Віруси - мобільні генетичні елементи

Конспект уроку на тему: «Віруси – мобільні генетичні елементи».

Мета:

Навчальна: поглибити знання про віруси, їх життєвий цикл, розглянути процеси життєдіяльності та розмноження, розкрити роль вірусів у природі та житті людини;

Розвивальна: розвивати логічне мислення на основі загально розумових дій та операцій, стимулювати розвиток умінь учнів арґументувати свою відповідь; сприяти формуванню основних світоглядних ідей;

Виховна: виховувати дбайливе ставлення до всіх живих організмів, екологічне мислення, творчу активність; формувати науковий світогляд, інтерес до предмета.

 Тип уроку: урок формування нових знань.

Методи: репродуктивний, пояснювально-ілюстративний, метод проблемного викладу.

Обладнання: підручник, робочі зошити, схеми: Проникнення РНК-вмісного (ВІЛ) у Т-лімфоцит, Інфікування бактеріальної клітини бактеріофагом, Репродукція ДНК-вмісного вірусу, Будова вірусів, Будова бактеріофага.

Структура уроку:

1. Організаційний етап (1 хв)
2. Актуалізація опорних знань умінь і навичок (5хв)
3. Мотивація діяльності учнів (5 хв)
4. Формування нових знань (25 хв)
5. Закріплення вивченого матеріалу (7 хв)
6. Домашнє завдання (2 хв)

Хід уроку

1. Організаційний етап (1 хв)

(привітання з учнями, перевірка присутніх на уроці)

2. Актуалізація опорних знань умінь і навичок (5хв)

• Які властивості живих організмів вам відомі?
• Яку будову має клітина?
• Що називається «Реплікацією ДНК»?
• Обгрунтуйте поняття «Зворотна транскрипція»

3. Мотивація діяльності учнів (5 хв)

Вчитель проводить бесіду з учнями розглядаючи наступні питання:

•  Як можна заразитися вірусною інфекцією?
• Чи можуть уражати віруси всі форми клітинних організмів?
• Чому віруси називають мобільними генетичними елементами?

 Розглянувши ці запитання вчитель оголошує тему уроку та формулює разом з учнями мету.

4. Формування нових знань (25 хв)

Тема уроку : «Віруси – мобільні генетичні елементи».

План уроку:

1. Процеси життєдіяльності й розмноження вірусів;
2. Особливості репродукції різних груп вірусів;
3. Будова вірусів та їх різноманітність.

1. Процеси життєдіяльності й розмноження вірусів

Як ви вже знаєте, віруси є внутрішньо­клітинними паразитами, оскільки вони не здатні розмножуватися поза клітиною. Віру­си використовують ресурси клітини-хазяїна для утворення своїх численних копій.  У вірусів розрізняють дві життєві форми: позаклітинну (віріон), що не виявляє ознак життєдіяльності, і внутрішньоклітинну, в стані якої вірус активно розмножується. Поза організмом-хазяїном вірусні час­тинки деякий час не втрачають здатності до зараження. Наприклад, вірус поліомієлі­ту зберігає інфекційну активність протягом кількох діб, вірус віспи – декількох місяців.

Віріони взагалі мають високу життєздат­ність, вони можуть навіть переносити високі дози радіації та високий тиск. Проте вони гинуть в ультрафіолетовому опроміненні, за умов високої температури, під впливом де­зінфікуючих речовин. Але вірус гепатиту В зберігає здатність до зараження навіть після короткочасного кип’ятіння.

Життєвий цикл вірусу складається з чо­тирьох етапів. (учні складають опорну таблицю у робочих зошитах. Вчитель демонструє схеми, відповідно до етапів. )

2. Особливості репродукції різних груп вірусів.

Мобільність вірусів полягає у  послідовності ДНК, що здатне переміщатися усередині геному живих організмів. Хоча мобільні елементи в цілому є «генетичними паразитами», викликаючи мутації в генетичному матеріалі організму хазяїна, і знижуючи його пристосованість за рахунок витрати ресурсів на реплікацію і синтез білків паразиту, вони є важливим механізмом мінливості і обміну генетичним матеріалом між організмами як одного виду, так і різних видів.

ДНК-вмісні віруси (вірус тютюнової мо­заїки, герпесу). Віруси прикріплюються до поверхні клітини, проникають усередину, звільняються від капсиду. У клітинному ядрі ферменти клітини-хазяїна реплікують вірус­ну ДНК і транскрибують її в іРНК. Рибосоми клітини-хазяїна транслюють іРНК в білки вірусного капсиду (мал. 73.3). Вірус для ви­робництва власної РНК і ДНК використовує ферменти клітини-хазяїна.

• РНК-вмісні віруси (вірус кору). Реплі­кація зазвичай відбувається в цитоплазмі. Для копіювання своїх геномів РНК-віруси використовують власний фермент РНК- репліказу.

• Ретровіруси (ВІЛ). Містять однолан­цюгову РНК і використовують власний фер­мент – зворотну транскриптазу, що пере­носить генетичну інформацію з РНК на ДНК. Отримана ДНК може вбудовуватися в геном клітини-хазяїна або використовуватися для транскрипції (мал. 73.1).

3. Будова вірусів та їх різноманітність.

