Семинары по теме вирусы

Вирус (лат. virus - яд) - неклеточная форма жизни, мельчайшие болезнетворные микроорганизмы, не видимые в микроскоп. Они значительно меньше бактерий: легко проходят через бактериальные фильтры.

Вирусы способны размножаться только внутри живых клеток, до проникновения в них вирусы не имеют признаков жизни: пассивно перемещаются во внешней среде, ожидая встречи с клеткой-мишенью.

В 1892 году Ивановский Д.И. в ходе изучения мозаичной болезни табака обнаружил, что болезнь вызывается мельчайшими субстанциями, которые проходят через бактериальный фильтр, то есть были меньше бактерий. Вирусы впервые увидели в электронный микроскоп в 1939 году (спустя 19 лет со смерти Ивановского), однако считается, что именно Ивановский положил начало вирусологии как науке.

Вирусы выделяют в отдельное, пятое царство. Несмотря на их кажущуюся безжизненность, от неживой материи их отличают следующие черты:

• Наличие наследственности и изменчивости
• Способность к репродукции (воспроизведению себе подобных)

Рекомендую обратить особое внимание на черты, которые отличают вирусы от живых организмов:

Неживое (инертное) состояние

Вне клетки хозяина находятся в неживом состоянии, ожидая внедрения. Вирусы - облигатные внутриклеточные паразиты.

У вирусов отсутствует обмен веществ с внешней средой (метаболизм).

Не имеют клеточной мембраны, ограничивающих их от внешней среды, и, соответственно, клеточного строения.

Не делятся, не размножаются половым путем

У вирусов отсутствует половое размножение и деление. Попав в живую клетку, вирус встраивает свою нуклеиновую кислоту (РНК/ДНК) в наследственный материал клетки-мишени. В результате клетка начинает синтезировать вирусные белки (новые вирусы): так увеличивается численность вирусов.

Вирусы не растут, не увеличиваются в размерах. Стратегия их жизни - безудержное размножение.

Если мы заглянем в клетку, инфицированную вирусом, то от вируса мы увидим только один элемент - его нуклеиновую кислоту (ДНК/РНК). Во внешней среде вирусы существуют в виде вирионов - полностью сформированных вирусных частиц, состоящих из белковой оболочки (капсида) и нуклеиновой кислоты внутри.

Носителем наследственной информации у вирусов может быть ДНК, РНК. В связи с этим все вирусы подразделяются на ДНК- и РНК-содержащие.

Найдя клетку, на поверхности которой есть подходящий рецептор, вирус взаимодействует с ним и прикрепляется к мембране клетки. Путем эндоцитоза (образование вакуоли) вирус проникает внутрь клетки, выходит из вакуоли в цитоплазму. Наследственный материал (ДНК/РНК) вируса реализуется по схеме: ДНК ↔ РНК → белок.

Проникнув внутрь клетки (инфицировав ее), вирус реализует собственный генетический материал (ДНК/РНК) путем синтеза вирусного белка на рибосомах клетки хозяина. Клетка даже и не подозревает, что вирус встроил в ее РНК/ДНК свой генетический код - она принимает его как свой собственный, а в результате синтезирует вирусные белки.

Образовавшиеся белки объединяются в вирусные частицы, которые могут выходить из клетки разными путями. Вирионы вирусов гепатита C выходят из клетки путем почкования (экзоцитозом), при таком варианте клетка долгое время остается живой и служит для продукции новых вирионов.

Известен и другой механизм выхода вирионов из клетки: взрывной, при котором оболочка клетки разрывается, и тысячи вирионов отправляются инфицировать новые клетки. Такой способ характерен для аденовирусов, ротавирусов.

Это уникальная группа вирусов, инфицирующая только бактерии. Бактериофаг имеет капсид, с содержащимся внутри наследственным материалом - ДНК (реже РНК), протеиновым хвостом. Бактериофаги открыты в 1915 году и с тех пор активно применяются в ходе генетических исследований.

Ниже вы можете видеть типичное строение бактериофага. Бактериофаг напоминает шприц, который протыкает стенку бактерии и впрыскивает внутрь нее свою нуклеиновую кислоту.

Бактериофаги успешно применяются в медицине для лечения многих заболеваний. Это высокоэффективные, дорогостоящие препараты, которые помогают, например, нормализовать микрофлору кишечника при бактериальных инфекциях.

