Урок особенности строения вирусов

Обновлено: 23.04.2024

Цель урока: сформировать представление о вирусах как о неклеточной форме жизни, их строении, жизнедеятельности, значении.

Задачи урока:

  • Познакомить учащихся с гипотезами происхождения вирусов и историей их открытия;
  • Изучить строение и классификацию вирусов;
  • Изучить жизненный цикл вирусов;
  • Познакомить учащихся с ВИЧ и сформировать знания о мерах предупреждения заболеваний СПИДом.
  • Продолжить формирование умения работать с учебником, дополнительной литературой, интернет-ресурсами, компьютерными средствами;
  • Развивать коммуникативные умения учащихся;
  • Продолжить развитие логического мышления через умения сравнивать, анализировать, делать выводы;
  • Научить учащихся выражать свое собственное мнение и отстаивать его в диспуте;
  • Формировать ответственное отношение к своему здоровью как к ценности через ознакомление с профилактическими мерами борьбы с вирусными заболеваниями;
  • Воспитание культуры речи, уважительного отношения к выступающим.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Технология обучения: ИКТ-технология.

Ход урока

I. Организационный момент

(приветствие, проверка готовности к уроку)

II. Актуализация знаний

Учащимся предлагается ответить на следующие вопросы:

  • Чем живое отличается от неживого?
  • Какими свойствами обладают живые организмы?
  • Что является основой любого живого организма?
  • Какая структура является носителем наследственной информации в клетке?

В ходе фронтальной беседы ученики исправляют и дополняют друг друга.

Цель нашей работы: сформировать представление о вирусах как о неклеточной форме жизни, их строении, жизнедеятельности, значении.

Какие задачи вы перед собой поставите, чтобы достичь этой цели? (учащиеся формируют задачи)

  • Познакомиться с историей появления и открытия вирусов;
  • Изучить особенности строения, жизнедеятельности вирусов, их классификацию и значение;
  • Познакомиться с особенностями строения вируса СПИДа и мерами профилактики этого заболевания.

Ребята, сегодня мы работаем следующим образом: перед вами лежит рабочий лист, где вы и будете вести все записи и выполнять все задания.

Положите рабочий лист перед собой и выполните задание №2, заполнив только 2 столбик.

IV. Изучение нового материала

1) В конце 19 века бактериология достигла больших результатов. В этот период были открыты возбудители чумы, холеры, туберкулеза и других распространенных болезней. Однако причины возникновения других не менее опасных заболеваний (оспа, корь, грипп, др.) обнаружить не удавалось. Как вы думаете, почему? Кто же эти таинственные опасные существа? А может быть это совсем не существа, а вещества? О чем же идет речь? (правильно, о вирусах)

Сегодня ученые много знают об особенностях строения, жизнедеятельности вирусов, но уничтожить их не удается. Люди продолжают болеть гриппом, с огромной скоростью распространяестся по планете вирус СПИДа. Почему это происходит?

Итак, ребята, перед нами – два проблемных вопроса, на которые мы постараемся ответить в течении урока:

  • Вирусы – это вещества или существа?
  • Почему вирусы практически невозможно уничтожить?

2) Откуда же появились вирусы? Когда впервые стало о них известно?

На сегодняшний день существует три гипотезы появления вирусов:

Вирусы – это потомки древних доклеточных форм жизни. На Земле существуют более 4,5 млрд. лет.

Гипотеза №2

Вирусы – потомки древнейших бактерий, утративших собственный механизм синтеза белка и перешедший к внутриклеточному паразитизму.

Гипотеза №3

В 1892 г. Д.И. Ивановский, занимаясь поисками возбудителя болезни табачной мозаики, установил, что он (возбудитель) невидим в микроскоп даже при самом сильном увеличении и проходит через фильтры, которые задерживают бактериальные клетки; не растет на обычных питательных средах, применяемых в бактериологии. Ученый предположил, что возбудителем болезни табака являются либо мельчайшие бактерии, либо выделенные ими ядовитые вещества-токсины. Шесть лет спустя независимо от Ивановского такие же результаты получил нидерландский ученый М. Бейеринк. Оба ученых были отчасти правы, но отчасти и ошибались. Было установлено, что это по химической природе – это нуклеопротеины (нуклеиновые кислоты + белки), сами частицы все еще оставались неуловимыми и загадочными. Увидеть вирусы удалось в электронный микроскоп лишь спустя 50 лет. Первым был сфотографирован вирус табачной мозаики.

Наука, изучающая вирусы – вирусология.

3) Каковы же особенности строения и жизнедеятельности вирусов? Самостоятельная работа по вариантам с использованием текста учебника, параграф 20. Результаты учащиеся заносят в таблицу, затем проверяем и обсуждаем полученные результаты. В рабочем листе – задание №4

В итоге у учащихся должна быть заполнена следующая таблица:

Сходство с живыми организмами Отличия от живых организмов Специфические черты вирусов
1. Размножение
2. Наследственность
3. Изменчивость
4. Приспособленность к меняющимся условиям среды
1. Не имеют клеточного строения
2. Не питаются
3. Не растут
4. Нет обмена веществ
5. Имеют форму кристалла, нет свойств живого
1. Маленькие размеры
2. РНК (ДНК) + капсид
3. Быстро размножаются
4. Занимают пограничное положение между живой и неживой материей.
5. Внутриклеточные паразиты

Итак, вот основные этапы размножения вирусов:

  1. Вирус прикрепляется к клетке.
  2. Проникновение вируса в клетку. Вирус работает как своеобразный шприц (ДНК или РНК проникают внутрь клетки, а капсид остается снаружи).
  3. Размножение вируса. Вирусная ДНК встраивается в ДНК клетки хозяина.
  4. Синтез вирусных белков, самосборка капсида.
  5. Выход вирусов из клетки.

Вирусы могут различаться

1. ДНК-содержащие (герпес, оспа)
2. РНК-содержащие (корь, бешенство)
1. С высокой специфичностью (грипп свиней)
2. Относительно универсальные (вирусные болезни млекопитающих)
1. Убивающие зараженную клетку (некоторые бактериофаги)
2. Изменяющие генетическую информацию зараженной клетки (онковирусы, ВИЧ)
По химическому составу По специфичности По отношению к хозяину

  1. Вызывают различные заболевания
  2. Используются как метод борьбы с болезнетворными бактериями.
  3. Биологическое оружие.

6) Рассказ учителя о СПИДе.

СПИД – синдром приобретенного иммунного дефицита. Данное заболевание вызывает ВИЧ – вирус иммунного дефицита человека. Вирус относится к ретровирусам, имеет сферическую форму, диаметром от 100 до 150 нм. Наружная оболочки вируса состоит из мембраны, образованной из мембраны клетки-хозяина, в которую встроены рецепторные образования, по внешнему виду напоминающие грибы. Под наружной оболочкой вируса располагается капсид вируса, образованный особыми белками, внутри которого находятся две молекулы вирусной РНК. Каждая молекула РНК содержит 9 генов ВИЧ и фермент, осуществляющий синтез ДНК с молекулы вирусной РНК. Основными клетками-мишенями ВИЧ являются Т-лимфоциты. Кроме того, ВИЧ проникает в ЦНС, поражает нервные клетки и клетки-нейроны, клетки кишечника.

