Вирусы
план-конспект урока по биологии (10 класс)

Конспект открытого урока по теме "Вирусы". 10-й класс

Цель урока: сформировать представление о вирусах как о неклеточной форме жизни, их строении, жизнедеятельности, значении.

Задачи урока:

Образовательные:

• Познакомить учащихся с гипотезами происхождения вирусов и историей их открытия;
• Изучить строение и классификацию вирусов;
• Изучить жизненный цикл вирусов;
• Познакомить учащихся с ВИЧ и сформировать знания о мерах предупреждения заболеваний СПИДом.

Развивающие

• Продолжить формирование умения работать с учебником, дополнительной литературой, интернет-ресурсами, компьютерными средствами;
• Продолжить развитие логического мышления через умения сравнивать, анализировать, делать выводы;

Воспитательные

• Научить учащихся выражать свое собственное мнение и отстаивать его в диспуте;
• Формировать ответственное отношение к своему здоровью как к ценности через ознакомление с профилактическими мерами борьбы с вирусными заболеваниями;

Тип урока: урок изучения нового материала.

Технология обучения: ИКТ-технология.

Оборудование: компьютер, экран, мультимедийный проектор, таблица «Вирусы», презентации.

Ход урока

I. Организационный момент. (приветствие, проверка готовности к уроку)

Учитель: Добрый день! Я рада вас видеть сегодня на уроке. Думаю, что наша совместная работа будет полезной и интересной. Давайте улыбнемся друг другу, настроимся на поиск и творчество и начнем наш урок с «Очевидного невероятного»

А) Определение темы урока

26 ноября 1922 года, просунув свечу в пролом стены, археологи разглядели не разграбленные сокровища. В золотом гробу лежала мумия Тутанхамона. ( слайд №1) Это была сенсация.  Миру открылись величайшие экспонаты, бесценные сокровища.  А Тутанхамон стал олицетворением всех фараонов древней таинственной страны на берегах Нила. (Слайд №2). Но через два месяца  все газеты обошла новость: “Лорд Карнарвон, который был спонсором раскопок в Долине царей, скончался». ( слайд №3) Смерть Лорда забылась бы скоро, если бы не погибло еще 7 человек. За 10 лет из 25 людей, которые были связаны с работой в гробнице,  в живых  осталось лишь 2 человека. Вот тогда и появилась версия о мести Тутанхамона.

"КАЖДЫЙ, КТО ПОСМЕЕТ ВОЙТИ С ГРОБНИЦУ, БУДЕТ НЕМЕДЛЕННО наказан. ЕГО ЖДУТ НЕСЧАСТЬЕ И СМЕРТЬ"…- такова расшифровка надписи на глиняной дощечке, найденной  вместе с саркофагом фараона .

Такая вот история.

Столкновение с проблемой: Существует ли «проклятие фараона»? ( ответы учащихся)

А если отнестись к легенде скептически,  изучить научные объяснения и попытаться установить, что же могло на самом деле произойти с членами экспедиции?

( Версии учащихся, переход к теме урока)

Изучив истории болезней умерших членов экспедиции и произведя бактериологические исследования гробницы Тутанхамона, американский доктор Дин обнаружил вирус гистоплазмозис. В 1956 году им  был поставлен научно обоснованный диагноз — «пещерная болезнь»  и тем самым развеян миф о «проклятии фараона».

Итак, Тема сегодняшнего  урока: «ВИРУСЫ»

III. Итак, ребята, тема сегодняшнего урока «Вирусы»

Цель нашей работы: сформировать представление о вирусах как о неклеточной форме жизни, их строении, жизнедеятельности, значении.

Какой образ или ассоциации возникают у Вас при упоминании слова «Вирус»?

IV. Изучение нового материала

Итак, ребята, перед нами – два проблемных вопроса, на которые мы постараемся ответить в течении урока:

• Вирусы – это вещества или существа?
• Почему вирусы практически невозможно уничтожить?

Откуда же появились вирусы? Когда впервые стало о них известно?

На сегодняшний день существует три гипотезы появления вирусов:

Гипотеза №1 «Первые на Земле». Вирусы – это потомки древних доклеточных форм жизни. На Земле существуют более 4,5 млрд. лет.