Розміри вірусів варіюють від 20-30 (вірус некрозу тютюну) до 300-400 нм. Головними компонентами вірусу є мо­лекула нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК) і захисна оболонка – капсид (мал. 72.1). (Вчитель демонструє відповідну схему).

Нуклеїнова кислота вірусу може бути представлена молекулою ДНК або РНК, яка може бути одноланцюговою або дволанцюго­вою, кільцевою або лінійною. За типом ну­клеїнової кислоти віруси класифікують на ДНК-вмісні і РНК-вмісні. Тому за кількістю варіантів організації геному віруси набагато різноманітніші, ніж бактерії й еукаріоти.

Капсид складається з однакових білкових частинок – капсомерів. Деякі віруси поверх капсиду мають ліпідну оболонку – супер­капсид. Білки капсиду кодуються вірусним геномом, а суперкапсид утворюється з мемб­рани клітини-хазяїна. Віруси поширені всюди і є найчислен­нішими біологічними об’єктами на Землі. Вони уражають усі форми клітинних організ­мів, у тому числі тварин, рослини, бактерії та гриби.

• Які вам відомі віруси тварин та людей?

Серед вірусів тварин і людини існують збудники дуже небезпечних хвороб, таких, наприклад, як віспа, поліомієліт, сказ, ві­русний гепатит, грип, СНІД тощо. Багато ві­русів, до яких чутлива людина, уражає тва­рин, і навпаки. Крім того, деякі тварини є переносниками вірусів людини.

Віруси тварин і людини можуть поши­рюватися:

• тваринами-переносниками (наприклад, вірус сказу);

• повітряно-крапельним шляхом під час кашлю або чхання (вірус грипу);

• фекально-оральним шляхом під час контакту із зараженою їжею або водою (ві­руси, що спричиняють кишкові розлади);

• статевим шляхом і під час переливання зараженої крові (ВІЛ).

• Які вам відомі віруси рослин? В чому полягає відмінність їх від попередніх?

Віруси рослин завдають величезної шко­ди сільськогосподарським культурам. На­приклад, вірус тютюнової мозаїки є причи­ною втрат не тільки тютюну, а й томатів перців і баштанних культур, у яких він викликає некроз плодів. Уро­жаю рису завдає шкоди вірус карликовості рису. Картопля найчастіше страждає від ві­русу карликовості картоплі. Вірусні захво­рювання спричиняють у рослин нерівномірне забарвлення, пожовтіння й хлороз листків, порушення росту (карликовість), зморшку­ватість і скручування листків, надмірну ку­щистість.

Віруси легко передаються від однієї рос­лини до іншої через контакт із соком хворих рослин (у разі травмування рослин, під час пікіровки розсади, пасинкування тощо), че­рез насіння, а також комахами-переносни­ками.

• В чому на вашу думку полягає особливість вірусів бактерій?

Віруси бактерій – бактеріофаги — ви­бірково уражають бактеріальні клітини. Ти­пова фагова частка складається з голівки та хвоста (мал. 72.3). У голівці міститься ДНК або РНК. На кінці хвоста розташована базальна пластинка, за допомогою якої ві­рус закріплюється на поверхні бактерії. Хвіст має вигляд порожнистої трубки, по якій ге­нетичний матеріал потрапляє з головки фага в цитоплазму бактерії.

Висновок до уроку: Життєвий цикл вірусу складається з таких ета­пів: прикріплення до клітини-хазяїна, проник­нення в клітину, реплікація вірусних частинок, вихід з клітини. Для виробництва власної РНК або ДНК віруси використовують як ферменти клітини-хазяїна, так і власні ферменти — РНК- репліказу і зворотну транскриптазу. Віруси є неклітинною формою життя. Ком­понентами вірусу є нуклеїнова кислота (ДНК або РНК), білкова оболонка (капсид) і ліпідна оболонка (суперкапсид). Віруси уражають усі форми клітинних організмів, іноді викликаючи небезпечні захворювання.

5.Закріплення вивченого матеріалу (7 хв)

1. Складання порівняльної таблиці «Особливості репродукції різних груп вірусів», за критеріями, що підберуть самі учні.

2. Обговорення наступних питань:

2.1. Наведіть аргументи «за» і «проти» точки зору на те, що вірус — це: а) форма життя; б) неживий комплекс органічних молекул.

2.2. Чи існують віруси, корисні для людини?

2.3. Як відбувається копіювання генетичного ма­теріалу РНК-вмісних вірусів під час їх розмно­ження?

2.4. Поясніть, як ВІЛ пригнічує реакцію імунної сис­теми.

6. Домашнє завдання (1хв.)

Опрацювати матеріал підручника параграф 72-73. До біологічного словника виписати базові терміни.

Дати пропозицю до запитання:

Які підходи можна використовувати у фармакології для розробки анти­вірусних препаратів?

2. Надати коротку характеристику кожному етапу уроку  (мета, дидактичне завдання, зміст).

3. Яка педагогічна технологія підходить в найбільшій мірі для викладання даної теми?

На мою думку, до даної теми найбільш підходить проблемне навчання, адже воно розвиває в учнів самостійне мислення та активує пізнавальну діяльністю учнів.

4. Заповнити таблицю «Порівняльна характеристика методологічних підходів до викладання біології».