Научно-исследовательская работа по экологии «Влияние фитонцидов растений на микроорганизмы»

Научно – практическая конференция

 

 

 

 

 

 

 

 

Научно-исследовательская работа по экологии

 

на тему: «Влияние фитонцидов растений на микроорганизмы»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил  ученик

МБОУ «СОШ № 9» г. Чебоксары

Иванов Антон (7кл)

Руководители: учитель биологии

Иванова И. В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Чебоксары 2017 г.

 

 

 

 

 

Содержание

1.Введение .    .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .    3.

1.2.Актуальность. Цель и задачи. .  .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   . .    4

            1.3. Методы исследования.

 2.Виды микроорганизмов .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .  .                 4

            2.1. Морфология бактерий  .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .  .             4

         2.2. Морфология грибов .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .  .                5

         2.3. Морфология простейших.   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .  .                6

         2.4. Роль фитонцидов                 .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .  .                6

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.   .   .   .   .   .   .        9

3.1.   Мой опыт..   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .               9

3.2. Влияние летучих выделений растений на содержание микроорганизмов.  9

3.3Улучшение микробиологического состояния воздуха в закрытых помещениях

 ( Рекомендации).                                                                           

4.Заключение.   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .  .  11

Литература.   .   .   .   .  .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .  .   .                      .       12

Приложения.

 

Введение

В данной работе будет рассмотрено микробиологическое загрязнение рабочих помещений, в частности состояние воздуха в школьном кабинете биологии. И в связи с этим становится интересно: какими же методами можно улучшить микробиологическое состояние рабочего воздуха. Акцент будет сделан на фитонцидном действии летучих выделений растений.

 

Актуальность выбранной темы подтверждается тем, что растения, кроме их роли в интерьере, улучшают экологическое состояние воздуха.

В современном мире для обеззараживания используют синтетические вещества, а народная медицина для этой цели предпочитает использовать растения выделяющие фитонциды.

 

Цель исследования: изучение влияния летучих выделений растений на микроорганизмы.

 Задачи исследования:

•      В процессе опыта доказать, что фитонциды пагубно влияют на микроорганизмы.

•      Практическая апробация имеющихся и полученных знаний.

•      Разработка рекомендаций по уменьшению микроорганизмов.

 Объект исследования: микроорганизмы.

•      Предмет исследования: противомикробное проявление летучих веществ растений.

Методы исследования: в результате проведения опыта сравнение фитонцидных свойств нескольких растений и обобщение.

 

Материалы: чашки Петри, карандаш по стеклу, конические колбы,   нагревательная плитка, вата, желатин, стеклянная палочка.

Время проведения исследований: 1 неделя.

           

 

1.1. Виды микроорганизмов

Понятие “микроорганизмы” имеет общее и широкое значение. Какие же организмы понимаются под этим термином? Ниже приведена некоторая информация по этому вопросу.

1.1.1. Морфология бактерий

Бактерии бывают шаровидные, палочковидные, извитые и ветвящиеся.

Кокки - шаровидные клетки, которые в зависимости от взаимного расположения делятся на диплококки, стрептококки, тетракокки, сарцины, стафиллококки.

-        Микрококки располагаются в виде отдельных клеток: диплококки, или парные кокки, – парами (пневмококк, гонококк, менингококк), так как клетки после деления не расходятся.

-        Стрепетококки (от греч. streptos - цепочка) – клетки округлой или вытянутой формы, составляющие цепочку вследствие деления клеток в одной плоскости и сохранения связи между ними в месте деления.

-        Сарцины (от лат. sarcina - связка, тюк) располагаются в виде пакетов из 8 и более кокков, так как они образуются при делении клетки в трех взаимно перпендикулярных областях.

-        Стафилококки (от греч. staphyle - виноградная гроздь) представляют собой кокки, расположенные группами (гроздьями) в результате деления в разных плоскостях.

Палочковидные бактерии различаются по размерам, форме концов клетки и взаимному расположению клеток. Длина клеток варьирует от 1 до 8 мкм, толщина - от 0,5 до 2 мкм. Палочки могут быть правильной (кишечная палочка и др.) и неправильной (коринебактерии и др.) формы, в том числе ветвящиеся, например актиномицеты. Наиболее мелкие палочковидные бактерии – риккетсии. Концы палочек могут быть как бы обрезанными (сибиреязвенная бацилла), закругленными (кишечная палочка), заостренными (фузобактерии) или в виде утолщения, и тогда палочка похожа на булаву (коринебактерии дифтерии).

