Значение вирусов в природе и жизни человека

Тема урока «Вирусы и бактериофаги»»

Цель: познакомить учащихся с вирусами и бактериофагами как неклеточной формой жизни.

Новая тема:

- открытие вирусов

Вирусные инфекции были известны еще в глубокой древности. Первые упоминания о самой грозной вирусной инфекции прошлого — оспе найдены в древнеегипетских папирусах. Эпидемия оспы в Египте за 12 веков до нашей эры описана древними арабскими учеными. На коже мумии фараона Рамзеса V (1085 г. до н.э.) обнаружены типичные оспенные поражения.

Другую вирусную болезнь описал основоположник научной медицины древнегреческий врач Гиппократ (460—370 г. до н.э.). Эта болезнь приводила к укорочению и деформации ног («сухая нога», «конская стопа») и пожизненной хромоте. В 1874 г. она получила современное название — полиомиелит. Гиппократ считал, что «каждая болезнь имеет свою естественную причину».

В трудах великого мыслителя древности Демокрита (V век до н. э.) найдены первые описания клинической картины бешенства — одной из опаснейших вирусных болезней. Демокрит был убежден, что «ни одна вещь не возникает беспричинно, но все возникает на какой-нибудь основе или в силу необходимости». Таким образом, и Гиппократ, и Демокрит, изучая следствие (симптомы и исходы вирусных болезней), предполагали наличие причины (заразное начало), но потребовалось еще около 25 веков (!), чтобы эту причину найти.

В 1887 году в Крыму плантации табака поразила неизвестная болезнь: листья растений покрывались абстрактным рисунком, растекавшимся по листу, словно красочная мозаика, переливающаяся с одного листа на другой, от одного растения к другому. Сельское хозяйство несло большие убытки.

На место происшествия был направлен молодой ученый, выпускник Санкт-Петербургского университета Дмитрий Ивановский. Сделано бессчетное количество опытов и исследований по изучению возбудителя

И вот в 1892 году мир науки сотрясла новость - обнаружена новая, неизвестная ранее форма жизни, открыты необычайно микроскопические организмы, проходящие сквозь самые узкие отверстия фильтров. Д.И.Ивановский открыл целый новый мир живых существ – мир фильтрующихся вирусов. Но подобно Колумбу, открывшему новый континент, он даже не дал ему названия.

За открытием Ивановского последовали новые открытия вирусов и вирусных заболеваний растений, животных и человека: грипп, ящур, оспа, чума, герпес - и, наконец, открыт вирус СПИДа.

Все эти открытия не только укрепили позиции новой области биологии, но и позволили появиться новой самостоятельной науке - вирусологии («vira» - яд, «logos» - учение).

Наука, изучающая вирусы называется вирусологией. 12 февраля 1892 года является официальной датой рождения науки вирусологии.

- строение вирусов и бактериофагов, их размножение

Вирусы- это неклеточная форма жизни . Размер от 20 до 300 нм. (1 нм- 10 в -9 метра)

Вирусы существуют в двух состояниях: покоящемся (вирионы- полностью сформированный вирус) и репродуцирующемся (внутриклеточные).

Особенности строения вирусов:

вирус состоит из молекулы ДНК или РНК, заключенной в белковую оболочку- капсид. Функции капсида: защита нуклеиновой кислоты от ультрафиолетового излучения и воздействия ферментов, прикрепление вируса к поверхности мембраны клетки-хозяина за счет рецепторов, которые комплементарны рецепторам клеточных мембран. Поэтому вирус поражает клетки строго определенных видов. Так, вирус гепатита А или Б проникает и размножается только в клетках печени; аденовирусы и вирус гриппа — в клетках эпителия слизистой оболочки верхних дыхательных путей; вирус, вызывающий воспаление головного мозга, — в нервных клетках; вирус эпидемического паротита (свинка) — в клетках околоушных слюнных желез. Многие вирусы помимо белкового капсида имеют внешнюю мембрану, состоящую из белков, липидов и полисахаридов. Такая внешняя оболочка называется суперкапсидом.