Гипотеза №2. Вирусы – потомки древнейших бактерий, утративших собственный механизм синтеза белка и перешедший к внутриклеточному паразитизму.

Гипотеза №3. Вирусы – это составные части клеток всех живых существ, своеобразные «одичавшие гены», постоянно образующиеся в живых клетках.

В 1892 г. Д.И. Ивановский, занимаясь поисками возбудителя болезни табачной мозаики, установил, что он (возбудитель) невидим в микроскоп даже при самом сильном увеличении и проходит через фильтры, которые задерживают бактериальные клетки; не растет на обычных питательных средах, применяемых в бактериологии. Ученый предположил, что возбудителем болезни табака являются либо мельчайшие бактерии, либо выделенные ими ядовитые вещества-токсины. Шесть лет спустя независимо от Ивановского такие же результаты получил нидерландский ученый М. Бейеринк. Оба ученых были отчасти правы, но отчасти и ошибались. Было установлено, что это по химической природе – это нуклеопротеины (нуклеиновые кислоты + белки), сами частицы все еще оставались неуловимыми и загадочными. Увидеть вирусы удалось в электронный микроскоп лишь спустя 50 лет. Первым был сфотографирован вирус табачной мозаики.

В переводе с латинского «вирус» означает «яд».

Наука, изучающая вирусы – вирусология.

Каковы же особенности строения и жизнедеятельности вирусов? 

Строение вируса

Вирусы  состоят из фрагмента генетического материала (РНК или ДНК), составляющего сердцевину вируса, и защитной оболочки, которая называется капсид. У некоторых вирусов (герпес, грипп) есть дополнительная липопротеидная оболочка – суперкапсид, которая возникает из плазматической мембраны клетки-хозяина.

В зависимости от содержащегося генетического материала вирусы подразделяются на ДНК-содержащие и РНК-содержащие.

К РНК-содержащим вирусам относятся более  вирусов, вызывающих респираторные заболевания, а также вирус гриппа, кори, краснухи, свинки, ВИЧ, гепатит А, гепатит С

Двухцепочные ДНК-содержащие вирусы вызывают такие заболевания, как папиллома человека ,герпес, гепатит В

ДНК-содержащие вирусы поражают также растения. Они вызывают, например, золотую мозаику бобов или полосатость у кукурузы.

Нуклеиновые кислоты в составе вируса - это Хранилище наследственной информации.

Белковая оболочка – выполняет  функции -Защитную. Ферментативную

Так просто не устроен ни один живой организм. В чем отличия в строении вирусов от растений, животных, бактерий?

«Классификация вирусов. Их значение.» Вирусы могут различаться

Столкновение с проблемой:

 Вирусы!  – Это существа или вещества?

– Они живые или неживые? Каких признаков у них больше ?

Сторонники биологической природы вирусов
Вирусы способны размножаться.
Они обладают наследственностью.
Вирусы обладают изменчивостью, благодаря которой они приспосабливаются к условиям окружающей среды.
Вирусы способны скрещиваться между собой и производить жизнеспособные гибриды.
Сторонники химической природы вирусов.
Размножение вирусов невозможно вне чужой клетки.
Они образуют кристаллы — типичное вещество неживой природы.
Вирусы не растут.
Они не синтезируют собственные белки, не способны к обмену веществ.
У вирусов нет каких-либо структур, присущих обобщенной схеме клетки (или: у них нет клеточного строения).

Вирус — это оборотень. Вирусы — существа доклеточного строения, внутриклеточные паразиты.

Столкновение с проблемой: Как же этой мельчайшей частице, которую и живым организмом можно назвать с большой натяжкой, удается быстро попасть внутрь клеток своих хозяев? Каким путем они проникают в клетку?

Проведем эксперимент. Узнаем скорость распространения такого вируса.

Практическая личностно-ориентированная работа.

Давайте представим ситуацию: неизвестный из вашего класса инфицирован. У каждого учащегося в руках пробирки с бесцветной жидкостью: у одного раствор щелочи КОН, у остальных - вода. Как быстро распространится «инфекция» среди учащихся класса? Каждому из вас предстоит сделать 2 «контакта», заключающихся в том, что вы обменяетесь жидким содержимым пробирки с двумя соседями. После обмена я, проходя между рядами, капаю индикатор. В тех пробирках, где цвет изменился, произошло «заражение». Итак, в начале опыта было всего 1человек - «источника заражения», а к концу «инфицированных» стало больше половины.

