Невидимые враги. Неклеточные формы жизни – вирусы и бактериофаги

Цель урока: 1. Образовательная:Расширить и углубить знания учащихся о неклеточных формах жизни – вирусах и бактериофагах. Раскрыть особенности их строения и жизнедеятельности как внутриклеточных паразитов растений, животных и человека. 2. Развивающая: Развитие познавательных процессов: памяти – через работу с новыми понятиями, логического мышления – через построение умозаключений, внимания – через умение анализировать, сравнивать, делать выводы, подводить итоги. Развитие умений графического построения, работы с учебником, таблицами.3. Воспитательная: Формирование патриотического воспитания через гордость за отечественного ученого, сделавшего величайшее открытие в области вирусологии. Осуществление санитарно-гигиенического воспитания. Развитие стремления прийти на помощь, навыков работы в группе.

Оборудование: таблица по общей биологии «Вирусы», стенд «Вирусология».

Ход урока

Грипп, ОРЗ, СПИД, ящур, атипичная пневмония, бешенство, краснуха, корь, энцефалит, детский паралич…

Список можно продолжить. Наверняка каждый из нас неоднократно слышал об этих заболеваниях. Что у них общего? Каким образом они возникают?

Сегодня на уроке мы постараемся ответить на эти и другие вопросы. Запишите тему урока «Неклеточные формы жизни. Вирусы».

1) История открытия и развития знаний о вирусах:

…Его имя в науке о вирусах следует рассматривать почти в том же свете, как имена Пастера и Коха в бактериологии. Имеются все основания считать Ивановского отцом новой науки – вирусологии…

У.Стэнли

В 1887 году в Крыму плантации табака поразила неизвестная болезнь: листья растений покрывались абстрактным рисунком, растекавшимся по листу, словно красочная мозаика, переливающаяся с одного листа на другой, от одного растения к другому. Сельское хозяйство несло большие убытки.

На место происшествия был направлен молодой ученый, выпускник Санкт-Петербургского университета Дмитрий Ивановский. Сделано бессчетное количество опытов и исследований по изучению возбудителя.

И вот в 1892 году мир науки сотрясла новость – обнаружена новая, неизвестная ранее форма жизни, открыты необычайно микроскопические организмы, проходящие сквозь самые узкие отверстия фильтров.

Открытые организмы Ивановский назвал «фильтрующимися вирусами», это название использовалось в научных кругах несколько лет, пока в 1899 году голландский ученый Мартин Бейеринк не применил понятия «вирусы», что в переводе с латинского (vira) означает «яд».

За открытием Ивановского последовали новые открытия вирусов и вирусных заболеваний растений, животных и человека: грипп, ящур, оспа, чума, герпес – и, наконец, открыт вирус СПИДа.

Все эти открытия не только укрепили позиции новой области биологии, но и позволили появиться новой самостоятельной науке – вирусологии («vira» – яд, «logos» – учение).

Открытие вирусов принесло мировую славу отечественному ученому – Дмитрию Иосифовичу Ивановскому.

Какую форму жизни открыл Д.И.Ивановский?

Прежде чем ответить на этот вопрос, давайте вспомним уровни клеточной организации живых организмов.

Ответ: Уровни организации живых организмов

Клеточные организмы Неклеточные организмы

Прокариоты Эукариоты

Одноклеточные Многоклеточные

2) Вирусы – неклеточная форма жизни: особенности строения, химической организации и классификации вирусов.

Естествознание так ясно показывает, что самое таинственное, самое волшебное протекает необыкновенно просто, открыто и без всякой магии.

В.Гете

Вирусы – это неклеточная форма жизни. Они являются внутриклеточными облигатными паразитами. Вне клетки-хозяина вирусы не проявляют никаких свойств живого организма.

Вирусы – мельчайшие организмы. Их размеры меньше половины длины световой волны, поэтому их размеры измеряют в нанометрах (1 нм = 10-9 м). Размеры вирусов колеблются в пределах от 20 до 300 нм. Форма вирусных частиц бывает самой разнообразной.

Вне зависимости от типа инфекции и характера вызываемого заболевания все вирусы можно рассматривать как генетические элементы, одетые в защитную белковую оболочку и способные переходить из одной клетки в другую.

Вирусы довольно просто устроены. Отдельная вирусная частица называется вирионом. Вирион представляет собой симметричное тело, состоящее из повторяющихся элементов. В сердцевине вириона находится генетический материал, представленный молекулами нуклеиновых кислот.