Каковы пути передачи вируса? В рабочих листах у вас перечислены способы действия людей. Какие из них являются А) безопасными, Б) опасными, В) очень опасными?

В рабочем листе – задание №7.

V. Подведение итогов

Итак, ребята, давайте вспомним, какие задачи мы перед собой ставили в начале урока. Как вы считаете, все ли задачи нам удалось выполнить?

Давайте вспомним два проблемных вопроса, поставленных в начале урока. Сможете ли вы сейчас на них ответить? (да, учащиеся дают ответы).

  1. Вирусы – это существа или вещества? (существа, т.к. могут размножаться, обладают наследственностью, изменчивостью)
  2. Почему вирусы практически невозможно уничтожить? (быстро размножаются, мутируют, просто устроены, не имеют клеточного строения и т. п. )

VI. Закрепление

В рабочих листах ответьте на вопросы теста.

Ребята, вернитесь к заданию №1 и заполните третий столбик.

VII. Оценивание учащихся

VIII. Домашнее задание

Параграф 20, ответить на вопросы

Творческое задание: «Почему то, что поражает компьютер, тоже назвали вирусами?

IX. В рабочих листах, пожалуйста, проанализируйте таблицу (обведите нужный для вас ответ)

Урок На уроке я Итог
Интересно Работал Понял материал
Не интересно Отдыхал Узнал много нового
скучно Помогал другим Не понял

Ребята, спасибо за урок! Вы сегодня хорошо поработали.

Сдайте, пожалуйста, рабочие листы.

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 300 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

  • Онлайн
    формат
  • Диплом
    гособразца
  • Помощь в трудоустройстве

Тема . Вирусы — неклеточные формы жизни.

Тип урока : развитие знаний и умений.

1. Сформировать представление о происхождении вирусов;

2. Раскрыть особенности строения, размножения и функционирования вирусов как неклеточной формы жизни;

3. Познакомить с вкладом отечественного ученого Д.И. Ивановского в развитии вирусологии;

4. Актуализировать и развить знания о вирусных заболеваниях человека и их профилактике. Многообразие вирусных заболеваний человека. СПИД;

5. Продолжить формирование умения сравнивать на примере сравнения особенностей вирусов и клеточных форм жизни.

Характеристика основных видов деятельности ученика (на уровне учебных действий):

Сравнивать строение вируса с другими живыми организмами.

Называть и описывать особенности строения и размножения вирусов.

Определять вирусные заболевания по особенностям протекания.

Соблюдать правила гигиены и профилактики вирусных инфекций.

Основные термины и понятия : капсид, бактериофаг.

1. Актуализация знаний обучающихся (5 минут). Индивидуальный опрос обучающихся: 1) рассказать об особенностях строения клеток прокариот; 2) рассказать о способах питания и получения энергии бактериями; 3) рассказать о значении бактерий.

2. Целеполагание и мотивация (1 минута)

Итог: Вирусы можно использовать в качестве биологических мер борьбы с вредителями сельского хозяйства. Вреда от вирусов больше чем пользы.

3. Этап изучения нового материала.

В 1892 году Д.И. Ивановский (см. Рис. 1), изучая мозаичную болезнь табака (см. Рис. 2), установил, что причиной заболевания является некое инфекционное начало, содержащееся в листьях больных растений, которое проходит через фильтр, задерживающий обыкновенные бактерии. Если профильтрованный сок внести в листья здоровых растений, то они также заболевают мозаичной болезнью.

Рис. 1. Д.И. Ивановский

http://static.interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/272101/5534a0d0_647e_0133_f7a3_12313c0dade2.jpg

Рис. 2. Мозаичная болезнь табака

В 1898 году независимо от Ивановского аналогичные результаты получил голландский микробиолог М. Бейеринк. Однако он предположил, что мозаичную болезнь табака вызывают не мельчайшие бактерии, а некое жидкое заразное начало, которое он назвал фильтрующим вирусом.

Размеры вирусов определяются нанометрами (20-200 нм), поэтому их изучение началось после открытия электронного микроскопа. В настоящее время описаны вирусы практически всех групп живых организмов.

Вирусы – неклеточные формы жизни. Они состоят (см. Рис. 3) из фрагмента генетического материала (РНК или ДНК), составляющего сердцевину вируса, и защитной оболочки, которая называется капсид . У некоторых вирусов (герпес, грипп) есть дополнительная липопротеидная оболочка – суперкапсид , которая возникает из плазматической мембраны клетки-хозяина.

http://static.interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/272102/5631f4a0_647e_0133_f7a4_12313c0dade2.jpg

Рис. 3. Строение вируса

Вирусы не способны к самостоятельной жизнедеятельности. Они могут проявлять свойства живого, только попав в клетку-хозяина. Они используют потенциал и энергию этой клетки для создания своих новых вирусных частиц, следовательно, вирусы являются внутриклеточными паразитами.

Обычно вирус связывается с поверхностью клетки-хозяина и проникает внутрь. Каждый вирус ищет своего хозяина, то есть клетки строго определенного вида. Например, вирус – возбудитель гепатита (желтуха) проникает и размножается только в клетках печени, а вирус эпидемического паротита (свинка) – только в клетках околоушных слюнных желез человека.

Проникнув внутрь клетки-хозяина, вирусная ДНК или РНК начинает взаимодействовать с ее генетическим аппаратом таким образом, что клетка начинает синтезировать белки, свойственные вирусу.

При заражении ретровирусом (например, вирус иммунодефицита человека (ВИЧ)) , у которого в качестве генетического материала используется молекула РНК, наблюдается другая картина. При попадании ретровируса в клетку-хозяина происходит обратная транскрипция. То есть на основе вирусной РНК синтезируется вирусная ДНК, которая встраивается в ДНК человека. Такой тип взаимодействия вируса с клеткой называется интегративным, а встроенная в состав хромосомы клетки ДНК вируса называется провирусом. Далее провирус реплицируется (удваивается) в составе хромосомы и переходит в геном дочерних клеток. Однако под влиянием некоторых физических и химических факторов провирус может выщепляться из хромосомы клетки и переходить к продуктивному типу взаимодействия, то есть синтезировать новые вирусные частицы.

При заражении ВИЧ человек чувствует себя здоровым, пока вирусный генетический материал встроен в хромосому человека. Однако при выщеплении этого вирусного генетического материала из клетки она начинает образовывать новые вирусные частицы, вследствие чего развивается смертельное заболевание – синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД).

Вирусы являются возбудителями большого количества заболеваний человека: корь, грипп, оспа, краснуха, энцефалит, свинка, гепатиты, СПИД. Известен также целый ряд заболеваний растений, вызываемых вирусами, например мозаичная болезнь табака, томатов, огурцов или скручивание листьев картофеля. Всего описано около 500 видов вирусов, поражающих клетки позвоночных животных, и около 300 вирусов растений. Некоторые вирусы участвуют в злокачественном перерождении клеток и тем самым провоцируют онкологические заболевания.

В зависимости от содержащегося генетического материала вирусы подразделяются на ДНК-содержащие и РНК-содержащие.