НАЗОВИТЕ ПУТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВИРУСНЫХ ИНФЕКЦИЙ?

Итак, Господа вирусологи, , «Иноземец» проник на чужую территорию и начинается самое страшное. Он заставляет «Государственный аппарат» – ядро клетки работать на себя. Процесс размножения вирусов ученый Виктор Михайлович Жданов описал так: «Происходит смерть ради жизни». Объясните значение данного выражения. Возвращаемся в виртуальную лабораторию.  (Видеофильм). Задание для учащихся. После просмотра видеоролика учащиеся самостоятельно пытаются (обозначить  этапы проникновения  вируса в клетку).

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВИРУСА

1. Прикрепление вируса к клетке

2. Проникновение вируса в клетку

3. Редупликация вирусного генома

4. Синтез вирусных белков и самосборка капсида

5. Выход вируса из клетки

Итак, вирусы являются постоянными спутниками человека от рождения вплоть до глубокой старости. Считается, что при средней продолжительности жизни 70 лет около 7 лет человек болеет вирусными заболеваниями.

Какие способы борьбы с вирусными инфекциями существуют? 

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.

Рассказ учителя о СПИДе.

СПИД – синдром приобретенного иммунного дефицита. Данное заболевание вызывает ВИЧ – вирус иммунного дефицита человека. Вирус относится к ретровирусам, имеет сферическую форму, диаметром от 100 до 150 нм. Наружная оболочки вируса состоит из мембраны, образованной из мембраны клетки-хозяина, в которую встроены рецепторные образования, по внешнему виду напоминающие грибы. Под наружной оболочкой вируса располагается капсид вируса, образованный особыми белками, внутри которого находятся две молекулы вирусной РНК. Каждая молекула РНК содержит 9 генов ВИЧ и фермент, осуществляющий синтез ДНК с молекулы вирусной РНК. Основными клетками-мишенями ВИЧ являются Т-лимфоциты. Кроме того, ВИЧ проникает в ЦНС, поражает нервные клетки и клетки-нейроны, клетки кишечника.

 Вирус гепатита С

По своему строению вирус гепатита С – это РНК-содержащий вирус, имеющий сферическую форму, сложно устроенный В качестве генетического материала такой вирус содержит линейную однонитчатую молекулу РНК.

Врачи называют гепатит С «ласковым убийцей», так как у этой болезни практически полностью отсутствуют симптомы. По причине бессимптомного течения болезни, диагностировать ее очень сложно: как правило, многие пациенты узнают о том, что заражены этим вирусом, совершенно случайно, к примеру, на плановых обследованиях. Ласковый убийца умело маскируется под другие недуги, которые сопровождаются слабостью, быстрой утомляемостью или астенией. Коварный гепатит C может на протяжении нескольких лет разрушать печень человека, не давая ему при этом возможности начать эффективное своевременное лечение. При переходе в хроническую стадию инфекции гепатит становится причиной цирроза или онкологических патологий печени.

Вопреки бытующим предрассудкам, подцепить вирус гепатита C невозможно через социальные контакты (поцелуи, объятия), через продукты или воду, через грудное молоко. Вы ничем не рискнете, если разделите с носителем вируса трапезу или напитки. Заразиться гепатитом C можно при контакте с кровью инфицированного человека либо половым путем. В настоящее время для лечения гепатита С используют два препарата: Интерферон альфа и Рибавирин.

Каковы пути передачи вируса? В рабочих листах задания 2 у вас перечислены способы действия людей. Какие из них являются А) безопасными, Б) опасными, В) очень опасными?

V. Подведение итогов 

Давайте вспомним два проблемных вопроса, поставленных в начале урока. Сможете ли вы сейчас на них ответить? (да, учащиеся дают ответы).

