Проект «Вирусы, бактерии. Геометрическая форма строения, размножение».

Проект

«Вирусы, бактерии. Геометрическая форма строения, размножение».

Выполнили  работу

 ученицы 9 «А» класса

Шорохова Дарья

Бугакова  Милена

Крылова Алиса

Голубева Анастасия

руководители проекта:

учитель биологии Чернышева Е. А.

и  учитель математики Макарова О. А.

 Апрель 2016 г.

Введение.

Эту тему мы выбрали, потому что вирусы  занимают важное  место  в жизни человека, и  как правило,  оказывают отрицательное  влияние на человека.

Цель исследования:

изучить многообразие форм видов  вирусов и бактерий; сравнить их формы с геометрическими фигурами , исследовать процесс размножения вирусов и их влияние на деятельность человека. Человек может предотвратить вредное воздействие микроорганизмов на человека и окружающий животный мир.

Объект исследования:   вирусы и бактерии

.

Предмет исследования:

 Виды вирусов и бактерий, геометрические формы вирусов и бактерий, скорость размножения,

Гипотеза:

Каждый вирус  имеет форму многогранников,  бактерии-форму поверхностей вращения, скорость размножения вирусов очень велика, но вирусы  могут оказывать различное влияние на человека.

Актуальность темы.

Разнообразие жизни на земле с трудом поддается описанию. Полагают, что сейчас на нашей планете обитает свыше миллиона видов животных, 0,5 млн. видов растений, до 10 млн. микроорганизмов, причем эти цифры занижены.

Примитивные организмы быстро размножаются. Размножение организмов  идёт в прогрессии. Многие из них опасны для человека.

В нашем мире существует большая группа живых существ, не имеющих клеточного строения. Эти существа носят названия вирусов  представляют неклеточные формы жизни.

По этому признаку всё живое в настоящее время делится на две части:

-доклеточные (вирусы);

-клеточные (бактерии, грибы, зелёные растения, животные и человек)

Первооткрыватель вирусов Д. И. Ивановский.    

Русский физиолог растений и микробиолог, основоположник вирусологии.

С помощью электронного микроскопа ему  удалось увидеть мельчайшие вирусы  и оценить  многообразие их форм.

Форма вирусов:

Каждый вирус обладает формой многогранника.

Размеры вирусов.

Вирусы (лат. яд) – мельчайшие возбудители многочисленных инфекционных заболеваний человека, животных, растений.

Величина вирусов очень мала. Величина вирусов варьирует от 20 до 300 нм (1 нм = 10-9 м).

Вирусы нельзя отнести ни к животным, ни к растениям. Они исключительно малы, поэтому могут быть изучены только с помощью электронного микроскопа.

Формы вирусов и бактерий в системе часто обозначают не звучными латинскими буквами, а сочетаниями букв и цифр.

Многие ученые борются с опасными, смертельными вирусами с того времени, как только они были обнаружены.

С нашей  точки зрения, борьба с вирусами будет всегда, пока ученые не найдут средство, которое уничтожит эти опасные для жизни человека организмы имеющие неклеточную форму строения.

Бороться с этими организмами очень тяжело, так как, они имеют свойство изменять состав своего строения при попадании в благоприятные условия.

Практически все вирусы по своим размерам мельче, чем бактерии. Вирусы как и бактерии  являются паразитами  .То есть размножаются только в живых клетках.

Поэтому отличительными чертами вирусов по сравнению с другими микроскопическими возбудителями инфекций служат не размеры или обязательный паразитизм, а особенности строения и уникальные механизмы репликации  т. е. (воспроизведения самих себя).

Вирусы  вызывают грипп, полиомиелит, ящур, оспу, СПИД, герпес и многие другие

По форме клеток они могут быть:

звездчатыми

 тетраэдрическими

 кубическими

 C- или O-образными

     Форма вирусов  определяет  такие способности бактерий, как прикрепление к поверхности, подвижность, поглощение питательных веществ.

Вирусы, патогенные для животных, отличаются кубический симметрией

и представляют собой многогранники (тетраэдр, октаэдр, икосаэдр).

Октаэдр- одна из форм  организации вирусов  

ОКТАЭДР  произошло от греческого   (от греч. οκτώ, «восемь» и греч. έδρα — «основание») — один из пяти выпуклых правильных многогранников, так называемых Платоновых тел.

Октаэдр имеет 8 треугольных граней, 12 рёбер, 6 вершин, в каждой его вершине сходится 4 ребра.

Икосаэдр – это правильный многогранник выпуклой формы, который состоит из 12 вершин и 30 рёбер, основой которых являются 20 правильных треугольников - граней

ПРИ ИКОСАЭДРИЧЕСКОМ ТИПЕ СИММЕТРИИ, показанной на схеме строения аденовируса, образуется  изометрический белковый чехол, состоящий из 20 правильных треугольников.

Классифицируют четыре типа вирусов: спиральный, икосаэдрический, продолговатый и комплексный.

