Урок биологии в 9 классе

Тема:Вирусы: промежуточная жизнь.

Цель:Ознакомление учащихся с особенностями строения и жизнедеятельности вирусов, их  многообразием и ролью в природе.

Задачи:

Образовательные:

• изучить особенности строения и жизнедеятельности вирусов;
• ознакомить учащихся с ролью вирусов в природе и жизни человека.

Развивающие:

• продолжить развитие познавательных способностей учащихся; 
• продолжить формирование сравнительно-аналитических умений и навыков учащихся.

Воспитательные:

• осуществление санитарно-гигиенического воспитания

Оборудование:компьютер, проектор, презентация к уроку, видеофильм «Репликация ВИЧ в организме человека».

Тип урока: изучение нового материала; первичное закрепление знаний и способов деятельности.

Используемая технология: информационно-коммуникационная технология, технология опорных схем и конспектов.

Межпредметные связи: химия

Ход урока

1. Организационный момент (2 мин). Приветствие. Проверка отсутствующих. Постановка цели и задач на урок.

     Совсем недавно все учащиеся школы в порядке своей очередности посетили наш школьный медпункт. В том числе были и вы. Какова цель вашего «визита» в сей кабинет? (Предполагаемый ответ: «Нам делали прививки от гриппа»). Правильно, делали прививки. Вспомните, пожалуйста, из курса 8 класса с какой целью проводится эта не очень приятная процедура. (Предполагаемый ответ: «Чтобы не заболеть гриппом, выработать иммунитет»). Правильно, чтобы выработать иммунитет к возбудителю этого коварного заболевания. Кто-нибудь из вас знает, кто или что является возбудителем гриппа. (Ожидаемый ответ: вирус) Да, вирус, вирус гриппа. В вашем понимании, что это такое? (Возможные ответы: микробы, болезнетворные бактерии, клетки, живые организмы и т.п.). Посмотрите на экран, обратите внимание на тему урока: «Вирусы: промежуточная жизнь». Запишите ее в тетрадь и подумайте, в чем смысл этой фразы: промежуточная жизнь? Не полноценная, а промежуточная. Можно ли такую биологическую структуру считать живым организмом? Нет. Вирусов в окружающей среде огромное количество, И в большинстве своем они вообще не проявляют признаков жизни. В то же время, отнеся их к мертвой, неживой,  материи, мы сделаем большую ошибку: они живые. Получается парадокс :они и живые и неживые одновременно. Вернее, как раз не одновременно. Но всему свое время, эту задачу решим чуть позже.

1. Изучение нового материала (30 мин.)

Итак, сегодня на уроке мы ознакомимся с особенностями строения и жизнедеятельности вирусов, их  многообразием и ролью в природе.

  У всего есть начало. Начало есть и у науки, называемой вирусологией. Ни за что не догадаетесь, что является объектом изучения этой науки. Конечно же, вирусы. О начальных шагах вирусологии нам расскажет  Лилия Милютина.  (Приложение 1).  Да теперь точно доказано, что вирусы являются причиной не только желтой лихорадки, но и многих и многих других заболеваний. Так что же представляет вирус? Откройте п. 10 учебника   и найдите ответ на этот вопрос. (Работа учащихся с учебником). Итак, можно ли вирусы отнести к живым организмам и почему? (Ожидаемый ответ: нет, так как они не имеют клеточного строения и для них не характерен обмен веществ, как основа существования организма).

Строение вирусов.  (Слайд 2  )

    Полноценная по строению и инфекционная, т.е. способная вызвать заражение, вирусная частица вне клетки называется вирионом. Сердцевина ("ядро") вириона содержит одну молекулу, а иногда две или несколько молекул нуклеиновой кислоты. Белковый чехол, покрывающий нуклеиновую кислоту вириона и защищающий ее от вредных воздействий окружающей среды, называется капсидом. Нуклеиновая кислота вириона является генетическим материалом вируса (его геномом) и представлена дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК) или рибонуклеиновой кислотой (РНК), но никогда двумя этими соединениями сразу. Нуклеиновые кислоты самых мелких вирусов содержат три или четыре гена, тогда как самые крупные вирусы имеют до ста генов. У некоторых вирусов в дополнение к капсиду имеется еще и внешняя оболочка, состоящая из белков и липидов. Она образуется из мембран зараженной клетки, содержащих встроенные вирусные белки. Капсиды самых мелких и просто устроенных вирусов могут состоять лишь из одного или нескольких видов белковых молекул. Несколько молекул одного или разных белков объединяются в субъединицы, называемые капсомерами. Капсомеры, в свою очередь, образуют правильные геометрические структуры вирусного капсида.

