81. Віруси

Урок №81. Віруси

---

Мета уроку: сформувати в учнів розуміння природи вірусів, їхньої будови, життєвих циклів та впливу на живі організми; розвинути навички критичного мислення щодо вірусних захворювань та їх профілактики.

Цілі сталого розвитку: 

Які цілі сталого розвитку (у порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:

• Ціль 3: Міцне здоров’я і благополуччя.
• Ціль 4: Якісна освіта.
• Ціль 17: Партнерство заради сталого розвитку.

Ключові слова: віруси, капсид, нуклеїнова кислота, віріон, літичний цикл, лізогенний цикл, клітина-хазяїн, віроїди, пріони, вакцинація, імунітет.

План уроку:

1. Мотивація. 
2. Вивчення теоретичного матеріалу.
3. Життєва ситуація/Моделювання.
4. Виконання практичних завдань.
5. Рефлексія.

Очікувані результати для вчителя:

Очікувані результати для учнівства:

---

Дружня порада вчителю

Фотографії вірусів.
10 клас. Біологія і екологія. Походження вірусів. Взаємодія вірусів з клітиною-хазяїном

Чи знаєте ви, що на нашій планеті існують організми, які настільки малі, що їх можна побачити лише за допомогою електронного мікроскопа? Вони не мають клітинної будови, проте здатні змінювати життя мільйонів людей, впливати на економіку країн та змінювати хід історії (наприклад, іспанка й коронавірус).

Кожен рік у школі спостерігається спалах чи  вітрянки, чи грипу, і класи періодично переходять на дистанційне навчання. Віруси регулярно вносять корективи в плани людей😉

Минулого уроку ми говорили про антибіотикорезистентність, то ось терапія за допомогою бактеріофагів — це обнадійливе майбутнє в лікуванні бактеріальних інфекцій.
Virus Explorer

• https://www.youtube.com/watch?v=So6iMxghUR4

• https://youtu.be/f0rPXTJzpLE?si=64y0U5S7zGSTm5ib

Віруси відіграють значну роль у попкультурі, надихаючи на створення захопливих історій у фільмах, книгах та відеоіграх: 

• «Я — легенда» (Річард Метісон, 1954) — роман, що став основою для багатьох постапокаліптичних історій. Вірус перетворює людей на вампіроподібних істот, а головний герой бореться за виживання.
• «Штам Андромеда» (Майкл Крайтон, 1969) — науково-фантастичний трилер про смертельний вірус із космосу, який змушує вчених працювати на межі можливого.
• «28 днів потому» (2002) та «28 тижнів потому» (2007) — британські фільми жахів, де вірус люті миттєво перетворює людей на агресивних істот. Ідея швидкого зараження змінила жанр зомбі-фільмів.
• «Зараження» (2011) — реалістичний трилер про поширення смертельного вірусу, що був натхненний реальними пандеміями.
• «Останні з нас» (2023, серіал) — вірусний гриб Cordyceps змінює людей на мутантів, а виживальники стикаються з моральними дилемами та деградацією суспільства.
• Серія Resident Evil — франшиза про вірус T, який створює мутантів і зомбі. Гра досліджує теми біозброї та корпоративної етики.
• The Last of Us — гра про зараження людства грибком, яка майстерно поєднує емоційну глибину та жахи виживання.

---

Віруси — це неклітинні форми життя, які складаються з генетичного матеріалу (ДНК або РНК), оточеного білковою оболонкою (капсидом). Поки вірус не захопив клітину, він не виявляє ознак життя. Але вірус робить “усе”, щоб захопити чужу клітину і стати “живим”.

Основна «мета життя» вірусу — розмноження та поширення. Самостійно він не може робити багато копій себе, тому захоплює клітину-господаря, щоб:

1. Використати її ресурси для синтезу власних білків і нуклеїнових кислот.
2. Зібрати нові вірусні частинки (віріони).
3. Вийти з клітини та інфікувати нові клітини або організми.

Це можна порівняти з комп’ютерним вірусом: він сам не виконує корисних програм, а лише копіює себе, використовуючи ресурси системи.