Одноцепочные РНК-содержащие вирусы подразделяются на:

1. Плюс-нитевые (положительные). Плюс-нить РНК этих вирусов выполняет наследственную (геномную) функцию и функцию информационной РНК (иРНК).

2. Минус-нитевые (отрицательные). Минус-нить РНК этих вирусов выполняет только наследственную функцию.

К РНК-содержащим вирусам относятся более вирусов, вызывающих респираторные заболевания, а также вирус гриппа, кори, краснухи, свинки, ВИЧ. Также существует специфическая группа вирусов – арбовирусы, которые переносятся членистоногими.

Двухцепочные ДНК-содержащие вирусы вызывают такие заболевания, как папиллома человека или герпес, гепатит В (гепатит А и гепатит С вызывается РНК-содержащими вирусами).

ДНК-содержащие вирусы поражают также растения. Они вызывают, например, золотую мозаику бобов или полосатость у кукурузы.

По своему строению вирус гепатита С – это РНК-содержащий вирус, имеющий сферическую форму, сложно устроенный (см. Рис. 5).

В качестве генетического материала такой вирус содержит линейную однонитчатую молекулу РНК.

Рис. 5. Гепатит С

Вопреки бытующим предрассудкам, подцепить вирус гепатита C невозможно через социальные контакты (поцелуи, объятия), через продукты или воду, через грудное молоко. Вы ничем не рискнете, если разделите с носителем вируса трапезу или напитки. Заразиться гепатитом C можно при контакте с кровью инфицированного человека либо половым путем.

В настоящее время для лечения гепатита С используют два препарата: Интерферон альфа и Рибавирин.

http://static.interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/272106/5954dd80_647e_0133_f7a8_12313c0dade2.jpg

Рис. 6. Бактериофаг ( Источник )

Особую группу вирусов составляют бактериофаги (или просто фаги), которые заражают бактериальные клетки (см. Рис. 6). Фаг укрепляется на поверхности бактерии при помощи специальных ножек и вводит в ее цитоплазму полый стержень, через который проталкивает внутрь клетки свою ДНК или РНК. Таким образом, генетический материал фага попадает внутрь бактериальной клетки, а капсид остается снаружи. В цитоплазме начинается репликация генетического материала фага, синтез его белков, построение капсида и сборка новых фагов. Уже через 10 мин после заражения в бактерии формируются новые фаги, а через полчаса бактериальная клетка разрушается, и из нее выходят около 200 заново сформированных вирусов – фагов, способных заражать другие бактериальные клетки (см. Рис. 7). Некоторые фаги используются человеком для борьбы с болезнетворными бактериями, вызывающими холеру, дизентерию, брюшной тиф.

http://static.interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/272107/5a563000_647e_0133_f7a9_12313c0dade2.jpg

Рис. 7. Схема размножения бактериофага

Подводя итоги по данному разделу урока, учитель с обучающимися выделяют признаки вирусов:

1. Мелкие (20-30 нм), можно увидеть только в электронный микроскоп, проходит через бактериальные фильтры.

2. Не имеют клеточного строения.

3. Содержат лишь один тип нуклеиновых кислот: ДНК или РНК.

4. Нет собственного метаболизма, используют энергию, получаемую за счет обмена веществ хозяина.

5. Существуют только как внутриклеточные облигатные паразиты.

6. Могут воспроизводить себя только внутри живой клетки

3.3. Вирусные заболевания:

- Рассказ учителя о симптомах и этапах протекания вирусных инфекций, необходимости соблюдать правила личной гигиены для профилактики заражения вирусными инфекциями.

Вирусные заболевания: ДНК-содержащие (оспа, герпес, грипп, папиллома), РНК-содержащие (простуда, СПИД, паротит, корь, полиомиелит, желтая лихорадка, краснуха).

4. Закрепление материала.

- Составление сравнительной характеристики вируса и бактерии.

5. Подведение итогов урока. Выставление оценок.

Скажи мне и я забуду.

Покажи мне, и может быть, я запомню.

Сделай меня соучастником, и я пойму.

Тип урока: урок формирования новых знаний.

Форма урока: урок-исследование.

Цели урока на языке действий учащихся: Образовательные: - изучат особенности строения и жизнедеятельности вирусов, - выяснят роль вирусов в возникновении инфекционных заболеваний; - узнают о способах распространения и мерах профилактики различных вирусных заболеваний, в том числе СПИДа. Развивающие: - продолжат формирование валеологических знаний о правилах личной гигиены; - смогут проявить и закрепить навыки исследовательской и групповой работы. Воспитательные: - убедятся в необходимости ведения здорового образа жизни; - проведут самоанализ деятельности; - повысят уровень коммуникативной культуры.

I.Организационный этап. Ученикам сообщается тема урока и порядок организации учебной деятельности (групповая и индивидуальная работа, система зарабатывания баллов). Создание положительного эмоционального настроя на работу учащихся.

II.Актуализация знаний. Терминологический мини-экзамен.

III. Введение знаний.

1. Исследовательская работа.

Самостоятельное исследование фактов и на основе их анализа выдвижение аргументов.
Учащиеся делятся на две группы (сторонников биологической природы вирусов и сторонников химической природы вирусов).
Первая группа: изучить состояние вируса в живом организме.
Некоторые факты.

  1. После проникновения вириона гриппа в клетку, число вирусов увеличивается каждые 6 часов в тысячу раз. Через 48 часов у человека появляются первые признаки болезни.
  2. Шаровидный вирус гриппа имеет на наружной оболочке выступающие детали — гликопротеидные шипы(N,H), которые постоянно изменяются, что затрудняет выработку лекарств.
  3. В 1957 году Гирер и Шрамм разрушили вирус табачной мозаики, выделили составные части, смешали их и получили жизнеспособное потомство. Позже ученые смешивали нуклеиновую кислоту одного вируса и белок другого, получая жизнеспособное потомство. Такого рода явления происходят в природе естественным путем.
  4. Вирусы состоят из следующих основных компонентов:1. Сердцевина - генетический материал (ДНК либо РНК), который несет информацию о нескольких типах белков, необходимых для образования нового вируса.2. Белковая оболочка, которую называют капсидом (от латинского слова капса– ящик)3. Дополнительная липопротеидная оболочка.

Вторая группа: изучить состояние вируса вне живого организма.
Некоторые факты.

4 .Построение объяснения.

Сторонники биологической природы вирусов
Вирусы способны размножаться.
Они обладают наследственностью.
Вирусы обладают изменчивостью, благодаря которой они приспосабливаются к условиям окружающей среды.
Вирусы способны скрещиваться между собой и производить жизнеспособные гибриды.
Сторонники химической природы вирусов.
Размножение вирусов невозможно вне чужой клетки.
Они образуют кристаллы — типичное вещество неживой природы.
Вирусы не растут.
Они не синтезируют собственные белки, не способны к обмену веществ.
У вирусов нет каких-либо структур, присущих обобщенной схеме клетки (или: у них нет клеточного строения).
Выводы:

- Вирусы — это субмикроскопические структуры доклеточного уровня организации.

- Вирусы сочетают в себе двойственность свойств живой и неживой природы.

- Вирусы — суперпаразиты: они могут существовать и размножаться только в клетке чужого организма.

5 .Анализ хода исследования.
Класс возвращается к проведенному исследованию, анализирует его ход.

