IV Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

МНОГОЛИКАЯ ПЛЕСЕНЬ, КРАСИВАЯ И УЖАСНАЯ
Иваненко А.Д.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


1. Введение

Цель исследования:

Вырастить плесень на взятых для этой цели образцах и установить, при каких условиях наблюдается более интенсивный рост плесени, а при каких менее интенсивный. Выяснить на каких образцах плесень развивается быстрее. Опытным путём выяснить, какие вещества, из числа средств бытовой химии, способствуют угнетению роста плесени. Какие народные средства препятствуют развитию плесени.

Задача исследования:

1. Вырастить плесень на взятых для этой цели образцах.

2. Выяснить, какие факторы способствуют развитию плесени, а какие препятствуют.

3. Опытным путём установить, какие народные средства препятствуют росту плесени. 4. Определить опытным путём, какие средства бытовой химии угнетают рост плесневых грибов.

Методы исследования:

1.Опытно – экспериментальный.

2.Наблюдение. 3.Сравнение.

Объект исследования:

Плесневые грибы выращенные на взятых для этой цели образцах.

Гипотеза:

Активный рост плесени возможен только при наличии определённых условий: повышенной влажности, повышенной температуры.

На хлебобулочных изделиях из пшеничной муки плесень растет и развивается быстрее, чем на продукции из ржаной муки.

Некоторые растения способны тормозить рост плесени на продуктах, если поместить их рядом.

При непосредственном участии своего руководителя, Алексей успешно выполнил практическую и теоритическую часть работы.

Она появилась на Земле 200 миллионов лет назад в числе самых первых живых организмов, но до сих пор остаётся «тайной за семью печатями». Человек ещё в прошлом веке сумел полететь в космос, но пока не разгадал её загадок. Она является самой распространённой формой жизни на земле. Она прекрасна и омерзительна, лечит и калечит, мягче пуха на ощупь, но вряд ли вам захочется ее трогать. Она вездесуща и неистребима. Она упоминается в священных книгах и приводит в отчаяние столкнувшихся с ней. Ее называют "хлебом дьявола" и "плевком Бога". Если она объявит нам войну, у нас не будет шансов выжить. Она - плесень.

Из - под саркофага 4 - го энергоблока Чернобыльской АЭС было извлечено огромное количество плесени, разросшегося черного грибка. Ученые предположили, что плесень питается радиацией. Грибок искусственно облучили и всего за сутки его колония выросла в несколько раз. В 4-м энергоблоке грибы росли в сторону источников радиации. Механизм, в соответствии с которым плесень чудесным образом преобразует радиацию (энергию смерти) в собственный рост (энергию жизни), не изучен и не понят до сих пор.Исследования последних лет доказали, что плесень может быть обнаружена даже во льдах Антарктиды.

В рамках эксперимента "Биориск" три капсулы со спорами плесневых грибов Penicillium, Aspergillus и Cladosporium вывели в открытый космос и прикрепили к обшивке орбитальной станции. Результаты исследования оказались сенсационными. Споры плесневых грибов, которые полтора года находились в условиях открытого космоса, выжили. Более того, космическая плесень мутировала, она стала гораздо агрессивнее и устойчивее. Там, где погиб бы любой живой организм, плесень стала еще сильнее.

Исследователи поместилиAspergillusfumigatus в пробирку с мощным антигрибковым препаратом. И часть клеток грибка выдержала удар. Это было совершенно невероятно!

1.1 Понятие – плесень:

Пле́сневые грибы́или плесень – различные грибы (в основном, зиго и аскомицеты), образующие ветвящиеся мицелии без крупных, легко заметных невооружённым глазом, плодовых тел, скопляющиеся пятнами в виде налёта на чём – нибудь гниющем, сыром. На сегодня описано 100 тысяч видов грибов (а по оценкам, на Земле их существует более 1,5 миллиона видов). Около двух третьих из известных науке относятся к плесневым микроскопическим грибам (микромицетам (от греч. mikros маленький и mykes гриб) — мицелиальным (состоящим из ветвящихся нитей — гиф) и дрожжевым (округлым почкующимся клеткам). Макромицеты с привычными нам плодовыми телами составляют остальную треть. Плесень или плесневый грибок в знаменитой «Системе Природы» Карла Линнея размещены в подразделе «Хаос», что в переводе с греческого означает первобытный мрак, из которого возник мир. Это – представитель отдельного и достаточно большого царства, которое по сравнению с царствами животных и растений до сих пор ещё до конца не изучено. И при этом плесень практически незаметна (в чистой комнате в каждом кубометре воздуха содержится до 500 спор плесневых грибов).

