§2.6. Віруси, бактерії, археї та людина

• Назад до змісту

ДІЯЛЬНІСТЬ

Навчальне завдання

Яке значення вірусів, архей та бактерій для людини? Моделювання змісту теми. Галузі використання вірусів, архей та бактерій у діяльності людини

Вибирає галузі використання знань про віруси, бактерії, археї

Знання про віруси, бактерії та археї використовуються в таких основних галузях людської діяльності: охорона здоров’я, сільське господарство, організація харчування, біотехнологія (мікробіологічний синтез), очищення навколишнього середовища та виробництво енергії

Галузі використання вірусів, архей та бактерій

Віруси і людина

• Збудники захворювань: Викликають вірусні захворювання, що робить їх вивчення критично важливим для медицини.
• Діагностика: Використовуються для розпізнавання збудників хвороб.
• Профілактика: На основі вірусів створюють вакцини для запобігання інфекційним хворобам.

Бактерії і людина

• Медицина: Деякі бактерії є збудниками хвороб, але багато видів використовуються для виробництва ліків: антибіотиків, вітамінів, ферментів та пробіотиків.
• Сільське господарство: Допомагають підвищувати врожайність рослин та використовуються для біологічної боротьби зі шкідниками.
• Харчова промисловість: Застосовуються для отримання харчових продуктів (наприклад, молочнокислі бактерії).
• Очищення середовища (біоремедіація): Бактерії здатні розкладати шкідливі речовини, наприклад, компоненти нафти, що використовується для очищення довкілля.

Археї і людина

• Енергетика: Деякі види архей використовують для виробництва біогазу (метану).
• Екологія: Застосовуються для очищення стічних вод.
• Біотехнології: З архей отримують антибіотики та унікальні ферменти, стійкі до екстремальних умов.

Інформаційна модель «Галузі використання вірусів, архей та бактерій у діяльності людини»

Узагальнює і застосовує знання та формулюю висновок: про значення біологічних знань для світогляду людини

Знання про віруси, бактерії та археї є дуже важливими для сучасної людини. Розуміння світу мікроорганізмів допомагає нам вирішувати глобальні проблеми: боротися з хворобами, створювати нові ліки, очищувати довкілля від забруднень, отримувати їжу та навіть енергію. Ці знання формують науковий світогляд, показуючи, що все в природі взаємопов’язане, і навіть невидимі оком істоти відіграють величезну роль у нашому житті та в існуванні всієї планети.

Розвивальне завдання

Як людина впливає на поширення та функціонування вірусів, бактерій та архей? Інформаційно-пошукова вправа. Антропогенні зміни середовища існування організмів

Формулює термін «Антропогенні чинники»

Антропогенні чинники – це різні форми впливу діяльності людини на природу.

Ілюструє прикладами наслідки антропічних впливів на мікросвіт вірусів, архей та бактерій.

Діяльність людини сильно впливає на світ мікроорганізмів. Ось кілька прикладів:

• Танення льодовиків: Через потепління з льодовиків можуть вивільнитися давні віруси та бактерії, до яких у нас немає імунітету. Це може призвести до появи нових небезпечних хвороб.
• Неправильне використання антибіотиків: Коли люди вживають антибіотики без потреби або неправильно, виживають лише найстійкіші бактерії. Так з’являються «супербактерії», яких неможливо вбити відомими ліками.
• Подорожі та контакти: Люди, подорожуючи світом, переносять із собою мікроорганізми, допомагаючи їм поширюватися. Також віруси та бактерії можуть передаватися від тварин до людини.

Антропогенні чинники

Вплив людини на існування вірусів, архей, бактерій

Потепління й танення льодовиків вивільняє давні мікроорганізми та підвищує ризик нових хвороб. Зловживання антибіотиками породжує антибіотикорезистентні «супербактерії». Подорожі й тісні контакти прискорюють глобальне поширення вірусів та бактерій.

Застосовує уміння інформувати та моделює: наслідки антропічного впливу на існування вірусів, бактерій та архей

Вплив людини на мікросвіт є дуже серйозним і може мати непередбачувані наслідки. Наші дії, як-от забруднення планети, що веде до потепління, або безконтрольне використання ліків, створюють нові загрози. Ми можемо «розбудити» древні віруси, що спали в льодовиках, і зробити сучасні бактерії невразливими до антибіотиків. Це означає, що можуть з’явитися нові пандемії та хвороби, які буде дуже важко або навіть неможливо лікувати. Тому нам треба бути дуже відповідальними, адже ми змінюємо не тільки видимий світ, а й невидимий світ мікробів, від якого залежить наше здоров’я та життя на планеті.

