УРОК
Тема урока: «Вирусы»
Цель урока: Изучить строение, жизнедеятельность вирусов, значение в природе и жизни человека.
Задачи:
Образовательные:
познакомить обучающихся с историей открытия вирусов, рассмотреть особенности строения, жизнедеятельности вирусов и их значение в природе и для человека.
Развивающие:
развивать коммуникативные умения обучающихся, развивать общеучебные умения (понимать и запоминать прочитанное, делать краткие записи).
Воспитательные:
создать условия для формирования способностей работы в группе, воспитывать культуру общения обучающихся, воспитывать познавательный интерес.
Планируемые результаты
Предметные: знать основную сущность, общие механизмы влияния вирусов на здоровье человека и других организмов
Личностные: основам ознакомительного, изучающего, усваивающего и поискового чтения; строить логическое рассуждение, включающее установление причинно-следственных связей
Метапредметные: находить необходимую информацию, работая с учебником; участвовать в обсуждении, высказывают свою точку зрения
Тип урока: урок изучения нового материала.
ХОД УРОКА.
Актуализация опорных знаний
Какими свойствами обладают живые организмы? (единство химического состава, обмен веществ и энергии, сходство уровней организации, размножение, наследственность и изменчивость, рост и развитие, раздражимость)
- Что является основой строения живого организма? (Клетка — элементарная единица строения и жизнедеятельности всех живых организмов)
- Наука, изучающая клетку? (Цитология)
- Какая структура является носителем наследственной информации в клетках живых организмов (ДНК).
- А есть ли организмы, которые не имеют клеток? (есть).
- Что это за организмы? (вирусы).
Изучение нового материала
Первые упоминания о самом грозном заболевании - оспе найдены в древнеегипетских папирусах. Эпидемия оспы за 12 веков до нашей эры описана арабскими учёными. На коже мумии фараона Рамзеса V (1085 г до нашей эры) обнаружены типичные оспенные поражения. Другую болезнь описал древнегреческий врач Гиппократ (460-370г. до н.э.). Позже она получила название полиомиелит. В трудах великого мыслителя древности Демокрита (5 век до н.э.) найдены описания бешенства. В чём причины болезней, кто их вызывает - они сказать не могли. От вирусных заболеваний умирают сотни и тысячи людей. Это наблюдается и в наше время. (Фото врачей, которые погибли от короновирусной инфекции).
- Как вы думаете, что являлось причиной болезней? (вирусы)
ВИРУСЫ–неклеточные формы жизни на Земле. (обучающиеся записывают определение в тетрадь)
Вирусы очень отличаются от всех других форм жизни. Они не имеют клеточного строения, у них нет цитоплазмы, ядра и митохондрий, вырабатывающих энергию, отсутствуют рибосомы, синтезирующие белки. Вирусы лишены и таких специфических свойств живого, как обмен веществ и энергии.
Вирусы существуют в двух формах: покоящейся, или внеклеточной (вирусные частицы, или вирионы) и внутриклеточной (комплекс «вирус-клетка)
Формы вируса
Покоящаяся (вирионы)
Внутриклеточная («вирус-клетка»)
Вирионы - отдельные вирусные частицы, симметричные тела, состоящие из повторяющихся элементов.
(обучающиеся записывают в тетрадь схему)
Физминутка.
История открытия вирусов.
На рубеже19 и 20 в.в. было обнаружено, что существует целый ряд болезней растений, животных и бактерий, возбудители которых явно имеют неклеточную природу: они имеют слишком малые размеры, проходят через мельчайшие фильтры, которые задерживают даже самые маленькие клетки. Но все же тщательные кропотливые поиски возбудителей таких заболеваний, как оспа, бешенство, грипп, корь, чума свиней, собак и других оказывались безрезультатными. Казалось, здесь микробиология зашла в тупик. Но выход из этого тупика был указан русским физиологом растений Д.И.Ивановским в 1892 году.
Д.И. Ивановский изучил причины заболевания табака мозаичной болезнью, приносившей большие убытки табаководам. Он выяснил, что это заразное заболевание, но поиски возбудителя дали отрицательный результат. Продолжая свои исследования, он рядом простых опытов установил, что возбудителем табачной мозаики является заразное начало, свободно проходящее через бактериальные фильтры, задерживающие самые мелкие бактерии, и невидимое в оптический микроскоп.
Открытые организмы Ивановский именовал «фильтрующимися бактериями», это название использовалось в научных кругах несколько лет, пока в 1899 году голландский ученый Мартин Бейеринк не применил понятие «вирусы», что в переводе с латинского (vira) значит «яд».
