Кампілобактерія senior...МІСЦІ, тоді як віруси...

1

LEARNING

NATIONAL CURRICULUM

НАЦІОНАЛЬНА ПРОГРАМА АНГЛІЇ

Усі учні зрозуміють, що: • існує три різних типи мікробів

• мікроби є скрізь

Більш здібні учні дізнаються, що: • корисні бактерії знаходяться в нашому тілі

• мікроби бувають різного розміру

Розділ 1.1. У цьому розділі старшокласники познайомляться зі світом мікро-бів, досліджуючи насамперед різні типи і форми мікробів та детально знайомлячись із корисними та шкідливими мікроорганізмами. У вступній частині учні дізнаються про типи і форми мікробів за допомогою інтерактивного на-вчання (гра з картками). Додаткова діяльність закріплює знання учнів про мікробіологічну структуру шляхом підготовки плакатів досліджень. Як альтернатива діти можуть віддати перевагу дослідженню історії мікробіології, розробляючи плакат про становлення цієї науки. Кампілобактерія

РЕЗУЛЬТАТИ НАВЧАННЯ

Kлючовий етап 3 Наука Експериментальні навички та дослідження Структура і функції живих організмів Клітини та їх структури Харчування і травлення Генетика і еволюція Спадковість, хромосоми, ДНК і гени Особиста, соціальна, медична та економічна освіта Основна тема 1. Здоров'я та благополуччя Орієнтовний час навчання: 50 хвилин

2

Мікроорганізми – це живі організми, занадто малі, щоб їх можна було побачити неозброєним оком; вони мікроскопічні. Мікроорганізми знаходяться майже всюди на Землі і можуть бути як корисними, так і шкідливими для людини (це буде розглянуто в наступних розділах). Попри те, що вони надзвичайно маленькі, мікроби мають різні форми. Існує три основних групи мікробів.

Віруси – найменші мікроби і переважно шкідливі для людини. Віруси не можуть вижити самостійно. Вони вимагають клітини-хазяїна, у якій можна жити і розмножуватися. Опинившись усередині клітини-хазяїна, вони швидко розмножуються, руйнуючи клітину під час цього процесу!

Гриби, як правило, є багатоклітинними організмами, які можуть бути як корисними, так і шкідливими для людини. Гриби отримують собі їжу або в процесі розкладання мертвої органічної речовини, або як паразити на хазяїні. Розміри грибів коливаються від мікроскопічних до дуже великих. Сюди відносяться цвіль, грибки і пліснява. Шкідливі гриби можуть викликати інфекцію, деякі є отруйними; інші можуть бути корисними, наприклад, пеніцил виробляє антибіотик пеніцилін, а пластинчастий гриб можна вживати в їжу (ґудзиковий гриб, печериці). Гриби поширюються через повітря за допомогою маленьких твердих насінних спор. Коли ці спори осідають на хліб або фрукти, вони відкриваються і ростуть у відповідних умовах (вологість).

Бактерії – це одноклітинні організми, які за відповідних умов можуть

розмножуватися в середньому один раз кожні 20 хвилин. Під час свого нормального росту деякі продукують речовини (токсини), які є надзвичайно шкідливими для людини і викликають захворювання (стафілокок). Деякі бактерії є абсолютно нешкідливими для людини, а навіть надзвичайно корисними (лактобацила в харчовій промисловості) і необхідними для людського життя, як ті, що беруть участь у рості рослин (ризобактерії). Нешкідливі бактерії називаються непатогенними, шкідливі відомі як патогенні. Понад 70% бактерій є непатогенними (нешкідливими) мікроорганізмами.

Бактерії можна розділити на три групи за їх формою: коки (кульки), бацили (палички) та спіралі. Групу коків у свою чергу також можна розбити на три підгрупи за їх розташуванням: стафілококи (кластери), стрептококи (ланцюги) і диплококи (пари). Науковці використовують ці форми, щоб повідомити про тип інфекції пацієнта.

