ТЕМА УРОКУ: ОСОБЛИВОСТІ ОРГАНІЗАЦІЇ ТА ФУНКЦІОНУВАННЯ ВІРУСІВ ТА ВІРОЇДІВ

ТЕМА УРОКУ: ОСОБЛИВОСТІ ОРГАНІЗАЦІЇ ТА ФУНКЦІОНУВАННЯ ВІРУСІВ ТА  ВІРОЇДІВ

Мета:

•                 Навчальна – сформувати поняття про неклітинні форми життя, ознайомитись з особливостями організації вірусів, віроїдів, пріонів.
•                 Розвивальна – розвивати вміння аналізувати, порівнюючи неклітинні форми життя.
•                 Виховна – валеологічне виховання, усвідомлення важливості збереження здоров’я.

Тип уроку: комбінований.

Методи роботи: проблемні, ілюстративні, інтерактивні.

Форми роботи на уроці: повідомлення учнів, мультимедійна презентація, відео демонстрація, робота в парах.

Обладнання: комп’ютер, проектор, екран,  відеофрагменти «Неклітинні форми життя», підручник.

Епіграф уроку:

«Природа не знає жодних прав, їй відомі тільки закони.»

Д. Адамс

Хід уроку

1. Організаційний момент.
2. Перевірка домашнього завдання

Повідомлення учнів, усне опитування.

3. Актуалізація опорних знань.

Метод «Прес»

     Які існують царства живої природи?

     Які особливості  прокаріотичних клітин?

     В чому полягає ускладнення еукаріот, порівняно з прокаріотами?

     Представники яких царств можуть викликати інфекційні хвороби?

4. Мотивація навчальної діяльності.

Чи замислювалися ви над тим, що людству із самого початку його існування загрожували і загрожують серйозні вороги? Ці вороги часто без зброї сіяли смерть. Їх жертвами ставали мільйони людей, які загинули від віспи, чуми, енцефаліту, а зараз від СНІДу, ковіду. Ці вороги невидимі, підступні і з’являються неочікувано.

Як ви вважаєте хто це ? (Роздуми учнів)

Учитель: Саме у зв’язку з поширенням вірусів, зростанням кількості вірусних інфекцій ми і вивчаємо сьогодні тему «Віруси, віроїди, пріони. Особливості їхньої організації та функціонування, гіпотези походження вірусів.»

5. Засвоєння нового матеріалу.

1. Неклітинні форми життя – це автономні структури на молекулярному рівні організації життя, до яких відносять віроїди, пріони та віруси. Спільними ознаками цих форм життя є:

1.      субмікроскопічні розміри;
2.     відсутність клітинної будови;
3.      внутрішньоклітинний паразитизм;
4.     здатність зберігати свої ознаки та змінюватися під упливом умов;
5.      здатність до самовідтворення. 

Вірусологія – наука яка вивчає будову і функції вірусів, їх властивості, шляхи передачі та способи лікування і профілактики вірусних захворювань.

Кожен з вас переніс принаймі одне вірусне захворювання (грип тощо) але ніхто не бачив його збудників адже розміри вірусних частинок – віріонів – такі мізерні (15-300 нм), що більшість з них можна побачити лише за допомогою електронного мікроскопа.

Спеціалісти які вивчають віруси називаються вірусологи, на Україні є інститут «Вірусології та мікробіології» де вчені проводять свої дослідження.

Царство вірусів відкрито відносно недавно: 100 років. Але в науки немає віку, вона подібно людям має юність, але ніколи не буває старою Більшість вірусів було відкрито при встановлені причини того чи іншого захворювання людини, тварини або рослини. Саме це наклало відбиток на відношення до вірусів і до науки «вірусології», яка їх вивчає.