К настоящему времени открыто большое количество вирусов человека, животных, растений и продолжают открывать все новые вирусы. Учение о вирусах разрослось в самостоятельную науку – вирусологию, изучающую неклеточные формы жизни.
Вирусные частицы представляют собой мельчайшие (20 300нм) симметричные структуры, построенные из повторяющихся элементов. Они способны проходить через любые фильтры. Это внутриклеточные паразиты, некоторые могут кристаллизоваться, но как только проникают в клетки живых организмов, проявляют все признаки живого. Распространены повсеместно.
Размеры вирусов колеблются от 20 до 300 нанометров. В среднем они в 50 раз меньше бактерий.Большинство из них можно увидеть только в электронный микроскоп.По внешнему виду: имеют шарообразную форму (вирус гриппа), кубовидную (вирус оспы), вид палочки (вирус табачной мозаики – шестигранная палочка), многоугольными, сферическими, нитевидными.
Строение вирусов.
По строению различают две группы вирусов: простые (например, вирус табачной мозайки) и сложные (вирус гриппа, герпеса).
В отличие от всех клеточных организмов, у которых обязательно имеются две нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), вирусы содержат только одну из них (либо ДНК, либо РНК). Поэтому по составу все вирусы делят на ДНК-содержащие и РНК-содержащие.
Просто организованные вирусы состоят из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и нескольких белков, образующих оболочку – капсид (от лат.capsa-вместилище) вокруг нуклеиновой кислоты. Белки защищают нуклеиновую кислоту.
Сложно организованные вирусы помимо белков капсида и нуклеиновой кислоты могут содержать липопротеидную мембрану (дополнительную оболочку), углеводы и неструктурные белки – ферменты.
У вирусов бывают разные типы капсидов:
1. Спиральный;
2. Икосаэдрический или шарообразный;
3. Продолговатый (головка бактериофага);
4. Комплексный.
Вирусы распространены в природе повсеместно и поражают все группы живых организмов. Описано около 500 вирусов, поражающих теплокровных позвоночных, и более 300 видов – высшие растения. Вирусы очень устойчивы. Они переносят высушивание и низкие температуры. При нагревании до 55-600С часть вирусов погибает, часть выдерживает температуры до 900С. Многие вирусы длительно устойчивы к действию спиртов, эфиров и других сильно влияющих на бактерии химических веществ. Под действием ультрафиолетовых лучей большинство вирусов погибает.
Бактериофаги.
Бактериофаги переводятся с греческого языка как "пожиратель бактерий". Они относятся к особым представителям царства вирусов, однако в отличие от других видов, бактериофаги умеют использовать бактериальные клетки для размножения.
Бактериофаги или фаги - вирусы, избирательно поражающие бактериальные клетки.
Бактериофаги очень мелкие, неклеточные организмы. Средняя величина одного экземпляра 0,1-0,2 миллимикрона, а проще говоря, миллионные доли миллиметра, что составляет 1/100 часть от клетки обычной бактерии размером около пяти микрон.
Английский бактериолог Фредерик Туорт в статье 1915 года описал инфекционную болезнь стафилококков, инфицирующий агент проходил через фильтры, и его можно было переносить от одной колонии к другой.
Независимо от Фредерика Туорта французско-канадский микробиолог Феликс Д'Эрелль 3 сентября 1917 года сообщил об открытии бактериофагов.
Наряду с этим известно, что российский микробиолог Николай Фёдорович Гамалея ещё в 1897 году впервые наблюдал явление лизиса (выход вирусных частиц из пораженной клетки) бактерий (сибиреязвенной палочки).
Бактериофаги различаются по химической структуре, типу нуклеиновой кислоты, морфологии и характеру взаимодействия с бактериями. По размеру бактериальные вирусы в сотни и тысячи раз меньше микробных клеток.
Типичная фаговая частица (вирион) состоит из головки и хвоста. Длина хвоста обычно в 2—4 раза больше диаметра головки. В головке содержится генетический материал — одноцепочечная или двуцепочечная РНК или ДНК с ферментом транскриптазой в неактивном состоянии, окружённая белковой или липопротеиновой оболочкой — капсидом, сохраняющим геном вне клетки. Нуклеиновая кислота и капсид вместе составляют нуклеокапсид.
1 — головка, 2 — хвост, 3 — нуклеиновая кислота, 4 — капсид,
5 — «воротничок», 6 — белковый чехол хвоста, 7 — фибрилла хвоста,
8 — шипы, 9 — базальная пластинка
Жизненный цикл вируса.
Вирусы способны размножаться только в клетках других организмов. Способы проникновения вирусов в клетки живых организмов разнообразны. Проникновение вируса в растительную клетку, защищенную прочной клеточной стенкой, происходит в местах ее механических повреждений, наносимых вредителями.
