Вирусы
11 класс, профильный уровень

Суворова Ольга Владимировна,
учитель биологии и географии
МОУ СОШ № 18,г.Комсомольск-на-Амуре 

Тип урока: изучение нового материала

Уровень усвоения материала: сущностно – репродуктивный, частично – поисковый.

Цель урока: продолжить формирование знаний учащихся об эволюционном происхождении, строении, значении и применении вирусов.

Задачи:

Образовательные:

• расширить знания о строении и функционировании вирусов.
• углубить знания о значении вирусов в эволюции, природе и жизни человека.
• дать представление о практическом значении вирусов

Развивающие:

•   продолжить развитие познавательных процессов через работу с новыми понятиями,
•   умение работать с текстом, анализировать, сравнивать, делать выводы, подводить итоги.
• Воспитательные:
•   формирование патриотического воспитания через гордость за отечественного ученого, сделавшего величайшее открытие в области вирусологии.
•   осуществлять санитарно-гигиенического воспитание.
•   ознакомить учащихся с перспективами развития вирусологии и тем самым расширить их профориентационные возможности.

Орг. Момент

Тема нашего урока -вирусы

Мотивация.

Человечеству с самого начала своего существования угрожал серьезный враг. Являлся он неожиданно, коварно, не звеня оружием…Враг этот разит без промаха и часто сеет смерть. Жертвами этого врага стали млн. человек! В конце первой мировой войны человечество было охвачено печально знаменитой эпидемией гриппа «испанки», которая обошла весь земной шар за исключением отдаленных островов. Испанка заразила 1,5 млрд. человек и унесла 20 млн. человеческих жизней, это больше чем погибло в 1 мировой войне. В 1957 году ок. 1 млрд. людей заболели «азиатским гриппом», в результате погибло более 1 млн человек. На данный момент 33 млн. человек являются носителями вируса иммунодефицита человека. В последние годы из средств массовой информации мы слышим о новых вспышках свиного гриппа, птичьего гриппа. Ежегодно в мире сезонным гриппом заболевает около 1 млрд человек, а умирают около 3 млн.

? Как вы считаете, актуальна ли эта тема для каждого из вас?

? Какие чувства вы испытываете, когда слышите слово «грипп»?

(ответы учащихся,корректировка.)

? Так почему же не смотря на современный уровень развития медицины, от вирусных болезней ежегодно умирают миллионы человек? Почему до сих пор нет лекарства против СПИДа?

Формулировка проблемного вопроса урока.

Почему с вирусами сложно вести борьбу и невозможно полностью уничтожить?

(запись в инфолист темы и проблемного вопроса)

Что нам необходимо узнать что б ответить на проблемный вопрос?

(Формулировка цели урока)

Информационные блоки урока.

История открытия вирусов и становление вирусологии . (сообщение учащегося)

В 1852г. Русский ботаник Дмитрий Иосифович Ивановский впервые получил инфекционный экстракт из растений табака, пораженных мозаичной болезнью. Когда такой экстракт пропустили через фильтр, способный задерживать бактерии, отфильтрованная жидкость всё ещё сохраняла инфекционные свойства. В 1898 г . Голландец Бейеринк придумал новое слово « вирус» (от латинского слова, означающего «яд»), чтобы обозначить этим термином инфекционную природу некоторых профильтрованных растительных жидкостей. Хотя, удалось достичь значительных успехов в получении высокоочищенных проб вирусов, сами частицы всё ещё оставались неуловимыми и загадочными, потому что они были слишком малы, чтобы их можно было увидеть с помощью светового микроскопа. Поэтому – то вирусы и оказались в числе первых биологических структур, которые были исследованы в электронном микроскопе сразу же после его изобретения в 30 – е годы столетия.

Строение вирусов.

Чтобы узнать как устроен вирус необходимо его рассмотреть, возможно ли это сделать в условиях школьной лаборатории?

Действительно, увидеть вирусы можно только с помощью электронного микроскопа. Сегодня науке известно около полутора тысяч вирусов. Но они настолько малы, что, по словам одного из ученых, коллекция, собранная из всех известных вирусов, “поместилась бы в коробочке размером с маковое зернышко”! давайте, для того чтобы узнать, как устроены вирусы, отправимся с вами в виртуальную вирусную лабораторию.

Выполните задание 1 в ваших информационных листах (время 5 мин)

Так просто не устроен ни один живой организм. Какой вывод по этой части работы можно сделать? Чем отличаются вирусы по строению от клеток растений, животных, грибов и бактерий? Выполните задание № 4 и сделайте краткий вывод.