Примером спирального вируса может служить вирус табачной мозаики.

В СЛУЧАЕ СПИРАЛЬНОЙ СИММЕТРИИ, показанной на схеме строения вируса табачной мозаики, формируется  спираль вокруг полой трубчатой сердцевины.

Большинство вирусов животных имеют икосаэдрическую или почти шарообразную форму с икосаэдрической симметрией. Правильный икосаэдр является оптимальной формой   Многие вирусы, такие как ротавирус, имеют икосаэдрическую симметрию.

Мы часто видим схематическое изображения разноцветных вирусов с ножками и рожками. Глядя же в микроскоп, созерцаем совсем иное зрелище: в природе бактерии все прозрачны и почти бесцветны.

 Английский скульптор Люк Джеррем и группа стеклодувов сделали небольшую коллекцию экспонатов различных вирусов. Получилось очень вдохновенно и изящно.

 От них исходит некое величие, ХОЛОДНОЕ величие, как от Снежной Королевы, прекрасной, но в то же время безжалостной  .

По законам математики для построения наиболее экономичным способом замкнутой оболочки из одинаковых элементов нужно сложить из них икосаэдр, который мы наблюдаем у вирусов.

Так «решают» вирусы сложнейшую задачу: найти тело наименьшей поверхности при заданном объеме и притом состоящее из одинаковых и тоже простейших фигур.

Вирусы, мельчайшие из организмов, настолько простые, что до сих пор неясно — относить их к живой или неживой природе, — эти самые вирусы справились с геометрической проблемой, потребовавшей у людей более двух тысячелетий!

Все так называемые «сферические вирусы», в том числе такой страшный, как вирус полиомиелита, представляют собой икосаэдры, а не сферы,

как думали раньше.

Конечно же человечество всегда интересовал вопрос – как вирусы влияют на организм человека, есть ли среди них «Полезные». Как быстро они размножаются и  можно ли вредноносные  вирусы победить?

Бактерии- древняя группа   клеточных прокариотов

• Первооткрыватель мира

бактерий  

           Антонии ван  Левенгук –

голландский естествоиспытатель 17 века,

•  впервые создал  совершенную лупу-микроскоп, увеличивающую предметы в 160-270 раз

По форме бактерии делят на кокки – бактерии шаровидной формы, Бациллы- бактерии цилиндрической формы, вибрионы- бактерии формы тора, спириллы – бактерии в виде спирали.

Бактерии так же вызывают различные : Нагноение ран, желудочно –кишечные инфекции , заболевание нервной системы Менингит и т. д.заболевания

По подсчетам В.И. Вернадского,

для захвата поверхности Земли бактериям  понадобился бы срок: 1,5 дня

Рассмотрим задачи о размножении бактерий

Применение  в решении задач.

Решите задачу.

Колония состояла из n бактерий. В неё попал вирус, который в первую минуту уничтожил одну бактерию, а затем разделился на два новых вируса. Одновременно каждая из оставшихся бактерий тоже разделилась на две новые. В следующую минуту возникшие два вируса уничтожили две бактерии, и затем оба вируса и все выжившие бактерии снова разделились, и так далее. Будет эта колония жить бесконечно долго или вымрет?

Ответ:

Колония вымрет через n поколений.

Предположим, что все бактерии исходной колонии были разных цветов, и все потомки бактерии какого-то цвета - того же цвета. Тогда вирус на первой минуте уничтожил, например, красную бактерию, вирусов стало 2, бактерий - 2(n-1), из них по 2 разных цветов.

На второй минуте вирус уничтожил синих бактерий, все удвоилось, но на каждом шагу вирусов столько, сколько бактерий одного цвета.

Т. о. , на каждой минуте становится на 1 цвет меньше, а всего цветов n, значит, столько минут колония и проживет.

Выводы:

Работая над материалам проекта, мы выяснили, что вирусы и бактерии их свойства тесно взаимосвязаны с геометрическими фигурами.

 Закончив проект,  мы можем  сказать, что достигли своей цели, так как рассказали  Вам немного о вирусах и бактериях, о их формах о вреде и пользе, о скорости размножения и профилактике заболеваний.

Работа над проектом показала, что интересно изучать вирусы бактерии  и всё то, что невидимо простым глазом.

Литература

1. Богданова Т.Л.. Биология. Задания и упражнения. Пособие для поступающих в ВУЗы. - М.,1991;

2. Голубев Д.Б., Солоухин В.З. Размышления и споры о вирусах. - М.: Молодая гвардия, 1989;

3. Майер В., Кенда М. Невидимый мир вирусов. - М.: Мир, 1981;

4. Черкес Ф.К., Богоявленская Л.Б., Бельская Н.А. Микробиология. - М.: Медицина, 1987.

Приложение математики к микробиологии

Бактерии (расположение в пространстве)

Вирусы (их геометрическая форма)

Мониторинг проекта

 «Вирусы, бактерии. Геометрическая форма строения, размножение».