Вирусы- неклеточная форма жизни

Государстенное бюджетное образовательное учереждение

Луганской Народной Республики

«Фабричненская ООШ I-III ступеней»

Вирусы

урок по биологии в 10 классе

разработала учитель географии и биологии

I квалификационной категории

Гетманова Алла Ивановна

с.Фабричное 2016

«Вирусы»

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

Задачи урока:

Образовательные

• познакомиться с гипотезами происхождения вирусов и историей их открытия;

• изучить строение и классификацию вирусов;

• изучить жизненный цикл вирусов;

• познакомиться с ВИЧ и сформировать знания о мерах предупреждения заболеваний СПИДом.

Развивающие

• продолжить формирование умения работать с учебником, дополнительной литературой, Интернет-ресурсами, компьютерными средствами;

• развивать коммуникативные умения учащихся;

• продолжить развитие логического мышления через умения сравнивать, анализировать, делать выводы;

Воспитательные

• научиться выражать свое собственное мнение и отстаивать его в дискуссии;

• формировать ответственное отношение к своему здоровью как к ценности через ознакомление с профилактическими мерами борьбы с вирусными заболеваниями;

• воспитывать культуру речи, уважительное отношение к выступающим.

Планируемые результы

Предметные умения :

Ученик должен знать: строение вируса, сущность процесса размножения вирусов внутри клетки живых организмов, определение ключевых понятий

Ученик должен уметь: пользоваться терминологией, объяснять причины заболевания СПИДом, использовать приобретённые знания для соблюдения мер профилактики вирусных заболеваний

Формирование УУД

Личностные :

осознание ценности здоровья и безопасного образа жизни; формирование личностного отношения к изучению материала, профессиональное самоотределение ( профессия вирусолога), нравственнно-этическое отношение к использованию вирусов в качестве биологического оружия, этические принципы использования вирусов в генной инженерии.

Познавательные:

Общеучебные: умение осуществлять смысловое чтение; отделять главное от второстепенного; работать с различными источниками информации, структурировать знания при выполнении задания; выборочно передавать содержание текста при выполнении самостоятельной работы, развивать рефлексивные способности.

Логические: поиск и выделение необходимой информации, анализ строения вирусов с целью выделения признаков строения; установление причинно-следственных связей; осознанное и произвольное построение речевого высказывания в устной и письменной форме; построение логической цепи рассуждений, фор­мулирование проблемы и самостоятельное создание способов решения проблем творческого и поискового характера.

Регулятивные: умение определять цели урока и ставить задачи; умение соотносить то, что уже известно и освоено с тем, что ещё неизвестно; развитие навыков самооценки, самоконтроля, самокоррекции.

Коммуникативные: умение слушать учителя, друг друга;строить эффективное взаимодействие со сверстниками при выполнении заданий, умение находить общее решение

Тип урока: урок усвоения новых знаний

Методы: рассказ, беседа, дискуссия, самостоятельная работа; проблемные, частично-поисковые и исследовательские

Форма работы: индивидуальная, групповая, коллективная

Технология обучения: ИКТ, интерактивные технологии

Оборудование: компьютер, экран, мультимедийный проектор, таблица «Вирусы», презентации, учебник «Общая биология 10-11 класс/Г.М.Дымшиц, О.В. Саблина -М. :Просвещение 2009

Ход урока

I.Организационный момент (приветствие, проверка готовности к уроку). (1мин)

На столах у каждого ребенка лист оцениванивания, куда выставляются баллы, полученные в ходе урока

II. Актуализация знаний (2мин)

Работа с понятиями. Блиц-опрос:

Цитология-это..

Клетка-это

Клеточные формы жизни- эукариты, прокариоты; неклеточная форма жизни-вирусы.

Носители наследственной информации в клетке-это

ДНКи РНК-это

Ген-это

Транскрипция-это

Биосинтез –это

Репарация-это изменение структуры ДНК

(В ходе фронтальной беседы ученики исправляют и дополняют друг друга.)

III.Мотивация учебной деятельности (2мин)

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.   

Эти микроскопические организмы тысячелетиями вызывали опустошительные эпидемии. Частокол крестов, плантации погибших растений, вереницы слепых, парализованные дети – вот итоги их разрушительной деятельности.

 Кто –они? О ком мы будем говорить на сегодняшнем уроке? (о вирусах)

Читает учащийся.

Когда-то, миллионы лет назад,

На нашей замечательной планете

Возникла жизнь, и начался парад

Невиданных существ на этом свете.