1. Вирусы – это существа или вещества? (существа, т.к. могут размножаться, обладают наследственностью, изменчивостью)
2. Почему вирусы практически невозможно уничтожить? (быстро размножаются, мутируют, просто устроены, не имеют клеточного строения и т. п. )

VI. Закрепление.В рабочих листах ответьте на вопросы теста. 

VII. Оценивание учащихся. Рефлексия. VIII. Домашнее задание 

Рабочий лист

Ф.И.ученика________________________________________________________

Класс_______________

Задание № 1. Значение вирусов        

1. _________________________________________________________________

2. _______________________________________________________________

3._______________________________________________________________

Задание №2.  Действия людей распределите по группам:

Безопасные_______________________________________

Опасные__________________________________________

Очень опасные_____________________________________

А) укус комара

Б) пользование общественным туалетом

В) поцелуй в щеку

Г) уход за больным СПИДом

Д) пользование чужой зубной щеткой

Е)нанесение татуировки

Ж)прокалывание ушей

З) множественные половые связи

И)переливание крови

К)плавание в бассейне

Л) объятия с больным СПИДом        

Задание №3. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВИРУСА

(расставь этапы в правильном порядке)

А) Синтез вирусных белков и самосборка капсида

Б) Прикрепление вируса к клетке

В) Редупликация вирусного генома

Г) Выход вируса из клетки

Д) Проникновение вируса в клетку

Ответ:_____________________________

Задание № 4. Реши тест.

1.Вирусы – это:

    А) прокариотическая клетка       Б) эукариотическая клетка     В) неклеточная форма жизни  

2. Вирусы состоят из

А)   белков и нуклеиновой кислоты        Б) целлюлозы и белков

В)  ДНК и РНК                                          Г) ядра и цитоплазмы

3. Белковая оболочка, в которую заключен     геном вируса, называется

А. вирион  Б. капсула  В. вироид   Г. капсид

4. Наследственная информация заключена в ДНК у вирусов, вызывающих следующие заболевания:

А) СПИД                   Б) паротит        В) герпес              Г) корь

5. Вызывают заболевания

А) туберкулез                       1) вирусы

Б) СПИД                                2) бактерии

В) грипп  

Г) сальмонеллез

Д) корь              

Е) холера

Итоги урока. Рефлексия.

 Открытие вирусов

В 1892 году Д.И. Ивановский (см. Рис. 1), изучая мозаичную болезнь табака (см. Рис. 2), 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.

Рис. 1. Д.И. Ивановский

В 1898 году независимо от Ивановского аналогичные результаты получил голландский микробиолог М. Бейеринк. Однако он предположил, что мозаичную болезнь табака вызывают не мельчайшие бактерии, а некое жидкое заразное начало, которое он назвал фильтрующим вирусом.

Размеры вирусов определяются нанометрами (20-200 нм), поэтому их изучение началось после открытия электронного микроскопа. В настоящее время описаны вирусы практически всех групп живых организмов.

 Строение вирусов

Вирусы – неклеточные формы жизни. Они состоят (см. Рис. 3) из фрагмента генетического материала (РНК или ДНК), составляющего сердцевину вируса, и защитной оболочки, которая называется капсид. У некоторых вирусов (герпес, грипп) есть дополнительная липопротеидная оболочка – суперкапсид, которая возникает из плазматической мембраны клетки-хозяина.

Вирусы не способны к самостоятельной жизнедеятельности. Они могут проявлять свойства живого, только попав в клетку-хозяина. Они используют потенциал и энергию этой клетки для создания своих новых вирусных частиц, следовательно, вирусы являются внутриклеточными паразитами.

 Размножение вирусов

Обычно вирус связывается с поверхностью клетки-хозяина и проникает внутрь. 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.

Проникнув внутрь клетки-хозяина, вирусная ДНК или РНК начинает взаимодействовать с ее генетическим аппаратом таким образом, что клетка начинает синтезировать белки, свойственные вирусу (см. Рис. 4).

Рис. 4. Схема репродукции вируса

В дальнейшем пораженная вирусами клетка может буквально «лопнуть», и из нее выйдет большое число вирусных частиц. Иногда вирусы выделяются из клетки постепенно, по одному, и зараженная клетка живет долго – такой тип взаимодействия вируса с клеткой называется продуктивным.

