Розробка інтегрованого уроку з біології та інформатики з теми "Віруси" в 10 класі

Добропільська загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів №19

Добропільської міської ради Донецької області

Розробка інтегрованого уроку

з біології та інформатики в 10 класі

Тема: Віруси  біологічні  і комп’ютерні.

Підготували

Бірюкова Л. Є., вчитель біології

Федірко Т. А., вчитель інформатики

м. Добропілля

2022

Тема: Віруси  біологічні  і комп’ютерні.

Навчальна мета: Розширити та систематизувати знання про віруси та їх будову; вірусні програми; способи та методи профілактики зараження вірусами.

Розвивальна  мета: розвивати самоосвітню компетентність,  критичне мислення, вміння аналізувати спільні та відмінні  ознаки біологічних і комп’ютерних вірусів.

Виховна мета: виховувати відповідальне ставлення до свого здоров’я,           дотримуватись профілактичних вимог при боротьбі з вірусами  біологічними і комп’ютерними.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Методи роботи на уроці: проблемні, ілюстративні, інтерактивні з використанням Інтернет ресурсів.

Форми роботи на уроці: Групова, парна, індивідуальна.

Обладнання: комп’ютер, проектор, мультимедійна презентація «Віруси», чек-лист, буклети «Шляхи запобігання ураження вірусами», відео фрагменти «Неклітинні форми життя», «Комп’ютерні віруси», марлеві пов’язки.

Очікувані  результати

Знати будову вірусів та їх характеристику; класифікувати комп’ютерні та біологічні віруси; дотримуватися профілактичних мір для попередження зараженням вірусами.

Хід уроку:

І. Організаційний момент.

ІІ. Оголошення теми та завдань уроку.

Ф. Енгельсу належать   слова : «Життя є спосіб існування білкових тіл, істотним  моментом якого є постійний обмін речовин з оточуючим середовищем».

Проблемне питання:

Віруси  у яких ніякого обміну речовин немає і бути не може, до живих організмів   не належать, чи належать? Чи стосується це вірусів ПК.

ІІІ. Мотивація.

Викладач біології:   Сьогодні людям загрожує небезпека  від коронавірусу. Чи замислювалися ви над тим, що людству із самого початку його існування загрожували вороги невидимі. Їх жертвами ставали мільйони людей, які загинули від чуми, енцефаліту, віспи, Сніду. Сподіваюсь, що сьогодні на уроці на нас чекають нові знання і успіх , які допоможуть вам подолати віруси.

  Викладач інформатики: У червні 2017 року атака вірусу NotPetya стала однією з топових в українських медіа. Втім, значна частина українців дізналися про вірус не з новин, а на власному гіркому досвіді, втративши важливі файли з особистих та робочих комп’ютерів. Однак, попри очевидну актуальність та важливість теми, яку звичайні користувачі могли б використати для кращого захисту своїх комп’ютерів чи даних, обмаль. Спробуємо розібратися, що таке комп’ютерні віруси та які вони бувають, а також як від них захиститися та що робити, якщо ви все ж заразилися.

Ознайомлення з критерії оцінювання знань.

ІV. Актуалізація опорних знань.

 (експрес - опитування)   

1. Чи знаєте ви що таке віруси?
2. Який вплив на живі організми мають віруси?
3. Які віруси вам відомі?
4. Як ви вважаєте віруси друзі чи вороги?
5. Чи є віруси живими організмами ?
6. Що таке комп’ютерний вірус?
7. Які ознаки зараження комп'ютера вірусами?
8. Чи може відбутися зараження комп'ютерними вірусами в процесі роботи з електронною поштою?
9. Які шляхи зараження комп'ютера вірусами ви знаєте?
10.  Як ви вважаєте, чи є «ліки» для зараженого ПК?