Бактерии, простейшие, грибы,

Не счесть червей, и так от века к веку

Жизнь становилась гуще и сложней

И, наконец, дошла до человека.

Все хорошо! Но, видимо, Природа

Иль просчиталась где, иль что недоучла,

Но в этой распрекрасной бочке меда

И ложку дегтя нам преподнесла!

То ль существа, а может, вещества—

Об этом долгий спор не утихает,

Но вирусы — и все об этом знают —

Среди других живут и процветают—

Печальная реальность такова!

Грозит нам СПИД — себя как уберечь?!

И птичий грипп откуда-то вдруг взялся!

Как сделать, чтобы затупился меч,

А щит непробиваемым остался!?

Итак, ребята, тема сегодняшнего урока «Вирусы»

Эпиграф:  Вирусы - это «плохие новости в упаковке из белка».

                                                                                      Питер Брайн   Медавар

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

Какие задачи вы перед собой поставите, чтобы достичь этой цели? (учащиеся формируют задачи)

• познакомиться с историей появления и открытия вирусов;

• изучить особенности строения, жизнедеятельности вирусов, их классификацию и значение;

• познакомиться с заболеваниями, вызываемые вирусами и мерами их профилактики

IV. Изучение нового материала (25мин)

1)Рассказ учителя

В конце 19 века бактериология достигла больших результатов. В этот период были открыты возбудители чумы, холеры, туберкулеза и других распространенных болезней. Однако причины возникновения других не менее опасных заболеваний (оспа, корь, грипп, др.) обнаружить не удавалось. Как вы думаете, почему? Кто же эти таинственные опасные существа? А может быть это совсем не существа, а вещества?

Сегодня ученые много знают об особенностях строения, жизнедеятельности вирусов, но уничтожить их не удается. Люди продолжают болеть гриппом, он с огромной скоростью распространяестся по планете.

Постановка проблемных вопросов

Вирусы – это вещества или существа?

Почему вирусы практически невозможно уничтожить?

2) Гипотезы происхождения вирусов. История открытия. (сл.2-5 )

Выступление учащегося по теме «Гипотезы происхождения вирусов»

На сегодняшний день существует три гипотезы появления вирусов:

Гипотеза №1 «Первые на Земле»

Вирусы – это потомки древних доклеточных форм жизни-протобионтов, предшествуюших клеточным формам жизни, с них началась биологическая эволюция.На Земле существуют более 4,5 млрд. лет.

Гипотеза №2

Вирусы – потомки древнейших части клеток всех живых существ, своеобразные «одичавшие гены», постоянно образующиеся в живых клетках.

Гипотеза №3

Вирусы – это составные бактерий, утративших собственный механизм синтеза белка и перешедший к внутриклеточному паразитизму

3.Сценка «Открытие невидимок» (слайд 6)

Ведущая. 1887 г. Студент Петербургского университета Д.Ивановский (указывает на ученика за столом), профессор того же универ­ситета А.С.Фаминцын.

Профессор. Молодой человек!

Ивановский. Да, профессор!

Профессор. Я предлагаю Вам необычай­но интересную работу! Я хочу рекомендовать Вашу кандидатуру для командировки на юг России, что бы Вы там, на месте, разобра­лись с одной очень сложной проблемой, с мо­заичной болезнью табака.

Ивановский. Профессор, я весь внимание!

Профессор. Смотрите (подходит к экрану). Табачная плантация. Листья почему-то по­крываются пятнами, желтеют, скручиваются и сохнут. Производители несут колоссаль­ные убытки!

Ивановский (в раздумье). Видимо, не толь­ко люди и животные болеют, но и растения способны болеть. Какие-нибудь бактерии, па­лочки, вибрионы.

Профессор. Не знаю, не знаю! Что-то мне подсказывает, что здесь все не так просто.

Ивановский. Хорошо, профессор. Поста­раемся разобраться. Я согласен!

Профессор. Мне нравятся Ваша решитель­ность и Ваш молодой задор. Ну и, кроме того, Вы себя хорошо зарекомендовали в научном студенческом обществе как талантливый ис­следователь и скрупулезный испытатель.

Ивановский. Профессор! Вы преувеличи­ваете мои способности!

Профессор. Не скромничайте, не скром­ничайте! Кому же, как не Вам! Словом, два дня на сборы и с Богом отправляйтесь. Держите меня в курсе дела! (Уходит.)

Ивановский. Задача не казалась особенно сложной. Был бы хороший микроскоп, а ме­тодики выделения микроорганизмов извест­ны. (Работает за столом.)

