Відкритий урок з біології на тему "Віруси" викладача Ставчанського професійного ліцею Крикливої Н.В.

 

Ставчанський професійний ліцей

Відкритий урок

«Віруси, віроїди, пріони, їхній хімічний склад, будова, життєві цикли»

                        Викладач біології: Криклива Наталія Валеріївна

2023 рік

Віруси, віроїди, пріони, їхній хімічний склад, будова, життєві цикли.

• 4. Засвоєння нового матеріалу

1. Поняття про неклітинні форми життя

• Розповідь учителя

Клітина — це елементарна структурно-функціональна одиниця живого. Але є форми життя, які розмножуються тільки всередині живих клітин і, не маючи власного обміну речовин, виявляють такі властивості живого, як спадковість, мінливість. Такі форми життя вчені назвали неклітинними формами життя. До них належать віруси, віроїди, вірусоїди і пріони.

• Складання опорної схеми

• Самостійна робота учнів з підручником

Завдання для опрацювання:

— Чим відрізняються неклітинні форми життя між собою?

(Обговорення відповідей учнів.)

• Розповідь учителя

Існування неклітинних форм життя є предметом наукової суперечки, у зв’язку з тим, що чіткого та однозначного визначення поняття «життя» досі немає. Багато вчених вважають, що тільки клітинні організми можна вважати живими, наприклад вірусолог Марк ван Редженмортел стверджує «Найпростішою системою, яку можна назвати живою, є клітина. Віруси — неживі інфекційні об’єкти, про які в крайньому разі можна сказати, що вони ведуть щось на зразок позиченого життя».

• Постановка проблемного питання

— Чи можна віруси назвати живими?

(Учні висловлюють припущення, учитель пропонує повернутися до цього питання наприкінці уроку.)

2. Віруси, їхній хімічний склад, будова, життєві цикли

• Робота в групах

Завдання для груп:

— Опрацювати питання та скласти опорну схему або запропонувати таблицю.

I група — Історія відкриття вірусів.

II група — Будова вірусів.

III група — Хімічний склад вірусів.

IV група — Життєвий цикл вірусів.

• Презентація групами результатів своєї роботи

І група

Історія відкриття вірусів

Учні розповідають про історію дослідження вірусів і пропонують заповнити таблицю.

• Заповнення таблиці

Історія відкриття вірусів

Учені	Дослідження
Д. Й. Івановський (Росія), 1892 р.	Відкрив віруси
Ф. Лефле і П. Фрош (Німеччина), 1898 р.	Довели фільтруючу природу збудника ящура
М. Бейєринк (Голландія), 1899 р.	Істот із властивостями отруйних речовин назвав вірусами
Ф. ’Ефрель (Франція), 1917 р.	Відкрив вірусних паразитів бактерій — бактеріофагів
М. Стенлі (США), 1935 р.	Ізолював і кристалізував вірус тютюнової мозаїки, у 1956 р. розділив вірусну часточку на основні компоненти — білок і нуклеїнову кислоту, а потім знову з’єднав їх з утворенням активного вірусу

ІІ група

Будова вірусів

• Проектування зображення на екран

На різних етапах розвитку вірус існує в різних формах, а тому складається враження, що віруси є дуже лабільними (нестійкими). Проте дослідження показують, що кожен вид вірусів має певні, властиві тільки йому, ознаки. Найхарактерніші властивості для кожного виду мають зрілі форми вірусів, які називають віріонами. Розміри різних вірусів коливаються від 8 до 750 нм.

До групи великих вірусів можна віднести віріони віспи, пситакозу, трахоми, мозаїки цукрових буряків, Х-вірус картоплі та ін. Середні розміри мають віруси грипу, сказу, герпесу тощо. Дуже малі розміри у віріонів енцефаліту, поліомієліту, ящуру та багатьох фітопатогенних вірусів. Цікаво, що найбільші за розмірами віруси наближаються до малих бактерій, наприклад мікоплазм, а найменші — до макромолекул білка.

Кожна вірусна частинка складається з:

• оболонки;

• молекули ДНК або РНК.

• Проектування зображення на екран

Модель вірусу грипу	Модель будови вірусу тютюнової мозаїки: 1 — нуклеїнова кислота; 2 — білкові субодиниці капсиду

• Складання опорної схеми

• Проектування зображення на екран

Схематичне зображення структури вірусів зі складним капсидом: А — аденовірус (1 — тонкі вирости на вершинах ікосаедра; 2 — білковий капсид, який складається із структурних одиниць капсомерів; 3 — ДНК); Б — вірус герпесу (4 — капсид; 5 — ДНК; 6 — оболонка з виростами); В — вірус саркоми Рауса (7 — оболонка з виростами; 8 — нуклеокапсид; 9 — другий зовнішній капсид)

Нуклеокапсид — комплекс білка з нуклеїнової кислотою, що являє собою упаковану форму генома вірусної частинки. Цей термін використовується у тих випадках, коли нуклеокапсид являє собою якусь підструктуру більш складної вірусної частинки.