Вирусы вызывают множество заболеваний человека и животных. Некоторые из них неизлечимы даже на современном этапе развития медицины, например бешенство. К вирусным инфекциям относятся грипп, корь, свинка, СПИД (вызванный ВИЧ), полиомиелит, желтая лихорадка, онковирусы.

Такая группа, как онковирусы, потенцируют развитие опухолей в организме. К ВИЧ и онкогенным вирусам не существует специфических антител, что затрудняет процесс создания вакцины. В то же время против ряда вирусных инфекций: корь, ветряная оспа созданы вакцины, создающие стойкий пожизненный иммунитет.

Клетки вырабатывают защитный белок - интерферон. Это вещество подавляет синтез новых вирусных частиц, приводит к повышению температуры тела (например, при гриппе).

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) представляет для организма большую опасность. Он размножается в T-лимфоцитах - клетках крови, которые выполняют иммунную функцию. С гибелью T-лимфоцитов разрушается иммунная система, становится невозможным сопротивление организма бактериями, вирусам и грибам, что в отсутствии лечения приводит к вторичным инфекциям.

Риск заражения ВИЧ присутствует при гемотрансфузии (переливании крови), половом акте. Инфекция также может быть передана от ВИЧ инфицированной матери к плоду.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Задачи урока.
1. Образовательные:
познакомить учащихся с историей открытия вирусов, их строением, многообразием, особенностями жизнедеятельности;
рассмотреть основные вирусные заболевания человека, животных и растений;
ознакомить с особенностями применения полученных знаний при решении конкретных ситуаций.

2. Воспитательные:
вовлечь учащихся в коллективную мыслительную деятельность;
формировать представления о здоровье человека как важнейшей жизненной ценности, формировать культуру здорового образа жизни и ответственное отношение к своему здоровью;
совершенствовать навыки общения.

3. Развивающие:
совершенствовать умения работы с использованием информационно-коммуникативных технологий;
развивать коммуникативные навыки при работе в группах;
развивать умение выступать и защищать свою точку зрения;
развивать познавательный интерес к своему здоровью и окружающей жизни.

2. Изучение новой темы.
Слово учителя:
Грипп, ОРЗ, СПИД, атипичная пневнмония, бешенство, краснуха, корь Список можно продолжить. Наверняка каждый из вас слышал об этих заболеваниях. Что у них общего? Каким образом они возникают? Сегодня на уроке мы постараемся ответить на эти и другие вопросы.
Учащиеся записывают тему урока.

1) История открытия и развития знаний о вирусах:

Актуализация субъектного опыта учащихся:
Давайте вспомним критерии живых организмов:
Единство химического состава
Обмен веществ
Самовоспроизведение
Наследственность
Изменчивость
Рост и развитие
Раздражимость
Приспособляемость
Саморегуляция
Ритмичность

Вирусы это неклеточная форма жизни. Они являются внутриклеточными облигатными паразитами. Вне клетки-хозяина вирусы не проявляют никаких свойств живого организма. Вирусы мельчайшие организмы. Их размеры меньше половины длины световой волны, поэтому их размеры измеряют в нанометрах (1 нм = 10-9 м). Размеры вирусов колеблются в пределах от 20 до 300 нм. Форма вирусных частиц бывает самой разнообразной. Вне зависимости от типа инфекции и характера вызываемого заболевания все вирусы можно рассматривать как генетические элементы, одетые в защитную белковую оболочку и способные переходить из одной клетки в другую. Вирусы довольно просто устроены. Отдельная вирусная частица называется вирионом. Вирион представляет собой симметричное тело, состоящее из повторяющихся элементов. В сердцевине вириона находится генетический материал, представленный молекулами нуклеиновых кислот.

Вопрос учителя: Какие виды нуклеиновых кислот вам известны и каково строение их макромолекул?

Ответ: ДНК две спирально закрученные нити, состоящие из отдельных дезоксинуклеотидов; РНК линейный одноцепочный полимер, состоящий из рибонуклеотидов.