Будова вірусів:

1. Генетичний матеріал може бути представлений ДНК або РНК (на відміну від клітин, які містять обидва типи нуклеїнових кислот).
2. Капсид — білкова оболонка, що виконує такі функції:

1. Захист генетичного матеріалу — оберігає вірусну ДНК або РНК від дії ферментів, ультрафіолетового випромінювання та інших шкідливих факторів.
2. Прикріплення до клітин-господарів — містить білки, які взаємодіють з рецепторами на поверхні клітин, забезпечуючи проникнення вірусу.
3. Формування вірусної частинки — допомагає правильно скласти вірус під час його реплікації.
4. Транспортування всередині клітини — у деяких вірусів капсид бере участь у доставці генетичного матеріалу до ядра клітини-господаря.
5. Розпізнавання імунною системою — білки капсиду можуть бути мішенню для антитіл та стимулювати імунну відповідь.

Комплекс нуклеїнової кислоти та білкової оболонки називається віріоном або вірусною часткою.
Ось ці складники вірус множить в клітинах хазяїна.

3. Суперкапсидна оболонка — додаткова ліпідна оболонка, властива деяким вірусам (наприклад, вірусу грипу, ВІЛ).

Оболонки вірусів обумовлюють певний тип симетрії вірусів.
За типом просторової організації капсиду віруси поділяють на:

• Віруси з ікосаедричною (кубічною) симетрією — капсид має форму багатогранника (наприклад, аденовіруси).
• Віруси зі спіральною симетрією — капсидні білки формують спіральну структуру (наприклад, вірус тютюнової мозаїки).
• Віруси зі складною симетрією — поєднують елементи різних типів симетрії (наприклад, бактеріофаги).

Прості та складні віруси:

• Прості віруси складаються лише з нуклеїнової кислоти та капсиду
• Складні віруси мають додаткові структури: суперкапсидну оболонку, ферменти, білки-шипи тощо.

Життєві цикли вірусів 

Розрізняють два основні типи життєвих циклів:

1. Літичний цикл:
   • Адсорбція — прикріплення вірусу до клітини-хазяїна.
   • Проникнення — вхід вірусної ДНК/РНК в клітину.
   • Біосинтез — використання ресурсів клітини для створення компонентів нових вірусів.
   • Формування віріонів — збирання нових вірусних часток.
   • Вихід — руйнування клітини та вивільнення нових вірусів.
2. Лізогенний цикл:
   • Адсорбція та проникнення.
   • Інтеграція — вбудовування вірусної ДНК у геном хазяїна (формування провірусу).
   • Латентна фаза — вірусна ДНК реплікується разом з ДНК хазяїна, але нові віруси не утворюються.
   • Активація — за певних умов вірус переходить до літичної фази.

Віруси високоспецифічні та інфікують лише певні типи клітин:

Вірус	Які клітини атакує	Простий чи складний	РНК чи ДНК	Чим можна вбити	Чи є ліки
ВІЛ (HIV)	Т-лімфоцити (CD4-клітини)	Складний	РНК	Висока температура, УФ-промені, спирт, хлор	Є антиретровірусні препарати, але не виліковує повністю
Вірус грипу	Епітеліальні клітини дихальних шляхів	Складний	РНК	Висока температура, УФ-промені, спирт, мийні засоби	Є противірусні препарати (озельтамівір, занамівір)
Коронавірус (SARS-CoV-2)	Епітеліальні клітини легень	Складний	РНК	Висока температура, УФ-промені, спирт, хлор	Є противірусні препарати (паксловід, ремдесивір)
Вірус герпесу (HSV-1, HSV-2)	Нервові клітини, епітеліальні клітини	Складний	ДНК	Висока температура, УФ-промені, спирт, антисептики	Є противірусні препарати (ацикловір, валацикловір)
ВПЛ (вірус папіломи людини)	Клітини шкіри та слизових оболонок	Простий	ДНК	Висока температура, УФ-промені, антисептики	Лікування симптоматичне, є вакцина
Гепатит B (HBV)	Печінкові клітини (гепатоцити)	Складний	ДНК	Висока температура, спирт, хлор	Є противірусні препарати, але не повністю виліковує
Гепатит C (HCV)	Печінкові клітини (гепатоцити)	Складний	РНК	Висока температура, спирт, хлор	Є ефективні ліки, що виліковують (софосбувір, ледіпасвір)
Вірус кору	Імунні клітини, епітелій дихальних шляхів	Простий	РНК	Висока температура, УФ-промені, спирт	Противірусних ліків немає, є вакцина
Вірус сказу	Нервові клітини	Складний	РНК	Висока температура, УФ-промені, антисептики	Специфічного лікування немає, є вакцина та сироватка
Поліовірус	Нервові клітини, кишечник	Простий	РНК	Висока температура, хлор, спирт	Ліків немає, є вакцина
Аденовірус	Епітеліальні клітини дихальних шляхів, очей	Простий	ДНК	Висока температура, спирт, антисептики	Специфічного лікування немає
Риновірус (збудник застуди)	Епітеліальні клітини носоглотки	Простий	РНК	Висока температура, УФ-промені, антисептики	Ліків немає, лікування симптоматичне

• Бактеріофаги — інфікують бактерії.
• Фітовіруси — інфікують рослини.
• Зоовіруси — інфікують тварин.
• Мікофаги — інфікують гриби.

