Неклеточные формы жизни. Вирусы и бактериофаги.

Неклеточные формы жизни. Вирусы и бактериофаги

Цель:

- формирование у учащихся целостной системы знаний о живой природе, ее системной организации и эволюции;

-умения давать аргументированную оценку новой информации по биоло­гическим вопросам;

-воспитание гражданской ответственности, самостоятельности, инициативности

Задачи:

Образовательные: о биологических системах (клетка, организм, вид, экосистема); истории развития современных представлений о живой природе; выдающихся открытиях в биологической науке; роли биологической науки в формировании современной естественнонаучной картины мира; методах научного познания;

 Развитие творческих способностей в процессе изучения выдающихся достижений биологии, вошедших в общечеловеческую культуру; сложных и противоречивых путей развития современных научных взглядов, идей, теорий, концепций, различных гипотез (о сущности и происхождении жизни, человека) в ходе работы  с различными источниками информации;

Воспитание убежденности в возможности познания живой природы, необходимости бережного отношения к природной среде, собственному здоровью; уважения к мнению оппонента при обсуждении биологических проблем

УУД

Личностные результаты обучения биологии:

 1. воспитание российской гражданской идентичности: патриотизма, любви и уважения к Отечеству, чувства гордости за свою Родину; осознание своей этнической принадлежности; усвоение гуманистических и традиционных ценностей многонационального российского общества; воспитание чувства ответственности и долга перед Родиной;

2. формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию, осознанному выбору и построению дальнейшей индивидуальной траектории образования на базе ориентировки в мире профессий и профессиональных предпочтений, с учётом устойчивых познавательных интересов;

 Метапредметные результаты обучения биологии:

1. умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности;

2. овладение составляющими исследовательской и проектной деятельности, включая умения видеть проблему, ставить вопросы, выдвигать гипотезы;

3. умение работать с разными источниками биологической информации: находить биологическую информацию в различных источниках (тексте учебника, научно популярной литературе, биологических словарях и справочниках), анализировать и

оценивать информацию;

Познавательные: выделение существенных признаков биологических объектов и процессов; приведение доказательств (аргументация) родства человека с млекопитающими животными; взаимосвязи человека и окружающей среды; зависимости здоровья человека от состояния окружающей среды; необходимости защиты окружающей среды;  овладение методами биологической науки: наблюдение и описание биологических объектов и процессов; постановка биологических экспериментов и объяснение их результатов.

Регулятивные: умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и   познавательных задач; умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками; работать индивидуально и в группе: находить общее решение и разрешать конфликты на основе согласования позиций и учёта интересов; формирование и развитие компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий (далее ИКТ-компетенции).

Коммуникативные: формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, понимание особенностей гендерной социализации в подростковом возрасте, общественно полезной, учебно-исследовательской, творческой и дру­гих видов деятельности.

Ход урока

Задачи

Познакомить учащихся с краткой историей ви­русологии и значением вирусов в жизни людей.

Раскрыть особенность внутриклеточного пара­зитизма вирусов.

  Охарактеризовать строение и состав вирусов

Показать уникальный механизм взаимодейст­вия вируса с клеткой.

Сообщить учащимся сведения о вирусе СПИДа.

Основные положения

 Вирусы и бактериофаги — внеклеточные  формы жизни, паразитирующие на генетическом уровне

Существуют два способа передачи вирусов  от клетки к клетке: горизонтальный — путём выхода вирусной частицы из одной и внедрение в другую клетку и вертикальный — из коления в поколение в результате встраивания в хромосому клетки-хозяина.

Терминология

Неклеточные формы жизни — вирусы

Отличия вирусов от неживой природы:

1.          способность к размножению;

2.          наследственность и изменчивость.

Отличия вирусов от клеточных организмов:

1.          не имеют клеточного строения;

2.          не происходит обмен веществ и энергии (метаболизм);

3.          могут существовать только как внутриклеточные паразиты;

4.          не увеличиваются в размерах (не растут);

5.          размножаются особым способом;

6.          имеют только одну нуклеиновую кислоту либо ДНК, либо РНК.

Размеры вирусов от 20 до 300 нм. Простые вирусы (например, вирус табачной мозаики) состоят из молекулы нуклеиновой кислоты и белковой оболочки — капсида. Более сложные вирусы (гриппа, герпеса и др.) помимо белков капсида и нуклеиновой кислоты могут содержать липопротеиновую мембрану, углеводы и ряд ферментов. Белки защищают нуклеиновую кислоту и обусловливают ферментативные и антигенные свойства вирусов. Форма капсида может быть палочковидной, нитевидной, сферической и др.