Ціннісне завдання

Який вплив досягнень природничих наук і техніки на добробут і здоров’я людини? Презентація проєкту на одну із вибраних тем.

Який вплив досягнень природничих наук і техніки на добробут і здоров’я людини?

Наука і техніка дали нам багато корисного, наприклад, ліки, вакцини та вітаміни, які допомагають не хворіти. Завдяки біотехнологіям ми можемо очищувати природу, отримувати більше їжі та навіть виробляти енергію. Але якщо неправильно користуватися досягненнями, наприклад, антибіотиками, можуть з’явитися «супербактерії», яких не беруть ліки. Тому наукові знання треба застосовувати відповідально.

В чому небезпека для природи від забруднення річок антибіотиками?

Коли антибіотики потрапляють у річки, навіть у невеликій кількості, вони роблять бактерій стійкими до ліків. Це порушує життя у водоймі, бо мікроби перестають очищувати воду. Найчастіше антибіотики потрапляють у річки зі стічних вод лікарень та міст, оскільки очисні споруди не можуть їх повністю видалити. Це глобальна проблема, бо щороку тонни антибіотиків опиняються у річках, завдаючи шкоди природі.

Презентація проєкту: Аналіз екологічної проблеми «Антибіотики в річках»

• Мета: З’ясувати, наскільки велика проблема стійкості до антибіотиків у місцевій річці, та запропонувати, що може зробити громада для її вирішення.
• Проблема: Через антибіотики у річковій воді бактерії стають стійкими до ліків і перестають виконувати свої корисні функції в екосистемі.
• Джерела: Стічні води з міст і лікарень, сільське господарство, а іноді й заводи, що виробляють ліки.
• Гіпотеза: Біля місць скиду стічних вод стійких до ліків бактерій більше, ніж у чистіших ділянках річки вище за течією.
• Кроки: Зібрати інформацію про очисні споруди; оглянути береги річки; запитати в аптеках, чи приймають вони прострочені ліки; зробити листівки про правильне використання та утилізацію антибіотиків.
• Рішення: Закликати модернізувати очисні споруди та проводити інформаційні кампанії для людей про розумне використання антибіотиків.

Р → Застосування знань: Використовую знання про бактерії, щоб пояснити, як стійкість до антибіотиків шкодить річці й чому чиста вода важлива. Вчуся знаходити джерела забруднення і пропонувати, як зменшити ризики (слідкувати за станом річки, розповідати людям про проблему, правильно утилізувати ліки).

В → Особиста важливість: Стійкість до антибіотиків робить звичайні хвороби небезпечними та важкими для лікування, що загрожує здоров’ю моєї родини. Мій внесок — приймати антибіотики лише за призначенням лікаря і правильно утилізувати прострочені ліки.

К → Презентація проєкту: Можна зробити постер «Антибіотики ≠ сміття», пам’ятку для шкіл про те, куди здавати старі ліки, та написати звернення до місцевої влади з проханням покращити очищення води. Також можна підготувати короткий виступ про план дій для громади.

С → Висновок: Наука робить наше життя кращим, але безвідповідальне використання її досягнень створює нові проблеми, як-от стійкі бактерії в річках. Потрібно постійно стежити за ризиками, щоб технології приносили користь і людям, і природі.

РЕЗУЛЬТАТ

Підсумкове тематичне оцінювання

1. Спадкова інформація вірусів закодована в молекулах білків.

Ні, це твердження неправильне. Спадкова інформація вірусів міститься в нуклеїновій кислоті (РНК або ДНК), яка утворює внутрішню серцевину, а білки формують її зовнішню оболонку.

2. Кишкова паличка та пірококус – це одноклітинні організми.

Так, це правильне твердження. Кишкова паличка є бактерією, а пірококус — археєю; обидві ці групи є одноклітинними прокаріотичними організмами.

3. Важливою особливістю прокаріотів є відсутність сформованого ядра.

Так, це правильно. Головна ознака прокаріотів, до яких належать бактерії та археї, — це відсутність у їхніх клітинах ядра.

4. Вибираю організм, який належить до домену Археї

В метанобревібактер

Цей організм належить до домену Археї, як зазначено в тексті та на ілюстрації до параграфа про археї.

5. Називаю групу прокаріотичних організмів, здатних до фотосинтезу

А ціанобактерії

Ціанобактерії є прокаріотами, які, подібно до рослин, здатні до фотосинтезу, використовуючи для цього сонячну енергію.

6. Яке захворювання зумовлене вірусом імунодефіциту людини (ВІЛ)?