1.2 Виды плесневых грибов: (приложение 1)

Род

Источники

Alternaria

Растения, яблоки, капуста, сыры, цитрусовые, фрукты, злаки, свинина, картофель, томаты

Aspergillus

Почва, гниющие растения и овощи, ткани, кожа, текстиль, сыры, консервированное мясо

Basidiomycetes

Сухая гниль, древесная гниль

Cladosporium

Мертвые растения, оконные рамы, почка, текстиль, кожа, сыры, злаки

Fusarium

Почва, бекон, бобы, кукуруза, морковь, сыры, капуста, лук, картофель, томаты

Penicillium

Почва, компост, гниющие овощи, винные погреба, кожа, ткани, бумага, фрукты

Stachybotrys

Почва, гниющие растения, целлюлоза, сено, солома

Trichoderma

Почва, гниющая древесина. Злаки, фрукты, томаты, сладкий картофель, бумага, текстиль.

Trichophyton

Почва, кожные чешуйки, ногти

Mucor

Верхние слои почвы, хлеб, овощи, фрукты, органические остатках

 

1. Alternaria.

Род включает 299 различных видов, известных как патогены растений (20% от всех испорченных сельхозпродуктов приходится на Alternaria).

2.Aspergillus.

Часто Aspergillus представляет собой колонии белого цвета, которые чернеют только в период плодоношения. Штаммы Aspergillus niger широко применяются для биосинтеза лимонной кислоты. Aspergillus oryzae, Aspergillus sojae, Aspergillus tamari используются для приготовления соевого соуса, а также различных видов соевой пасты — мисо, твенджана и других.В редких случаях некоторые грибы рода Aspergillus могут быть причиной заболевания, называемого аспергиллёзом. Аспергиллёзный менингит или энцефалит в большинстве случаев заканчивается летальным исходом. При попадании в организм высокой дозы яда, который вырабатывает это грибок, смерть наступает в течение нескольких суток из-за необратимых поражений печени.

3. Basidiomycetes(сухая гниль, древесная гниль).Класс Базидиомицеты ( Basidiomycetes) - высшие грибы с многоклеточным мицелием. К ним относятся около 30 тыс. видов.

4.Cladosporium.

Виды имеют оливково - зеленые с коричневым или черным колонии. Некоторые виды патогенны для растений. Может быть причиной инфекции кожи и ногтей, а также синусита и легочных инфекций. Без лечения эти инфекции могут привести к пневмонии.

5.Fusarium.

Представители рода имеют существенное значение как грибы, приносящие вред народному хозяйству и патогены, вызывающие заболевания у растений, животных и человека. Токсины Fusarium sporotrichioides в 1942-1948 гг, стали причиной смерти по крайней мере 100 000 человек в России. Эта болезнь теперь называется - пищевой токсический агранулоцитоз. Непосредственной причиной болезни в России в 1940 году было потребление хлеба и других зерновых продуктов, приготовленных из зерен, которые оставались на полях в течение зимы.

6.Penicillium.

Грибы видов Penicillium notatum и Penicillium chrysogenum продуцируют антибиотик пенициллин. Penicillium camemberti – используемая для закваски кисло-молочных сыров, типа бри и камамбер.7. Stachybotrys. Представляет собой черную плесень. Это гриб стал известен как производитель микотоксинов, который может вызвать микотоксикоз животных и человека. Он является серьезной проблемой в домах и зданиях и одной из причин «синдрома больного здания».

8.Botrytis(серая гниль).

Вызывает многочисленные заболевания растений. Помимо вреда, Botrytis cinerea используется в виноделии, для получения сырья повышенной сахаристости (херес, рислинг).9. Mucor.

Mucor часто появляется на продуктах питания: хлебе, овощах и фруктах, а также многих других местах в виде пушистого белого налета. Со временем этот налет становится черным, что свидетельствует об образовании головок со спорами.

10.Hypomyces lactifluorum.

Плесневый гриб Гипомицес млечниковый (Hypomyces lactifluorum) растет на плодовых телах других грибов. Он представляет собой налёт яркого красно-оранжевого цвета. Вкус мягкий или слегка острый (если гриб-хозяин имеет острый млечный сок), запах сначала грибной, затем напоминает запах моллюсков. Эти «Грибы - лобстеры» съедобны и популярны в местах произрастания. По цвету напоминают варёных омаров, за что и получили своё английское название, вкус и аромат их тоже сравнивают с морепродуктами. Вырастая на грибах с едким млечным соком, этот грибок в значительной степени нейтрализует их острый вкус, делая их вполне съедобными.

1.3 Строение плесневых грибов: (приложение 2)

Гриб – это организм, всасывающий жизненную энергию из внешней среды обитания всем телом. Тело его представляет собой грибницу - мицелий, состоящую из тонких бесцветных (иногда слегка окрашенных) нитей - гиф с неограниченным ростом и боковым ветвлением. Некоторые гифы растут вертикально вверх и образуют на своих концах расширения в виде шариков,

в которых образуются споры. Когда споры созреют, спо­рангий разрывается, и споры оказываются в воздухе. Они очень мелкие, невидимые простым гла­зом и переносятся потоком воздуха. Попав в благоприятные условия, спора прорастает и образуется ми­целий. Другие, более короткие гифы, проникают в глубь поверхности, на которой находится грибок. Они служат для плесени тем же, чем корни для растений, так как не только помогают ей закрепиться на одном месте, но и всасывают питательные вещества, необходимые для ее роста. Чем больше поверх­ность грибницы, тем «сытнее» живёт­ся грибу.