Какие виды нуклеиновых кислот вам известны и каково строение их макромолекул?

ДНК – две спирально закрученные нити, состоящие из отдельных дезоксинуклеотидов;

РНК – линейный одноцепочечный полимер, состоящий из рибонуклеотидов.

Генетический материал вирусов, называемый геномом, состоит из молекул ДНК или РНК, никогда обе кислоты не встречаются в вирионе одного вируса.

На этом основании все вирусы делятся на две большие группы:

I. ДНК-содержащие вирусы – дезоксивирусы;

II. РНК-содержащие вирусы – рибовирусы.

В свою очередь и ДНК, и РНК у разных вирусов могут быть представлены в единичном экземпляре, в виде линейного полимера или в виде двухцепочечной конфигурации. (См. таблицу 1).

Геном вирусов окружен белковой оболочкой, которая называется капсид (от латинского «capsa» – вместилище).

Капсид защищает вирус от действия ультрафиолета и других разрушающих веществ.

Многие вирусы помимо белкового капсида имеют внешнюю мембрану, состоящую из белков, липидов и полисахаридов. Такая внешняя оболочка называется суперкапсидом.

(Демонстрация наглядного пособия «Строение вирусов»)

Рисунок «Модель вируса табачной мозаики»

Модель вируса табачной мозаики: 1 – белковая оболочка, 2 – РНК.

Таким образом, подводя итоги строения и химической организации, мы можем выделить химические вещества, входящие в состав вирусов:

1. ДНК

2. РНК

3. Белки

4. Липиды

5. Углеводы

Размножение вирусов принципиально отличается от размножения других организмов. Оно происходит только внутри клетки-хозяина и включает три этапа:

1. Вирусная нуклеиновая размножается путем репликации.

2. Синтезируются белки капсида.

3. Происходит сборка вириона (формирование вирусный частицы).

В результате в одной клетке образуется большое количество вирусных частиц, а клетки хозяина погибают. Возникает инфекционный процесс.

Вирусы вызывают различные заболевания растений, животных и человека. (См. таблицу 2).

О некоторых вирусных инфекциях человека нам расскажут специалисты.

Выступления учащихся с докладами:

1. Грипп

2. Атипичная пневмония

3. СПИД

4. Бешенство.

Давайте подведем итоги.

Являются ли вирусы представителями живой природы?

Чтобы ответить на этот вопрос, давайте вспомним критерии живого вещества (признаки живых организмов).

Для живого характерны следующие критерии:

1. Единство химического состава.

2. Обмен веществ и энергии.

3. Способность к самовоспроизведению.

4. Наследственность.

5. Изменчивость.

6. Способность к росту и развитию.

7. Раздражимость.

8. Дискретность.

9. Авторегуляция.

10. Ритмичность.

Лишь весь этот комплекс критериев можно считать достаточным и необходимым для определения живого. Если тело не отвечает хотя бы одному критерию, то его живым считать нельзя.

Теперь давайте вспомним характеристики вирусов:

1. Химический состав представлен только органическими веществами, а такие важные неорганические компоненты, как вода и минеральные соли, отсутствуют.

2. Вирусы не вырабатывают энергии, не потребляют пищу.

3. Вирусы не растут и не имеют обмена веществ.

Но – они способны:

1. Воспроизводить себе подобных (размножаться).

2. Обладают наследственностью и изменчивостью, т.к. обладают генетическим материалом.

Какой вывод можно сделать, вирусы – живые или неживые организмы?

Вирусы относятся к живым организмам, т.к. обладают рядом свойств живого организма.

Отличия вирусов от организмов с клеточной организацией:

1. Не имеют структурных составляющих.

2. Могут существовать только как внутриклеточные паразиты и не могут размножаться вне клеток тех организмов, в которых паразитируют.

3. Содержат лишь один из типов нуклеиновых кислот – либо ДНК, либо РНК (все клеточные организмы содержат и ДНК, и РНК одновременно).

4. Для размножения вирусов нужна только нуклеиновая кислота.

5. Не имеют собственных систем метаболизма.

Домашнее задание

Ответьте на вопросы:

1. Вирусы вызывают различные заболевания растений, животных и человека. Трудно ли с ними бороться? (Ответ мотивируйте).

2. Грипп и СПИД – заболевания, вызываемые вирусами. Почему грипп почти всегда излечим, а СПИД – смертелен?

Ирина МЕСНИКОВА, учитель биологии гимназии № 4 г.Норильска, участник конкурса «Сто друзей-2004»