Перед вірусом завжди стоїть задача, як захопити нові клітини, тому є різні шляхи передачі вірусів:

Шлях передачі	Характеристика шляху передачі	Приклад захворювання	Типові збудники	Наявність вакцини
Повітряно-крапельний	Передача через кашель, чхання, дихання	Грип, кір, COVID-19	Вірус грипу, кору, SARS-CoV-2	Так
Фекально-оральний	Через забруднену воду, їжу, руки	Поліомієліт, гепатит А	Поліовірус, вірус гепатиту А	Так
Кров’яний (парентеральний)	Через ін’єкції, переливання крові, укуси комах	Гепатит B, ВІЛ	Вірус гепатиту B, ВІЛ	Так (для гепатиту B)
Контактний	Через шкіру, слизові оболонки	Герпес, бородавки	Вірус простого герпесу, папіломавірус	Ні (для герпесу)
Статевий	Передача через статевий контакт	СНІД, ВПЛ-інфекція	ВІЛ, вірус папіломи людини (ВПЛ)	Так (для ВПЛ)
Трансмісивний	Через укуси комах (комарі, кліщі)	Жовта лихоманка, енцефаліт	Вірус жовтої лихоманки, вірус кліщового енцефаліту	Так (для деяких)
Внутрішньоутробний	Від матері до плода через плаценту	Вроджена краснуха, ВІЛ	Вірус краснухи, ВІЛ	Так (для краснухи)

Вірус вважається неживим поза клітиною, оскільки він не має власного метаболізму, не дихає і не розмножується самостійно.
Що відбувається з вірусом поза клітиною? 

Він поступово втрачає здатність до зараження через: 

• Пошкодження капсиду або оболонки, що робить вірус нездатним прикріплюватися до клітини.
• Розпад генетичного матеріалу під дією зовнішніх факторів.

Фактори, що впливають на тривалість життя вірусу поза організмом

Тип вірусу

• Безоболонкові віруси (наприклад, поліовірус, аденовірус) живуть довше, оскільки їхній білковий капсид стійкіший.
• Оболонкові віруси (наприклад, ВІЛ, грип, коронавірус) менш стійкі, бо їхня ліпідна оболонка легко руйнується.

Температура

• Високі температури прискорюють руйнування вірусів.
• Низькі температури (особливо нижче 0°C) можуть зберігати віруси довше (наприклад, вірус грипу в холодну пору року живе довше).

Вологість

• Деякі віруси краще виживають у сухому середовищі (наприклад, грип).
• Інші потребують високої вологості, бо інакше їхня оболонка висихає і руйнується.

Світло та ультрафіолет

• УФ-промені руйнують ДНК/РНК вірусів, тому сонячне світло зменшує їхню активність.
• Це пояснює, чому віруси рідше передаються на відкритому повітрі.

Поверхня, на якій знаходиться вірус

• Гладкі поверхні (метал, пластик, скло) зберігають віруси довше, бо вони там не висихають швидко.
• Пористі поверхні (тканина, папір, картон) прискорюють висихання і руйнування вірусів.

Що в підсумку?

• Вірус поза клітиною — це просто інертна частинка (віріон), яка з часом руйнується.
• Що гірші умови (висока температура, сонце, сухість, дезінфекція), то швидше вірус стає неактивним.
• Якщо вірус «дожив» до нового хазяїна, він знову активується і починає розмножуватися.

---

Дружня порада вчителю

За бажанням можна запропонувати інші моделі вірусів (папіломавірус, вірус Зіка) з добірки освітніх матеріалів міжнародного банку білкових структур PDB:
https://pdb101.rcsb.org/learn/paper-models
Але завдання для них варто буде розробити додатково.

І. Побудова й аналіз моделі «Вірус Денге» 

Вам знадобляться ножиці, клей, нитки. Виріжте і склейте модель вірусу та дайте відповіді на запитання.