Багато тисяч років віспа нищила населення Землі. Лише за минуле тисячоліття від неї загинуло від 300 до 500 мільйонів людей. 1796 року відбулася важлива подія, завдяки якій протягом наступних віків були розроблені та застосовані в планетарному масштабі профілактичні засоби боротьби з цим захворюванням, передусім вакцинація. Англійський лікар Едуард Дженнер (1749—1823) дійшов висновку, що успішність вакцинації зумовлена ступенем ослаблення культури паразита. Він увів у розріз шкіри восьми­річного хлопчика вміст пустули доярки, яка перехворіла на так звану коров'ячу віспу. У хлопчика, який ніколи не хворів на віспу, утворилася маленька виразка на місці введення вакцини, яка загоїлася за два тижні. Через півтора місяці Дженнер зробив цьому ж хлопчику щеплення рідиною з пустули хворої на віспу людини, але хвороба не розвинулася. Успіх Дженнера зумовлений тим, що віспа у корів перебігає в легкій формі, а віріони адаптовані до організму хазяїна — корови, тому не здатні викликати важку форму захворювання у людини, однак стимулюють утворення антитіл у її крові.

1885 року відомий французький учений Луї Пастер (1822—1895) уперше перевірив на людині дію вакцини проти сказу. Він зробив щеплення дитині, яку покусав скажений собака, і тим самим зберіг їй життя. І хоча на той час віруси ще не були відкриті, саме він ввів терміни вірус (від лат. вірус — отрута) і вакцинація (на честь Е. Дженнера, від лат. вакка -корова). Він також розробив наукову базу для здійснення вакцинації.

Відкрив віруси російський учений Д. Івановський (1864—1920), який у 1892 р. оприлюднив роботу про поширення збудника мозаїчної хвороби тютюну. Він довів, що сік уражених рослин, введений здоровим, спричиняє їхнє захворювання. Це відбувалося навіть  після  фільтрування  соку через  керамічні фільтри дуже малого діаметра, здатні затримувати найдрібніші бактерії.

    В 1852 році російський ботанік Дмитро Іосифович Івановський отримав інфекційний екстракт із рослин тютюну, уражених мозаїчною хворобою

2. ВІРУСИ (лат. virus – отрута) – це неклітинні форми життя, які є внутрішньоклітинними абсолютними паразитами. Наразі близько 5 000 видів вірусів ідентифіковано, тоді як вчені вважають, що існує понад мільйон видів вірусів. Відкрито віруси в 1892 р. російським ботаніком Д.  Івановським (1864–1920). Розміри більшості вірусів у межах від 20 до 300 нм, хоча є серед них й справжні велетні серед неклітинних форм життя. Це мега- й мімівіруси з розмірами близько 600 нм. Віруси мають капсид з білкових частинок – капсомерів і нуклеїнову кислоту – серцевину. Структуру, що містить нуклеїнову кислоту і капсид, називають нуклеокапсидом. Повністю сформована інфекційна вірусна частинка називається віріоном. Унікальна властивість вірусів – різноманітність організації генетичного матеріалу. Вірусна нуклеїнова кислота може бути представлена одно- або дволанцюговими молекулами ДНК (ДНК-вмісні віруси) чи РНК (РНК-вмісні віруси). Для вірусів характерна специфічність, що полягає в можливості взаємодії вірусів лише з певними рецепторами клітинних мембран. Віруси є внутрішньоклітинними паразитами архей, бактерій й еукаріотів і поза клітинами жодних ознак життя не виявляють. Для свого відтворення віруси використовують ресурси клітини-хазяїна, чим спричинюють вірусні захворювання. Основними систематичними одиницями для вірусів є порядок, родина, рід та вид. Категорії царства та відділів, бінарна номенклатура для вірусів не застосовуються.

Отже, неклітинні форми життя є складовою частиною біосфери,  оскільки побудовані з органічних речовин, мають біотичні  взаємовідносини, їм притаманні спадковість, мінливість,  вони здатні до самовідтворення та ін.

На основі багаторічних досліджень були визначені такі властивості вірусів:

•                   неклітинна будова;
•                   облігатний паразитизм у прокаріотичних та еукаріотичних клітинах (тобто паразит здатний жити лише в певних умовах);
•                   використання органел клітини-хазяїна для синтезу нових вірусних частинок;
•                   відсутність власного обміну речовин;

•. відсутність проявів життєдіяльності поза клітиною-хазяїном. 

3. Будова вірусів. (Розповідь з елементами бесіди.)

Усередині інфікованої клітини вірусні частинки, як правило, не виявляють, оскільки їхні компоненти (білки та нуклеїнові кислоти) задіяні в клітинному метаболізмі — відбувається реплікація, транскрипція та трансляція вірусних нуклеїнових кислот, синтез вірусних білків. У зовнішньому середовищі (поза клітиною) віруси перебувають у вигляді окремих частинок — віріонів.