Ведущая. Но дело сразу застопорилось. До боли в глазах всматривался он в препара­ты — никаких возбудителей, никаких микро­организмов!

Ивановский. Странно! Не дает результа­тов окрашивание, не растет возбудитель на самых изысканных питательных средах, хотя сок исправно заражает новые порции расте­ний! А что, если пропустить сок через мелко­пористые фарфоровые фильтры! Они же за­держивают любые бактерии, и фильтрат дол­жен быть стерильным!

Ведущая. Сказано — сделано! Но капля аб­солютно прозрачной жидкости также зара­жала новые растения!

Ивановский. Значит, возбудитель мозаич­ной болезни меньше любой известной бакте­рии! Фильтрующийся яд — вирус!

Ведущая. Студент Ивановский стал в дальнейшем профессором, а те­мой его докторской диссертации была «Мо­заичная болезнь табака».

С конца XIX в благодаря этим и другим исследованиям виру­сология начала развиваться как наука.

Термин вирус введен в 1899г. Мартином Бейеринком. В переводе с латинского «вирус» означает «яд».

Наука, изучающая вирусы – вирусология. В ходе урока учитель записывает на доске основные понятия: вирусология, вироид, прион, капсид, суперкапсид, бактериофаг.

4) Особенности строения и жизнедеятельности вирусов?

Размеры вирусов. Рассаказ учителя (слайд 7)

Самые крупные вирусы (например, вирус оспы) достигают величины 400—700 нм и приближаются по размерам к небольшим бактериям; самые мелкие (возбудители полиомиелита, энцефалита, ящура) измеряются всего десятками нанометров, то есть близки к крупным белковым молекулам, в частности молекулам гемоглобина крови; в среднем они раз в пятьдесят меньше бактерий.

Они слишком малы, чтобы их видеть. Если попытаться собрать коллекцию из всех известных вирусов, то она свободно поместилась бы в коробочке размером с маковое зёрнышко.  Число видов вирусов, выявленных на сегодня, превышает тысячу.

 Вирусы имеют разнообразные формы: (слайд 8-10)

палочковидные (ВТМ);

пулевидные (вирус бешенства);

сферические (полимиелит, ВИЧ);

нитевидные многогранников.

5. Строение вируса (рассказ ученика): (слайд 11)

Вирусные частицы представляют собой мельчайшие (20—300 нм) симметричные структуры, построенные из повторяющихся элементов. Частица нуклеиновой кислоты. Белковая оболочка, которую называют капсидом.

 ?? Какие типы нуклеиновых кислот встречаются в клетке? (ДНК и РНК)

Если у всех клеточных организмов имеется обязательно два типа нуклеиновых кислот — ДНК и РНК, то вирусы содержат только одну из них. На этом основании их делят на две группы

—        ДНК- содержащие (аденовирусы) и

—        РНК-содержащие вирусы (ретровирусы).    

Геном вирусов может быть представлен как однонитчатыми, так и двунитчатыми молекулами ДНК и РНК.

Простоорганизованные вирусы представляют собой нуклепротеиды, то есть состоят из нуклеиновой кислоты и нескольких белков, образующих оболочку вокруг нее — капсид. Пример такого строения — вирус табачной мозаики; его капсид содержит всего один белок с небольшой молекулярной массой.

-Сложноорганизованные вирусы имеют липопротеиновую оболочку, образованную из плазматической мембраны клетки хозяина (грипп и герпес), из которой вирус выходит во внеклеточную среду.

  6. Типы симметрий.(слайд 12)

Шаровидная (кубическая) нить нуклеиновой кислоты свернута в клубок, а белковая молекула плотно уложена вокруг неё (вирус полиомиелита, ящура)

Палочковидная (спиральная) нить нуклеиновой кислоты закручена в спираль. Каждый виток покрыт тесно прилегающими белковыми молекулами.

Смешанный (вирус оспы, гриппа, паротита, СПИДа).

ВЫВОДЫ. На основании всего сказанного можно сделать вывод о том, что вирусы, хотя и не имеют клеточного строения, относятся к живым организмам

 7.Самостоятельная работа по вариантам с использованием текста учебника, параграф 20. Результаты учащиеся заносят в таблицу, затем проверяем и обсуждаем полученные результаты.

«Классификация вирусов.» (выступление учащихся сообщение).