Для того чтобы продолжить исследование строения и жизнедеятельности вирусов, я предлагаю вам посмотреть презентацию.

Это действительно так. Сейчас известно около 500 вирусов, каждый из которых вызывает определенное заболевание растений, животных и человека.

Около 75% всех инфекционных заболеваний – вирусные.

4.Работа с таблицами.

Задание для учащихся. Исходя из данных таблицы, охарактеризуйте меры профилактики вирусных заболеваний.

Поражаемые области тела

Микровирус одного из трёх типов А, В, С

Дыхательные пути, эпителий выстилающий трахеи и бронхи.

Убитый вирус: штамм убитого вируса должен соответствовать штамму вируса вызывающего заболевание.

Вирус натуральной оспы. ( ДНК – содержащий вирус).

Дыхательные пути, затем кожа.

Капельная инфекция (возможно контактная передача через раны).

(РНК – содержащий вирус).

Дыхательные пути от ротовой полости до бронхов, затем переход на кожу и кишечник.

Дыхательные пути, шейные лимфатические узлы, глаза, кожа.

Самые разные вирусы.

Дыхательные пути, обычно только верхние.

Живой или инактивированный вирус вводится путём внутримышечной инъекции.

Вирус полиомиелита (РНК – содержащий).

Глотка и кишечник, затем кровь; иногда двигательные нейроны спинного мозга.

Вирус, переносимый членистоногими

Кровеносные сосуды и печень.

Переносчики – членистоногие, например клещи и комары.

Ксовирус( РНК – содержащий)

Дыхательные пути, затем инфекция распространяется по всему телу через кровь.

Капельная инфекция или контактная передача через рот с заразной слюной.

5.Задание. Из предложенных предметов выберите 3 наиболее необходимые для того, чтобы в период эпидемии не заразиться гриппом?

Витамины , марлевая повязка , мыло , носовой платок, одноразовые носовые платки , зубная щётка.

Одним из самых опасных вирусных заболеваний сегодня является СПИД. Давайте обратимся к материалам презентации.

Задание для учащихся. Меры профилактики по ходу демонстрации презентации учащиеся формулируют самостоятельно.

Задание для учащихся . После просмотра видеоролика учащиеся самостоятельно пытаются дать ему название и комментируют увиденное (обозначают этапы проникновения ВИЧ в клетку).

IV. Обобщение первичного закрепления и систематизации знаний.

Творческая работа учащихся по написанию синквейна .

Синквейн – это особая краткая запись основной обсуждаемой проблемы с учетом ряда требований.

Правила написания синквейна (на доске):

В синквейне 5 строк:

  1. понятие (одно слово)
  2. прилагательные (два слова)
  3. глаголы (три слова)
  4. предложение (из четырех слов)
  5. существительное (одно слово)

Прилагательные и глаголы должны раскрывать понятие, а предложение – иметь смысловой характер.

Пример синквейна по данной теме (на доске) :

2 . Опасный, смертельный.

3. Калечит, уродует, разрушает.

4. Чаще распространяется из–за невежества.

Каждая группа пишет свой синквейн, затем представители зачитывают варианты.

V.Итоги урока. Рефлексия.

Моя работа на уроке

Вопрос учащимся: Какая информация сегодня была для вас наиболее важной?

Оценивание деятельности учащихся учитель проводит совместно с учениками на основании результатов групповой и индивидуальной деятельности.

VI.Определение домашнего задания и инструктажа по его выполнению.

Предмет, класс: общая биология (базовый уровень), 10класс (социально-экономический)

Тип урока: урок формирования новых знаний.

Форма урока: урок-исследование.

Тема метапредметного учебного занятия : знание и информация.

В начале урока на организационном этапе ученикам сообщается тема урока и порядок организации учебной деятельности. Цели урока формулируютсяучителем совместно с учащимися, что способствует формированию ценностно- смысловых компетенций.В течение урока ученики изучают особенности строения и жизнедеятельности вирусов, их роль в возникновении инфекционных заболеваний; продолжают формирование валеологических знаний о правилах личной гигиены и профилактики инфекционных заболеваний , в том числе и СПИДа; проявляют и закрепляют навыки исследовательской и групповой работы, самоанализа, повышают уровень коммуникативной культуры.

На следующих этапах урока использованы такие виды и формы учебной деятельности, как работа с дидактическим материалом (таблицы), просмотр презентаций и видеоролика, решение проблемного вопроса, составление синквейна, которые, чередуясь, позволяют поддерживать работоспособность учащихся на высоком уровне, не приводя к утомлению. Учащиеся работают индивидуально, фронтально, в группах. Все этапы урока взаимосвязаны и логично следуют друг за другом.Темп и плотность урока поддерживаются на высоком уровне в связи с достаточно хорошим уровнем знаний и умений учащихся, их интеллектуальными возможностями.

По ходу урока используется большое количество наглядных пособий и материалов, ТСО, что повышает интерес и мотивацию к учению. В конце урока при рефлексии и оценивании деятельности учащихся используются элементы самоконтроля и самоанализа. Домашнее задание носит закрепительный характер, но в то же время имеет дифференцированный подход.

Анализ активности и работоспособности учащихся, умения организовать работу,целесообразности распределения времени по этапам урока, успешности овладения учащимися материала урока, достижения целей урока. Успехи и недостатки урока, их причины.

Предмет, класс: общая биология (базовый уровень), 10класс (социально-экономический)

Тип урока: урок формирования новых знаний. Форма урока: урок-исследование. Тип и форма урока я выбрала исходя из особенностей учащихся данного класса. Их достаточно высокий уровень интеллектуальных способностей позволяет применять в этом классе исследовательские формы работы. Они быстро входят в рабочий ритм, поэтому организационный этап всегда проходит чётко и быстро. Эти ученики любят решать проблемные задачи, что позволяет часто использовать методику проблемного обучения. Серьёзное отношение к учебной деятельности и их высокая работоспособность позволяет постоянно использовать дополнительный учебный материал. Кроме того, несколько учащихся данного класса нацелены на сдачу ЕГЭ по биологии, что требует дифференцированного подхода с моей стороны. На данном уроке эти учащиеся были руководителями групп, а в конце урока при определении домашнего задания получили дополнительные задания.

Образовательные: - изучат особенности строения и жизнедеятельности вирусов, - выяснят роль вирусов в возникновении инфекционных заболеваний; - узнают о способах распространения и мерах профилактики различных вирусных заболеваний, в том числе СПИДа. Развивающие: - продолжат формирование валеологических знаний о правилах личной гигиены; - смогут проявить и закрепить навыки исследовательской и групповой работы. Воспитательные: - убедятся в необходимости ведения здорового образа жизни; - проведут самоанализ деятельности; - повысят уровень коммуникативной культуры.

Постановка данных целей совместно с учащимися способствует формированию ценностно-смысловых компетенций.

На втором этапе актуализации знаний проверка проводилась в форме терминологического мини-экзамена, который позволяет в быстрой и эффективной форме опросить всех учащихся класса, при этом используются элементы взаимопомощи и соревновательности.