     (Слайд 4) У разных вирусов форма капсида является характерной особенностью (признаком) вириона. Вирионы со спиральным типом симметрии, как у вируса табачной мозаики, имеют форму удлиненного цилиндра; внутри белкового чехла, состоящего из отдельных субъединиц - капсомеров, находится свернутая спираль нуклеиновой кислоты (РНК). Вирионы с икосаэдрическим типом симметрии (от греч. eikosi - двадцать, hedra - поверхность), как у полиовируса, имеют сферическую, а точнее, многогранную форму; их капсиды построены из 20 правильных треугольных фасеток (поверхностей) и похожи на геодезический купол.

Как видим, вирусы имеют довольно простое строение. Познакомимся с некоторыми из них (Слайды 4-9 ) . Чумой ХХ века назвали СПИД. Несколько слов о нем скажет Дима Бадьин.( Рассказ учащегося). Впрочем, в ХХIвеке он не стал менее опасным. Не меньшую угрозу для человека  в наше время представляет вирусный гепатит. Послушаем сообщение Данила Атлашкина (сообщение учащегося).Попадая в организм человека, любой вирус вообще и вирусы гепатита в частности поражают совершенно определенные клетки, именно те, которые он (вирус) может заставить работать на себя. Очевидно, что конкретная клетка не в состоянии выполнять свои основные функции и с этим связаны конкретные симптомы конкретной болезни. При вирусных гепатитах такой клеткой является гепатоцит - основная клетка печени. Чем больше гепатоцитов поразил вирус, тем меньше способности человеческой печени к выполнению своих функций, тем тяжелее и опаснее болезнь. Наиболее опасен гепатит В, а также «дельта», усиливающий вирус В.

Вирусы конечно же бывают не только у человека, но и у животных, растений и даже бактерий. (слайды 10-11).

Размеры вирусов

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, близки к крупным белковым мо­лекулам, в частности молекулам гемоглобина крови; в среднем они раз в пятьдесят меньше бактерий.

Жизненный цикл вируса  

Познакомимся с жизненным циклом вируса на примере ВИЧ (демонстрация видеофильма)

Выделим основные этапы жизненного цикла вируса.

- Этап 1. Прикрепление вируса к клетке- адсорбция. На поверхности клеток имеются специальные рецепторы, с которыми бактериофаг связывается хвостовыми нитями. Этим объясняется строгая "прописка" вирусов в тех или иных клетках. (Например, грипп - эпителиальные клетки верхних дыхательных путей, гепатит - печень, ВИЧ - лимфоциты).

- Этап 2. Пенетрация. Проникновение вируса в клетку. Обратите внимание на экран. Бактериофаг вводит внутрь клетки хвост, который представляет собой полый стержень. И, как через иглу шприца, проталкивает внутрь клетки свою ДНК или РНК. Таким образом, генетический материал фага попадает внутрь клетки, а капсид остается снаружи. Вирус работает как своеобразный генетический шприц.

- Этап 3. Эклипс–фаза. Размножение вируса, т.е. редупликация вирусного генома. Проникнув внутрь клетки, вирусная ДНК встраивается в ДНК клетки хозяина. Проникает в святая святых клетки, в центр управления жизнедеятельностью - в ядро.

- Этап 4. Матурация. Синтез вирусных белков и самосборка капсида. Клетка, сама того не желая, начинает синтезировать вирусные белки вместо собственных. При этом используются структуры и энергия самой клетки. Из этих вирусных белков и образуются новые вирусные оболочки - капсиды. Этот процесс размножения не сравним с размножением других биологических видов. "Происходит смерть ради жизни" - при попадании в клетку вирус сначала разрушается. Но ему достаточно одной нуклеиновой кислоты, чтобы через 10 минут внутри клетки хозяина образовалось сотни новых вирусных частиц.