Слегка изогнутые палочки называют вибрионами(холерный вибрион). Большинство палочковидных бактерий располагается беспорядочно, так как после деления клетки расходятся. Если после деления клетки остаются связанными общими фрагментами клеточной стенки и не расходятся, они располагаются под углом друг к другу (коринебактерии дифтерии), образуют цепочку (сибиреязвенная бацилла).

Извитые формы –спиралевидные бактерии, например спириллы, имеющие вид штопорообразно извитых клеток. К патогенным спириллам относится возбудитель содоку (болезни укуса крыс), к извитым – кампилобактеры, имеющие изгибы, как у крыла летящей чайки; близки к ним и такие бактерии, как спирохеты, имеющие ряд отличительных особенностей.

Спирохеты – тонкие, длинные, извитые (спиралевидной формы) бактерии, отличающиеся от спирилл подвижностью, обусловленной «сгибательными» изменениями клеток. Они плохо воспринимают красители. Обычно спирохеты окрашивают по методу Романовского-Гимзы или серебрением. В живом виде их исследуют с помощью фазово-контрастной или темнопольной микроскопии.

Риккетсии – мелкие грамотрицательные палочковидные бактерии размером 0,35 - 1 мкм; облигатные внутриклеточные паразиты. Форма и размер риккетсий могут меняться (клетки неправильной формы, нитевидные) в зависимости от условий роста.

Актиномицеты – ветвящиеся грамположительные бактерии. Свое название (от греч. actis - луч, mykes - гриб) они получили в связи с возникновением в пораженных тканях друз-гранул из плотно переплетенных нитей в виде лучей, отходящих от центра и заканчивающихся колбовидными утолщениями. Актиномицеты, как и грибы, образуют мицелий – нитевидные переплетающиеся клетки (гифы). Они формируют субстратный мицелий, появляющийся в результате врастания мицелия в питательную среду, и воздушный, растущий на поверхности среды.

1.1.2. Морфология грибов

Грибы (Fungi, Mycetes) – разнородная группа эукариотических микороорганизмов. Грибы имеют ядро с ядерной оболочкой, цитоплазму с органеллами, цитоплазматическую мембрану (которая содержит фосфолипиды и стеролы) и мощную клеточную стенку из глюкана, целлюлозы, хитина, белка, липидов и др. Грибы состоят из длинных тонких нитей (гиф), сплетающихся в грибницу, или мицелий. Гифы низших грибов – фикомицетов - не имеют перегородок. У высших грибов – эумицетов – гифы разделены перегородками; их мицелий многоклеточный. Эумицеты представлены аскомицетами и базидиомицетами (совершенные грибы), а также дейтеромицетами (несовершенные грибы).

К аскомицетам относятся представители родов Aspergillus, Penicillium и др. Представителями аскомицетов являются и дрожжи – одноклеточные грибы, утратившие способность к образованию истинного мицелия. Дрожжи имеют овальную форму клеток, диаметр которых 3-15 мкм. Они размножаются почкованием, бинарным делением (делятся на две равные клетки) или половым путем с образованием аскоспор.

 

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

            Оборудование, реактивы, материалы

1)     Чашки Петри.

2)     Термометр.

3)     Карандаш по стеклу.

4)     Колба с питательной средой.

Ход работы

            Питательную среду сразу после приготовления разливают в заранее простерилизованные чашки Петри. Дают остыть и уплотниться питательной среде.

            После застывания среды открыть чашку Петри в загрязненном помещении ровно на 5 мин. Закрыть ее, перевернуть питательной средой вверх (чтобы не капала вода, конденсирующаяся на другой крышке), подписать восковым карандашом. В течение эксперимента чашки Петри выдержать в темном месте при температуре 23 – 28°С, затем подвести итоги работы. Через 1–2 недели подсчитать число выросших в чашках колоний, не открывая чашек, а ставя чернилами точки на крышках.

Измерить площадь чашки и определить число микроорганизмов в воздухе, исходя из того, что за 5 мин на 1 дм² горизонтальной поверхности при отсутствии ветра оседает столько микроорганизмов, сколько их содержится в 10 л воздуха. Сделать вывод о степени загрязненности воздуха в исследуемых помещениях микроорганизмами, исходя из того, что санитарная норма – 11 тыс. микроорганизмов на 1 м³ воздуха.