На следующих этапах урока использованы такие виды и формы учебной деятельности, как работа с дидактическим материалом (таблицы), просмотр презентаций и видеоролика, решение проблемного вопроса, составление синквейна, которые, чередуясь, позволяют поддерживать работоспособность учащихся на высоком уровне, не приводя к утомлению.

По ходу урока используется большое количество наглядных пособий и материалов, ТСО, что повышает интерес и мотивацию к учению. В конце урока при рефлексии и оценивании деятельности учащихся используются элементы самоконтроля и самоанализа. Домашнее задание носит закрепительный характер, но в то же время имеет дифференцированный подход.

Особую роль с позиций здоровьесберегающих технологий играет использование на уроке физкультминутки, смена видов учебной деятельности, чередование способов преподавания, наличие в содержательной части урока вопросов, связанных со здоровьем и ЗОЖ, связь содержания урока с жизнью, создание дружелюбной психологической атмосферы. Всё это способствует формированию компетенций личностного самосовершенствования. Активность учеников на уроке была достаточно высокой, что свидетельствует об отсутствии утомления, а это является необходимым условием здоровьесберегающих уроков.

Темп и плотность урока поддерживались на высоком уровне в связи с достаточно хорошим уровнем знаний и умений учащихся, их интеллектуальными и психологическими возможностями. Структура урока, на мой взгляд, оптимальна, соответствует теме и поставленным целям. Результатами работы явилось то, что учащиеся в процессе исследовательской групповой работы изучили материал о вирусах как источнике опасности для здоровья, сами формулировали меры профилактики вирусных заболеваний, особенно СПИДа, что очень актуально на сегодняшний день, хорошо взаимодействовали друг с другом. Поэтому, исходя из результатов, я могу сделать вывод о том, что цели урока достигнуты.

Открытый урок в 10 классе. Приложение к уроку является информационная карта и презентация.

ВложениеРазмер
urok_virusy_i_inf._karta.docx 168.31 КБ
otkrytie_virusov.docx 692.41 КБ
virusy_0.ppt 2.69 МБ

Предварительный просмотр:

Конспект открытого урока по теме "Вирусы". 10-й класс

Цель урока: сформировать представление о вирусах как о неклеточной форме жизни, их строении, жизнедеятельности, значении.

  • Познакомить учащихся с гипотезами происхождения вирусов и историей их открытия;
  • Изучить строение и классификацию вирусов;
  • Изучить жизненный цикл вирусов;
  • Познакомить учащихся с ВИЧ и сформировать знания о мерах предупреждения заболеваний СПИДом.
  • Продолжить формирование умения работать с учебником, дополнительной литературой, интернет-ресурсами, компьютерными средствами;
  • Продолжить развитие логического мышления через умения сравнивать, анализировать, делать выводы;
  • Научить учащихся выражать свое собственное мнение и отстаивать его в диспуте;
  • Формировать ответственное отношение к своему здоровью как к ценности через ознакомление с профилактическими мерами борьбы с вирусными заболеваниями;

Тип урока : урок изучения нового материала.

Технология обучения: ИКТ-технология.

I. Организационный момент. ( приветствие, проверка готовности к уроку)

А) Определение темы урока

" КАЖДЫЙ, КТО ПОСМЕЕТ ВОЙТИ С ГРОБНИЦУ, БУДЕТ НЕМЕДЛЕННО наказан . ЕГО ЖДУТ НЕСЧАСТЬЕ И СМЕРТЬ "…- такова расшифровка надписи на глиняной дощечке, найденной вместе с саркофагом фараона .

Такая вот история.

А если отнестись к легенде скептически, изучить научные объяснения и попытаться установить, что же могло на самом деле произойти с членами экспедиции?

( Версии учащихся, переход к теме урока)

Цель нашей работы : сформировать представление о вирусах как о неклеточной форме жизни, их строении, жизнедеятельности, значении.

IV. Изучение нового материала

Итак, ребята, перед нами – два проблемных вопроса, на которые мы постараемся ответить в течении урока:

  • Вирусы – это вещества или существа?
  • Почему вирусы практически невозможно уничтожить?

Откуда же появились вирусы? Когда впервые стало о них известно?

На сегодняшний день существует три гипотезы появления вирусов:

Гипотеза №2. Вирусы – потомки древнейших бактерий, утративших собственный механизм синтеза белка и перешедший к внутриклеточному паразитизму.

В 1892 г. Д.И. Ивановский, занимаясь поисками возбудителя болезни табачной мозаики, установил, что он (возбудитель) невидим в микроскоп даже при самом сильном увеличении и проходит через фильтры, которые задерживают бактериальные клетки; не растет на обычных питательных средах, применяемых в бактериологии. Ученый предположил, что возбудителем болезни табака являются либо мельчайшие бактерии, либо выделенные ими ядовитые вещества-токсины. Шесть лет спустя независимо от Ивановского такие же результаты получил нидерландский ученый М. Бейеринк. Оба ученых были отчасти правы, но отчасти и ошибались. Было установлено, что это по химической природе – это нуклеопротеины (нуклеиновые кислоты + белки), сами частицы все еще оставались неуловимыми и загадочными. Увидеть вирусы удалось в электронный микроскоп лишь спустя 50 лет. Первым был сфотографирован вирус табачной мозаики.

Наука, изучающая вирусы – вирусология.

Каковы же особенности строения и жизнедеятельности вирусов?

Вирусы состоят из фрагмента генетического материала (РНК или ДНК), составляющего сердцевину вируса, и защитной оболочки, которая называется капсид . У некоторых вирусов (герпес, грипп) есть дополнительная липопротеидная оболочка – суперкапсид , которая возникает из плазматической мембраны клетки-хозяина.

В зависимости от содержащегося генетического материала вирусы подразделяются на ДНК-содержащие и РНК-содержащие.

К РНК-содержащим вирусам относятся более вирусов, вызывающих респираторные заболевания, а также вирус гриппа, кори, краснухи, свинки, ВИЧ, гепатит А, гепатит С

Двухцепочные ДНК-содержащие вирусы вызывают такие заболевания, как папиллома человека ,герпес, гепатит В

ДНК-содержащие вирусы поражают также растения. Они вызывают, например, золотую мозаику бобов или полосатость у кукурузы.

Нуклеиновые кислоты в составе вируса - это Хранилище наследственной информации.

Белковая оболочка – выполняет функции -Защитную. Ферментативную

Так просто не устроен ни один живой организм. В чем отличия в строении вирусов от растений, животных, бактерий?

1. ДНК-содержащие (герпес, оспа)
2. РНК-содержащие (корь, бешенство)

1. С высокой специфичностью (грипп свиней)
2. Относительно универсальные (вирусные болезни млекопитающих)

1. Убивающие зараженную клетку (некоторые бактериофаги)
2. Изменяющие генетическую информацию зараженной клетки (онковирусы, ВИЧ)

По отношению к хозяину

Столкновение с проблемой:

Вирусы! – Это существа или вещества?

– Они живые или неживые? Каких признаков у них больше ?

Сторонники биологической природы вирусов
Вирусы способны размножаться.
Они обладают наследственностью.
Вирусы обладают изменчивостью, благодаря которой они приспосабливаются к условиям окружающей среды.
Вирусы способны скрещиваться между собой и производить жизнеспособные гибриды.
Сторонники химической природы вирусов.
Размножение вирусов невозможно вне чужой клетки.
Они образуют кристаллы — типичное вещество неживой природы.
Вирусы не растут.
Они не синтезируют собственные белки, не способны к обмену веществ.
У вирусов нет каких-либо структур, присущих обобщенной схеме клетки (или: у них нет клеточного строения).