Як живі істоти, мікроби мають певні вимоги до зростання, які змінюються залежно від місця виявлення мікробів. Наприклад, мікроби, які живуть усередині людських організмів, віддають перевагу температурі 37oC, мікроби, що живуть у глибоководних теплових впадинах, віддають перевагу значно вищим температурам, тоді як мікроби, які живуть в арктичних регіонах, полюбляють дуже низькі температури. Мікроби також відрізняються за своїми життєвими потребами. Раптові зміни в навколишньому середовищі можуть убити багато мікробів, хоча важливо пам'ятати, що мікроби надзвичайно легко адаптуються, а поступові зміни можуть призвести до того, що мікроби пристосовуються до свого оточення, наприклад стійкі до антибіотиків бактерії.

Необхідні матеріали Для учня: Копія додатків 1–4

1.1. Мікроорганізми Вступ

Ключові слова

Бактерія Мікроб Клітина Війки Цитоплазма Хвороба ДНК Джгутики Гриби Ембріон (зародок) Мікроб Мікроорганізм Miкроскоп Збудник РНК Віруси

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Попередня підготовка

Вирізати і ламінувати набір ігрових карток (додатки 1, 2, 3, 4) для кожної групи

Доступні вебресурси

• Фільм про діяльність

• Різноманітні фотографії мікробів

• «Групи продуктів» у форматі PowerPoint

• Анімація для демонстрації відмінностей щодо розмірів мікробів

3

1. Почніть урок, запитавши учнів, що вони вже знають про мікроби. Більшість дітей розуміє, що мікроби здатні викликати хворобу, але можуть не знати, що також є мікроби, корисні для нас. Запитайте учнів, куди б вони подивилися, якщо б захотіли знайти мікроби. Чи вважають вони, що мікроби важливі для нас?

2. Поясніть, що мікроби є найменшими живими істотами на Землі і що слово мікроорганізм буквально перекладається як мікро – мале та організм – життя. Мікроби настільки малі, що їх не можна побачити без мікроскопа. Антоні ван Левенгук створив перший мікроскоп у 1676 році. Він використовував його для огляду різноманітних предметів навколо свого будинку і назвав цих живих істот (бактерій) «маленькими тваринками» (анімалькулюсами), яких він побачив на зіскобах зі своїх зубів.

3. Покажіть класу, що існує три різні типи мікробів: бактерії, віруси та гриби. Використовуйте додаток 1, щоб продемонструвати, як ці три типи мікробів відрізняються за формою і структурою. Матеріал, що знаходиться на веб-сайті www.e-bug.eu, може бути використаний для демонстрації різних розмірів бактерій, вірусів і грибів стосовно один одного.

4. Наголосіть, що, хоча мікроби викликають захворювання, з-поміж них є й корисні. Попросіть учнів визначити деякі переваги корисних мікробів. Якщо вони не можуть, запропонуйте приклади для них, лактобацили в йогурті, пробіотичні бактерії в нашому кишечнику, які сприяють травленню, і гриб пеніцил, що виробляє антибіотик пеніцилін.

5. Підкресліть класу, що мікроби можна знайти ВСЮДИ: у повітрі, яким ми дихаємо, у їжі, яку ми споживаємо, у воді, яку ми п'ємо, і на різних поверхнях, і в нашому тілі. Наголосіть, що, хоча існують і шкідливі мікроби, які можуть нас інфікувати, є багато інших корисних мікробів, які ми можемо використовувати.

У цій частині групи від 3 до 4 учнів грають у карткові ігри, що допомагає їм згадати деякі слова, пов'язані з мікробами, а також ознайомити дітей старшого шкільного віку з різноманітними назвами, відмінностями в розмірах, здатністю заподіяти шкоду і дізнатися, чи виникає стійкість до антибіотиків. Розмір мікробів і кількість видів описані в науковій літературі; однак, оскільки нові мікроби постійно відкриваються і перекласифікуються, ці цифри можуть змінюватися. Цифри, що знаходяться на картках, використовуються лише як орієнтир, вони не є точними, оскільки не існує формули для їх розрахунку і вони можуть бути змінені, тобто бактеріальні види можуть розвивати стійкість до ще

більшої кількості антибіотиків. Число в цій колонці і є свідченням потенційної небезпеки для людини.

Правила гри (ця гра заснована на найкращих козирях)

1. Дилер (ведучий) повинен добре перемішати картки і покласти їх зображенням униз біля кожного гравця. Кожен гравець тримає свої картки зображенням догори, щоб вони могли бачити лише верхню картку.