V. Вивчення нового матеріалу.

Клас заздалегідь об’єднаний в 2 групи, в склад груп входять:

• Історики
• Знавці
• Дослідники
• Аналітики

Чек-лист «Порівняльна характеристика вірусів»

Під час уроку учні заповнюють чек-лист.

Повідомлення (презентація)  учня №1:  Будова вірусів.

Викладач біології:

Віруси – це неклітинні форми життя. Вірусам характерні ознаки: мала молекулярна маса,  відсутність рибосом, проста організація, примітивна будова.

Вірусні частинки мають розміри від 15 до сотень нанометрів, найбільший серед вірусів - збудник природної віспи – до 450 нм.

Дозріла частина віруса має серцевину, в якій міститься генетичний матеріал: ДНК або РНК та капсиду.

У простих вірусів оболонка складається з однотипних білкових субодиниць різної форми – нитчастої, паличкоподібної, кулястої.

Складні віруси вкриті додатковою мембраною, що розташована над білковою оболонкою та  складається з білків і ліпідів. Ця мембрана захищає нуклеїнову кислоту, визначає інфекційні властивості вірусу.

Учитель інформатики: З розвитком мережі Інтернет, інформаційних технологій, у комп’ютерів з’явилася велика кількість шкідливих програм, які   пошкоджують файли, знищують інформацію.

Комп’ютерний вірус - це спеціально написана невелика програма, яка може записувати свої копії в інші комп’ютерні програми, системну область диска тощо. Зараження комп’ютерним вірусом - це процес впровадження вірусом своєї копії.

Повідомлення учнів  №2. Історія відкриття вірусів

 УЧЕНЬ - БІОЛОГ

Перший відкритий біологічний вірус був збудником “тютюнової мозаїки”. Вірус назвали саме так, тому що виявлений він був у тютюні.   У 1892 р. Д. Й. Івановський визначив типові ознаки невидимого збудника різноманітних хвороб, названого пізніше вірусом, вивчав природу хвороби, що вразила тютюнові плантації Криму.  Листя на рослині мало жовті плями, не зважаючи на нормальні природні умови. При пропусканні через фільтр соку рослини   Івановський виявив,   що  при введенні  його у здорову рослину, вона заражається. Тоді він зрозумів, що існує щось набагато менше  чим мікроби. Відкриття Івановського вразило багатьох дослідників, хоча не всі його відразу визнали. Наука, що вивчає  віруси  -  вірусологія.

УЧЕНЬ - ІНФОРМАТИК

У 1959 р. - на ЕОМ виявлений вірус, який  пошкоджував  частину слова. Перші випадки масового зараження ПК були відмічені у 1987 р. в США в Лехайскому університеті. У 1988 р. Роберт Морріс в США створив вірус, який пошкодив 2000 комп’ютерів. У кінці 1989 р у таких країнах: США, Великобританія, Німеччина були   прийняті закони, які передбачають для розробників комп’ютерних вірусів строки тюремного ув’язнення до 15 років. Уперше термін «комп’ютерний вірус» з’явився у 1989 р. Про це доповів співробітник Лехайського університету Фред Коен на 7-й конференції, яка відбулася в США.

Віруси класифікуються за:

1. місцем існування:
   1. мережеві, файлові, завантажувальні, файло – завантажувальні.
2. ступенем дії:
   1. не шкідливі,
   2. безпечні, небезпечні,
   3. дуже небезпечні.
3. способом зараження:
   1. резидентні,
   2. нерезидентні.
4. особливостями алгоритму:
   1. прості віруси,
   2. віруси-невидимки,
   3. віруси – черв’яки,
   4. «троянські коні».

Повідомлення учнів №3. Шляхи проникнення вірусів

 УЧЕНЬ - БІОЛОГ

У тваринні клітини віруси проникають  так: спочатку  вони зв’язуються із спеціальними рецепторами,  що є на плазматичній мембрані клітини. Оболонка вірусів має відповідні прикріпні білки, що впізнають ці ділянки. Усередину клітини вірусні частинки потрапляють шляхом злиття мембрани вірусної частинки і клітини , потім всередині клітини оболонка розчиняється її ферментами. Капсид відокремлюється від нуклеїнової кислоти.