Вирус — это оборотень. Вирусы — существа доклеточного строения, внутриклеточные паразиты.

Столкновение с проблемой: Как же этой мельчайшей частице, которую и живым организмом можно назвать с большой натяжкой, удается быстро попасть внутрь клеток своих хозяев? Каким путем они проникают в клетку?

Проведем эксперимент. Узнаем скорость распространения такого вируса.

Практическая личностно-ориентированная работа.

НАЗОВИТЕ ПУТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВИРУСНЫХ ИНФЕКЦИЙ?

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВИРУСА

1. Прикрепление вируса к клетке

2. Проникновение вируса в клетку

3. Редупликация вирусного генома

4. Синтез вирусных белков и самосборка капсида

5. Выход вируса из клетки

Итак, вирусы являются постоянными спутниками человека от рождения вплоть до глубокой старости. Считается, что при средней продолжительности жизни 70 лет около 7 лет человек болеет вирусными заболеваниями.

Какие способы борьбы с вирусными инфекциями существуют?

Существует три основных способа борьбы с вирусными заболеваниями: каждый из них действует по-своему.:

• Второй способ - химиотерапия . Это воздействие химических препаратов на вирусы. Трудность состоит в том, что вирусы размножаются внутри клеток, используя их системы, в силу чего, воздействия на вирусы приводит к нарушению обмена веществ клеток

. • Третий способ - интерферон . Это защитный белок, вырабатываемый клетками в ответ на заражение их вирусами. Он действует по принципу стоп-сигнала и подавляет размножение вирусов уже проникших в клетку. Опыт показывает, что если интерферон вырабатывается слабо, то вирусные заболевания протекают тяжелее.

Рассказ учителя о СПИДе.

СПИД – синдром приобретенного иммунного дефицита. Данное заболевание вызывает ВИЧ – вирус иммунного дефицита человека. Вирус относится к ретровирусам, имеет сферическую форму, диаметром от 100 до 150 нм. Наружная оболочки вируса состоит из мембраны, образованной из мембраны клетки-хозяина, в которую встроены рецепторные образования, по внешнему виду напоминающие грибы. Под наружной оболочкой вируса располагается капсид вируса, образованный особыми белками, внутри которого находятся две молекулы вирусной РНК. Каждая молекула РНК содержит 9 генов ВИЧ и фермент, осуществляющий синтез ДНК с молекулы вирусной РНК. Основными клетками-мишенями ВИЧ являются Т-лимфоциты. Кроме того, ВИЧ проникает в ЦНС, поражает нервные клетки и клетки-нейроны, клетки кишечника.

По своему строению вирус гепатита С – это РНК-содержащий вирус, имеющий сферическую форму, сложно устроенный В качестве генетического материала такой вирус содержит линейную однонитчатую молекулу РНК.

Вопреки бытующим предрассудкам, подцепить вирус гепатита C невозможно через социальные контакты (поцелуи, объятия), через продукты или воду, через грудное молоко. Вы ничем не рискнете, если разделите с носителем вируса трапезу или напитки. Заразиться гепатитом C можно при контакте с кровью инфицированного человека либо половым путем. В настоящее время для лечения гепатита С используют два препарата: Интерферон альфа и Рибавирин.

Каковы пути передачи вируса? В рабочих листах задания 2 у вас перечислены способы действия людей. Какие из них являются А) безопасными, Б) опасными, В) очень опасными?

V. Подведение итогов

Давайте вспомним два проблемных вопроса, поставленных в начале урока. Сможете ли вы сейчас на них ответить? (да, учащиеся дают ответы).

Урок - лекция "Вироусы" предназначен для учащихся 10 класса химико-биологического профиля; раскрывает вопрос о форме существования и общей организации вирусов, их классификации и ещё более мельчайших инфекционных агентах - вироидах и прионах.

ВложениеРазмер
urok_-_lekciya.doc 117 КБ
urok-lekciya_yaginoy_l._g.po_obshchey_biologii_na_temu_virusy.ppt 2.86 МБ

Предварительный просмотр:

(для учащихся 10 класса химико-биологического профиля)

  1. освоение знаний о роли биологической науки в формировании современной естественнонаучной картине мира (появление неклеточных форм жизни)
  2. продолжить развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе изучения выдающихся достижений биологии
  3. воспитание необходимости бережного отношения к собственному здоровью
  4. использование приобретенных знаний и умений в повседневной жизни для обоснования и соблюдения мер профилактики заболеваний.

Задача : Рассмотреть особенности строения, жизнедеятельности вирусов и их значение в природе для человека.

Оборудование : таблицы по общей биологии, мультимедиа.

1. История вирусологии

2. Основные свойства вирусов

3. Формы существования вирусов

4. Структура и химический состав простых вирионов

5. Структура и химический состав сложных вирионов

6. Нуклеиновые кислоты вирусов

1. С.Лурия, Дж. Дарнелл. Общая вирусология. М., 1970

2. А.Г.Букринская. Вирусология. М., 1986

3. А.И.Коротяев, С.А.Бабичев. Мед. микробиол., иммунол.

и вирусология. СПб., 1998. 2000, 2001

Приоритет открытия вирусов принадлежит выдающемуся русскому ученому Д. И. Ивановскому. (слайд 2, Л1)

Еще, будучи студентом Петербургского университета, в 1887 г. по предложению своих учителей А. Н. Бекетова и А. С. Фаминцына Д. И. Ивановский вместе со студентом В. В. Половцевым приступил к изучению мозаичной болезни табака, наносившей большой вред сельскому хозяйству. (слайд 3, Л1)

12 февраля 1892 г. является официальным днем рождения новой науки — вирусологии, а Д. И. Ивановский — ее основоположником. (слайд 4, Л1)

Очень скоро после работ Д. И. Ивановского было установлено, что вирусы широко распространены в природе и вызывают заболевания не только у растений, но и у животных и человека. Открытия вирусов следовали одно за другим: 1897 г. - вирус ящура; 1901 г. - вирус желтой лихорадки; 1903 г. — вирус бешенства; 1908 г. — вирус оспы человека; 1909 г. — вирус полиомиелита. Эти открытия не прекращаются и в наше время: 1970 г. - вирус гепатита В; 1973 г. - вирус гепатита А; 1977 г. - вирус дельта-гепатита; 1983 г. - вирус СПИДа.

Основные свойства вирусов

Основные свойства вирусов, по которым они отличаются от всех остальных живых существ следующие: (слайд 11, Л1)

  1. ультрамикроскопические размеры;
  2. содержат нуклеиновую кислоту только одного типа — или ДНК, или РНК (все другие организмы содержат нуклеиновые кислоты обоих типов, а геном у них представлен только ДНК);
  3. вирусы не способны к росту и бинарному делению;
  4. вирусы размножаются путем воспроизводства себя из собственной геномной нуклеиновой кислоты;
  5. у вирусов отсутствуют собственные системы мобилизации энергии;
  6. у вирусов нет собственных белоксинтезирующих систем.
  7. вирусы – абсолютные внутриклеточные паразиты, их средой обитания являются бактерии, клетки растений, животных и человека.