В зависимости от присутствующей в вирусе нуклеиновой кислоты различают РНК-содержащие и ДНК-содержащие вирусы. Нуклеиновая кислота содержит генетическую информацию, обычно о строении белков капсида. Она может быть линейная или кольцевидная, в виде одно- или двуцепочечной ДНК, одно- или двуцепочечной РНК.

Вирусы существуют в двух формах: внеклеточной {покоящейся), когда их свойства как живых систем не проявляются, и внутриклеточной (репродуцирующей), когда осуществляется размножение вирусов. Вне клеток вирусные частицы — вирионы — устойчивы к высушиванию, высоким дозам радиации, низким температурам. Они погибают при воздействии дезинфицирующих средств, облучении ультрафиолетом.

При проникновении вируса внутрь клетки специальные белки вирусной частицы связываются с белками-рецепторами клеточной оболочки. В животную клетку вирус может проникать при процессах пино- и фагоцитоза, в растительную клетку — при различных повреждениях клеточной стенки. Вирусы, паразитирующие на бактериях — бактериофаги — как правило, не попадают внутрь клетки полностью, так как этому препятствуют толстые клеточные стенки бактерий. Внутрь клетки проникает только нуклеиновая кислота вируса.

Вирус подавляет существующие в клетке процессы транскрипции и трансляции. Он использует их для синтеза собственных нуклеиновой кислоты и белка, из которых формируются новые вирусы. После этого клеточные оболочки разрушаются, и новообразованные вирусы покидают клетку, которая при этом погибает. Так, у вируса гриппа за 30 ч проходит пять-шесть циклов с продуцированием более 100 вирусных частиц в каждом. При заражении некоторыми вирусами клетки не разрушаются, а начинают усиленно делиться, часто образуя злокачественные опухоли.

Полагают, что происхождение вирусов связано с эволюцией каких-то клеточных форм, которые в ходе приспособления к паразитическому образу жизни вторично утратили клеточное строение.

Первым был открыт вирус табачной мозаики, поражающий растения. Вирусную природу имеют такие заболевания животных и человека, как натуральная оспа, бешенство, энцефалиты, лихорадки, инфекционные гепатиты, грипп, корь, бородавки, многие злокачественные опухоли, СПИД и др. Кроме того, вирусы способны вызывать генные мутации.

Вирусы - неклеточные формы жизни

В переводе с греческого языка название этих организмов переводится как "яд". И это не случайно. Невооруженным глазом их никто никогда не видел, но практически каждый перенес на себе их влияние. Ведь симптомы гриппа в зимний период стучатся к нам в дом без спроса.

Это сейчас известно, что вирусы - неклеточная форма жизни. Биология этих организмов оставалась загадкой на протяжении многих веков. И только в конце 19 века русский физиолог Дмитрий Иосифович Ивановский доказал, что возбудителями многих болезней являются именно вирусы. Ученый исследовал растение табака, которое было поражено табачной мозаикой. Он заметил, что если сок больного растения проникнет в здоровое, то произойдет его поражение.

Строение вирусов

 Почему вирусы - неклеточные формы жизни? Ответ прост: их организм не состоит из клеток. Он представляет собой молекулу нуклеиновой кислоты, окруженной белковой оболочкой - капсидом. Различают ДНК- и РНК-содержащие вирусы.

В зависимости от особенностей строения неклеточные формы жизни - вирусы - делятся на простые и сложные. Первые имеют классическое строение из нуклеиновых кислот и белков. А вторые во время сборки дополнительно прикрепляют часть плазматической мембраны. Она выполняет функцию дополнительной защитной оболочки.

Почему они живые?

Итак, вирусы - неклеточные формы жизни, не имеют привычной мембраны и органелл - постоянных клеточных структур, выполняющих определенные функции. По каким же признакам их относят к живым организмам? Они способны к процессу размножения. Причем, находясь вне организма хозяина, они не проявляют никаких признаков существования. Как только вирус оказывается в клетке, он начинает синтезировать свои белки. При этом начинается процесс подавления произведения собственных белковых молекул организма.

Вирусные белки действуют как ферменты - биологически активные вещества. Они ускоряют воспроизведение нуклеиновых кислот. Таким образом, количество чужеродных частиц увеличивается, а собственные процессы синтеза останавливаются. В результате организм заболевает, поскольку для начала процесса размножения вирусу нужна энергия и органические вещества клеток хозяина.

Бактериофаги

Вирусы - неклеточные формы жизни, которые способны паразитировать в любых организмах. И одноклеточные прокариотические бактерии не исключение.