1. Назва моделі:  «Вірус Денге».
2. Тип моделі (оберіть один або кілька варіантів):
   • Об’ємна (реальна) модель (масштабні моделі, макети, фігурки тощо).
   • Образна (графічна) модель (креслення, фотографії, схеми).
   • Математична модель (формули, рівняння, графіки). 
   • Вербальна (словесна) модель (описи, сценарії, настанови).
   • Імітаційна модель (ігри-симуляції, тренажери польотів, манекени для креш-тестів).
   • Символічна (знакова) модель (літери, символи планет, дорожні знаки).

3. Об’єкт моделювання (оригінал): 

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Власно модель (стислий опис):

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Суттєві властивості моделі (атрибути), що відповідають властивостям оригіналу:

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Властивості (атрибути) оригіналу, відсутні в моделі (несуттєві для моделі властивості): 

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Відповідь на запитання: 

1) Скільки мономерів (капсомерів) білків складають оболонку вірусу (капсид)?

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2) Розрахуйте за даними моделі та її опису, яка довжина окремого нуклеотида в моделі. 

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Користь від роботи з моделлю (що стало більш зрозумілим завдяки роботі з моделлю):

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ІІ. Побудова й аналіз моделі «Внутрішнє ядро ВІЛ» 

Вам знадобляться ножиці, клей, нитки. Виріжте і склейте модель вірусу і дайте відповіді на запитання

1. Назва моделі:  «Внутрішнє ядро вірусу імунодефіциту людини».
2. Тип моделі:
   • Об’ємна (реальна) модель (масштабні моделі, макети, фігурки).
   • Образна (графічна) модель (креслення, фотографії, схеми).
   • Математична модель (формули, рівняння, графіки). 
   • Вербальна (словесна) модель (описи, сценарії, настанови).
   • Імітаційна модель (ігри-симуляції, тренажери польотів, манекени для креш-тестів).
   • Символічна (знакова) модель (літери, символи планет, дорожні знаки).

3. Об’єкт моделювання (оригінал): 

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Власномодель (стислий опис): 

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Мета моделювання: 

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Суттєві властивості моделі (атрибути), що відповідають властивостям оригіналу:

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Властивості (атрибути) оригіналу, відсутні в моделі (несуттєві для моделі властивості): 

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Відповідь на запитання: 

1) Навіть за умови збільшення моделі порівняно з оригіналом у мільйон разів розміри мономерів молекули РНК залишаються недостатньо маленькими. Так, довжина окремого нуклеотида в нитці, що відповідає РНК в моделі, менше третини міліметра (якщо бути точним, довжина окремого нуклеотида дорівнює 0,358 мм). Розрахуйте приблизну кількість нуклеотидів в молекулі РНК ВІЛ. 

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2) Порівняйте модель внутрішнього ядра вірусу імунодефіциту людини з моделлю вірусу Денге (інша група). Який із вірусів більший за розмірами? Як ви це доведете?

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. Користь від роботи з моделлю (що стало більш зрозумілим завдяки роботі з моделлю):

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

---

Завдання 1: Аналіз вірусних захворювань через заповнення таблиці:

Вірусне захворювання	Збудник	Шляхи передачі	Симптоми	Профілактика
Грип
ВІЛ/СНІД
Кір
Гепатит В
COVID-19

---

1. Розташуйте за збільшенням розмірів об’єкти: еритроцит, яйцеклітина, клітина цитрусових, кишкова паличка, вірус грипу, вірус тютюнової мозаїки, паличка Коха.
2. “Вірус у короні, бактерія в капсулі” — що мав на увазі автор книги?

3. Поясніть принцип «вірусності» інформації в інтернеті через аналогію з біологічними вірусами.
4. Яким чином віруси грипу передаються від людини до людини? А сказу?
5. Чому деякі люди хворіють, а інші залишаються здоровими, контактуючи з вірусом?
6. Які заходи профілактики можна запропонувати для запобігання поширенню вірусу?
7. Чи доцільно закривати школу на карантин? Які фактори слід врахувати?
8. Як структура вірусу пов’язана з його функцією та механізмом інфікування клітин?
9. Які переваги та недоліки мають різні форми вірусних капсидів (спіральні, ікосаедричні, складні)?
10. Як особливості будови вірусу впливають на його стійкість у навколишньому середовищі?

Метод “3-2-1”:

• 3 факти, які я дізнався/дізналася про віруси.
• 2 питання, які в мене виникли.
• 1 спосіб використання отриманих знань у житті.