Вирусы могут различаться

8)Жизнь вирусов называют “игрой без правил” рассказ учителя

  Для борьбы с инфекциями люди с давних пор использовали разные дезинфицирующие средства. Сравнительно недавно для этих целей применяли 3 – 5% раствор фенола (карболку), убивающий все микроорганизмы, а для обеззараживания ран – различные спиртовые настойки. У вирусов всё не так! Нуклеиновую кислоту вируса выделяют с помощью фенола и хранят в спирту. Антибиотики, убивающие бактерий, безвредны для вирусов.

  Клетку, расчленённую на составные структуры невозможно восстановить. А вирусы возможно! В 1957 г два немецких исследователя разрушили вирус табачной мозаики, выделили по отдельности нуклеиновую кислоту и белок. Затем они смешали эти части снова и получили исходный жизнеспособный вирус. Впоследствии были поставлены опыты по гибридизации вирусов. Смешивали нуклеиновую кислоту одного вируса с белками другого вируса и при этом получался жизнеспособный гибрид. Оказалось, что такие гибриды образуются естественным путём, вызывая хронические вирусные инфекции.

9.«Жизненный цикл вирусов» (выступление учащеглся сообщение + презентация) (слайд 13-14)

В отличие от клеточных организмов у вирусов отсутствует собственная система, синтезирующая белки. Проникнув внутрь клетки-хозяина, вирусная ДНК или РНК взаимодействует с хозяйским генетическим аппаратом таким образом, что клетка, сама того не желая, начинает синтезировать специфические белки, закодированные в вирусной нуклеиновой кислоте. Последняя тоже реплицируется, и в цитоплазме клетки начинается сборка новых вирусных частиц.

Итак, вот основные этапы размножения вирусов:

Вирус прикрепляется к клетке.

Проникновение вируса в клетку. Вирус работает как своеобразный шприц (ДНК или РНК проникают внутрь клетки, а капсид остается снаружи).

Размножение вируса. Вирусная ДНК встраивается в ДНК клетки хозяина.

Синтез вирусных белков, самосборка капсида.

Выход вирусов из клетки. 

Обычно вирус связывается с поверхностью клетки-хозяина и проникает внутрь. При этом каждый вирус ищет именно «своего» хозяина, т. е. клетки строго определенного вида. Имеющие на своей поверхности специальные рецепторы. К одной клетке могут прикрепляться десятки и даже сотни вирусных частиц. Бактерии и растения имеют помимо цитоплазматической мембраны плотную и прочную клеточную стенку. Вирусам растений пройти сквозь стенку часто помогают механические повреждения, наносимые насекомыми или сельскохозяйственными орудиями. Многие вирусы проникают в клетку тем же путем, что и пища. При этом используются естественные для клетки процессы фагоцитоза и пиноцитоза.

Так, вирус

- возбудитель гепатита, называемого иначе желтухой, проникает и размножается только в клетках печени, а

- вирус эпидемического паротита, в просторечии свинки, — только в клетках околоушных слюнных желез человека.

- вирус гриппа – поражает эпителиальные клетки верхних дыхательных путей,

- ВИЧ – лимфоциты  

Проблемный вопрос: «Почему вирусы называют двигателями эволюции?

10 «Стратегия жизни вирусов    -  безудержное размножение».(слайд 15)

Рассказ учителя

Процесс размножения вирусов характеризуется огромной скоростью. Так, например, в среднем за один цикл размножения в клетке

- легкого куриного эмбриона воспроизводится до 10 тысяч вирионов вируса чумы птиц, а

- в клетке почки теленка — до 200 тысяч частиц вируса ящура.

  Подобная способность размножаться в сочетании с другими условиями обеспечила вирусам надежное существование.

ВЫВОДЫ. Таким образом, вирусы являются внутриклеточными паразитами на генетическом уровне, не что иное, как комплект генов, странствующий набор информации, бездействующий, пока не найдет себе пристанища в живой клетке. Жизненный цикл вируса имеет две фазы —

внеклеточную или покоящуюся (вирусные частицы или вирионы) и

внутриклеточную (размножающуюся). Существующие вне клеток вирионы не обнаруживают никаких признаков жизни. Во время внутриклеточной фазы вирус существует в виде реплицирующейся (делящейся) молекулы нуклеиновой кислоты —ДНК или РНК, и его генетический материал служит для синтеза клеткой хозяина специфичных вирусных белков.

4. Используют энергию, получаемую за счет обмена веществ клетки хозяина.

5. Могут существовать только как внутриклеточные облигатные паразиты.

6. Вирусы могут воспроизводить себя только внутри живой клетки.

11.Самостоятельная работа №2

1 вариант «Сходство вирусов с живыми существами».

2 вариант «Отличия вирусов от живых организмов».