3. Размножение вирусов:
Размножение вирусов принципиально отличается от размножения других организмов. Оно происходит только внутри клетки-хозяина и включает этапы:
1. Присоединение фага к клетке бактерии с помощью отростков.
2. Выделение фермента лизоцила, растворяющего оболочку бактерии.
3. Внедрение генетического материала вируса в ДНК клетки- хозяина, в результате клетка начинает синтезировать белки вируса.
4. Синтезируются белки капсида.
5. Происходит сборка вириона (формирование вирусный частицы). Бактериальная клетка увеличивается и разрушается.
В результате в одной клетке образуется большое количество вирусных частиц, а клетки хозяина погибают. Возникает инфекционный процесс. Продолжительность стадии размножения фага длится от 30 до 90 минут.
Иногда фаги могут оставаться в клетке, не разрушая ее, и только при размножении могут проявиться их разрушительные свойства. Такие бактериофаги называют однородными, а бактерии, несущие фаги, - лизогенные.

Давайте подведем итоги. Являются ли вирусы представителями живой природы?
Давайте вспомним характеристики вирусов:
1. Химический состав представлен только органическими веществами, а такие важные неорганические компоненты, как вода и минеральные соли, отсутствуют.
2. Вирусы не вырабатывают энергии, не потребляют пищу.
3. Вирусы не растут и не имеют обмена веществ.
Но они способны:
1. Воспроизводить себе подобных (размножаться).
2. Обладают наследственностью и изменчивостью, т.к. обладают генетическим материалом.
Какой вывод можно сделать, вирусы живые или неживые организмы? Вирусы относятся к живым организмам, т.к. обладают рядом свойств живого организма.
Отличия вирусов от организмов с клеточной организацией:
1. Не имеют структурных составляющих.
2. Могут существовать только как внутриклеточные паразиты и не могут размножаться вне клеток тех организмов, в которых паразитируют.
3. Содержат лишь один из типов нуклеиновых кислот либо ДНК, либо РНК (все клеточные организмы содержат и ДНК, и РНК одновременно).
4. Для размножения вирусов нужна только нуклеиновая кислота.
5. Не имеют собственных систем метаболизма.

Характерные особенности вирусов

Сходство с живыми организмами
Отличия от живых организмов
Специфические черты

1 Способность к размножению.
2 Наследственность.
3.Изменчивость.
4 Характерная приспособляемость к меняющимся условиям окружающей среды.

1 Во внешней среде имеют форму кристаллов, не проявляя никаких свойств живого.
2 Не потребляют пищи.
3 Не вырабатывают энергию.
4 Не растут.
5 Нет обмена веществ.
6 Имеют неклеточное строение.

1 Очень маленькие размеры.
2 Простота организации (нуклеиновая кислота + белки).
3 Занимают пограничное положение между неживой и живой материей.
4 Высокая скорость размножения.
5 Носитель наследственной информации или ДНК, или РНК.

5. Значение вирусов.
Вирусы вызывают различные заболевания растений, животных, человека.
Выступления учащихся:

3. Подведение итогов урока. Рефлексия

Итак, вы познакомились со строением, жизнедеятельностью, значением вирусов. Теперь вы можете ответить на поставленный вопрос : Вирус – это существо или вещество?
Ответы учеников. Комментарии учителя.

4. Домашнее задание № 21

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Цель урока: продолжить формирование научной картины мира, его многообразия, рассмотрев особенности вирусов, как неотъемлемой части живой природы.

Задачи урока.

познакомить учащихся с историей открытия вирусов, их строением, многообразием, особенностями жизнедеятельности;

рассмотреть основные вирусные заболевания человека, животных и растений;

ознакомить с особенностями применения полученных знаний при решении конкретных ситуаций.

вовлечь учащихся в коллективную мыслительную деятельность;

формировать представления о здоровье человека как важнейшей жизненной ценности, формировать культуру здорового образа жизни и ответственное отношение к своему здоровью;

совершенствовать навыки общения.

совершенствовать умения работы с использованием информационно-коммуникативных технологий;

развивать коммуникативные навыки при работе в группах;

развивать умение выступать и защищать свою точку зрения;

развивать познавательный интерес к своему здоровью и окружающей жизни.

2. Изучение новой темы.

Грипп, ОРЗ, СПИД, атипичная пневнмония, бешенство, краснуха, корь… Список можно продолжить. Наверняка каждый из вас слышал об этих заболеваниях. Что у них общего? Каким образом они возникают? Сегодня на уроке мы постараемся ответить на эти и другие вопросы.

Учащиеся записывают тему урока.