- Этап 5. Выход вирусов из клетки. А что происходит с самой клеткой? Она гибнет. А вирусные частицы уже готовы к очередной атаке, готовы разрушить сотни других клеток.

Классификация вирусов  (Слайд 12)  …..Особенности ретровирусов.

Человечество сосуществует с вирусами на протяжении всей своей истории. А весь живой мир и того долее. Почему же до сих пор  окруженные огромным количеством таких опасных врагов, живые организмы не только не исчезли с лица Земли, а даже процветают  и похоже уходить не собираются (если конечно человек «не поможет»)? (Ожидаемый ответ: действует иммунитет) Скорее всего именно так. А что такое иммунитет? Состояние невосприимчивости организма к действию патогенных факторов. Основой иммунитета является выработка антител т-лимфоцитами. Гибель этих клеток лишает организм всякой защиты. Именно так происходит при заражении ВИЧ. Организм может погибнуть даже от обычного насморка, не говоря уж о более опасных заболеваниях.

Пути заражения вирусами.

1) Пищевой путь, при котором вирус попадает в организм человека с загрязненными продуктами питания и водой (вирусный гепатит А, Е и др.)

2) Парентеральный (или через кровь), при котором вирус попадает непосредственно в кровь или внутреннюю среду человека. Главным образом это происходит при манипуляции зараженными хирургическими инструментами или шприцами, при незащищенном половом контакте, а также трансплацентарно от матери к ребенку. Таким путем передаются хрупкие вирусы, быстро разрушающиеся в окружающей среде (вирус гепатита В, ВИЧ, вирус бешенства и др.).

3) 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. Это наиболее опасный путь передачи, так как с воздухом вирус может переноситься на значительные расстояния и вызывать целые эпидемии. Так передаются вирусы гриппа, парагриппа, свинки, ветряной оспы и др.

Бактериофаги. 

Организм человека чаще всего страдает от так называемых простудных заболеваний, к которым относятся ОРВИ и грипп. Что мы при этом делаем? Правильно бежим в аптеку и набираем различные антибиотики. Вслушайтесь АНТИ (против) БИО (жизнь). То есть против жизни. А так как мы тоже живые, то значит и против нас. Конечно,мы надеемся, что они погубят прежде всего возбудителей заболевания. Здесь как раз к месту поговорка «Одно лечим, другое калечим». Вместе с болезнетворными бактериями уничтожаются и полезные, абсолютно необходимые для нормального функционирования организма. Хотя бы взять кишечных палочек. Бактерии – они живые организмы, в то время как вирусы таковыми считаться не могут. Подумайте, есть ли какой-либо смысл в использовании антибиотиков против вирусов. Никакого, только разрушаем наш организм и все. А против бактерий они эффективны, но… Многие патогенные бактерии со временем перестают реагировать на действие антибиотиков. На помощь к нам приходят как ни странно вирусы. Это бактериофаги – пожиратели бактерий. Посмотрите как они выглядят и как работают в деле защиты нашего организма.  (Слайды 13 и 14) .

( Слайд 15) Уже с первой половины 20 века они используются как лекарственные препараты. Уничтожают только бактерий, не повреждая другие клетки.  Как вы думаете, почему же тогда они применяются очень редко. Основная причина: строгая специфичность бактериофагов. Они, как и все вирусы, поражают только строго определенные мишени, то есть строго конкретный вид клеток. Проще использовать антибиотики. Одним махом и врагов и друзей. Зато гарантированно. А ведь может где-то и «боком выйти».

1. Закрепление изученного материала (5 мин)

Итак, мы сегодня познакомились с особой, неклеточной, формой жизни, называемой вирусами.  В качестве закрепления заполним следующую таблицу (слайд 16).

                           Характерные особенности вирусов

1. Домашнее задание п.10. раб тетрадь по вирусам. Повторить гл 1. Подготовиться к зачету по теме «Молекулярный  уровень».