По внешнему виду вирусы могут быть: шарообразными (вирус гриппа), кубовидными (вирус оспы), иметь вид палочки (вирус табачной мозаики – шестигранная палочка), многоугольными, сферическими, нитевидными.

Бактериофаги. В 1915 году Ф.Тоуртом были открыты вирусы бактерий – бактериофаги. Бактериофаги, или фаги, способны проникать в клетку бактерий и разрушать ее.

Бактериофаг был открыт в 1917 году канадским бактериологом Ф. де Эрелль.

Строение бактериофага. Строение их достаточно сложное. Помимо икосаэдрической головки, содержащей генетический материал, имеют полый цилиндрический отросток, окружённый чехлом из сократительных белков и заканчивающийся шестиугольной площадкой с шестью короткими выростами и шестью длинными нитями.

Проверь себя:

1. Обладают наследственностью.

2. Не имеют клеточного строения

3. РНК (ДНК) + капсид

4. Вирусы имеют только один тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК).

5. Вирусы никогда не размножаются делением.

6. Обладают изменчивостью (мутируют).

7. Вирусы никогда не размножаются вне клетки хозяина.

8. Способны производить себе подобных.

9. Отсутствует собственный обмен веществ

10. Быстро размножаются

11.Химический состав представлен только органическими веществами, а такие важные неорганические компоненты, как вода и минеральные соли, отсутствуют.

12.Внутриклеточные паразиты

13.Вирусы не растут, не потребляют пищу

14.Приспособленность к меняющимся условиям среды

15. Маленькие размеры

16. Занимают пограничное положение между живой и неживой материей

Сходство вирусов с живыми организмами	Отличие вируса от живых организмов	Специфические черты
1,6,8,11,14	2,5,9,13	3,4,7,10,12,15,16

вирусы существуют между живым и неживым мирами и являются основными участниками эволюции, проявляют свойства живого только внутри клетки-хозяина.

Схема размножения вирусов

Вирусы способны размножаться только в клетках других организмов. Размножение вирусов (репродукция) – это многоступенчатый процесс. Основной путь проникновения вируса в клетку хозяина – рецепторный эндоцитоз. Вирусы попадают внутрь клетки вместе с капельками межклеточной жидкости. Процесс проникновения вириона в клетку хозяина включает несколько этапов:

1. Прикрепление вируса к клеточным рецепторам;

2. Образование вакуоли (эндоцитоз);

3. Выход вируса из вакуоли в цитоплазму.

Вирус прикрепляется к поверхности восприимчивой клетки – этот процесс называется адсорбцией.

Вирус вводит свою нуклеиновую кислоту в клетку (у бактериофагов) или проникает в клетку полностью, а затем происходит отделение вируса от белковой оболочки и освобождение нуклеиновой кислоты. Этот процесс называется инъекцией.

Редупликация вирусных молекул нуклеиновой кислоты осуществляется за счет нуклеотидов, накопленных в клетке хозяина.

Синтез вирусных белков и ферментов — осуществляется на рибосомах клетки.

Сборка вирусных частиц—осуществляется из синтезированных пораженной клеткой вирусных белков и нуклеиновых кислот.

Лизис – выход вирусных частиц из пораженной клетки; при этом у бактерий происходит распад клетки под влиянием ферментов фага, а у эукариот выпячивается оболочка клетки, и вирусные частицы «выталкиваются» в окружающую среду.

Учащиеся рассматривают схему размножения вирусов в буклете. Учащиеся делают пометки.

Несколько иной путь проникновения в клетку у вирусов бактерий – бактериофагов.

Прикрепление вируса к клетке. На поверхности клеток имеются специальные рецепторы, с которыми бактериофаг связывается хвостовыми нитями. Этим объясняется строгая «прописка” вирусов в тех или иных клетках.

Проникновение вируса в клетку. Бактериофаг вводит внутрь клетки хвост, который представляет собой полый стержень. И, как через иглу шприца, проталкивает внутрь клетки свою ДНК или РНК. Таким образом, генетический материал фага попадает внутрь клетки, а капсид остается снаружи. Вирус работает как своеобразный генетический шприц.