1) История открытия и развития знаний о вирусах:

Актуализация субъектного опыта учащихся:

Давайте вспомним критерии живых организмов:

Единство химического состава

Рост и развитие

Нам предстоит выявить черты сходства и различия вирусов и живых организмов.

Учащиеся записывают названия частей вируса на карточки, указывают их особенности.

Вирусы — это неклеточная форма жизни. Они являются внутриклеточными облигатными паразитами. Вне клетки-хозяина вирусы не проявляют никаких свойств живого организма. Вирусы — мельчайшие организмы. Их размеры меньше половины длины световой волны, поэтому их размеры измеряют в нанометрах (1 нм = 10-9 м). Размеры вирусов колеблются в пределах от 20 до 300 нм. Форма вирусных частиц бывает самой разнообразной. Вне зависимости от типа инфекции и характера вызываемого заболевания все вирусы можно рассматривать как генетические элементы, одетые в защитную белковую оболочку и способные переходить из одной клетки в другую. Вирусы довольно просто устроены. Отдельная вирусная частица называется вирионом. Вирион представляет собой симметричное тело, состоящее из повторяющихся элементов. В сердцевине вириона находится генетический материал, представленный молекулами нуклеиновых кислот.

Вопрос учителя: Какие виды нуклеиновых кислот вам известны и каково строение их макромолекул?

Ответ: ДНК — две спирально закрученные нити, состоящие из отдельных дезоксинуклеотидов; РНК — линейный одноцепочный полимер, состоящий из рибонуклеотидов.

Генетический материал вирусов, называемый геномом, состоит из молекул ДНК или РНК, никогда обе кислоты не встречаются в вирионе одного вируса. На этом основании все вирусы делятся на две большие группы:

1.ДНК-содержащие вирусы — дезоксивирусы;

2. РНК-содержащие вирусы — рибовирусы.

Таким образом, подводя итоги строения и химической организации, мы можем выделить химические вещества, входящие в состав вирусов: 1. ДНК 2. РНК 3. Белки 4. Липиды 5. Углеводы

3. Размножение вирусов:

Размножение вирусов принципиально отличается от размножения других организмов. Оно происходит только внутри клетки-хозяина и включает этапы:

1. Присоединение фага к клетке бактерии с помощью отростков.

2. Выделение фермента лизоцила, растворяющего оболочку бактерии.

3. Внедрение генетического материала вируса в ДНК клетки- хозяина, в результате клетка начинает синтезировать белки вируса.

4. Синтезируются белки капсида.

5. Происходит сборка вириона (формирование вирусный частицы). Бактериальная клетка увеличивается и разрушается.

В результате в одной клетке образуется большое количество вирусных частиц, а клетки хозяина погибают. Возникает инфекционный процесс. Продолжительность стадии размножения фага длится от 30 до 90 минут.

Иногда фаги могут оставаться в клетке, не разрушая ее, и только при размножении могут проявиться их разрушительные свойства. Такие бактериофаги называют однородными, а бактерии, несущие фаги, - лизогенные.

Давайте подведем итоги. Являются ли вирусы представителями живой природы?

Давайте вспомним характеристики вирусов:

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

2. Вирусы не вырабатывают энергии, не потребляют пищу.

3. Вирусы не растут и не имеют обмена веществ.

Но — они способны :

1. Воспроизводить себе подобных (размножаться).

2. Обладают наследственностью и изменчивостью, т.к. обладают генетическим материалом.

Какой вывод можно сделать, вирусы — живые или неживые организмы? Вирусы относятся к живым организмам, т.к. обладают рядом свойств живого организма.

Отличия вирусов от организмов с клеточной организацией :

1. Не имеют структурных составляющих.

2. Могут существовать только как внутриклеточные паразиты и не могут размножаться вне клеток тех организмов, в которых паразитируют.

3. Содержат лишь один из типов нуклеиновых кислот — либо ДНК, либо РНК (все клеточные организмы содержат и ДНК, и РНК одновременно).

4. Для размножения вирусов нужна только нуклеиновая кислота.

5. Не имеют собственных систем метаболизма.

Характерные особенности вирусов

Сходство с живыми организмами

Отличия от живых организмов

1 Способность к размножению.

4 Характерная приспособляемость к меняющимся условиям окружающей среды.

1 Во внешней среде имеют форму кристаллов, не проявляя никаких свойств живого.

2 Не потребляют пищи.