При заражении ретровирусом (например, вирус иммунодефицита человека (ВИЧ)), у которого в качестве генетического материала используется молекула РНК, наблюдается другая картина. При попадании ретровируса в клетку-хозяина происходит обратная транскрипция. То есть на основе вирусной РНК синтезируется вирусная ДНК, которая встраивается в ДНК человека. Такой тип взаимодействия вируса с клеткой называется интегративным, а встроенная в состав хромосомы клетки ДНК вируса называется провирусом. Далее провирус реплицируется (удваивается) в составе хромосомы и переходит в геном дочерних клеток. Однако под влиянием некоторых физических и химических факторов провирус может выщепляться из хромосомы клетки и переходить к продуктивному типу взаимодействия, то есть синтезировать новые вирусные частицы.

При заражении ВИЧ человек чувствует себя здоровым, пока вирусный генетический материал встроен в хромосому человека. Однако при выщеплении этого вирусного генетического материала из клетки она начинает образовывать новые вирусные частицы, вследствие чего развивается смертельное заболевание – синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД).

Вирусы являются возбудителями большого количества заболеваний человека: корь, грипп, оспа, краснуха, энцефалит, свинка, гепатиты, СПИД. Известен также целый ряд заболеваний растений, вызываемых вирусами, например мозаичная болезнь табака, томатов, огурцов или скручивание листьев картофеля. Всего описано около 500 видов вирусов, поражающих клетки позвоночных животных, и около 300 вирусов растений. Некоторые вирусы участвуют в злокачественном перерождении клеток и тем самым провоцируют онкологические заболевания.

 ДНК- и РНК-содержащие вирусы

В зависимости от содержащегося генетического материала вирусы подразделяются на ДНК-содержащие и РНК-содержащие.

РНК-содержащие вирусы

Одноцепочные РНК-содержащие вирусы подразделяются на:

1. Плюс-нитевые (положительные). Плюс-нить РНК этих вирусов выполняет наследственную (геномную) функцию и функцию информационной РНК (иРНК).

2. Минус-нитевые (отрицательные). Минус-нить РНК этих вирусов выполняет только наследственную функцию.

К РНК-содержащим вирусам относятся более  вирусов, вызывающих респираторные заболевания, а также вирус гриппа, кори, краснухи, свинки, ВИЧ. Также существует специфическая группа вирусов – арбовирусы, которые переносятся членистоногими.

ДНК-содержащие вирусы

Двухцепочные ДНК-содержащие вирусы вызывают такие заболевания, как папиллома человека или герпес, гепатит В (гепатит А и гепатит С вызывается РНК-содержащими вирусами).

ДНК-содержащие вирусы поражают также растения. Они вызывают, например, золотую мозаику бобов или полосатость у кукурузы.

 Вирус гепатита С

По своему строению вирус гепатита С – это РНК-содержащий вирус, имеющий сферическую форму, сложно устроенный (см. Рис. 5).

В качестве генетического материала такой вирус содержит линейную однонитчатую молекулу РНК.

Рис. 5. Гепатит С

Врачи называют гепатит С «ласковым убийцей», так как у этой болезни практически полностью отсутствуют симптомы. По причине бессимптомного течения болезни, диагностировать ее очень сложно: как правило, многие пациенты узнают о том, что заражены этим вирусом, совершенно случайно, к примеру, на плановых обследованиях. Ласковый убийца умело маскируется под другие недуги, которые сопровождаются слабостью, быстрой утомляемостью или астенией. Коварный гепатит C может на протяжении нескольких лет разрушать печень человека, не давая ему при этом возможности начать эффективное своевременное лечение. При переходе в хроническую стадию инфекции гепатит становится причиной цирроза или онкологических патологий печени.

Вопреки бытующим предрассудкам, подцепить вирус гепатита C невозможно через социальные контакты (поцелуи, объятия), через продукты или воду, через грудное молоко. Вы ничем не рискнете, если разделите с носителем вируса трапезу или напитки. Заразиться гепатитом C можно при контакте с кровью инфицированного человека либо половым путем.

В настоящее время для лечения гепатита С используют два препарата: Интерферон альфа и Рибавирин.

 Бактериофаги

Рис. 6. Бактериофаг (Источник)

Особую группу вирусов составляют бактериофаги (или просто фаги), которые заражают бактериальные клетки (см. Рис. 6). 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 (см. Рис. 7). Некоторые фаги используются человеком для борьбы с болезнетворными бактериями, вызывающими холеру, дизентерию, брюшной тиф.

Рис. 7. Схема размножения бактериофага (Источник)