2. Гравець, який знаходиться зліва від ведучого, читає елемент із верхньої картки (наприклад розмір 50). У напрямку за годинниковою стрілкою інші гравці зчитують один і той же пункт. Перемагає гравець із найвищим значенням, приймаючи верхні картки інших гравців і розміщуючи їх унизу своєї групи карток. Переможець потім вибирає пункт для читання з наступної картки.

3. Якщо 2 або більше гравців мають однакове верхнє значення, то всі картки розміщуються всередині і той же гравець вибирає знову з наступної картки. Потім переможець також бере картки всередині. Виграє той, хто збере всі картки.


ХІД УРОКУ

ВСТУП

ПЛАН УРОКУ

4

1. Перевірте знання, опитавши учнів:

а) Що таке мікроби? Мікроби – це живі організми, занадто малі, щоб їх можна було побачити неозброєним оком.

б) Де знаходяться мікроби? Мікроби зустрічаються всюди.

в) Які є три різні форми бактерій? Бацили (палички), коки (кульки) і спіралі.

г) Яка головна відмінність бактерій і вірусів? Бактерії є набагато складнішими, ніж віруси, і можуть жити практично В БУДЬ-ЯКОМУ МІСЦІ, тоді як віруси обов’язково повинні жити в клітині-хазяїн.

д) З учнями розділіть мікробів із гри на корисних і небезпечних для людини. Перевірте розуміння того, чому ці мікроби можуть бути корисними або небезпечними, а іноді і тим, і іншим. Мікроби, які є небезпечними для людини, можуть нам зашкодити, інфікувавши нас. Однак іноді ці мікроби можна розглядати як корисні. Наприклад, певні штами кишкової палички і сальмонели можуть викликати важку діарею, якщо вони потраплять в організм людини. Проте ці штами бактерій були добре досліджені. І в результаті ми знаємо багато про мікроби в цілому і про те, як ми можемо їх використовувати, тобто у сфері генної інженерії, ванайденні вакцин тощо.

Розділіть клас на групи по 3–4 учні. Кожна група повинна створити плакат на одну з тем.

1. Вибрати конкретний тип бактерії, вірусу або гриба, наприклад сальмонелу, інфлюенцу або

пеніцил. Плакат має містити:

а) структуру цього мікроба;

б) різні місця, де їх можна знайти;

в) як вони впливають на людину;

г) будь-які специфічні вимоги до розвитку цієї групи мікробів.

АБО

2. Плакат часової шкали з історії мікробів. Цей плакат може містити:

а) 1676 рік: Ван Левенгук відкриває «маленьких тваринок», використовуючи домашній мікроскоп;

б) 1796 рік: Дженнер відкриває вакцину проти віспи;

в) 1850 рік: Земмельвейс виступав за миття рук, щоб зупинити поширення хвороб;

г) 1861 рік: Пастер з’ясовує, що бактерії не виникають через спонтанну регенерацію;

д) 1884 рік: Кох публікує свої постулати, критерії про встановлення причиново-наслідкового зв'язку між мікробами і хворобами;

е) 1892 рік: Івановський відкриває віруси;

ж) 1929 рік: Флемінг відкриває антибіотики.


АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ І ВМІНЬ УЧНІВ

ЗАКРІПЛЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

ПЛАН УРОКУ

5

Бактерії вільно живуть, і їх можна знайти скрізь

Хромосома: Генетичний матеріал (ДНК) клітини. Клітинна стінка: Клітинна стінка складається з пептидоглікану і підтримує загальну форму бактеріальної клітини. Клітинна мембрана: Оболонка внутрішнього покриву клітинної стінки забезпечує межу для вмісту клітини і бар'єр для речовин, що надходять і виходять. Цитоплазма: Желеподібна речовина всередині клітини, її внутрішній вміст.

Бактерії Спорангій: тіло, що виробляє спори. Спорангіофор: нитчасті стебла, на яких утворюється спорангій. Ризоїди: підземні гіфи, що спеціалізуються на поглинанні їжі.