3 Не вырабатывают энергию.

5 Нет обмена веществ.

6 Имеют неклеточное строение.

1 Очень маленькие размеры.

2 Простота организации (нуклеиновая кислота + белки).

3 Занимают пограничное положение между неживой и живой материей.

4 Высокая скорость размножения.

5 Носитель наследственной информации или ДНК, или РНК.

Вирусы вызывают различные заболевания растений, животных, человека.

3. Подведение итогов урока. Рефлексия

Итак, вы познакомились со строением, жизнедеятельностью, значением вирусов. Теперь вы можете ответить на поставленный вопрос : Вирус – это существо или вещество?

Ответы учеников. Комментарии учителя.

Открытие вирусов

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

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.

Строение вирусов

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.

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.

Размножение вирусов

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 (см. Рис. 4).

Рис. 4. Схема репродукции вируса

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.

ДНК- и РНК-содержащие вирусы

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.

Вирус гепатита С

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.

Бактериофаги

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.

Рис. 7. Схема размножения бактериофага (Источник)

Список литературы

1. Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Общая биология 10-11 класс Дрофа, 2005.
2. Биология. 10 класс. Общая биология. Базовый уровень / П.В. Ижевский, О.А. Корнилова, Т.Е. Лощилина и др. – 2-е изд., переработанное. – Вентана-Граф, 2010. – 224 стр.
3. Беляев Д.К. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 11-е изд., стереотип. – М.: Просвещение, 2012. – 304 с.
4. Агафонова И.Б., Захарова Е.Т., Сивоглазов В.И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – Дрофа, 2010. – 384 с.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Домашнее задание

Если вы нашли ошибку или неработающую ссылку, пожалуйста, сообщите нам – сделайте свой вклад в развитие проекта.

Метод. разработка практического занятия по МКБ

Скачать:

Вложение	Размер
metodichka_virusy.docx	212.14 КБ

Предварительный просмотр:

Министерство здравоохранения Ставропольского края

Пятигорск 2017 г.

1. План практического занятия ……………………………. 4
2. Содержание занятия …………………………………. …4
3. Тезисы изучаемого материала. …………………………5

3.2. ВИРУСЫ – ВОЗБУДИТЕЛИ ОРЗ………………….11

3.3. ВИРУСЫ ПАРАГРИППА………………………. 13

3.4. ВИРУС ПАРОТИТА……………………………. …16

4. Практические задания для студентов…………….……22

5. Рекомендуемая литература……………….………….….22

ЦЕЛЬ: способствовать формированию у студентов умений по изучению вирусных инфекций: грипп, парагрипп, ОРВИ, паротит, корь.

- рассмотреть биологические свойства вирусов – возбудителей гриппа, парагриппа, ОРВИ, паротита, кори;

- изучить эпидемиологию, патогенез, особенности клинического течения вызываемых ими заболеваний,

- обучить методам их лабораторной диагностики, профилактики, лечения;
- усвоить способы их профилактики и принципы рациональной терапии.

Студент должен знать:

1) до изучения темы: морфологию и биологические особенности вирусов, вирусологические и серологические методы их идентификации;

2) после изучения темы: таксономию изучаемых вирусов, эпидемиологию, патогенез, вирусологическую диагностику вызываемых ими заболеваний, принципы их специфической профилактики и лечения

Студент должен уметь :

- отбирать патологический материал от больных для вирусологического исследования;

- проводить исследования по изучению биологических свойств вирусов,

- осуществлять серологические методы диагностики вирусных заболеваний.

- проводить противовирусные профилактические мероприятия.

1. Что Вам известно об истории открытия и изучения вирусов гриппа, парагриппа. паротита, кори?
2. Какова таксономия этих вирусов?
3. Каковы основные биологические свойства этих вирусов( морфология, особенности генома, белки и антигены, закономерности взаимодействия с чувствительными клетками)?.
4. Какую роль в патологии человека играют эти вирусы?
5. Чем характеризуются эпидемиология, патогенез, клинические признаки вызываемых ими заболеваний?
6. Каков характер постинфекционного иммунитета при этих инфекциях?
7. Какие методы применяются для лабораторной диагностики указанных вирусных заболеваний?
8. Каковы основные принципы их специфической профилактики и терапии?