---

• Створіть інфографіку “Як захистити себе від вірусних захворювань”.
• Напишіть есе на тему “Як змінився світ після пандемії на коронавірус?”.
• Дослідіть історію відкриття вірусів та внесок українських вчених у розвиток вірусології.
• Проведіть опитування серед однокласників та членів родини щодо їхнього ставлення до вакцинації.
• За бажанням подивитися фільм про історію лікування СНІДу.

Урок №81. Віруси

---

Мета уроку: сформувати в учнів розуміння природи вірусів, їхньої будови, життєвих циклів та впливу на живі організми; розвинути навички критичного мислення щодо вірусних захворювань та їхньої профілактики.

Цілі сталого розвитку: 

Які цілі сталого розвитку (у порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:

• Ціль 3: Міцне здоров’я і благополуччя.
• Ціль 4: Якісна освіта.
• Ціль 17: Партнерство заради сталого розвитку.

Ключові слова: віруси, капсид, нуклеїнова кислота, віріон, літичний цикл, лізогенний цикл, клітина-хазяїн, віроїди, пріони, вакцинація, імунітет.

План уроку:

1. Мотивація. 
2. Вивчення теоретичного матеріалу.
3. Життєва ситуація/Моделювання.
4. Виконання практичних завдань. 
5. Рефлексія.

Очікувані результати для учнівства:

---

Чи знаєте ви, що на нашій планеті існують організми, які настільки малі, що їх можна побачити лише за допомогою електронного мікроскопа? Вони не мають клітинної будови, проте здатні змінювати життя мільйонів людей, впливати на економіку країн та змінювати хід історії (наприклад, іспанка і коронавірус).

Кожен рік у школі спостерігається спалах чи вітрянки, чи грипу, і класи періодично переходять на дистанційне навчання. Віруси регулярно вносять корективи в плани людей😉

Минулого уроку ми говорили про антибіотикорезистентність, тож терапія за допомогою бактеріофагів — це підбадьорливе майбутнє в лікуванні бактеріальних інфекцій.
Virus Explorer

• https://www.youtube.com/watch?v=So6iMxghUR4

• https://youtu.be/f0rPXTJzpLE?si=64y0U5S7zGSTm5ib

Віруси відіграють значну роль у попкультурі, надихаючи на створення захопливих історій у фільмах, книгах та відеоіграх: 

• «Я — легенда» (Річард Метісон, 1954) — роман, що став основою для багатьох постапокаліптичних історій. Вірус перетворює людей на вампіроподібних істот, а головний герой бореться за виживання.
• «Штам Андромеда» (Майкл Крайтон, 1969) — науково-фантастичний трилер про смертельний вірус із космосу, який змушує вчених працювати на межі можливого.
• «28 днів потому» (2002) та «28 тижнів потому» (2007) — британські фільми жахів, де вірус люті миттєво перетворює людей на агресивних істот. Ідея швидкого зараження змінила жанр зомбі-фільмів.
• «Зараження» (2011) — реалістичний трилер про поширення смертельного вірусу, що був натхненний реальними пандеміями.
• «Останні з нас» (2023, серіал) — вірусний гриб Cordyceps змінює людей на мутантів, а виживальники стикаються з моральними дилемами та деградацією суспільства.
• Серія Resident Evil — франшиза про вірус T, який створює мутантів і зомбі. Гра досліджує теми біозброї та корпоративної етики.
• The Last of Us — гра про зараження людства грибком, яка майстерно поєднує емоційну глибину та жахи виживання.

---

Віруси — це неклітинні форми життя, які складаються з генетичного матеріалу (ДНК або РНК), оточеного білковою оболонкою (капсидом). Поки вірус не захопив клітину, він не виявляє ознак життя. Але вірус робить “усе”, щоб захопити чужу клітину й стати “живим”.

Основна «мета життя» вірусу — розмноження та поширення. Самостійно він не може робити багато копій себе, тому захоплює клітину-господаря, щоб:

1. Використати її ресурси для синтезу власних білків і нуклеїнових кислот.
2. Зібрати нові вірусні частинки (віріони).
3. Вийти з клітини та інфікувати нові клітини або організми.

Це можна порівняти з комп’ютерним вірусом: він сам не виконує корисних програм, а лише копіює себе, використовуючи ресурси системи.