3 вариант «Специфические черты вирусов».

В итоге у учащихся должна быть заполнена следующая таблица:

12.Бактериофаги ( выступление учащегося+ презентация)».(слайд 16-17)

 В настоящее время описано более 1 000 различных видов вирусов. Вирусы как возбудители заболеваний человека, животных и растений известны с глубокой древности.

В 1916 году канадский бактериолог Феликс Д’Эрелем описал вирусы бактерий – бактериофаги. Они стали важнейшим объектом исследования в молекулярной биологии. Бактериофаги или фаги, способны проникать в клетки бактерий и разрушать их. Вирусы бактерий имеют головку, содержащую ДНК и хвостовую часть с хвостовыми нитями. Бактериофаги напоминают по своему строению шприц. Фаг частично растворяет клеточную стенку и мембрану бактерии, вводит полый стержень в клетку и за счет сократительной реакции впрыскивает свою ДНК в ее клетку. Геном бактериофага попадает в цитоплазму, а оболочка остается снаружи. Молекула ДНК вирусов может встраиваться в геном клетки хозяина и существовать так долгое время.

Разные фаги поражают лишь определенные виды бактерий.

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.

Жизненный цикл фага длится около 20 мин.

 Некоторые фаги используются человеком для борьбы с болезнетворными бактериями, например с бактериями, вызывающими холеру, дизентерию, брюшной тиф.

13. Заболевания, вызываемые вирусами (слайды 18-34,сообщения учеников)

СПИД, грипп, разновидности гриппа, ящур, полиомиелит, бешенство, энцефалит, паротит, корь, герпес, гепатит, ветряная оспа.

14.Значение вирусов. Рассказ учителя

Почему о вирусах говорят, что у них заимствованная жизнь?

 Вирусы - это плохие новости в упаковке из белка».

  Стимулом для изучения вирусов послужили их негативные свойства, то есть способность вызывать болезни, однако в процессе их изучения были обнаружены и положительные их качества.

Вирусы стали моделью для исследования фундаментальных проблем биологии.

С их помощью были сделаны выдающиеся открытия – расшифрован генетический код и строение нуклеиновых кислот, установлены закономерности синтеза белков.

Вирусы стали основным инструментом генной инженерии.

Полезными оказались знания о вирусах поражающих позвоночных животных и насекомых. В 50 годы 20 века вирусы использовали для борьбы  с дикими кроликами в Австралии. В Калифорнии их применяли для борьбы с гусеницами на полях люцерны. В Канаде для уничтожения жуков – пилильщиков.

Сегодня вирусы рассматривают не только как возбудителей инфекционных болезней, но и как переносчиков генетической информации между видами.

V. Систематизация и обобщение полученных знаний (10мин)

1.Работа с терминами: вирус, капсид, суперкапсид, бактериофаг

2.Фронтальная беседа(слайд 35):

-перечислите признаки вирусов;

-почему вирусы невозможно уничтожить

3.Проблемный вопрос:

Почему вирусы являются двигателями эволюции?

4 Дискуссия

Что вы знаете о применении вирусов как бактериологического оружия?

Можно ли использовать вирусы при лечении онкологических заболеваний?

Как вы относитесь к утверждению ученых, что бактериофаги можно использовать как антибиотики?

Можно ли назвать вирусы двигателями эволюции?

Что вы слышали о применении вирусов в наноэлектронике, наносистемах.

Как используют вирусы в коррекции наследственных заболеваний?

VI. Подведение итогов (3мин)

Итак, ребята, давайте вспомним, какие задачи мы перед собой ставили в начале урока. Как вы считаете, все ли задачи нам удалось выполнить?

Рефлексия   (Осмысление своих собственных действий и состояний).

1. Я узнал (а) много нового.

2.. Мне это пригодится в жизни.

3.На уроке было над чем подумать.

4.На все возникающие у меня в ходе урока вопросы я получил (а) ответ.

5.На уроке я поработал(а) добросовестно и цели урока достиг(ла).

VII. Оценивание учащихся

VIII. Домашнее задание (2мин)

Дом. задание. § 20, ответить на вопросы на с.81,

приготовить сообщения или рефераты о вирусах, их роли в природе и в жизни людей, например:

«Вирусы — стихийное зло эволюции?»

«Бактериофаги — друзья человека»

«История открытия и изучения вирусов».

Собрать материал о СПИДе и оформить информацию в виде презентации

Провести мини-исследование по вопросу: почему то, что поражает компьютерные программы, тоже назвали вирусом?

17