 

Обсуждение результатов опыта.

 

Растение	Наличие микроорганизмов
Контроль (без фитонцидов).	Вся площадь чашки покрыта микроорганизмами
Зубчики чеснока	Микроорганизмы полностью отсутствуют
Листья лимона	Микроорганизмы появились между крышками чашки
Хвоя ели	Микроорганизмы появились между крышками чашки

 

Выводы

В ходе данной работы было раскрыто значение использования некоторых растений как природных бактерицидных и бактериостатических источников.

Самым простым способом обеззараживания помещений является периодическое проветривание. Но для большего эффекта можно располагать в школьных кабинетах растения, обладающие фитонцидной активностью, например, дерево лимона, герань, пеларгонию. На территории школы будет не лишним высадка хвойных деревьев.

1.2. Улучшение микробиологического состояния воздуха в закрытых помещениях

Известно, что в помещениях с большим числом людей (непроветриваемые жилые и рабочие помещения, школы, вокзалы и др.) содержится особенно большое количество разнообразных микроорганизмов, которые попадают в воздушную среду с частичками поднятой пыли, а также капельно-жидким путем. Так, в школах до занятий число бактерий не превышает 2 тыс. в 1 м³ воздуха, а после занятий достигает десятков тысяч. Особенно много болезнетворных микроорганизмов содержится в воздухе во время эпидемий гриппа и других болезней.

Воздух в помещении наиболее просто дезинфицировать проветриванием. Продолжительная вентиляция помещения через форточку (не менее 30–60 мин) приводит к резкому снижению количества микроорганизмов в воздухе, особенно при значительной разнице в температуре между наружным воздухом и воздухом помещения.

Более эффективный способ дезинфекции воздуха – облучение ультрафиолетовыми лучами с длиной волны от 200 до 400 нм. Ультрафиолетовые лучи обладают слабой проникающей способностью, поэтому в зависимости от степени загрязненности воздуха для его стерилизации требуется облучение от 30 мин до нескольких часов. Необходимо иметь в виду, что ультрафиолетовые лучи могут вызвать тяжелые поражения глаз. Поэтому при работе с бактерицидными лампами нужно строго следить за тем, чтобы ни прямые, ни отраженные ультрафиолетовые лучи не попадали в глаза. В небольших помещениях при включенной бактерицидной лампе находиться нельзя.

1.2.1 Роль фитонцидных растений.

Широко известна фитонцидная роль растений в оздоровлении среды от микроорганизмов. По определению ученого в области фитонцидов Б. П. Токина (1985), фитонциды – это группа разнообразных по химическому составу веществ, убивающих большинство бактерий, составная часть иммунной системы растений. Например, один гектар можжевелового леса выделяет до 30 кг летучих фитонцидов за сутки. Один гектар лиственных лесов выделяет за сутки около 5 кг фитонцидов. В молодом хвойном лесу воздух практически стерилен, а в населенных пунктах, прилегающих к хвойному лесу, в воздухе содержится мало бактерий.

            Человек всегда стремился найти в растениях силу для сохранения своего здоровья и избавления от страданий, учитывая имеющуюся тесную связь в развитии животных и растений, сходство в устройстве и биохимических процессах живой клетки животного и растительного организма.

С древности люди использовали фитонцидные свойства растений и их частей для очистки воздуха помещений от бактерий и насекомых (разбрасывание пихтовой лапки, развешивание веток березы, раскладывание полыни против блох, использование далматской ромашки против тараканов, натирание открытых частей тела соком пижмы от комаров и др.) древние врачи путем пропитки тел усопших ароматическими смолами, экстрактами лука, эвкалипта, натирания бальзамами умели предохранять трупы от гниения, мумифицировали их. Всем известны способы хранения свежего мяса, выпотрошенной рыбы: обертывание тканью, смоченной в кашице чеснока и лука, обертывание листьями крапивы, лопуха, черемши, которые используются, как антисептики. Широко применяются с древности вдыхание паров эвкалипта, пихтовой смолы, полоскание горла вытяжками из почек сосны, березы и др.

