Najjednostavniji oblici života na Zemlji
- prepoznati građu virusa i njihovu važnost za čovječanstvo
- opisati viruse kao infektivne čestice koje se umnožavaju u živim organizmima
- povezati građu i uloge dijelova bakterijske stanice
- razlikovati bakterije s obzirom na način ishrane
- analizirati epidemiološki lanac i povezati ga s mjerama prevencije u svakodnevnom životu
- povezati biološka otkrića s preživljavanjem i primjenom u svakodnevnom životu.
Uvod
Proučite tekst na priloženim karticama i obrazložite što je sve potrebno da bi se pojavila zarazna bolest, na koji način se ona širi i u kojem slučaju može doći do zaraze. Svoje odgovore, tj. bilješke dopunite primjerima iz svakodnevnog života. Po završetku rada usporedite bilješke s osobom do sebe, a kasnije i s učenicima u klupi do vas. Zaključke usporedite s ostatkom razreda u obliku kratke rasprave.
Virusi i bakterije često su u našim životima predstavljeni kao negativci jer mogu uzrokovati razne bolesti. No, sama prisutnost virusa i bakterija u organizmu ne znači da će doći do pojave bolesti. Neki od njih su i vrlo korisni i omogućavaju našem organizmu bolji rad, ali i bolje i kvalitetnije uvjete u okolišu.
- Pronađite pozitivne primjere djelovanja virusa i izložite u razredu kratke sažetke o njihovom djelovanju u obliku stripa.
Kao početak vam mogu poslužiti sljedeće ideje i poveznice: virusi kao biooružje u borbi protiv bakterija, tumora, ali i raznih gljivica koje napadaju biljke te njihova uloga u uzgoju cvijeća.
Virusi – prednosti jednostavne građe
Virusi su građeni vrlo jednostavno. Izvana imaju bjelančevinasti omotač (virusna kapsida), a u središtu se nalazi nukleinska kiselina. Uvijek imaju samo jednu od nukleinskih kiselina (DNA ili RNA) koja im služi kao nasljedna tvar. Nemaju obilježja živih bića poput stanične građe, rasta ili izmjene tvari s okolinom i žive uglavnom kao
Virusi:
Virusi su građeni vrlo jednostavno.
- Izvana imaju bjelančevinasti omotač (virusna kapsida).
- Unutar virusa je jedna od nukleinskih kiselina.(DNA ili RNA)
- Nemaju staničnu građu.
- Žive kao stanični paraziti.
- Mogu zaraziti sve tipove stanica.
- Brzo i lako stvaraju nove kopije.
Bakteriofagi su virusi koji napadaju bakterije.
Virusi se najčešće označavaju kraticama i brojevima poput HIV-1, HIV-2, H1N1, H5N1, H7N9 i sl. umjesto dvoimenog nazivlja.
- Raspravite u razredu je li način imenovanja virusa povezan s oblikom njihove građe i umnožavanja.
Što se događa ako u nukleinskoj kiselini određenog virusa dođe do promjene u nizu? Je li to i dalje isti soj virusa? Djeluje li i na njega cjepivo koje je djelovalo na originalni virus? Ova pitanja mogu vam pomoći u pripremanju argumenata za raspravu.
- Obrazložite važnost redovitog
cijepljenja i svoje radove izložite u razredu pomoću plakata ili infografike.
Kao početna poveznica za istraživanje može vam poslužiti Gripa.hr
Umnožavanje ili razmnožavanje virusa?
Razmnožavanje je osobina živih bića.
Za razmnožavanje organizmi troše energiju.
Virusi nemaju svoje zalihe energije.
Virusi za stvaranje svojih kopija koriste energiju domadara.
Kada se virus umnožava, domadar slabi i usporava rad.
Umnožavanje ili razmnožavanje virusa?
Kakvo je računalo kada je zaraženo virusom? Kako se osjeća čovjek kada je zaražen gripom?
- Usporedite računalni virus i virus koji uzrokuje gripu. Koja su zajednička obilježja njihova djelovanja?
Razmnožavanje je jedna od osobina živih bića i prilikom razmnožavanja organizam troši određenu količinu energije. S obzirom na to da virusi nemaju svoje zalihe energije, kažemo da se oni umnažaju jer pri stvaranju svojih kopija troše energiju domadara. Čim virus uđe u stanicu nekoga organizma, on krene s umnažanjem, a organizam domadara usporava rad i slabi.
- Izradite u svojim bilježnicama grozd ili strip kojim ćete pojasniti zašto je nužno da virusi u kratkom vremenu stvore veliki broj svojih kopija.