С учетом перечисленных особенностей вирусам можно дать следующее определение: Вирусы – это особое царство ультрамикроскопических размеров организмов, обладающих только одним типом нуклеиновых кислот, лишенных собственных систем синтеза белка и мобилизации энергии и являющихся, поэтому абсолютными внутриклеточными паразитами (А. И. Коротяев).

Молекулярно-генетическая организация вирусов

(слайд 2, Л2) Основой таксономии вирусов является вирион , который представляет собой конечную фазу развития вируса. Вирион состоит из геномной нуклеиновой кислоты, окруженной одной или двумя оболочками. (слайд 9, Л1) По строению вирусы можно разделить на 4 типа, которые различаются по характеру упаковки морфологических субъединиц:

а) вирусы со спиральной симметрией; б) изометрические вирусы с кубической симметрией; в) вирусы с бинарной симметрией, например фаги: у них головка имеет кубический тип симметрии, а хвостик - спиральный; г) более сложно организованные вирусы, имеющие вторую оболочку.

Оболочка, в которую упакована геномная нуклеиновая кислота, называется капсидом (от греч. capsa - ящик). Наиболее просто организованные вирусы представляют собой нуклеокапсиды: они состоят только из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки, построенной из идентичных пептидных молекул. Поскольку число аминокислотных остатков в белковой молекуле всегда меньше числа нуклеотидов в гене (код триплетный), то для того, чтобы упаковать геномную нуклеиновую кислот требуется большое число одинаковых белковых молекул. А многократное повторение белок-белковых взаимодействий возможно лишь при условии симметричного расположения субъединиц. Существует всего два способа упаковки одинаковых белковых молекул в капсид, при которых он обладал бы стабильностью. Процесс образования такого полимера родствен процессу кристаллизации, он протекает по типу самосборки. Один из вариантов такой самосборки происходит с использованием спиральной симметрии, другой - кубической симметрии.

При спиральной симметрии (ее имеют нитевидные вирусы) белковые субъединицы располагают по спирали, а между ними, также по спирали, уложена геномная нуклеиновая кислота. Лучше все этот тип молекулярной организации вириона изучен у вируса мозаичной болезни табака, капсид вириона которого состоит из 2130 белковых молекул, винтообразно уложенных вокруг РНК, содержащей около 6000 нуклеотидов. С каждой белковой субъединицей связано три нуклеотида. Белковая спираль состоит из 130 витков. При спиральной симметрии белковый чехол лучше защищает геномную нуклеиновую кислоту, но при этом требуется большее количество белка, чем при кубической симметрии.

Большинство вирусов с замкнутым чехлом обладает кубической симметрией. В ее основе лежат различные комбинации равносторонних треугольников, образующихся из сочетания шаровидных белковых субъединиц. Сочетаясь определенным образом друг с другом, они могут формировать замкнутую сферическую поверхность. Из различных сочетаний равносторонних треугольников, которые образуют общую вершину и общую ось симметрии, могут возникать различные варианты многогранников: тетраэдры, октаэдры и икосаэдры. Икосаэдры имеют 20 граней (каждая представляет равносторонний треугольник), 12 вершин и пятикратную тройную и двойную оси вращательной симметрии. Это самая эффективная и экономичная симметрия для формирования замкнутого чехла, так как в этом случае при его сборке используются строительные белки минимального размера и обеспечивается наибольший внутренний объем вириона. Видимо, поэтому сферические вирусы животных чаще всего имеют форму икосаэдра.

Число капсомеров для вирусов данного вида является постоянным, оно имеет диагностическое значение. Например, вирион аденовирусов имеет 252 капсомера, у парвовирусов - 32, у паповавирусов - 72. Молекулярная организация всех простых вирусов сводится к использованию спиральной и кубической симметрии.

Наиболее сложное строение имеют самые крупные вирусы, относящиеся к семейству поксвирусов. Их вирионы имеют форму параллелепипеда (или овоидную), размером 300-450 х 170-260 нм. Вирионы покрыты внешней оболочкой, под которой располагаются сложное образование из тубулярных структур и внутреннее ядро, состоящее из ДНК-содержащей сердцевины и одного или двух боковых телец. Вирион содержит более 30 структурных белков и несколько ферментов. Таким образом, структура вириона у каждого семейства вирусов имеет отличительные особенности. Форма и относительные размеры ДНК - и РНК - содержащих вирусов представлены на рисунках.

Вироиды и прионы

В природе помимо вирусов обнаружены другие очень мелкие загадочные инфекционные агенты с необычными свойствами. К ним относятся вироиды и прионы.

  1. Вироиды, в отличие от вирусов, не имеют белковой оболочки и состоят только из инфекционной молекулы РНК.
  2. Они не обладают антигенными свойствами и поэтому не могут быть обнаружены серологическими методами.
  3. Вироиды имеют очень малые размеры: длина молекулы РНК вироидов равна 1 • 10 6 мм, она состоит из 300-400 нуклеотидов.
  4. Вироиды - самые маленькие способные к размножению единицы, известные в природе.
  5. Молекулы вироидов представляют собой одноцепочечные кольцевые РНК.
  6. Молекулы РНК вироидов не кодируют собственных белков, поэтому их размножение может происходить либо аутокаталитически, либо оно зависит от клетки-хозяина.

С 1971 г. обнаружено более 10 различных вироидов, отличающихся по первичной структуре, кругу поражаемых хозяев, по симптомам вызываемых ими заболеваний. Все известные вироиды построены по одному плану: 300-400 нуклеотидов образуют кольцо, которое удерживается парами оснований и образует двухцепочечную палочковидную структуру с перемежающимися короткими одно- и двухцепочечными участками.

Вопрос о природе, происхождении вироидов и о том, каким способом они распространяются, остается открытым. Существует предположение, что вироиды образуются из нормальных клеточных РНК, однако убедительных подтверждений этому не было представлено.

и четыре болезни животных: скрепи овец, губкообразную энцефалопатию коров, трансмиссивную энцефалопатию норок и хроническую изнуряющую болезнь находящихся в неволе чернохвостого оленя и лосей.

Миотрофический лейкоспонгиоз - медленная инфекция человека, характеризующаяся прогрессирующим развитием атрофических парезов мышц конечностей и туловища, нарушением дыхания и смертельным исходом.

Предполагается, что прионы играют роль в этиологии шизофрении, миопатии и некоторых других заболеваний человека. Природа прионов остается неясной. Они представляют собой группу особых, не содержащих нуклеиновых кислот, низкомолекулярных белков с м. м. 27-30 кД. С вирусами их объединяют малые размеры (они способны проходить через бактериальные фильтры) и неспособность размножаться на искусственных питательных средах; специфический круг поражаемых хозяев; длительная персистенция в культуре клеток, полученной из тканей зараженного хозяина, а также в организме больного человека и животного. Вместе с тем, они существенным образом отличаются от вирусов: во-первых, у них отсутствует собственный геном, следовательно, они не могут рассматриваться, в отличие от вирусов, как живые существа; во-вторых, они не индуцируют никакого иммунного ответа; следовательно, возникает вопрос о степени их чужеродности для организма хозяина. В-третьих, прионы обладают более высокой резистентностью, чем обычные вирусы, к действию высокой температуры, УФ-облучению, ионизирующей радиации и к различным дезинфектантам; нечувствительны к интерферонам и не индуцируют их синтеза. Предполагается, что патогенное действие прионов связано с тем, что они блокируют функции определенных генов, следствием чего является нарушение нормальных физиологических реакций и синтез каких-то аномальных белков. Электронномикроскопически прионы не идентифициро-ваны. Поскольку белки сами по себе не способны размножаться, вопрос о механизме генетического контроля репродукции прионов, как и вопрос об их истинной этиологической роли и факторах патогенности, остается открытым.