Будова вірусів:

1. Генетичний матеріал — може бути представлений ДНК або РНК (на відміну від клітин, які містять обидва типи нуклеїнових кислот)
2. Капсид — білкова оболонка, що виконує такі функції:

1. Захист генетичного матеріалу — оберігає вірусну ДНК або РНК від дії ферментів, ультрафіолетового випромінювання та інших шкідливих факторів.
2. Прикріплення до клітин-господарів — містить білки, які взаємодіють із рецепторами на поверхні клітин, забезпечуючи проникнення вірусу.
3. Формування вірусної частинки — допомагає правильно скласти вірус під час його реплікації.
4. Транспортування всередині клітини — у деяких вірусів капсид бере участь у доставці генетичного матеріалу до ядра клітини-господаря.
5. Розпізнавання імунною системою — білки капсиду можуть бути мішенню для антитіл та стимулювати імунну відповідь.

Комплекс нуклеїнової кислоти та білкової оболонки називається віріоном або вірусною часткою.
Ось ці складові вірус множить в клітинах хазяїна.

3. Суперкапсидна оболонка — додаткова ліпідна оболонка, властива деяким вірусам (наприклад, вірусу грипу, ВІЛ).

Оболонки вірусів обумовлюють певний тип симетрії вірусів.
За типом просторової організації капсиду віруси поділяють на:

• Віруси з ікосаедричною (кубічною) симетрією — капсид має форму багатогранника (наприклад, аденовіруси).
• Віруси зі спіральною симетрією — капсидні білки формують спіральну структуру (наприклад, вірус тютюнової мозаїки).
• Віруси зі складною симетрією — поєднують елементи різних типів симетрії (наприклад, бактеріофаги).

Прості та складні віруси:

• Прості віруси складаються лише з нуклеїнової кислоти та капсиду.
• Складні віруси мають додаткові структури: суперкапсидну оболонку, ферменти, білки-шипи тощо.

Життєві цикли вірусів 

Розрізняють два основні типи життєвих циклів:

1. Літичний цикл:
   • Адсорбція — прикріплення вірусу до клітини-хазяїна.
   • Проникнення — вхід вірусної ДНК/РНК в клітину.
   • Біосинтез — використання ресурсів клітини для створення компонентів нових вірусів.
   • Формування віріонів — збирання нових вірусних часток.
   • Вихід — руйнування клітини та вивільнення нових вірусів.
2. Лізогенний цикл:
   • Адсорбція та проникнення.
   • Інтеграція — вбудовування вірусної ДНК у геном хазяїна (формування провірусу).
   • Латентна фаза — вірусна ДНК реплікується разом з ДНК хазяїна, але нові віруси не утворюються.
   • Активація — за певних умов вірус переходить до літичної фази.

Віруси високоспецифічні та інфікують лише певні типи клітин:

Вірус	Які клітини атакує	Простий чи складний	РНК чи ДНК	Чим можна вбити	Чи є ліки
ВІЛ (HIV)	Т-лімфоцити (CD4-клітини)	Складний	РНК	Висока температура, УФ-промені, спирт, хлор	Є антиретровірусні препарати, але не виліковує повністю
Вірус грипу	Епітеліальні клітини дихальних шляхів	Складний	РНК	Висока температура, УФ-промені, спирт, мийні засоби	Є противірусні препарати (озельтамівір, занамівір)
Коронавірус (SARS-CoV-2)	Епітеліальні клітини легень	Складний	РНК	Висока температура, УФ-промені, спирт, хлор	Є противірусні препарати (паксловід, ремдесивір)
Вірус герпесу (HSV-1, HSV-2)	Нервові клітини, епітеліальні клітини	Складний	ДНК	Висока температура, УФ-промені, спирт, антисептики	Є противірусні препарати (ацикловір, валацикловір)
ВПЛ (вірус папіломи людини)	Клітини шкіри та слизових оболонок	Простий	ДНК	Висока температура, УФ-промені, антисептики	Лікування симптоматичне, є вакцина
Гепатит B (HBV)	Печінкові клітини (гепатоцити)	Складний	ДНК	Висока температура, спирт, хлор	Є противірусні препарати, але не повністю виліковує
Гепатит C (HCV)	Печінкові клітини (гепатоцити)	Складний	РНК	Висока температура, спирт, хлор	Є ефективні ліки, що виліковують (софосбувір, ледіпасвір)
Вірус кору	Імунні клітини, епітелій дихальних шляхів	Простий	РНК	Висока температура, УФ-промені, спирт	Противірусних ліків немає, є вакцина
Вірус сказу	Нервові клітини	Складний	РНК	Висока температура, УФ-промені, антисептики	Специфічного лікування немає, є вакцина та сироватка
Поліовірус	Нервові клітини, кишечник	Простий	РНК	Висока температура, хлор, спирт	Ліків немає, є вакцина
Аденовірус	Епітеліальні клітини дихальних шляхів, очей	Простий	ДНК	Висока температура, спирт, антисептики	Специфічного лікування немає
Риновірус (збудник застуди)	Епітеліальні клітини носоглотки	Простий	РНК	Висока температура, УФ-промені, антисептики	Ліків немає, лікування симптоматичне

• Бактеріофаги — інфікують бактерії.
• Фітовіруси — інфікують рослини.
• Зоовіруси — інфікують тварин.
• Мікофаги — інфікують гриби.