Riješite priloženi zadatak koji prikazuje umnožavanje virusa i raspravite u razredu treba li virusima puno vremena da izrade veliki broj kopija.
Umnožavanjem virusa nastaju nove kopije.
Nove kopije virusa mogu biti identične originalu.
Nove kopije virusa mogu biti i različite od originala.
Različite kopije virusa nastaju ako se promijeni dušična baza.
Zbog čestih promjena virusi se označavaju kraticama i brojevima.
Promjene omogućavaju virusu lakše preživljavanje.
Virus koji ne može naseliti živu stanicu kristalizira se.
Kristalizacija je osobina nežive prirode.
Virusi su zbog toga na granici žive i nežive prirode.
Navedenim umnožavanjem, virus može stvoriti veliki broj novih kopija koje mogu biti identične originalnom virusu, ali i različite, ovisno o promjenama u prepisivanju dušičnih baza. S obzirom na to da se već i nakon male promjene u nasljednoj tvari javlja novi tip virusa, jednostavnije ih je označavati kraticama i brojevima. Sojevi virusa s novim osobinama osiguravaju opstanak u različitim uvjetima okoliša i preživljavanje virusa. U slučaju da su uvjeti okoliša jako nepovoljni i da virus ne može naseliti živu stanicu, on prelazi u oblik kristala, tj. kristalizira se.
- Izradite u svojim bilježnicama tablicu u kojoj ćete usporediti osobine prema kojima viruse možemo smatrati živom odnosno neživom prirodom.
Viroze i njihova prevencija
Viroze su bolesti izazvane virusima.
Viroze mogu biti jednostavne i vrlo pogubne.
Virus se može širiti putem:
- Zraka (kapljično)
- Dodira (izravni i neizravni)
- Hrane
- Vode
- Zemlje (prašinom).
Ne postoji lijek za viroze.
Cijepljenje i odgovorno ponašanje zaštita su od viroza.
Viroze i njihova prevencija
Virusi su zarazne čestice, a bolesti koje su njima izazvane nazivamo virozama. One mogu biti jednostavne poput uobičajene zimske prehlade, a mogu biti i toliko snažne, da izmijene čovječanstvo.
- Prisjetite se velikih epidemija koje ste spominjali na nastavi Povijesti. Istražite koje su to viroze bile i na koji su se način širile. Kako su na kraju zaustavljene i s kakvim posljedicama?
Svoje istraživanje možete započeti pomoću priloženih članaka o velikim boginjama, španjolskoj gripi i kugi.
Za sada nema univerzalnog lijeka za viroze, no možemo se donekle zaštititi cijepljenjem i odgovornim ponašanjem, o čemu ste već mogli pročitati ponešto na poveznici gripa.hr. Do sada su vas cijepili već nekoliko puta, za što imate dokaz i u svojoj cijepnoj iskaznici.
- Znate li protiv kojih bolesti ste se cijepili i koja vas cjepiva još čekaju? Istražite koje su obvezne vrste cjepiva u Hrvatskoj; cijepe li se češće djeca, odrasli ili starci; trebate li se cijepiti kada idete na put u neku egzotičnu zemlju.
U istraživanju vam mogu pomoći sljedeće poveznice o zaraznim bolestima i o programu cijepljenja u Hrvatskoj u 2017. godini.
Virusi se šire dodirom (izravnim, ali i neizravnim), hranom, vodom, zrakom (kapljično) i zemljom (prašinom koja sadrži kristalizirane viruse) pa veliku ulogu u širenju virusa ima odgovorno ponašanje pojedinca. Postoje li određena mjesta ili organski sustavi u organizmu npr. čovjeka kroz koje virusi lakše uđu u organizam? Kako ih zaštititi?
- Uz pomoć priložene slike, ali i zadatka s početka ovoga sadržaja izradite edukativne kartice kojima ćete predložiti načine na koje se možemo zaštititi od širenja određenog virusa i moguće posljedice ako nam to ne uspije, tj. ako se zarazimo. Izradite svoje kartice pomoću alata Canva i poučite druge kako se što uspješnije zaštititi od virusa protiv kojih se cijepimo.
Iako ne možemo u potpunosti uništiti viruse u organizmu, možemo donekle spriječiti njihovo širenje i ulaz u organizme te na taj način prekinuti
Bakterije
Najstariji stanični organizmi.
Pojavile su se prije 3,5 milijardi godina.
Prilagođene su gotovo svim životnim uvjetima.
Prilagodba bakterijama omogućuje brojnost.