 У бактеріофагів  процес проникнення  відбувається за допомогою хвостикових ниток. Ферменти вірусу розчиняють оболонку  і нуклеїнова кислота бактеріофага вводиться в бактеріальну клітину з допомогою  стержня. Після проникнення в клітину хазяїна його нуклеїнова кислота передає спадкову інформацію про вірусні білки  в білоксинтизуючий  апарат клітини.

Пригнічуються  синтез білків клітини-хазяїна і стимулюється  синтез  вірусних  білків.   Звільняються  вірусні частинки з клітин –хазяїна , після їх руйнування, або «відбруньковуються» від клітини назовні.

УЧЕНЬ – ІНФОРМАТИК

Вірус знаходить і "заражає" інші програми і об’єкти, а також може виконати сам шкідливі дії. Найбільш характерні дії комп'ютерних вірусів: самостійне копіювання з каталога в каталог або з файлу у файл, що зазвичай називається "самовідтворенням". Це дозволяє вірусам виживати в умовах постійної зміни програмного забезпечення (заражену програму користувач може видалити і на цьому "життя" вірусу закінчиться.

Віруси викликають безліч хвороб, деякі з них можуть бути смертельними.

Віруси проникають  в  організм такими шляхами:

• Повітряно – крапельним (грип, віспа, кір);
• З їжею (ящур великої рогатої худоби);
• Через шкіру (сказ, віспа, герпес);
• Під час переливання крові  (гепатит, СНІД);
• Статевим шляхом (герпес, СНІД);
• За участю переносників (енцефаліт, жовта пропасниця).

Викладач інформатики: А які ж можуть бути джерела зараження вірусами? Джерелами комп’ютерних вірусів можуть бути зовнішні носії, на яких знаходяться заражені вірусом файли та комп'ютерна мережа, особливо мережа Internet.

Ознаки зараження комп’ютерними вірусами:

1. Ознаки в роботі з жорстким диском.

2.Ознаки під час запуску програми.

3.Звукові ознаки.

4.На екран виводиться текст.

5.Відео ознаки.

(учні наводять приклади)

Повідомлення учнів № 4.  Шляхи профілактики  від вірусів

 УЧЕНЬ –БІОЛОГ

COVID-19 можна заразитися від людини, яка має лише незначний кашель, а в іншому не відчуває себе хворою. Згідно з інформацією ВОЗ основним механізмом передачі нової коронавірусної  інфекції є краплинний, через краплі, які виділяються із дихальних шляхів інфікованої людини.

Є випадки   можливого зараження COVID-19 від людини з безсимптомним перебігом хвороби. Тривають дослідження щодо поширеності таких випадків.

Вважається, що ризик передачі є найвищим у людей із вираженою симптоматикою, оскільки викид вірусу є найбільшим на момент появи симптомів і зменшується протягом наступних днів.

Щоб знизити ризик зараження COVID-19 або подальшого поширення інфекції слід:

• якомога частіше мити руки теплою водою із милом протягом 20–40 секунд або обробляти їх дезінфектором із вмістом спирту не менше 60%;
• у людних місцях дотримуватися відстані не менше метра щодо інших;
• уникати місць великого скупчення людей;
• за можливості, не торкатися руками очей, носу і роту;
• дотримуватися правил респіраторної гігієни: кашляйте і чхайте в одноразову серветку, яку потім одразу треба викинути або, якщо її немає — у згин ліктя;
• самоізолюватися у разі появи респіраторних симптомів.