( нет метаболизма, существуют только как внутриклеточные паразиты,не способны к росту)

Такое простое строение не имеет ни один живой организм на Земле. Серди ученых до сих пор ведутся споры- одни утверждают что вирусы живые организмы, другие- что их нужно относить к объектам неживой природы. Давайте вспомним признаки живых систем и попробуем ответить на вопрос-куда же относятся вирусы?

•   Размножаются
•   Обладают наследственностью
•   Способны к изменчивости

Т.О. вирусы стоят на границе живой и неживой природы.

Размножение вирусов.

Вне клетки вирусы являются просто веществом. Как же вирусу , мельчайшей частице, удается так быстро поражать клетки своих хозяев?

После просмотра ролика, выполните задание 2 блока в информационных листах.

Проверим, что получилось

Этап 1. Прикрепление вируса к клетке. 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. 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. 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. 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.

Вот так протекает инфекционный процесс. Таким образом, мы рассмотрели основные этапы жизнедеятельности вирусов. Какой вывод можно сделать? (ответы учащихся)

Гипотезы возникновения вирусов . (опережающее сообщение учащегося)

Первичный контроль знаний (обучающий тест)

Чтобы каждый из вас понял, достиг ли он цели, которую поставил в начале урока, предлагаю выполнить проверочный тест.

Полезные вирусы

Возможно ли контролировать вирусы, управлять ими и сделать полезными для человечества? Оказывается да.

Краткое содержание:

1) Вирусы в борьбе против раковых заболеваний

Вирусотерапия – это новое направление в лечении онкологических заболеваний, основанное на применении вирусов, избирательно инфицирующих и уничтожающих раковые клетки. Чаще всего для этой цели используют аденовирусы. При этом создают «искусственный вирус», в геном которого встраивают ген позволяющий вирусной ДНК размножаться только в раковых клетках. Миллионы дочерних вирусных частиц, образующихся в раковой клетке, в итоге буквально разрывают ее на части и инфицируют другие раковые клетки. Нормальные клетки тоже инфицируются, но вирус там не размножается и никакого вреда им не причиняет.

2) Вирусы в наноэлектронике и наносистемах

Исследователи надеются создать «библиотеку» вирусов, производящих белки, липкие к золоту, платине, серебру, оксиду цинка, арсениду галлия и др. Вирус размножается, образуя при этом длинные нити, покрытые металлом. Последние, несомненно, найдут применение в наноэлектронике и наносистемах.

3) Вирусы в коррекции наследственных аномалий

Многие наследственные заболевания человека вызваны различными генными мутациями. К их числу относятся гемофилия, дальтонизм, фенилкетонурия и др. Учеными установлено, что ретровирусы могут быть использованы для лечения некоторых наследственных заболеваний человека. При этом с помощью методов генетической инженерии в геном вируса вводятся гены человека, нарушение работы которых в организме больного привело к развитию определенной болезни. Такие искусственные ретровирусы способны встраивать свои гены в геном клетки-хозяина, где они функционируют неограниченно долго, восполняя дефицит продуктов дефектных генов организма-хозяина.

5) Бактериофаги вместо антибиотиков

Свободную продажу противомикробных средств предлагается ограничить из-за возникновения у бактерий устойчивости к бездумно применяемым населением антибиотикам. Чтобы антибиотик восстановил свою активность, необходимо прекратить его использование не менее чем на сорок лет.

Один из способов решения проблемы лекарственной устойчивости – частичная замена антибиотиков бактериофагами.

Традиционные антимикробные средства – это химические яды, более или менее избирательно действующие на болезнетворные бактерии. Бактериофаги действуют по другому принципу. Фактически это разнообразные вирусы, каждый из которых уничтожает строго определенный подвид бактерий. В этом их преимущество перед любым другим химическим лекарством.

Сейчас отечественные бактериофаги используются для лечения и профилактики острых кишечных инфекций – дизентерии, брюшного тифа и сальмонеллеза, а также для лечения гнойно-септических и других заболеваний.

Домашнее задание. Параграф 5.6.

На выбор: эссе « вирусы – это плохие новости в упаковке из белка.»

«Почему компьютерные вредоносные программы называют вирусами»

Сделать презентацию «Вирусные болезни»

Заключение.

Таким образом, человечество может контролировать действие вирусов, останавливать вспышки вирусных заболеваний, направлять действие вирусов во благо человека. Будущее за вами. Желаю вам здоровья и благодарю за оперативную работу. Спасибо за урок.