1. План практического занятия

1.1. Организационные вопросы 3 мин

1.2. Теоретическая часть 30 мин

1.3. Практическая работа 30 мин

1.4. Изучение демонстрационного материала 5 мин

1.5. Оформление протоколов 5 мин

1.7. Задание на следующее занятие 5 мин

1.8. Проверка протоколов и их подпись 7 мин

1.9. Уборка рабочего места 5 мин

2. Содержание занятия

2.1.Контроль исходного уровня знания. Способ – программированный тест-контроль.

2.2. Ориентировочные основы самостоятельной работы студентов;

- разбор таблиц по морфологии вирусов, особенностям их репродукции и по методам культивирования вирусов;

- выполнение практической работы;

- оформление и защита протокола занятия.

3. ТЕЗИСЫ ИЗУЧАЕМОГО МАТЕРИАЛА

3.1. ВИРУСЫ ГРИППА

Грипп – острая массовая вирусная инфекция с воздушно-капельным механизмом передачи, характеризующаяся сочетанием поражения слизистых оболочек верхних дыхательных путей с тяжелой общей интоксикацией. Периодически принимает эпидемический и пандемический характер распространения

Грипп – одна из самых распространенных инфекционных болезней. Имеет склонность к эпидемическому и пандемическому распространению . Заболевание известно очень давно . За последние 120 дет отмечены несколько пандемий: 1889, 1918, 1957, 1977 г.г. Самой необычной по масштабам и последствиям была 2-я пандемия (1918 г.), грипп тогда назвали испанкой. Тогда переболело более 500 миллионов человек; число погибших от гриппа было более 1,5 миллиона человек, что фактически превысило потери всех воевавших стран, участвовавших во 2-й мировой войне.

Вирус открыл в 1931 году английский ветеринар Шоп, выделивший его от больных свиней. В 1933 году Смит, Эндрюс и Лейдлоу подтвердили это открытие, заразив хорьков смывом с носоглотки больного гриппом. В 1936 году такой же вирус выделили Смородинцев в Ленинграде и Зильбер в Москве. В 1940 году американский исследователь Френсис и независимо от него Мейгал обнаружили несколько отличный вирус и дали ему название вирус гриппа В, а выделенному ранее присвоили название вирус гриппа А.

В 1947 году Тейлор выделил 3-й вирус гриппа его назвали вирус гриппа С.

Семейство – Ortomyxoviridae; имеется 3 типа вируса - А , В и С. Тип вируса А делится по гемагглютинину (НА– антигену) на 13 подтипов, или штаммов (от1до 13); по нейраминидазе (NА – антигену) – на 10 (от 1 до 10).

По рекомендации ВОЗ, обозначение штаммов вируса А включает 5 позиций: тип вируса, естественный хозяин (если он – не человек), географическое распространение (место выделения), порядковый номер, год выделения вируса, антигенная характеристика .

Например: А / Гонконг/ 1/ 68 / ( Н3 N2); или А / СССР / 90 77 (Н1N1).

Строение вириона . Вирус гриппа имеет сферическую ( или овальную)

форму, средние размеры (диаметр вируса гриппа типа А составляет 90-100

нм, вирусы типов В и С – 100 –120 нм). Вирусы гриппа имеют белок М, окружающий нуклеокапсид и называемый матриксным белком, так он связывает между собой отдельные структуры вируса. Его пронизывают шипы, выходящие на поверхность суперкапсида. Вирус гриппа - сложноорганизованный, на поверхности суперкапсида имеются многочисленные шипики (их около 900) –это гемагглютинины (НА) и нейраминидаза (NА).

Особенности вирусного генома. Геном вируса гриппа представлен однонитевой молекулой РНК, закрученной в двойную спираль с односпиральными концами. Геном состоит из 8 фрагментов (сегментов), каждый из 5 кодирует синтез 1 белка, 3 остальные - по 2 белка (всего кодируется 11 белков).

Химический состав вируса

В составе вируса - 50-70% белков, 14% липидов, 5-9% углеводов,

1-2% РНК. Липиды и углеводы содержатся, в основном, в суперкапсиде, они имеют клеточное происхождение.

Белки и антигены .

Белок М – стабилизирующий белок, связывающий РНК с суперкапсидом.

Рибонуклеопротеид (белок NР) – капсидный белок, по его антигенам выделяют типы вируса гриппа (А, В, С) в РСК.