Методы культивирования вирусов

Возможности изучения вирусов возрастали по мере совершенствования методов их исследования. Как известно, Л. Пастер еще в 1884 г. для обнаружения вируса бешенства использовал метод заражения животных . Использование метода фильтрования через фарфоровые свечи позволило Д. И. Ивановскому открыть царство вирусов. С изобретением электронной микроскопии появилась возможность увидеть вирусы и изучать их морфологию. Совершенствование методов сверхскоростного центрифугирования в градиенте плотности позволило получить препараты вирусов в очищенном виде и установить их химический состав. Исключительно важное значение для развития вирусологии имела разработка методов культивирования вирусов. Раньше всего для этой цели было использовано заражение различных животных, но этот метод еще не позволял получать чистые культуры вирусов, с его помощью их можно было только обнаружить и установить причинную связь с той или иной болезнью.

Поскольку вирусы не растут на искусственных питательных средах, а размножаются только внутриклеточно, нужно было найти простые и общедоступные методы их культивирования. Крупным достижением было предложение в 1932 г. Р. Гудпасчура использовать для культивирования вирусов куриные эмбрионы , в клетках которых успешно размножаются многие вирусы. Однако окончательное решение проблемы их культивирования оказалось возможным лишь после того, как были разработаны основные способы культивирования клеток вне организма.

Хотя способность клеток расти вне организма была установлена еще в 1907 г., потребовалось много лет для разработки доступных методов культивирования клеток, а в них — вирусов. Вначале был использован метод переживающих тканей . Он заключался в том, что в колбу, содержащую питательную среду, вносили кусочек ткани. Клетки некоторых тканей в таких условиях могут переживать (но не размножаться) до 30 дней, а в них могут размножаться вирусы. Однако этот способ давал очень небольшой выход вирусов. Необходимо было разработать условия, при которых клетки ткани могли бы свободно размножаться. К началу второй половины XX века эпидемии полиомиелита приняли настолько широкий и опасный характер, что требовалось принять немедленные меры для создания вакцины, которую можно было бы использовать для массового применения. Но для этого нужно было найти метод, позволяющий быстро выращивать вирусы в большом количестве. Это и явилось одним из обстоятельств, стимулировавших разработку методов культивирования вирусов. Для получения культур клеток, которые можно было бы использовать для выращивания вирусов, необходимо было решить четыре главных проблемы:

  1. получить в необходимом количестве свободные (т. е. изолированные друг от друга) клетки;
  2. создать такие питательные среды и условия, в которых клетки могли бы активно размножаться;
  3. обеспечить условия, при которых в культурах клеток не могли бы размножаться бактерии;
  4. определить методы, с помощью которых можно было бы распознавать рост вируса в культуре клеток и идентифицировать его.

Все эти проблемы были решены. Для выделения изолированных, но жизнеспособных клеток из разрушенных тканей использовали обработку их слабым раствором трипсина, разрушающего межклеточные мостики. Решающее значение имели опыты, проведенные в 1949 г. Дж. Эндерсом, Т. Веллером и Ф. Роббинсом, которые показали, что вирус полиомиелита хорошо размножается в первично-трипсинизированных культурах клеток, полученных из почек обезьян.

Разработка способов получения культур клеток позволила широко внедрить в практическую медицину современные классические методы вирусологической диагностики инфекционных заболеваний, с одной стороны, и обеспечить накопление вирусов в количествах, достаточных для производства вакцин, с другой. Основной недостаток первично-трипсинизированных клеток заключается в том, что после нескольких пересевов они перестают размножаться. Поэтому предпочтением стали пользоваться культуры таких клеток, которые способны размножаться in vitro бесконечно долго. Такие перевиваемые культуры клеток получают из опухолевых тканей (HeLa, НЕр-2 и др.) или из мутантных клеток с полиплоидным набором хромосом. Однако опухолевые клетки нельзя применять для получения вакцин. Для этих целей используют только культуры таких клеток, которые не содержат никаких контаминантных вирусов и не обладают злокачественностью. Лучше всего этим требованиям отвечают культуры диплоидных клеток . «Штаммом диплоидных клеток называется морфологически однородная культура клеток, стабилизированная в процессе культивирования in vitro, имеющая ограниченный срок жизни, характеризующаяся тремя фазами роста (стабилизации, активного роста и старения), сохраняющая в процессе пассирования кариотип, свойственный исходной ткани, свободная от контаминантов и не обладающая онкогенной активностью при трансплантации хомячкам (решение симпозиума по диплоидным клеткам, Москва, 1971).

Как оказалось, вирусы могут размножаться не только в культурах клеток, образующих монослой на стекле пробирок, но и в суспензиях живых клеток. Таким образом, для выделения чистых культур вирусов в настоящее время используют чаще заражение куриных эмбрионов, первично-трипсинизированных и перевиваемых культур клеток.

Широкое распространение получил предложенный в 1952 г. Р. Дюльбекко метод бляшек (негативных колоний), позволяющий производить количественное определение вирусов.

Методы идентификации (типирования) вирусов

Определение типа вируса (его идентификация) основано на нейтрализации биологической активности вируса с помощью типоспецифических сывороток. Конечный результат ее может быть установлен на основании следующих признаков:

  1. нейтрализация цитопатического действия;
  2. нейтрализация реакции гемадсорбции;
  3. изменение проявления цветной пробы;
  4. задержка (торможение) реакции гемагглютинации;
  5. нейтрализация в опытах на животных.

Кроме того, для идентификации вирусов применяют методы иммунофлуоресценции, а также ДНК- ДНК (РНК-РНК)-гибридизации.

Для классификации вирусов в настоящее время используют следующие критерии:

  1. Нуклеиновая кислота: тип, число нитей, процентное содержание, молекулярная масса, содержание гуанина и цитозина.
  2. Морфология: тип симметрии или псевдосимметрии, число капсомеров для вирусов с кубической симметрией, наличие внешней липопротеиновой оболочки, форма, размеры вирионов.
  3. Биофизические свойства: константа седиментации, плавучая плотность.
  4. Белки: количество структурных белков, их локализация, аминокислотный состав.
  5. Липидный состав.
  6. Размножение в тканевых культурах, особенности репликации.
  7. Круг поражаемых хозяев, особенности патогенеза инфекционного процесса; онкогенные свойства.
  8. Устойчивость к физическим и химическим факторам (гамма-лучи, термоинактивация при 37°С и 50°С, действие жирорастворителей и отдельных катионов).
  9. Антигенные свойства.

Читайте также: