруси в клітинах бактерій - бактеріофаги («пожирачі бактерій»).

На основі багаторічних досліджень були визначені такі властивості вірусів:

•   неклітинна будова;

•   облігатний паразитизм у прокаріотичних та еукаріотичних клітинах (тобто паразит здатний жити лише в певних умовах);

•   використання органел клітини-хазяїна для синтезу нових вірусних частинок;

•   відсутність власного обміну речовин;

•    відсутність проявів життєдіяльності поза клітиною-хазяїном.

Багато властивостей вірусів (відсутність клітинної будови, метаболізму,

росту, здатність до кристалізації) не притаманні іншим організмам. Проте вони побудовані з органічних речовин, спільних для всіх живих істот, вступають з клітинами у симбіотичний зв'язок (паразитизм), їм притаман­ні спадковість і мінливість, відповідні місця поширення. Це свідчить про належність вірусів до живої частини біосфери.

3.                 Гіпотези походження вірусів. (Пошуковий метод, робота з підручником)

•    Гіпотези походження вірусів. На сьогодні не існує єдиної точки зору
на походження вірусів. Учені розглядають три такі основні гіпотези.

Згідно з гіпотезою регресивної (від лат. - зворотний рух) еволюції, віруси виникли з клітин, які втратили більшість органел.

За гіпотезою паралельної еволюції, віруси виникли в прадавні часи не­залежно від клітин, використовуючи їхні можливості для перетворення енергії та синтезу білків. Останнім часом більшість учених схиляється саме до цієї гіпотези, оскільки на її користь з'являється все більше дока­зів, зокрема щодо еволюції РНК.

Гіпотеза «скажених генів», висунута Джеймсом Уотсоном (пригадайте внесок цього вченого в розвиток біології), твердить про те, що віруси як ді­лянки спадкового матеріалу клітин набули здатність існувати самостійно. Зазначимо, що досі не отримано переконливих доказів на підтримку чи спростування жодної із цих гіпотез.

Усередині інфікованої клітини вірусні частинки, як правило, не виявляють, оскільки їхні компоненти (білки та нуклеїнові кислоти) задіяні в клітинному метаболізмі - відбувається реплікація, транскрипція та трансляція вірусних нуклеїнових кислот, синтез вірус­них білків. У зовнішньому середовищі (поза клітиною) віруси перебувають у вигляді окремих частинок - віріонів.

4. Будова вірусів. (Розповідь учителя з елементами бесіди.)

Усередині інфікованої клітини вірусні частинки, як правило, не виявляють, оскільки їхні компоненти (білки та нуклеїнові кислоти) задіяні в клітинному метаболізмі - відбувається реплікація, транскрипція та трансляція вірусних нуклеїнових кислот, синтез вірус­них білків. У зовнішньому середовищі (поза клітиною) віруси перебувають у вигляді окремих частинок - віріонів.

За будовою розрізняють прості та складні віруси. У простих вірусів мо­лекула нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК) оточена тільки білковими мо­лекулами (від декількох десятків до декількох тисяч). Складні віруси під час формування віріонів захоплюють частину клітинної плазматичної мембрани, яку вони «інкрустують» власними білками і використовують як зовнішню оболонку .

У складі вірусної частинки може бути тільки один тип нуклеїнової кис­лоти - або ДНК, або РНК. Молекули нуклеїнових кислот слугують носія­ми генетичної інформації вірусів. Зверніть увагу: якщо в клітинах прока­ріотів та еукаріотів ДНК дволанцюгові, а РНК - одноланцюгові, то у вірусів молекули обох нуклеїнових кислот можуть бути і дволанцюгові, і одно­ланцюгові.

Ще одна важлива відмінність ві­русів від клітин прокаріотів та еука­ріотів полягає в їхньому унікально­му способі утворювати віріони внаслідок так званого самозбирання.

Переважна більшість простих вірусів збирається в чітко визначеному порядку, утворюючи симетричні структури . Залежно від виду вірусу, віріон може мати ікосаедричний (наприклад, збудники поліомієліту, папіломи), спіральний (вірус тютюнової мозаї­ки)   або   змішаний   (бактеріофаги) типи симетрії. (Ікосаедр - об'ємний 20-гран-ник.)  Зображення віріона бакте­ріофага Т4, в якого «головка» з молекулою ДНК усередині побудована за ікосаедричним типом симетрії, а «хвіст» - за спіральним. Хвіст оточе­ний чохлом з білків; усередині хвоста проходить порожнистий стрижень, через який молекула ДНК впорскується в клітину бактерії. Зверніть увагу, що цей бактеріофаг, незважаючи на ускладнення будови, належить до простих ві­русів, оскільки не має зовнішньої оболонки з ліпідів і вуглеводів.

Прості віруси виходять з ураженої клітини зазвичай унаслідок пошкодження плазматичної мембрани вірусними ферментами або руйнуван­ня (апоптозу) клітини. Віріони складних вірусів покидають клітину в оточенні ділянки її плазматичної мембрани. Цей процес називається брунькуванням.

Віруси належать до особливого підрозділу живої природи – царства Віра.

Віруси - неклітинні форми життя. Це внутрішньоклітинні пара­зити прокаріотичних та еукаріотичних організмів. За межами клітин хазяїна вірусні частинки не виявляють жодних ознак живого. їхнє розмноження можливе лише всередині клітини, в якій вони паразитують. Для розмноження віруси використову­ють структури, органічні речовини та енергію клітини-хазяїна. Кожна вірусна частинка (віріон) складається з єдиної одно- або дволанцюгової молекули ДНК або РНК та оболонки. Залежно від особливостей хімічного складу оболонки вірусних частинок віруси поділяють на прості та складні. У простих вірусів оболон­ка складається лише з білків, у складних - до її складу входять також ліпіди та вуглеводи. Учені відносять віруси до особливого підрозділу живої природи - царства Віра.

Учитель: Тут на слайді ці організми гарні, симетричні. Але за їхньою оболонкою ховається підступництво. Нобелівський лауреат Пітер Медовар дав вірусам дотепне визначення: «Віруси - це погані новини в упакуванні з білка». Розрізняються вірусні хвороби рослин, тварин та людини. Більшість із вас зустрічалися з таким вірусним захворюванням як грип. З 1886 року людство не розлучається із цим захворюванням. В останні роки з'явилися нові небезпечні віруси - пташиного та свинного грипу, СНІДу. На сьогодні від СНІДу у світі померло близько 28 млн. людей. Вірусні інфекції - поширені скрізь, вони вражають усі види живих організмів

Учитель: Отже, ми з вами розглянули будову біологічних вірусів. Чи дає вона нам можливість розв’язати проблему: живі це організми чи ні? За вашею реакцією я бачу, що іще не можемо. А чому? За якими ознаками живі організми відрізняються від неживих? (пропозиції учнів) Так, всі живі організми здатні до розмноження. Вірус - неклітинна форма життя. Він досить просто побудований, але розмножується. Розмножуватися вірус здатний лише у клітинах інших організмів і цей процес є багатоступеневий.

5.   Шляхи проникнення в організм людини.

Шляхи проникнення.	Хвороби.
Повітряно-крапельний.	Грип,віспа,кір.
З їжею.	Ентерит, ящур.
Через шкіру.	Сказ, віспа,герпес.
Через кров.	Гепатит, СНІД.
За допомогою переносників.	Енцефаліт, жовта лихоманка.
Статевий.	Герпес, СНІД.

6.                 Узагальнення і закріплення знань.

         Тестові завдання.

7.                 Підбиття підсумків.

Перегляд відеофрагменту неклітинні форми життя.

8.                 Домашнє завдання.

1. Вивчити параграф 30. За підручником Балан П.Г.

Біологія: 10 кл. : Підручник. Для загальноосвіт. навч. закл. : рівень стандарту, академічний рівень / П.Г. Балан, Ю.Г. Вервес, В.П. Поліщук.-К. :  Генеза, 2010.-288с.

2. Підготувати доповідь  на теми: «Віруси рослин», «Віруси людини і тварини».