            В последнее десятилетие в России активно развивается научное направление – фитодизайн, то есть введение растений в замкнутые комплексы с целью улучшения среды местообитания человека, с учетом влияния на него цвета, формы, физических, химических и биологических факторов и т.д. Предпосылками для развития направления являлись несоответствия физико-химических и биологических параметров внутренней среды помещений их оптимальным значениям, возникавшие вследствие профессиональной деятельности людей, работы приборов, оборудования, выделения химических веществ из элементов отделки, мебели, процессов жизнедеятельности самого человека и т.д. Установлено, что качество внутренней среды помещений является одним из основных факторов, влияющих на здоровье и безопасность жизни людей в современном мегаполисе.

Особого внимания заслуживают учебные помещения. Находящиеся в учебных помещениях дети подвергаются длительному воздействию со стороны негативных факторов внутренней среды. Кроме того, изучен широкий спектр растений, обладающих полезными для человека свойствами, в том числе фитонцидные растения.

            Например, мирт обыкновенный благодаря выделяемым фитонцидам снижает количество болезнетворных микроорганизмов вдвое, а хлорофитум хохлатый за 24 часа очищает воздух от микробов на 88%. Кроме того, это растение поглощает многие вредные вещества, очищая воздух лучше, чем многие воздухоочистители. Не случайно ученые предложили хлорофитум для очистки воздуха в космических кораблях.У этого растения красивые изогнутые листья с бело-кремовой полосой. Весной и летом на спадающих каскадом тонких побегах появляются сначала мелкие цветки, а потом – листовые розетки, которые в подвесной корзинке смотрятся очень эффектно. Хлорофитум быстро растет, редко болеет, неприхотлив, но любит солнечный свет.

            Аспарагус уменьшает количество вредных микроорганизмов в два раза, красулла – почти в три раза. Особым противомикробным эффектом обладают фикус, примут, белопятнистая бегония, герань, аглаонема скромная (несмотря на скромный внешний вид, она эффективно убивает стрептококки). Хорошими фитонцидными цветами считаются также монстера, молочай, циперус, мелкоцветная хризантема. Если же «поселить» в учебном помещении эвкалипт, мирт или инжир, то не только микробов, а даже мух и комаров в помещении не останется.

            С токсинами и другими пришельцами с улицы неплохо справляются плющ, различные виды фикусов, филодендрон и обычный столетник (алоэ). Эвкалипты (шариковый, прутовидный и пепельный) являются идеальным средством для уничтожения вирусов.

            При повышенной склонности у детей к заболеваниям верхних дыхательных путей и легких полезно также поставить в помещении, где проводится большая часть времени, комнатный лимон, бегонию белопятнистую, пеларгонию, олеандр белый, примулу весеннюю, фикус упругий или домашнюю герань. Воздух, насыщенный фитонцидами этих растений, пойдет на пользу и здоровым людям: повысится функциональная активность организма, возрастут его защитные силы.

            Сок алоэ содержит смесь различных антрагликозидов, значительное количество смолистого вещества сложного состава, фитонциды, витамины, горечи, ферменты, следы эфирного масла. Он обладает бактериостатическим и бактерицидным действием в отношении различных микробов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература:

         1.         Гигиенические требования к условиям обучения в общеобразовательных учреждениях: Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы[Текст]. – М. : Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрав России,2003. – 51 с.

         2.         Иванова, Н. С. Внеклассная работа по биологии [Текст] : учебно-методическое пособие / Н. С. Иванова. – Чебоксары. : Чуваш.гос. пед. ун-т, 2013. – 49 с.

         3.         Подымов, А. И. Лекарственные растения Марийской АССР [Текст] / А. И. Подымов, Ю. Д. Суслов. – Йошкар-Ола. : Марийское книжное издательство, 1990. – 192 с.

         4.         Прунтова, О.В. Лабораторный практикум по общей микробиологии[Текст] / О. В. Прунтова, О. Н. Сахно. – Владимир. : Изд-во ВлГУ, 2005. – 76 с.

         5.         Федорова, А. И. Практикум по экологии и охране окружающей среды [Текст] : учеб.пособие для студ. высш. учеб. заведений / А. И. Федорова, А. Н. Никольская. – М. : ВЛАДОС, 2001. – 288 с.

         6.         Фитонциды комнатных растений[Электронный ресурс].URL: http://natural-medicine.ru/rasteniya/1101-fitoncidy-komnatnykh-rastenijj.html

         7.         Скачано с www.znanio.ru