Також потрібно ізолюватися від тих, з ким проживаєте, настільки, наскільки це можливо. Особливо, якщо живете із людьми похилого віку;

звернутися до сімейного лікаря у разі підвищення температури, кашлю, утрудненого дихання. Таким чином, дотримання правил гігієни та фізичної дистанції — досі залишаються дієвими способами захиститися і запобігти поширенню COVID-19.

УЧЕНЬ – ІНФОРМАТИК

Заходи до попередження зараження:

• використання надійних джерел програмного забезпечення;

• перевірка інформації, яка надходить ззовні;

• встановлення захисту від запису на змінних дисках з файлами;

• обмеження доступу до комп’ютера сторонніх осіб.

Гра : Так -Ні

Викладач біології

1. Віруси - це багатоклітинні організми (Ні)

 2. Віруси – паразити інших клітин (Так)

3. Віруси СНІДу невиліковні (Ні)

4. Віруси корисні для людини (Ні)

Викладач інформатики

1. Комп’ютерні віруси покращують роботу комп’ютера (Ні)

2. Джерелом комп’ютерних вірусів є мережа Інтернет (Так)

 3. Комп’ютерні віруси є творінням природи (Ні)

 4. Комп’ютерні віруси виникли у 17 столітті (Ні)

Повідомлення учнів № 5. Шляхи профілактики  від вірусів - вакцинація

 Викладач біології:

Вакцинація

Віруси дуже швидко мутують. Щоб  створити  ефективну вакцину, потрібно знайти частинку вірусу, яка є стабільною. Саме на підставі цієї незмінної частинки створюють ефективну вакцину, тому що вона має бути універсальною та діяти на певний  вид вірусу, Наприклад, вірус кору дуже стабільний, тому проти нього давно створена вакцина. Вірус грипу змінюється практично кожного року, через це потрібно робити ревакцинацію щороку. Вірус ВІЛ-інфекції змінюється кожні 28 днів, у цьому випадку створити вакцину дуже складно. Над винайденням вакцини проти нового типу коронавірусу працюють вчені, однак наскільки вона буде ефективною – покажуть лише дослідження та час. Для створення вакцини проти вірусу Ебола знадобилося майже два роки. 

Скільки існує варіантів коронавірусу і чим вони відрізняються. Від початку пандемії SARS-COV-2 науковцям вдалося ідентифікувати чотири різні штами. Спочатку варіанти називали відповідно до місця, де їх було вперше зафіксовано, але потім їм вирішили присвоїти назви літер грецького алфавіту аби не породжувати додаткових проявів агресії або расизму стосовно мешканців того чи іншого регіону.

Штам “АЛЬФА”

Штам “АЛЬФА” вперше  виявили  у Великій Британії восени 2020 року. Цей варіант мав одразу незвично велику кількість мутацій і призвів до сплеску захворюваності на коронавірус серед британців починаючи з листопада 2020 року. На той час він поширювався швидше ніж усі інші штами за рахунок специфічної мутації (N501Y), яка підвищувала його заразність. Штам “Альфа” сам собою не є більш смертельним, ніж інші. Його поширення призвело до більшої кількості смертей опосередковано: чим більша кількість інфікованих, тим більше ускладнених випадків коронавірусної хвороби та більша кількість померлих.

Штам “БЕТА” – B.1.351.

Штам вперше виявили   у Південній Африці в жовтні 2020 року.. На відміну від варіанту “Альфа”, “Бета” має три різних зміни в спайковому білку коронавірусу, що полегшує його проникнення в клітини людини, роблячи вірус більш заразним ніж інші раніше відомі варіанти. У Південній Африці смертність під час другої хвилі SARS-COV-2 була на 20% вищою, ніж під час першої.

Штам “ГАММА” – P.1

“ГАММА” – P.1 з’явився в Бразилії у місті Манаус. Цей варіант передається більш стрімко, ніж Альфа і Бета. Він має три мутації у спайковому білку, які допомагають йому швидше і ефективніше інфікувати клітини людини , точно відомо, що “Гамма” у 2,5 рази заразніший у порівнянні з оригінальним коронавірусом.