"Пожиратели" этих организмов называются бактериофагами. Для проникновения в клетку-хозяина они просто впрыскивают собственную молекулу нуклеиновой кислоты через мембрану в цитоплазму клетки. В течение получаса в одной бактерии образуется более ста вирусных частиц. Как бактериофаг находит в природе свою жертву? Дело в том, что для этого вирусная частица имеет специальные рецепторы, которые и распознают прокариотический организм.

Пути попадания вирусов в организм

Неклеточные формы жизни - вирусы, имея примитивное строение, способны проникать в организм хозяина разными способами. Зависят они от особенностей его строения. Для человека самыми распространенными из них являются воздушно-капельный путь, проникновение через слизистые покровы, продукты питания и воду.

Переносчиками таких опасных заболеваний, как энцефалит и желтая лихорадка, являются животные. В данном случае клещи и комары соответственно. При половых контактах возможно заражение гепатитом В и С, ВИЧ и герпесом. В природе широко распространены и вирусы, поражающие растения и грибы. Проникновение в эти организмы происходит через участки повреждения в клеточной стенке. Важной особенностью вирусов является их избирательность. Это значит, что частицы, которые поражают человека, не влияют на растительные и бактериальные организмы и наоборот. Вирусы: польза или вред

Какую пользу могут приносить эти организмы, если они вызывают опаснейшие смертельные заболевания: бешенство, грипп, оспу и другие. Дело в том, что именно вирусы - неклеточные формы жизни - формируют иммунитет. Это понятие означает способность организма противостоять инфекциям. Иммунитет бывает врожденным, который представлен антителами крови, и приобретенным. Последний разделяется на естественный и искусственный. При перенесении инфекционных заболеваний память о вирусных частицах остается у особых клеток крови - антител. При повторном попадании чужеродных организмов они распознают вирус и уничтожают его путем внутриклеточного переваривания - фагоцитоза. Искусственный иммунитет приобретается в результате вакцинации. Ее суть заключается в том, что организм человека заражают ослабленным вирусом и антитела начинают бороться с ним, формируя иммунную память.

Благодаря различным формам иммунитета организм сохраняет свою жизнеспособность начиная с первого вздоха младенца в течение всей жизни. Каждую минуту в кровеносное русло поступает множество вирусных частиц. Если количества антител достаточно для их полного уничтожения, человек остается здоров. Болезнь наступает в ином случае, когда вирусные частицы преобладают и ресурсов иммунной системы недостаточно, чтобы обезвредить их. Неклеточные формы жизни - вирусы и фаги - являются представителями отдельного царства живой природы, которое называется Vira. В последние десятилетия основной задачей эпидемиологов является создание новых вакцин от многих опасных вирусных заболеваний. Дело в том, что в процессе самосборки происходит мутация и образование новых вирусов. Особенно это касается ВИЧ, который поражает саму иммунную систему, полностью делая организм беззащитным. Это является серьезной проблемой для современной науки. Надеемся, она будет решена уже в ближайшее время.

Вопросы и задания для повторения

1.Как устроены вирусы?

2.Чем отличаются простые вируса от сложных?

3.Каков принцип взаимодействия вирус клетки?

4.Как вирус проникает в клетку?

Задание 22 

Опишите различия между вирусами и бактериями в строении и обмене веществ. Являются ли вирусы живыми организмами?

Пояснение.

Вирусы — неклеточная форма жизни.

1. Бактерии имеют клеточное строение и собственный обмен веществ.

2. Вирусы не имеют клеточного строения и собственного обмена веществ (облигатные паразиты).

3. Вирусы не могут размножаться вне живых клеток. Бактерии размножаются самостоятельно делением клетки.

Наличие генов и способность размножаться позволяет причислить вирусы к живым, а отсутствие синтеза белка и невозможность самостоятельного развития относит их к неживым биологическим организмам.

Дополнительно.

1) Вирусы обладают только одним видом нуклеиновой кислоты (вирусы содержат либо ДНК, либо РНК);

Вирусные частицы (вирионы) – это не клетки:

вирусы гораздо меньше клеток;

вирусы гораздо проще клеток по строению – состоят только из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки, состоящей из множества одинаковых молекул белка.

2) Состав бактерии входит ДНК, РНК, рибосомы и клеточная мембрана.

3) Если вирусы выделить в чистом виде, то они существуют в форме кристаллов (у них нет собственного обмена веществ, размножения и других свойств живого). Из-за этого многие ученые считают вирусы промежуточной стадией между живыми и неживыми объектами.

Вирусы также способны вступать в союз с бактериями и мутировать. Они могут передавать информацию через обмен РНК и уходить от иммунного ответа, игнорируя лекарства и вакцины. Вопрос о том, является ли вирус живым, остается открытым до сих пор.