Размножение вирусов (репродукция) – это многоступенчатый процесс. Процесс проникновения вириона в клетку хозяина включает несколько этапов:
-
Прикрепление
-
Проникновение в клетку
-
Лишение оболочек
-
Репликация (синтез иРНК)
-
Сборка
-
Выход из клетки
Значение вирусов.
Вирусы вызывают многие опасные заболевания человека: оспу, ветряную оспу, корь, грипп, гепатит, герпес, бешенство, полиомиелит, СПИД.
Вирусные заболевания поражают животных и растения, принося ущерб сельскому хозяйству.
Вирус классифицировали как биологическое оружие. Сегодня использование биологического оружия считается незаконным, благодаря подписанию конвенции о запрещении биологического оружия 1972 года и Женевского протокола. Но, несмотря на то, что многие страны уже давно уничтожили свои запасы биологического оружия и прекратили его исследования и распространение, угроза все еще сохраняется (например, вирусы оспы, сибирской язвы, чумы, туляремии, эболы и др.)
Однако вирусы могут быть полезными. Прежде всего вирусы, как и любые другие паразиты, стимулируют деятельность защитных сил организмов, направляя, в известной степени, эволюционный процесс.
Многие вирусы, поражающие бактерии, чрезвычайно важны для медицины и ветеринарии, поскольку позволяют естественным путем и без химических реагентов побеждать многие бактериальные инфекции.
Вирусы - бактериофаги используются для изучения синтеза белка, строения гена, раковых заболеваний.
Вирусы используются для борьбы с насекомыми-вредителями (например, с хлопковой совкой в США, кроликами в Австралии).
Они играют важную роль в регуляции численности популяций некоторых видов живых организмов (например, вирус дикования с периодом в несколько лет сокращает численность песцов в несколько раз).
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.
Заболевания человека, животных и растений, вызываемых вирусами.
Болезни человека | Болезни животных | Болезни растений |
1. Грипп. 2. Оспа. 3. Корь. 4. Свинка. 5. Бешенство. 6. Полиомиелит. 7. Гепатит. 8. Желтая лихорадка. 9. Краснуха. 10. Некоторые злокачественные опухоли (рак). 11. ВИЧ. | 1. Ящур. 2. Рак. 3. Инфекционная анемия лошадей. 4. Чума свиней и птиц. 5. Птичий грипп. | 1. Мозаичная болезнь табака, огурцов, томатов. 2. Карликовость. 3.Скручивание листьев. 4. Желтуха. |
Из-за высокой мутабельности вирусов лечение вирусных заболеваний довольно сложно. Гораздо успешнее применять вакцинацию, заключающуюся во введении аттенуированных (то есть ослабленных) микроорганизмов или умеренных (близкородственных, но не патогенных) штаммов. В 1796 году Эдуард Дженнер изобрел оспопрививание (сейчас вирус оспы остался только в нескольких научных лабораториях), а в 1885 году Луи Пастерсделал первую прививку от бешенства. Также практикуют пассивную иммунизацию, то есть введение уже готовых антител из крови животных.
Основными путями передачи вирусной инфекции являются:
1. Пищевой путь, при котором вирус попадает в организм человека с загрязненными продуктами питания и водой (энтеровирусы, реовирусы, многие аденовирусы, некоторые парвовирусы)
2. Трансмиссивный. При укусе кровососущего насекомого (арбовирусы, некоторые представители семейства рабдовирусов)
3. Через кожу, через повреждения, трещинки (вирус коровьей оспы, папилломы)
4. Половой (парвовирусы, вирусы герпеса, СПИД)
5. Вертикальный (от матери к плоду) - вирусы цитомегалии, простого герпеса, Коксаки, СПИД
6. Парентеральный, при котором вирус попадает непосредственно в кровь или внутреннюю среду человека. Главным образом это происходит при манипуляции зараженными хирургическими инструментами или шприцами.
7. Дыхательный путь, для которого свойственен воздушно-капельный механизм передачи, при котором вирус попадает в организм человека вместе с вдыхаемым воздухом, который содержит частицы мокроты и слизи выброшенных больным человеком или животным. 2 группы вирусов, попадающих воздушно-капельным путем:
1) респираторые вирусы, которые репродуцируются в эпителии слизистых оболочек дыхательных путей, вызывают местную инфекцию.
2) вирусы, для которых дыхательные пути являются только воротами инфекции. Вызывают генерализованную инфекцию, часто со вторичным поражением дыхательных путей (кори, свинки, ветряной и натуральной оспы).
Рефлексия
Тестирование
Д.З. §14
9