Размножение вируса, т.е. редупликация вирусного генома. Проникнув внутрь клетки, вирусная ДНК встраивается в ДНК клетки хозяина. Проникает в святая святых клетки, в центр управления жизнедеятельностью – в ядро.

Синтез вирусных белков и самосборка капсида. Клетка, сама того не желая, начинает синтезировать вирусные белки вместо собственных. При этом используются структуры и энергия самой клетки. Из этих вирусных белков и образуются новые вирусные оболочки – капсиды. Этот процесс размножения не сравним с размножением других биологических видов. «Происходит смерть ради жизни” — при попадании в клетку вирус сначала разрушается. Но ему достаточно одной нуклеиновой кислоты, чтобы через 10 минут внутри клетки хозяина образовалось сотни новых вирусных частиц.

Выход вирусов из клетки. А что происходит с самой клеткой? Она гибнет. А вирусные частицы уже готовы к очередной атаке, готовы разрушить сотни других клеток.

- классификация вирусов

В зависимости от вида НК вирусы делятся на:

ДНК-содержащие

А) однонитчатые (крысиный вирус Килхама)

Б) двунитчатые (Оспа человека, овец, свиней, аденовирусы (ОРЗ) человека, герпес)

РНК- содержащие

А) однонитчатые (Энцефалит, краснуха, корь, бешенство, грипп и др. (ВИЧ))

Б) двунитчатые (Вирусы насекомых и других животных)

- гипотезы происхождения вирусов.

Существует несколько гипотез происхождения вирусов:

Вирусы – потомки бактерий – результат их регрессивной эволюции
Вирусы – заблудившиеся клеточные органоиды (рибосомы, фрагменты хромосом)
Занесены из космоса с космической пылью.

- значение вирусов в жизни человека и природе

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.

В настоящее время писано более 1000 различных видов вирусов. Виды объединяют в роды и семейства. Все вместе их выделяют в особое царство живой природы – Вирусы. Более 500 видов вирусов могут вызывать инфекционные заболевания человека. Не описаны вирусы мхов и водорослей. Несколько видов вирусов известны у грибов, папоротникообразных и голосеменных. Известно много вирусов у цветковых растений. Вирусные заболевания наносят большой ущерб животноводству и могут разрушить его в масштабе целой страны. Подобная катастрофа наблюдалась в конце 2000г. в Великобритании. В настоящее время от вируса птичьего гриппа погибает огромное количество домашних и диких птиц.

Значение вирусов в природе и жизни человека

-Вирусы вызывают многие опасные заболевания человека: оспу, ветряную оспу, корь, грипп, гепатит, герпес, бешенство, полиомиелит, СПИД.

-Вирусные заболевания поражают животных и растения, принося ущерб сельскому хозяйству.

-Вирусы - бактериофаги используются для изучения синтеза белка, строения гена, раковых заболеваний.

-Вирусы используются для борьбы с насекомыми-вредителями (например, с хлопковой совкой в США, кроликами в Австралии).

Подведение итога урока:

• Вирусы — неклеточная форма жизни.

• Вирусы- внутриклеточные паразиты бактерий, растений, животных.

• Вирусы имеют специфический механизм взаимодействия с клетками.

• Вирусы — возбудители опасных заболеваний человека.

Для закрепления новых знаний сыграем в «Верно - неверно».

1. Наука, изучающая вирусы называется цитологией

2. Вирусы открыл Д.И. Ивановский

3. Генетическая информация вирусов представлена в виде ДНК

4. Свойства живого вирусы проявляют вне клетки-хозяина.

5. Вирусы- это примитивные бактерии.

6. Вирусы размножаются в клетке-хозяине

7. Бактериофаги- это вирусы поражающие бактериальные клетки

8. Беловая оболочка вирусов называется вирион

9. Вирусы- это особая форма неклеточной жизни

10. Вирусы имеют шаровидную форму

Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 466; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!