ІІІ група

Хімічний склад вірусів

• Складання опорної схеми

У найпростіших вірусів, наприклад у вірусу тютюнової мозаїки, капсид складається з ідентичних субодиниць білка, які містять 158 амінокислот. 21 301 100 пептидних ланцюжків субодиниць капсиду укладені по спіралі так, що виникає порожній циліндр завдовжки 300 нм і діаметром 15 нм.

У складніше організованих вірусів білкова оболонка складається з кількох білків, наприклад, в аденовірусів виявлено близько 10 різних структурних білків, які беруть участь у формуванні капсида і серцевини вібріона. Крім структурних білків, у складі вірусних частинок виявлено також ферментні білки. Це, зокрема, РНК-залежна РНК-полімераза (транскриптаза), РНК-залежна ДНК-полімераза (ревертаза). Є дані, що ці ферменти кодуються вірусним геномом.

• Це цікаво!

• Цікаво, що вірусний білок, зокрема багатьох паличкоподібних вірусів, має здатність до самозбирання (упорядкованої агрегації), тобто зруйнований до субодиниць за певних умов, він може знову відновлюватися до вихідного стану. Пояснити це можна тим, що впорядкований агрегат білка (капсид) має найменшу вільну енергію порівняно з мономерними пептидними ланцюгами. Тому самозбирання капсидів, як і будь-який процес, що веде до зменшення вільної енергії системи, може відбуватися спонтанно.

IV група

Життєвий цикл вірусів

• Складання опорного конспекту

У житті вірусів можна виділити такі етапи:

• прикріплення вірусу до клітини;

• вторгнення вірусу в клітину;

• латентна стадія (вірус ніби зникає, його не вдається виявити в клітині, але в цей період уся клітина синтезує необхідні для вірусу білки і нуклеїнові кислоти, у результаті чого утворюється нове покоління віріонів);

• утворення нового покоління вірусів;

• вихід віріонів.

• Складання опорної схеми

• Постановка проблемного питання

• Як ви вважаєте, які клітини більш вразливі для вірусів — рослинні чи тваринні? Чому?

Очікувані  відповіді учнів:

Клітини тварин, які мають глікокалікс, більш уразливі для вірусів, передусім через свою здатність до фагоцитозу та піноцитозу. Захоплюючи поживні речовини, вони часто «ковтають» і зрілі вірусні частинки.

• Розповідь учителя

Існує група вірусів, які пристосувалися до паразитування всередині клітин бактерій, їх називають бактеріофагами.

• Проектування зображення на екран

За будовою бактеріофаги складніші від вірусів, які паразитують у клітинах людини, тварин і рослин. За формою вони часто нагадують пуголовка і складаються з головки, відростка та хвостових ниток. Зовні головка та відросток вкриті білковою оболонкою, усередині головки міститься нуклеїнова кислота (ДНК), а всередині відростка проходить канал (стрижень). Бактеріофаг спочатку прикріплюється до поверхні клітини бактерії, а потім у цій ділянці розчиняє її оболонку.

• Проектування зображення на екран

Нуклеїнова кислота бактеріофага переходить у канал стрижня і впорскується в клітину бактерії через отвір у її оболонці. У подальшому в бактерії, зараженій бактеріофагом, починає синтезуватися нуклеїнова кислота бактеріофага, а не власна нуклеїнова кислота (ДНК). Урешті клітина бактерії гине. Такий процес може тривати протягом багатьох поколінь нащадків бактеріальної клітини, яка була заражена бактеріофагом.

• 5. Узагальнення і закріплення знань

5.1. «Мозковий штурм».

— Які принципові відмінності вірусів від інших організмів?

(Принципові відмінності вірусів від усіх інших організмів: можуть існувати тільки як внутрішньоклітинні паразити і не можуть розмножуватись поза клітинами тих організмів, у яких вони паразитують; містять лише один тип нуклеїнової кислоти — ДНК або РНК, тоді як в усіх клітинних організмів є одночасно і ДНК, і РНК; мають дуже обмежений набір ферментів; використовують для формування нових віріонів будівельний та енергетичний матеріал клітини-хазяїна; не мають клітинної будови.)

5.2. «Творча лабораторія».

— Як ви вважаєте: віруси — це речовина чи істота?

(Учні заповнюють таблицю, указуючи ознаки вірусів як «неживої речовини» та «живих організмів».)

Неживі речовини	Живі організми
Відсутність самостійного обміну речовин	Наявність спадкового матеріалу
Відсутність живлення	Здатність до розмноження
Відсутність здатності до руху	Здатність змінювати свої властивості

Учні формулюють висновок: віруси — перехідна форма між неживою і живою природою. Тобто «…речовина з ознаками істоти або істота з ознаками речовини…».