Гриби Complex

(Bacteriophage – a virus which infects bacteria)

Віруси НЕ вільні, вони повинні жити всередині іншої живої клітини /

організму

Капсид: Подвійний ліпідний шар, який утримує клітини генетичного матеріалу. Глікопротеїни: Вони служать для двох цілей:

▪ прикріпляють вірус до клітини-хазяїна; ▪ транспортують генетичний матеріал

від вірусу до клітини-хазяїна. Нуклеїнова кислота: Або ДНК, або РНК, але віруси рідко містять обидва. Більшість вірусів містить РНК-матеріал.

Віруси Хромосома Клітинна

мембрана

Цитоплазма Клітинна

стінка

Капсид

Нуклеїнова кислота

Глікопротеїнs

Спорангіофор

Спорангій

Ризоїди

Розмір

мікробів

6

Тобамовірус є представником групи вірусів, які заражають рослини. Найпоширенішим із них є вірус тютюнової мозаїки, який інфікує тютюн та інші рослини, викликаючи мозаїчне знебарвлення на листках. Цей вірус став дуже корисним у наукових дослідженнях.

Кількість видів ................................

Загроза для людства.......................

Стійкість до антибіотиків ...

Макс. розмір (нм) ............................

Користь для людства ...................... humans

Нестійкий

34

12

125

18

Тобамовірус

Лісавірус інфікує як рослини, так і тварин. Найбільш поширеним лісавірусом є вірус сказу і зазвичай асоціюється із собаками. Сказ був причиною понад 55 тисяч смертей у всьому світі, але йому можна запобігти шляхом вакцинації.

Кількість видів................................


Стійкість до антибіотиків...

Макс. розмір (нм)............................

Користь для людства........................

Нестійкий

5

74

10

180

Лісавірус

Філовірус викликає захворювання, більш відоме як Ебола. Це один із найбільш небезпечних вірусів. На сьогодні не існує профілактичної вакцини від цьго вірусу або лікування. 50–90 % жертв помирають від цієї хвороби!

Кількість видів..................................

Загроза для людства.....................

Стійкість до антибіотиків......

Макс. розмір (нм).........................

Користь для людства ........................

Нестійка

0

200

1

1500

Ебола

Вірус Епштейна-Барра є типом лімфокриптовірусу, що викликає хворобу, відому, як хвороба поцілунків, або залозиста гарячка. Пацієнти страж-дають насамперед від болю в горлі та опухлих лімфатичних залоз. Передається через тісний контакт, наприклад поцілунок або спільне використання склянки з напоями.

Кількість видів..................................


Стійкість до антибіотиків....

Макс. розмір (нм)...........................


Нестійкий

2

37

7

110

Лімфокриптовірус

Простий герпес – одна з най-давніших відомих інфекцій, що передаються статевим шляхом. У багатьох випадках герпетичні інфекції взагалі не виявляють ніяких симптомів, але неприємні симптоми, пов'язані з пухирцями, зустрічаються приблизно у третини заражених людей.

Кількість видів...................................

Загроза для людства........................


Макс. розмір (нм).........................

Користь для людства.......................

Нестійкий

2

64

2

200

Вірус простого герпесу

Кількість видів...................................



Макс. розмір (нм)...........................

Користь для людства......................

Нестійкий

14

28

2

25

Риновірус

Існує понад 250 різних вірусів, що виникають від холоду! Але риновірус є найпоширенішим. Риновіруси відпо-відають за майже 35 % застудних захворювань. Риновірус може вижити три години поза чиїм-небудь носом. Якщо він потрапить на ваші пальці і ви потрете ніс, ви його підхопили!

Кількість видів..................................



Макс. розмір (нм)..........................


Нестійкий

7

21

2

200

Вірус вітрянки

Вітрянку викликає вірус варіцелла-зостер. Він дуже заразний, хоча рідко серйозний, і поширюється через прямий контакт (кашель або чхання). Майже кожен у дитинстві до відкриття вакцини проти вітрянки переніс цю

хворобу.

Грип (або інфлюенца) – це інфекція, викликана ортоміксовірусом. 40 % населення хворіє на грип, але біль-шість людей повністю одужує через два тижні. У 1918 році, до того, як були введені вакцини проти грипу, померло двадцять мільйонів осіб!

Кількість видів...................................


Стійкість до антибіотиків.....

Макс. розмір (нм).............................

Користь для людства ......................

Нестійка

12

146

1

90

Інфлюенца типу A

То-ба-мо-вірус Вірус

Ін-флю-ен-ца А Вірус

Лі-са-вірус Вірус

Е-бо-ла Вірус

Лім-фо-крип-то-вірус Вірус

Вірус прос-то-го гер-пе-су Вірус

Рино-вірус Вірус

Вірус віт-рян-ки Вірус

7

Пеніцил – це грибок, який буквально змінив світ! Від моменту відкриття антибіотик масово вироблявся для боротьби з бактеріальними інфек-ціями. На жаль, через його надмірне використання багато видів бактерій стали стійкими до цього антибіотика.

Кількість видів ................................



Макс. розмір (нм) ...................

Користь для людства .....................

Нестійкий

198

64

16

332,000

Пеніцил

Хоча різні гриби можуть викликати висип на ногах, кільцевий лишай викликає свербіж, тріщину шкіри, як правило, між четвертим і п'ятим пальцями, відомими, як атлетична стопа (мікоз), що є найбільш по-ширеною грибковою інфекцією шкіри. Мікоз стопи вражає майже 70% на-селення.

Кількість видів .................................



Макс. розмір (нм) ....................

Користь для людства .......................

Нестійкий

14

43

12

110,000

Трихофітон (грибок

кільцевого лишая)

Стахіботріс (або отруйна цвіль, пліснява) – чорний токсичний гриб, який, хоча сам по собі не є пато-генним, виробляє низку токсинів, які можуть викликати чимало проблем зі здоров'ям – від висипань до реакцій, що загрожують життю.

Кількість видів ...................................



Макс. розмір (нм) ......................

Користь для людства .........................

Нестійкий

2

83

2

72,000

Стахіботріс

Кількість видів .............................



Макс. розмір (нм) .......

Користь для людства ...................

Нестійкий

124

47

200

101, 000, 000

Аспергіл

Криптокок – це грибок, який росте, як дріжджі. Найбільш відомий тим, що викликає важку форму менінгіту і менінгоенцефаліту в людей із ВІЛ / СНІД. Більшість криптококів живуть у грунті і не є шкідливими для людини.

Кількість видів ..............................

Загроза для людства .....................


Макс. розмір (нм) ...................


Нестійкий

37

98

37

7, 500

Криптокок

Кількість видів ...............................

Загроза для людства......................

Стійкість до антибіотиків .....

Макс. розмір (нм) ..................

Користь для людства ....................

Нестійкі

175

74

44

10,000

Кандида

Гриби кандида входять до тих природних флор, що живуть у роті людини і шлунково-кишковому тракті. За нормальних умов ці гриби меш-кають у 80 % населення без шкідли-вого впливу, хоча надмірний ріст призводить до кандидозу (молочниці).

Кількість видів ..................................


Стійкість до антибіотиків.......

Maкс. розмір (нм) .............


Нестійкі

18

1

4

8,500,000

Вертицильоз

Гриб вертицильозу – дуже поши-рений гриб, який живе на рослинах, що в᾽януть, та в ґрунті. Деякі гриби можуть бути патогенними для комах, рослин та інших грибів, але дуже рідко викликають захворювання людини.

Майже 6000 років дріжджі (пивні дріжджі) використовують для приготування пива та хліба! Вони також застосовують для виготов-лення вина і вкрай необхідні в біомедичних дослідженнях. Одна клітина дріжджів може перетво-ритися на 1 000 000 за шість годин.

Кількість видів .................................

Загроза для людства………………

Стійкість до антибіотиків......

Макс. розмір (нм) ......................


Нестійкі

184

1

19

10,000

Дріжджі

Аспергіл є і корисним, і шкідливим для людини. Він використовується в про-мисловості і медицині. На цей грибок припадає понад 99 % світового виробництва лимонної кислоти, і він є компонентом ліків, виробники яких заявляють, що можуть знизити метеоризм!