Перед вірусом завжди стоїть задача, як захопити нові клітини, тому є різні шляхи передачі вірусів:

Шлях передачі	Характеристика шляху передачі	Приклад захворювання	Типові збудники	Наявність вакцини
Повітряно-крапельний	Передача через кашель, чхання, дихання	Грип, кір, COVID-19	Вірус грипу, кору, SARS-CoV-2	Так
Фекально-оральний	Через забруднену воду, їжу, руки	Поліомієліт, гепатит А	Поліовірус, вірус гепатиту А	Так
Кров’яний (парентеральний)	Через ін’єкції, переливання крові, укуси комах	Гепатит B, ВІЛ	Вірус гепатиту B, ВІЛ	Так (для гепатиту B)
Контактний	Через шкіру, слизові оболонки	Герпес, бородавки	Вірус простого герпесу, папіломавірус	Ні (для герпесу)
Статевий	Передача через статевий контакт	СНІД, ВПЛ-інфекція	ВІЛ, вірус папіломи людини (ВПЛ)	Так (для ВПЛ)
Трансмісивний	Через укуси комах (комарі, кліщі)	Жовта лихоманка, енцефаліт	Вірус жовтої лихоманки, вірус кліщового енцефаліту	Так (для деяких)
Внутрішньоутробний	Від матері до плода через плаценту	Вроджена краснуха, ВІЛ	Вірус краснухи, ВІЛ	Так (для краснухи)

Вірус вважається неживим поза клітиною, оскільки він не має власного метаболізму, не дихає і не розмножується самостійно.
Що відбувається з вірусом поза клітиною? 

Він поступово втрачає здатність до зараження через: 

• Пошкодження капсиду або оболонки, що робить вірус нездатним прикріплюватися до клітини.
• Розпад генетичного матеріалу під дією зовнішніх факторів.

Фактори, що впливають на тривалість життя вірусу поза організмом

Тип вірусу

• Безоболонкові віруси (наприклад, поліовірус, аденовірус) живуть довше, оскільки їхній білковий капсид стійкіший.
• Оболонкові віруси (наприклад, ВІЛ, грип, коронавірус) менш стійкі, бо їхня ліпідна оболонка легко руйнується.

Температура

• Високі температури прискорюють руйнування вірусів.
• Низькі температури (особливо нижче за 0°C) можуть зберігати віруси довше (наприклад, вірус грипу в холодну пору року живе довше).

Вологість

• Деякі віруси краще виживають у сухому середовищі (наприклад, грип).
• Інші потребують високої вологості, бо інакше їхня оболонка висихає і руйнується.

Світло та ультрафіолет

• УФ-промені руйнують ДНК/РНК вірусів, тому сонячне світло зменшує їхню активність.
• Це пояснює, чому віруси рідше передаються на відкритому повітрі.

Поверхня, на якій знаходиться вірус

• Гладкі поверхні (метал, пластик, скло) зберігають віруси довше, бо вони там не висихають швидко.
• Пористі поверхні (тканина, папір, картон) прискорюють висихання та руйнування вірусів.

Що в підсумку?

• Вірус поза клітиною — це просто інертна частинка (віріон), яка з часом руйнується.
• Що гірші умови (висока температура, сонце, сухість, дезінфекція), то швидше вірус стає неактивним.
• Якщо вірус «дожив» до нового хазяїна, він знову активується і починає розмножуватися.

---

І. Побудова й аналіз моделі «Вірус Денге» 

Вам знадобляться ножиці, клей, нитки. Виріжте, склейте модель вірусу та дайте відповіді на запитання.

1. Назва моделі: «Вірус Денге».
2. Тип моделі (оберіть один або кілька варіантів):
   • Об’ємна (реальна) модель (масштабні моделі, макети, фігурки тощо).
   • Образна (графічна) модель (креслення, фотографії, схеми).
   • Математична модель (формули, рівняння, графіки).
   • Вербальна (словесна) модель (описи, сценарії, настанови).
   • Імітаційна модель (ігри-симуляції, тренажери польотів, манекени для креш-тестів).
   • Символічна (знакова) модель (літери, символи планет, дорожні знаки).