Prilagodba bakterijama omogućuje naseljavanje cijele biosfere.
Postoje dvije skupine bakterija:
| PRABAKTERIJE Arhebakterije |
PRAVE BAKTERIJE Eubakterije |
|---|---|
| Razvile su se prije pravih bakterija. | Razvile su se kasnije tijekom evolucije. |
| Većina su današnjih bakterija. |
Građa bakterija
Bakterije su se pojavile prije gotovo 3,5 milijardi godina i one su najstariji stanični organizmi. Razlikujemo dvije velike skupine bakterija – prabakterije (arhebakterije) i prave bakterije (eubakterije).
- Prisjetite se izgleda i građe biljne i životinjske stanice te promotrite građu bakterije prikazane na slici. Što im je zajedničko, a po čemu se razlikuju bakterije od stanica?
Građa bakterijske stanice:
Bakteriju od okoline štiti višeslojna zaštita.
Na površini stanice je kapsula.
Ispod kapsule se nalazi stanična stijenka.
Stanica nema oblikovanu jezgru.
Stanica nema jezgrinu ovojnicu.
Citoplazmu obavija stanična membrana.
Nasljedna tvar nalazi se u citoplazmi (kružna molekula DNA).
U citoplazmi se nalaze i ribosomi.
Pri kretanju bakterijama pomaže jedan ili više bičeva.
Bakterije se za podlogu prihvaćaju pomoću nastavaka – pila.
Bakterije se najčešće javljaju u četiri oblika:
- Kuglasti (koki)
- Štapičasti (bacili)
- Zavojiti (spirili)
- Vibrioni (jednostavni spirili nalik zarezu)
Prabakterije su bile među prvim organizmima koji su se pojavili na Zemlji. Kakvi životni uvjeti su vladali onda? Gdje takve životne uvjete možemo pronaći danas? Prave bakterije razvile su se malo kasnije tijekom evolucije te u njih spada većina današnjih bakterija.
Bakterijske stanice posebne su po tome što nemaju oblikovanu jezgru (nedostaje im jezgrina ovojnica) pa se nasljedna tvar nalazi direktno u citoplazmi. Pri kretanju bakterijama pomaže jedan ili više bičeva, a za podlogu se lako prihvaćaju pomoću kratkih nastavaka pila. Od okoline ih štiti višeslojna zaštita – na površini je kapsula, ispod nje se kod većine bakterija nalazi stanična stijenka, a samu citoplazmu obavija stanična membrana. U citoplazmi se osim kružne DNA molekule nalaze još i ribosomi.
Bakterije se najčešće javljaju u četiri oblika – kuglasti (koki), štapičasti (bacili), zavojiti (spirili) te vibrioni (jednostavni spirili nalik zarezu). Njihov izgled možete detaljnije proučiti na priloženoj poveznici.
Bakterije se najčešće razmnožavaju diobom.
Nasljedna tvar se udvostruči.
Podjele se ribosomi i citoplazma.
Tako dobijemo dvije nove jedinke.
U povoljnim uvjetima bakterije eksponencijalno rastu.
U nepovoljnim uvjetima bakterije prelaze u oblik spore.
Spore su otporne na vanjske utjecaje.
Spore mogu preživjeti godinama.
Razmnožavanje i preživljavanje bakterija
Bakterije se razmnožavaju diobom. Kako bi se dobile dvije iste jedinke, određeni dio stanice se mora udvostručiti, a ostatak stanice se jednostavno podijeli.
- Koji dio stanice se udvostručuje i zašto?
U povoljnim uvjetima okoliša moguće je razmnožavanje svakih 20 do 30 minuta, što bakterijama osigurava
- Pomoću svog znanja iz matematike, grafom prikažite koliko bakterija se može razviti tijekom 12 sati ako se stanice dijele svakih 20 minuta.
U izradi grafa mogu vam pomoći i alati Meta-chart i GeoGebra.
No, što će se dogoditi ako u okolišu vladaju uvjeti nepovoljni za rast i razvoj bakterija? Tada bakterije prelaze u oblik spore. Spore su trajni oblici bakterije koji su iznimno otporni na vanjske utjecaje i u obliku spore bakterije mogu provesti dulji niz godina.
- Proučite priloženi graf i raspravite o promjenama u okolišu koje mogu dovesti do ponovne aktivacije bakterija iz spora u mlijeku.
| Heterotrofne bakterije | Autotrofne bakterije |
|---|---|
| SAPROFITSKE BAKTERIJE | CIJANOBAKTERIJE |
| Hranu uzimaju od drugih organizama | Hranu proizvode fotosintezom |
Bakterije imaju važnu ulogu u svakodnevnom životu.