Штам “ДЕЛЬТА” – B.1.617.2

Його виявили в Індії у грудні 2020. Людина ,інфікована “Дельтою” має в 1,260 разів вище вірусне навантаження, у порівнянні з інфікованими оригінальним SARS-COV-2. Проти інших варіантів “Дельта” має 9 різних мутацій, які дозволяють йому краще проникати в клітини людини та уникати імунної відповіді. Яка ситуація з вакцинацією в Україні та світі? Наразі в Україні проводяться щеплення людей чотирма видами вакцин: Astra Zeneca, CoronaVac, Pfizer та Moderna.

Мутації

Мутації – ще одна здатність вірусів, яка дозволяє їм уникати дії препаратів. Навіть бактерії з часом набувають стійкості, тобто змінюють гени й білки, на які націлено ліки. Віруси ж (особливо ті, що мають всередині не ДНК, а РНК) ще більш гнучкі й мутують набагато швидше. COVID-19 мутує повільніше за грип, тому вакцини проти нього продовжують діяти, хоча й дещо втрачають ефективність із появою нових варіантів.

Ф. Енгельсу належить наступне визначення «Життя є спосіб існування білкових тіл, істотним моментом якого є постійний обмін речовин з оточуючим середовищем», з якого автоматично витікає, що віруси, у яких ніякого обміну речовин немає і бути не може, до живих об’єктів віднести ми не можемо.

До програмних засобів захисту належать різні антивірусні програми (антивіруси).

Антивірус - це програма, яка виявляє й знешкоджує комп'ютерні віруси. Слід зауважити, що віруси у своєму розвиткові випереджають антивірусні програми, тому навіть у випадку регулярного користування антивірусів немає 100% гарантії безпеки. Антивірусні програми можуть виявляти та знищувати лише відомі віруси, при появі нового комп'ютерного вірусу захисту від нього не існує до тих пір, поки для нього не буде розроблено свій антивірус. Однак, багато сучасних антивірусних пакетів мають у своєму складі спеціальний програмний модуль, який називається евристичний аналізатор, і який здатний досліджувати вміст файлів на наявність коду, характерного для комп'ютерних вірусів. Це дає змогу вчасно виявляти та попереджати про небезпеку зараження новим вірусом.

Розрізняють такі типи антивірусних програм:

програми-детектори: призначені для знаходження заражених файлів одним із відомих вірусів. Деякі програми-детектори можуть також лікувати файли від вірусів або знищувати заражені файли;

програми-лікарі: призначені для лікування заражених дисків і програм. Лікування програми полягає у вилученні із зараженої програми тіла вірусу.

програми-ревізори: призначені для виявлення зараження вірусом файлів, а також знаходження ушкоджених файлів. Ці програми запам'ятовують дані про стан програми та системних областей дисків у нормальному стані (до зараження) і порівнюють ці дані у процесі роботи комп'ютера.

лікарі-ревізори: призначені для виявлення змін у файлах і системних областях дисків й у разі змін повертають їх у початковий стан.

програми-фільтри: призначені для перехоплення звернень до операційної системи, що використовуються вірусами для розмноження і повідомляють про це користувача. Останній має можливість дозволити або заборонити виконання відповідної операції. Такі програми є резидентними, тобто вони знаходяться в оперативній пам'яті комп'ютера.

програми-вакцини: використовуються для обробки файлів із метою попередження зараження відомими вірусами (в останній час цей метод використовується все частіше).

Рекомендується використовувати декілька різних антивірусних пакетів одночасно. Вибираючи антивірусну програму слід звернути увагу на такий параметр, як кількість розпізнаючих сигнатур (послідовність символів, які гарантовано розпізнають вірус). Другий параметр - наявність евристичного аналізатора невідомих вірусів, його присутність дуже корисна, але суттєво уповільнює час роботи програми. На сьогоднішній день існує велика кількість різноманітних антивірусних програм. Розглянемо коротко найбільш поширені в Україні.