Внутренние белки (Р1, Р2, Р3) - это белки полимеразного комплекса, участвующие в транскрипции и трансляции. в процессе репродукции вируса. Р2 - транспортный белок.

Два поверхностных антигена НА и NА выполняют разные функции.

Гемагглютинины обладают способностью распознавать чувствительные клетки и прикрепляться к их поверхности; они обладают также протективными свойствами и имеют способность изменяться

Нейраминидаза обеспечивает проникновение вируса в клетку и выход из нее размножившихся вирусо; тоже обладает изменчивостью..

Описаны 2 антигенных комплекса, освобождающиеся при обработке вирусных частиц эфиром ; это S- и V- антигены.

S- антиген (растворимый) связан с нуклеопротеином, отличается стабильностью, неинфекеционен. Выявляется в РСК и является типоспецифическим. V-антиген – штаммоспецифический, состоит из гемагглютинина и нейраминидазы, располагается на шипиках, определяет вирулентность. Выявляется в РТГА.

Изменчивость вирусов гриппа .

Внутренние структуры вируса экранизированы от действия внешней среды и не изменяются. Изменчивость присуща антигенам суперкапсида, причем гемагглютинины и нейраминидаза изменяются независимо друг от друга благодаря 2 генетическим механизмам - дрейфу и шифту .

Антигенный дрейф (от английского слова дрейф –медленное течение) вызывает незначительные изменения , обусловленные точечной мутацией, причем в большей степени происходит изменение структуры гемагглютинина. Это приводит к развитию штаммовых различий. В результате антигенного дрейфа могут возникать эпидемии (через 3-4- года).

Шифт – (от английского слова сдвиг, скачок) - это полная замена гена, которая приводит к появлению нового антигенного варианта вируса. Полагают, что шифт - это результат генетической рекомбинации, т.е.обмена генетической информации между вирусами человека и животных, который приводит к смене подтипа НА или NА (а иногда – обоих). Такая изменчивость может привести к появлению новых вариантов вирусов, способных вызывать пандемию.

Вирусы гриппа В и С лишены штифтовой изменчивости, поэтому вирусы гриппа В редко вызывают эпидемии, а вирусы гриппа С обладают еще меньшей изменчивостью и вызывают спорадические заболевания или небольшие вспышки.

Вирусы гриппа А вызывают заболевание у человека, млекопитающих и птиц, вирусы гриппа В и с - только у человека. Вирусы всех трех типов могут вызывать ОРВИ.

Устойчивость вирусов во внешней среде вне организма человека невелика: при 22 0 С они инактивируются через несколько часов. Плохо переносят повышенную температур: при 65 0 С погибают через 5-10 минут, при 100 0 С– мгновенно. Чувствительны к высушиванию, действию ультрафио-

летовых лучей и обычных дезинфектантов: эфира, спирта, дезоксихолата. Вирусы хорошо сохраняются при глубоком холоде (-70 0 С)

1.Адсорбция на рецепторах чувствительных клеток, содержащих сиаловую кислоту, происходит за счет гемагглютининов.

2.Проникновение в клетку осуществляется путем рецепторного эндоцитоза с последующим слиянием мембран вируса со стенкой клеточной вакуоли.

3.Депротеинизация: вирус освобождается сначала от липопротеидной оболочки, затем – и от капсидных белков.

4.Вирусная РНК проникает в цитоплазму клетки, затем – в ядро, где имеется продукт, необходимый для транскрипии и трансляции. Здесь синтезируется РНК. Белки NP, P1, P3 , М синтезируются в цитоплазме на рибосомах.

5. Сборка НК происходит в цитоплазме клетки.

6. Выход из клетки осуществляется путем почкования или взрыва (лизиса).

Вирусы гриппа можно выращивать а организме чувствительных животных (белые мыши, крысы, хорьки и т.д.); в развивающихся куриных эмбрионах; в первичной культуре клеток почек эмбриона человека и некоторых животных (например, телят) и в перевиваемых клетках.

Источник инфекции – больные люди, в том числе – со стертыми формами заболевания. Заражение происходит воздушно-капельным или воздушно-пылевым путями, реже – контактным. Отмечается выраженная сезонность заболевания - осенне-зимний или зимне-весенний период. Спад эпидемии обычно связан с формированием коллективного иммунитета.

Инфекция распространена повсеместно, проявляется в виде вспышек, эпидемий, пандемий, охватывающих большую часть населения.