За будовою розрізняють прості та складні віруси. У простих вірусів молекула нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК) оточена тільки білковими молекулами (від декількох десятків до декількох тисяч). Складні віруси під час формування віріонів захоплюють частину клітинної плазматичної мембрани, яку вони «інкрустують» власними білками і використовують як зовнішню оболонку .

У складі вірусної частинки може бути тільки один тип нуклеїнової кислоти — або ДНК, або РНК. Молекули нуклеїнових кислот слугують носіями генетичної інформації вірусів. Зверніть увагу: якщо в клітинах прокаріотів та еукаріотів  ДНК  дволанцюгові, а РНК — одноланцюгові, то у вірусів молекули обох нуклеїнових кислот можуть бути і дволанцюгові, і одноланцюгові.

Ще одна важлива відмінність вірусів від клітин прокаріотів та еукаріотів полягає в їхньому унікальному способі утворювати віріони внаслідок так званого самозбирання.

Прості віруси виходять з ураженої клітини зазвичай унаслідок пошкодження плазматичної мембрани вірусними ферментами або руйнування (апоптозу) клітини. Віріони складних вірусів покидають клітину в оточенні ділянки її плазматичної мембрани. Цей процес називається брунькуванням.

Віруси належать до особливого підрозділу живої природи – царства Віра.

Життєвий цикл вірусів

Віріон      Облігатний паразит

(неактивна, позаклітинна)   (активна,внутрішньоклітинна)

4. Віроїди – неклітинні форми життя у вигляді одноланцюгової кільцеподібної РНК, що не кодує білків. Віроїди було відкрито в 1971 р. американським біологом Т. О. Дінером. Ці субмікроскопічні частинки захисної білкової оболонки не мають, їхня РНК містить 250 – 375 нуклеотидів і має масу від 86 – 130 кДа. Віроїди потрапляють у клітини-хазяїна під час його вегетативного розмноження, за допомогою комах або механічним шляхом у разі пошкодження. Віроїди можуть завдавати значних збитків рослинництву, оскільки спричиняють віроїдні захворювання (веретеноподібність бульб картоплі, карликовість хризантем, каданг-каданг кокосових пальм, хвороба жовтих плям рису та ін.).

Віроїди потрапляють у клітину рослини-хазяїна при вегетативному розмноженні, за допомогою комах або механічним шляхом при пошкодженні тканин. Розмноження (реплікація) проходить за допомогою ферментів РНК-полімераз хазяїна. При цьому реплікація нуклеїнових кислот самої клітини-хазяїна пригнічується. Залишається невідомим, яким чином РНК віроїда, не кодуючи ніяких білків, може пригнічувати біохімічні процеси рослини, та яким чином при реплікації працює РНК-полімераза, якій за звичайних умов як матриця потрібна ДНК.

Походження віроїдів невідоме. Деякі дослідники вважають їх представниками доклітинного «світу РНК», еволюційними реліктами. Але більшість сходяться на думці, що вони походять від вирізаних та замкнених в кільце інтронів або мобільних генетичних елементів — транспозонів, які втратили кодуючі послідовності. Доведено, що нові віроїди можуть утворюватись при рекомбінації.

Віроїди можуть завдавати значних збитків рослинництву. Так за останні 50 років на Філіппінах загинули мільйони кокосових пальм від хвороби каданг-каданг, яку викликає віроїд.

6. Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь.

Вправа «Мозг-ковий штурм.»

1. Що таке неклітинні форми життя?
2. Назвіть неклітинні форми життя.
3. Що таке віруси?
4. Наведіть приклади вірусів.
5. Назвіть гіпотези походження вірусів.
6. Назвіть основні типи взаємодії вірусів з клітинами.
7. За допомогою таблиці порівняйте неклітинні форми життя. Укажіть спільні й відмінні ознаки.

Завдання: порівняйте віруси, віроїди і пріони.

7. Підбиття підсумків.

Перегляд відеофрагменту «Неклітинні форми життя.»

8. Домашнє завдання.

Вивчити відповідний параграф

Творче завдання. Знайти в мережі Інтернет інформацію і підготувати повідомлення на тему «Профілактика та лікування вірусних інфекцій». Оформити інформацію у вигляді презентації, буклету, газети, плакату тощо.