Чек-лист «Порівняльна характеристика вірусів»

Клас заздалегідь об’єднаний в 2 групи, в склад груп входять:

• Історики
• Знавці
• Дослідники
• Аналітики
• Фахівці

VІ. Закріплення вивченого матеріалу.

Проаналізуйте ваш опорний конспект (чек-лист). З’ясуйте схожість і відмінність біологічних та комп’ютерних вірусів (самостійна творча робота учнів в парах (чек-лист 2 частина): завдання виконується за допомогою кольорових ручок: червоний колір – схожі, чорний – відмінні ознаки. Як ви гадаєте, чи можемо ми тепер дати відповідь на поставлене проблемне запитання: Вірус – хто чи що, жива істота чи речовина? (сумісно з учнями проходить обговорення проблемного питання і формулювання висновків).

Цікаві тестові завдання:

Виберіть одну правильну відповідь:

1. Для кого з працівників є найважливіший захист від комп’ютерних вірусів?

А) Учителя біології,

Б) Лікаря – терапевта,

В) Бібліотекаря,

Г) Продавчині.

2. До неклітинних форм життя належать:

A) віруси;

Б) бактерії;

B) інфузорії;

Г) ціанобактерії.

3. Існування вірусів відкрив

A) Луї Пастер;

Б) І. П. Павлов;

B) І.І. Мечников;

Г) Д. Й. Івановський.

4. Білкова оболонка вірусів складається

A) суперкапсид

Б) нуклеоїд

B) капсид

Г) мембрана

5. Зараження людей по всьому світу COVID-19 можно віднести до

A) пандемії

Б) інфекції

B) епідемії

Г) навали

6. До складу вірусу не входить:

A) АТФ;

Б) ДНК  

B) РНК;

Г) білки

7. Укажіть групу вірусних захворювань

A) грип; малярію; віспа, гепатит, чума

Б) ангіну; COVID-19, молочниця, кір

B) кір, COVID-19, герпес, віспа

Г) дизентерію, гепатит, чума ,грип

8. Як уникнути шкідливих наслідків від дії вірусів?

1. робити періодичні профілактичні перевірки
2. робити архівні копії важливих програм і документів
3. не контактувати ні з ким у реальному житті
4. перевіряти файли отримані через Інтернет

9. За допомогою яких засобів "лікувати" заражений вірусами комп'ютер?

1. панадол
2. антивірусна програма
3. посипати порошком від вірусів

10. Які ознаки зараження комп'ютера вірусами?

1. програми перестають працювати
2. випадання клавіш на клавіатурі
3. деякі файли виявляються зіпсованими
4. не вставляється диск в дисковод
5. не вимикається живлення

11. Яке призначення антивірусних програм?

1. стиснення даних
2. форматування даних
3. захист від вірусів
4. зараження вірусом

12.  Що таке компютерний вірус?

1. біологічний вірус, що заражає ПК
2. спеціально написана програма, що виконує деструктивні дії на ПК
3. текстовий файл
4. невідомий обєкт 

VІІ. Рефлексія.

Заповнення «Екрану настрою» за допомогою віртуальної дошки.

Чи сподобався вам урок? У вас на віртуальній дошці є кольорові наліпки «Я все зрозумів», «У мене залишилися запитання». Поставте їх у відповідну колонку.

VІІІ. Підведення підсумків уроку.

Оцінювання учнів, аргументація оцінок.

VІІІ. Домашнє завдання.

Аби убезпечити вас від особистого знайомства з вірусами, пропоную вам скласти Пам’ятку «Профілактика хвороб від біологічних вірусів!», Пам’ятку «Профілактика від комп’ютерних вірусів!» (на вибір), опрацювати параграф «Віруси», повторити параграф «Проблеми інформаційної безпеки».