3. Об’єкт моделювання (оригінал): 

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Власне модель (стислий опис):

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Суттєві властивості моделі (атрибути), що відповідають властивостям оригіналу:

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Властивості (атрибути) оригіналу, відсутні в моделі (несуттєві для моделі властивості): 

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Відповідь на запитання: 

1) Скільки мономерів (капсомерів) білків складають оболонку вірусу (капсид)?

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2) Розрахуйте за даними моделі та її опису, яка довжина окремого нуклеотида в моделі. 

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Користь від роботи з моделлю (що стало більш зрозумілим завдяки роботі з моделлю):

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ІІ. Побудова й аналіз моделі «Внутрішнє ядро ВІЛ» 

Вам знадобляться ножиці, клей, нитки. Виріжте, склейте модель вірусу та дайте відповіді на запитання.

1. Назва моделі: «Внутрішнє ядро вірусу імунодефіциту людини».
2. Тип моделі:
   • Об’ємна (реальна) модель (масштабні моделі, макети, фігурки).
   • Образна (графічна) модель (креслення, фотографії, схеми).
   • Математична модель (формули, рівняння, графіки).
   • Вербальна (словесна) модель (описи, сценарії, настанови).
   • Імітаційна модель (ігри-симуляції, тренажери польотів, манекени для креш-тестів).
   • Символічна (знакова) модель (літери, символи планет, дорожні знаки).

3. Об’єкт моделювання (оригінал): 

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Власно модель (стислий опис): 

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Мета моделювання: 

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Суттєві властивості моделі (атрибути), що відповідають властивостям оригіналу:

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Властивості (атрибути) оригіналу, відсутні в моделі (несуттєві для моделі властивості): 

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Відповідь на запитання: 

1) Навіть за умови збільшення моделі порівняно з оригіналом у мільйон разів розміри мономерів молекули РНК залишаються недостатньо маленькими. Так, довжина окремого нуклеотида в нитці, що відповідає РНК в моделі, менше третини міліметра (якщо бути точним, довжина окремого нуклеотида дорівнює 0,358 мм). Розрахуйте приблизну кількість нуклеотидів у молекулі РНК ВІЛ. 

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2) Порівняйте модель внутрішнього ядра вірусу імунодефіциту людини з моделлю вірусу Денге (інша група). Який з вірусів більший за розмірами? Як ви це доведете?

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. Користь від роботи з моделлю (що стало більш зрозумілим завдяки роботі з моделлю):

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

---

Завдання 1: Аналіз вірусних захворювань через заповнення таблиці:

Вірусне захворювання	Збудник	Шляхи передачі	Симптоми	Профілактика
Грип
ВІЛ/СНІД
Кір
Гепатит В
COVID-19

---

1. Розташуйте в порядку збільшення розмірів наступні об’єкти: еритроцит, яйцеклітина, клітина цитрусових, кишкова паличка, вірус грипу, вірус тютюнової мозаїки, паличка Коха.
2. “Вірус у короні, бактерія в капсулі” — що мав на увазі автор?

3. Пояснити принцип «вірусності» інформації в інтернеті через аналогію з біологічними вірусами.
4. Яким чином віруси грипу передаються від людини до людини? А сказу?
5. Чому деякі люди хворіють, а інші залишаються здоровими, контактуючи з вірусом?
6. Які заходи профілактики можна запропонувати для запобігання поширенню вірусу?
7. Чи доцільно закривати школу на карантин? Які фактори слід врахувати?
8. Як структура вірусу пов’язана з його функцією та механізмом інфікування клітин?
9. Які переваги та недоліки мають різні форми вірусних капсидів (спіральні, ікосаедричні, складні)?
10. Як особливості будови вірусу впливають на його стійкість у навколишньому середовищі?

Метод “3-2-1”:

• 3 факти, які я дізнався/дізналася про віруси.
• 2 питання, які в мене виникли.
• 1 спосіб використання отриманих знань у житті.

---

• Створіть інфографіку “Як захистити себе від вірусних захворювань”.
• Напишіть есе на тему “Як змінився світ після пандемії на коронавірус?”.
• Дослідіть історію відкриття вірусів та внесок українських вчених у розвиток вірусології.
• Проведіть опитування серед однокласників та членів родини щодо їхнього ставлення до вакцинації.
• За бажанням подивіться фільм про історію лікування СНІДу