Дріж-джі Гриби

Пе-ні-цил Гриби

Три-хо-фі-тон Гриби

Ста-хі-бот-ріс Гриби

Ас-пер-гіл Гриби

Крип-то-кок Гриби

Кан-ди-да Гриби

Вер-ти-ци-льоз Гриби

8

Хла-мі-дія Бактерія

Саль-мо-не-ла Бактерія

Ста-фі-ло-кок Бактерія

Стреп-то-кок Бактерія

Киш-ко-ва па-лич-ка Бактерія

Саль-мо-не-ла Бактерія

Лак-то-ба-ци-ла Бактерія

Тре-по-не-ма Бактерія

Хламідіоз – інфекція, що передаєть-ся статевим шляхом і викликається бактеріями хламідіями. Може мати легкі симптоми, такі як виділення з піхви або пеніса, і більш серйозні, як-от неможливість мати дітей або набряклі яєчка.

Кількість видів .....................................

Загроза для людства .......................

Стійкість до антибіотиків ...................

Макс. розмір (нм) ..........................

Користь для людства ........................

5

1

37

3

1000

Хламідія

Стійкий до метициліну стафілокок – це бактерія, яка передовсім живе в лікарнях і викликає важкі для лікування інфекції. Вони є різновидом звичайного золотистого стафілококу, який став стійким до багатьох звичайних антибіотиків.

Кількість видів..................................

Загроза для людства .....................

Стійкість до антибіотиків ...............

Maкс. розмір (нм) .........................


90

20

174

19

1000

Стафілокок

Багато стрептококів є нешкідли-вими для людини і являють собою нормальну флору рота і рук. Однак деякі бактерії стрептококів викли-кають до 15 % ангіни. Симптоми стрептококової ангіни: раптова лихо-манка, біль у животі та набряклі залози.

Кількість видів ................................

Загроза для людства ......................

Стійкість до антибіотиків.................

Макс. розмір (нм)..........................


20

75

50

21

1000

Стрептокок

Кількість видів ..................................

Загроза для людства .......................

Стійкість до антибіотиків…...Нестійка

Макс. розмір (нм) .............................


184

54

7

2000

Кишкова паличка

Синьогнійна паличка є одним з найбільш поширених мікробів, що зустрічається майже у всіх середо-вищах. Хоча деякі можуть викли-кати захворювання у людей, інші види беруть участь в розкладанні і біоремедіації.

Кількість видів..................................


Стійкість до антибіотиків..............

Макс. розмір (нм) .........................

Користь для людства......................

80

150

50

126

5000

Синьогнійна паличка

Кількість видів ...............................

Загроза для людства..........................

Стійкість до антибіотиків................

Макс. розмір (нм) ..........................


10

195

0

125

1500

Лактобацила

Лактобацили дуже поширені і зазви-чай нешкідливі для людини. Вони є в піхві, шлунково-кишковому тракті і становлять невелику частину флори кишечника. Ці бактерії широко використовуються в харчовій про-мисловості – у виробництві йогуртів та сирів.

Кількість видів....................................

Загроза для людства......................

Стійкість до антибіотиків ................

Макс. розмір (нм) .........................

Користь для людства..........................

10

8

115

3

2000

Tрепонема

Сифіліс є надзвичайно небезпечною інфекційною хворобою, викликаною бактеріями трепонеми. Симптоми починаються зі шкірного висипу, грипоподібних симптомів і можуть призвести до ураження мозку і навіть смерті. Сифіліс можна вилікувати антибіотиками, проте резистентні штами зустрічаютьcя все частіше.

Сальмонела є паличкоподібною бактерією. Вона виникає найчастіше під час харчових отруєнь і черевного тифу. Симптоми: від блювання до діареї і навіть смерті.

Кількість видів ..................................


Стійкість до антибіотиків .................

Макс. розмір (нм) …......................

Користь для людства .......................

40

15

89

3

1000

Сальмонела

Багато штамів кишкової палички нешкідливі, і величезна їх кількість присутня в кишечнику людини і тварин. Крім того, кишкова паличка є одним із найбільш вивчених з-поміж усіх мікробів. У деяких випадках, однак, кишкова паличка викликає як сечові, так і серйозні абдомінальні інфекції і харчові отруєння.

Кампілобактерія senior...МІСЦІ, тоді як віруси...

Documents