В СНІД

Вірус імунодефіциту людини (ВІЛ) спричиняє захворювання, відоме як Синдром набутого імунодефіциту (СНІД).

7. Вірусна частинка, яка складається з білків та нуклеїнової кислоти – це…

віріон.

8. Організми, здатні з неорганічних речовин синтезувати власні органічні – це…

автотрофи.

9. Форма симбіозу, пов’язана з взаємовигідним співіснуванням істот різних видів – це…

мутуалізм.

10. Називаю основні відмінності архей від бактерій.

Основні відмінності архей від бактерій полягають у хімічному складі, особливостях будови та процесах життєдіяльності :

• Клітинна оболонка: В архей вона утворена стійкими білками та особливими жирами, що забезпечує захист від екстремальних умов, тоді як у бактерій її склад інший.
• Захисні структури: На відміну від багатьох бактерій, археї зазвичай не утворюють спор чи слизових капсул для перенесення несприятливих умов.
• Органи руху: Археї мають архелуми, які відрізняються від джгутиків бактерій за складом білків.
• Обмін речовин: Археї мають унікальні метаболічні процеси, наприклад, фотосинтез без виділення кисню або утворення метану.

11. Яке значення вірусів у природі?

Віруси є важливими складниками природи. Одна з їхніх ключових функцій — регуляція чисельності інших організмів. Наприклад, бактеріофаги контролюють кількість бактерій, а інші віруси можуть впливати на популяції рослин і тварин. Також віруси є внутрішньоклітинними паразитами і відіграють значну роль у мінливості організмів.

12. Яка роль бактерій у практичній діяльності людини?

Бактерії мають широке застосування в житті людини :

• Отримання харчових продуктів: наприклад, у виробництві молочнокислих продуктів.
• Медицина: отримання ліків, зокрема антибіотиків.
• Сільське господарство: підвищення врожайності культурних рослин (наприклад, азотфіксуючі бактерії).
• Екологія: очищення навколишнього середовища від забруднень (біоремедіація).
• Біологічний контроль: регуляція чисельності видів-шкідників.

Водночас деякі бактерії є збудниками інфекційних захворювань.

13. Що спільного для всіх вірусів?

А внутрішньоклітинний паразитизм

Б використання для самовідтворення ресурсів клітин

Віруси є внутрішньоклітинними паразитами, які для самовідтворення використовують речовини, енергію та інформацію клітини-хазяїна. Не всі віруси мають додаткову оболонку, їхня спадкова інформація може бути представлена як ДНК, так і РНК, і вони мають неклітинну будову.

14. Увідповіднюю групи організмів (1-4) та їх представники (А-Д):

1 - В (бактерії - холерний вібріон)

2 - Д (водорості - хлорела)

3 - Г (археї - піролобус)

4 - А (гриби - хлібні дріжджі)

15. Що таке біологічна класифікація?

Це завдання окремої галузі систематики, яка займається розподілом видів на групи за певними загальними ознаками (критеріями) з використанням систематичних категорій. Це робиться для того, щоб легше орієнтуватися у видовому різноманітті.

16. Багато видів архей знайдено в травній системі термітів, де вони допомагають у засвоєнні їжі. Які ознаки архей та термітів забезпечують їхнє співіснування?

Це приклад взаємовигідного співіснування (мутуалізму). Терміти споживають деревину, але не можуть самостійно перетравити целюлозу. Метаногенні археї, що живуть у їхньому кишківнику, розщеплюють целюлозу, забезпечуючи терміта поживними речовинами. Натомість травна система терміта надає археям сприятливе середовище для життя та постійне джерело їжі.

17. Розглянь будову віріона та знайди пояснення одного з ключових правил профілактики COVID-19 – мити руки з милом та водою щонайменше 20 секунд. Тож із чим це пов’язано?

Деякі віруси, зокрема і SARS-CoV-2 (збудник COVID-19), мають додаткову зовнішню оболонку, яка складається з жирів (ліпідів). Мило ефективно руйнує саме цю жирову оболонку, без якої вірус втрачає здатність проникати в клітини людини і гине. Вода просто змиває зруйновані вірусні частинки зі шкіри.

18. Обгрунтуй значення досліджень еволюційних зв’язків для розуміння єдності живої природи.

Дослідження еволюційних зв’язків дозволяє побудувати природну систему органічного світу, об’єднуючи організми в групи на основі їхнього спільного походження та історичної спорідненості. Подібність у будові, генах, розвитку та інших ознаках часто вказує на наявність спільного предка. Вивчаючи ці зв’язки, науковці можуть простежити історію видів, що доводить єдність усього живого та допомагає глибше зрозуміти зв’язки між організмами та навколишнім світом.