Neke bakterije uzrokuju vrenja.
Neke bakterije održavaju naš imunološki sustav zdravim.
Kako se bakterije hrane?
Prema načinu prehrane bakterije su većinom heterotrofne, no postoje i autotrofne skupine bakterija.
- Podijelite se u grupe i svaka grupa neka detaljnije prouči i predstavi jednu skupinu bakterija. Na priloženom elementu potražite smjernice za rad i početne poveznice za svoja istraživanja.
Jedan mali broj bakterija su nametnici i uzročnici bolesti, a o njima možete pročitati malo više u sljedećem poglavlju.
Bakterije mogu uzrokovati bolesti kod čovjeka, biljaka i životinja.
Načini širenja zaraze isti su kao i kod virusa.
Mjere za sprječavanje zaraza i njihova širenja su:
- Redovito pranje ruku
- Održavanje osobne higijene
- Mikrobiološki nadzor hrane i vode za piće
- Pranje i kuhanje prehrambenih namirnica
- i brojne druge.
Bakterijske bolesti mogu se izliječiti pomoću antibiotika.
Neke bakterijske bolesti mogu se spriječiti cijepljenjem.
Kako znamo djeluje li antibiotik?
Učinak antibiotika na kolonije bakterija ispituje se antibiogramom.
Antibiotici mogu uništiti naše simbiotske crijevne bakterije.
Uporaba antibiotika može smanjiti imunost organizma.
Otpornost bakterija može se pojaviti zbog pretjerane upotrebe antibiotika.
Zaštita od štetnih bakterija
Bakterije mogu uzrokovati bolesti kod čovjeka, biljaka i životinja. Načini širenja zaraze isti su kao i kod virusa.
- Promislite na tren i zapišite u bilježnice gdje i kako ste sve danas bili u bliskom kontaktu s bakterijama. Je li postojala mogućnost zaraze i na koji način?
Postoje razne mjere pomoću kojih možemo spriječiti zarazu i njeno širenje, poput redovitog pranja ruku, održavanja osobne higijene, mikrobiološkog nadzora hrane i vode za piće, pranja i kuhanja prehrambenih namirnica i brojnih drugih.
- Istražite koje još mjere mogu pripomoći u sprječavanju širenja zaraze. Koje su sličnosti i razlike između sterilizacije, pasterizacije i dezinfekcije? Mogu li se ista pravila zaštite primijeniti i na zaustavljanje širenja virusnih zaraza?
Olakotna okolnost pri zarazi bakterijama (u odnosu na viruse) jeste to što se bakterijske bolesti mogu izliječiti pomoću
- Proučite fotografiju i pojasnite koji antibiotik ima najbolje, a koji najlošije djelovanje na prikazanu koloniju bakterija.
No, pri uporabi antibiotika treba imati na umu da oni ne djeluju specifično već mogu uništiti i naše simbiontske crijevne bakterije. Također, pretjerana uporaba antibiotika može izazvati smanjenje prirodne imunosti organizma, ali i pojavu otpornosti u bakterija.
- Provjerite još jednom svoju cijepnu iskaznicu i razvrstajte protiv kojih bakterijskih i virusnih bolesti ste cijepljeni.
Zašto je važno cijepiti se? Cjepivo sadrži dijelove uzročnika (najčešće bjelančevine s površine) koji potiču imunološki sustav organizma na stvaranje zaštitnih molekula (protutijela). Kod kontakta s pravim, jakim uzročnikom, unaprijed stvorena zaštita onemogućit će njegovu daljnju aktivnost.
Za kraj…
Već smo ranije spomenuli da preživljavaju samo oni koji su najbolje prilagođeni na uvjete okoliša. Uz pomoć priloženog interaktivnog grafa istražite koji su uvjeti najpovoljniji za razvoj populacije bakterije Escherichia coli. Prilikom svog istraživanja slijedite znanstvenu metodu koliko god je to moguće (postavite istraživačko pitanje i hipotezu, pojasnite koje materijale i metode biste koristili za uzgoj bakterija, oblikujte dobivene rezultate, raspravite odgovaraju li rezultati vašoj hipotezi te donesite određene zaključke). Svoje rezultate prikažite ostatku razreda. Možete ih uobličiti pomoću alata Prezi. Nakon izlaganja provedite kratku raspravu o uspješnosti istraživanja i raspravite što bi u prirodi moglo izazvati ovakve životne uvjete kao u prikazanom istraživanju.