Чувствительность к вирусу человека – достаточно высокая. Вирусы аэрогенным путем попадают на слизистые оболочки верхних дыхательных путей и избирательно поражают клетки цилиндрического эпителия с преимущественной локализацией в области трахеи (отсюда – мучительный сухой кашель).

Вирус разрушает пораженные клетки и проникает в кровеносное русло (этап вирусемии ), что сопровождается интоксикацией, которая усиливается за счет всасывания в кровь продуктов клеточного распада. Возможно поражение сосудистых капилляров с повышением их проницаемости. Вирус угнетает иммунную и кроветворную системы, с чем связаны тяжелые осложнения гриппа в виде вторичных инфекций или анемии.

Клинические особенности гриппа . Инкубационный период – 1-2 дня. Отмечаются симптомы ринофаринголаринготрахеита: кашель, насморк чихание.

Интоксикация проявляется в виде головных болей, мышечных болей Тяжесть заболевания и его длительность зависят от состояния защитных сил организма. Наиболее тяжело протекает грипп, вызванный вирусами типа А.

Большое значение имеют факторы неспецифической противовирусной защиты организма, состояние местного иммунитета , уровень секретороного Ig А. Постинфекционный иммунитет - гуморальный и клеточный, длитель- ный, но он не только типо-, но и штаммоспецифический.

Неспецифическая профилактика состоит в изоляции больных, ограничении контактов с заболевшими, ограничении посещений массовых мероприятий, соблюдении эпидрежима в лечебно-профилактических и прочих учреждений и т.д. Рекомендуется также профилактический прием препаратов ремантадин и амантадин. Но они эффективны только для профилактики гриппа, вызванного вирусами типа А.

Специфическая профилактика проводится с применением противогриппозных вакцин, которые применяются по эпидпоказаниям в межэпидемический период. Наиболее известными противогриппозными вакцинами являются:

- сухая гриппозная вакцина, изготовленная из ослабленных вирусов (высушенная аллантоисная жидкость куриных эмбрионов, зараженных вирусами гриппа типов А и В );

- вакцина гриппозная, инактивированная ультрафиолетовыми лучами (ре--комендована для детей до 11лет);

- вакцина Смородинцева из умеренно аттенуированного штамма вируса гриппа А для комбинированного применения: вначале – через рот, через 2-3 недели – интраназально; вакцина способствует формированию иммунитета, по напряженности сопоставимого с постинфекционным.

С лечебной целью применятся ремантадин и амантадин (препараты эффективны только в первые 2-3 дня заболевания и только при гриппе А.) . В наиболее тяжелых случаях заболевания применяется противогриппозный донорский иммуноглобулин.

Вирусологический метод проводится с применение заражения одной из чувствительных моделей: экспериментальных животных, развивающихся куриных эмбрионов или культуры клеток. Индикация в случае использования чувствительных животных или куриного эмбриона проводится по видимым признакам заражения модели; при работе с куриными эмбрионами можно применить еще и РГА с аллантоисной жидкостью. При заражении клеточных культур методами индикации будут показатели цветной пробы, положитель ные реакции гемагглютинации и гемадсорбции. Идентификация осуществляется в РСК,РТГА с диагностическими типовыми и штаммовыми сыворотками.

3.2. ВИРУСЫ – ВОЗБУДИТЕЛИ ОРЗ

ОРЗ– острые инфекционные заболевания , характеризующиеся поражением слизистых оболочек верхних дыхательных путей.

Эти заболевания являются наиболее распространенными инфекциями – ежегодно ими переболевает 9 –13% населения.

Возбудителей ОРЗ - более 170, ими могут быть как бактерии, так и вирусы. Причинами широкого (нередко эпидемического) распространения являются :

- воздушно-капельный путь заражения;

- большое разнообразие возбудителей;

- отсутствие стойкой невосприимчивости у людей к повторному заражению.

Из вирусов возбудителями ОРЗ являются, в основном, представители 5 семейств: ортомиксовирусы, парамиксовирусы, пикорнавирусы, аденовирусы, коронавирусы.

По частоте встречаемости ведущее место занимают риновирусы, за ними идут коронавирусы и далее - вирусы парагриппа, аденовирусы, вирусы гриппа (таблица 1).

Наиболее распространенные вирусы – возбудители ОРЗ