1.4 Размножение:

Грибки могут расти на самых разных поверхностях – животного или растительного происхождения, на живом и мертвом материале. Ученые находили их даже на ракетном топливе.

Различают следующие виды размножения:

1. Вегетативное размножение (при отделении от основной массы мицелия его частей, которые могут развиваться самостоятельно).

2. Путем почкования мицелия или отдельных клеток у дрожжевых грибов.

3. Бесполое размножение (при помощи спор), что является на сегодняшний день основным способом размножения для большинства плесневых грибов. 4. Но уникальность плесени в том, что она единственный из простейших организмов, способный размножаться половым путем. Колония плесени делится на разнополых особей. Такой способ размножения дает ей надежду на выживание и эволюцию в быстро меняющемся мире. Ученые уверены: даже если произойдет глобальная катастрофа, плесневые грибы не погибнут. Человек рано или поздно исчезнет с лица земли, но грибки будут жить всегда. Они существовали до нас и будут существовать после нас. 2. Подготовка образцов и емкостей

для выращивания плесни: (приложение 3)

Для проведения исследования были взяты 10 прозрачных пластиковых контейнеров с крышками, 4 открытые емкости и образцы продуктов.

Для работы использовались следующие образцы:

1. Хлеб белый из муки 1 сорта;

2. хлеб серый;

3. сыр;

4. колбаса вареная.

Образцы были нарезаны на кусочки среднего размера.

3.Ход работы.

3.1 Закладка образцов: (приложение 4)

В открытые ёмкости и контейнеры были заложены образцы продуктов приготовленные для этого. Контейнеры были плотно закрыты, чтобы исключить испарение влаги. Так же в несколько контейнеров был добавлен

торфяной грунт. Далее всё было помещено на полку. Температура воздуха на полке +24 – + 25 градусов по Цельсию. В два контейнера с крышками были заложены по одному образцу белого и чёрного хлеба. Эти контейнеры будут находиться при температуре +15 – + 16 градусов по Цельсию.

Контейнеры маркировались по следующему принципу:

 

1

2

3

4

 
 

Хлеб

серый

Хлеб

белый

Сыр

Колбаса

варёная

А

Открытая

емкость

Открытая

емкость

Открытая

емкость

Открытая

емкость

Б

Закрытый

контейнер

Закрытый

контейнер

Закрытый

контейнер

Закрытый

контейнер

В

Закрытый контейнер с добавлением торфа

Закрытый контейнер с добавлением торфа

Закрытый контейнер с добавлением торфа

Закрытый контейнер с добавлением торфа

3.2 Наблюдение за ростом и развитием плесени на взятых образцах:

3 день опыта: (приложение 5)

Температура воздуха +24 градуса.

Образцы находящиеся в открытых ёмкостях заветрели и начали подсыхать. Следов появления плесени нет.

На образцах в контейнерах под буквой «Б» наблюдается рост плесени различной интенсивности. На образце №1 (серый хлеб), наблюдается еле заметное пятнышко плесневого грибка. На образце №2 (белый хлеб), отчётливо видны пятна плесени различных видов. Но в отличие от образца №1, на концах гиф виден спорангий (точки темного цвета). Это значит, что здесь плесень развилась быстрее и готова размножаться. На образце №3 (сыр) следов плесени нет.

На образце №4 (колбаса варёная), наблюдается интенсивный рост плесени, на концах гиф заметно образование спорангий и пятна грибка другого вида. На внутренней поверхности контейнеров под буквами «В», наблюдаются следы испарения. Что говорит о том, что влажность внутри этих контейнеров выше, чем в контейнерах под буквами «Б». На образце №1(серый хлеб), рост плесени интенсивный и как можно заметить, присутствуют грибы двух видов, нежели на образце под номером №1 «Б». На образце №2(белый хлеб), наблюдается интенсивный рост плесени разных видов, в отличие от образца №2 «Б». На образце №3(сыр), так же рост плесневых грибов более интенсивный, чем на образце под №3 «Б». На образце под №4(колбаса варёная), наблюдалось самое интересное явление. Образец абсолютно чист от плесени. Покрыт слоем слизи. На образцах находящихся при температуре более низкой, чем предыдущие, рост плесени заметно медленнее. Температура +16 градусов по Цельсию. Серый хлеб признаков наличия плесени не имеет, в отличие от образцов находящихся при температуре +24 градуса. Хлеб белый покрылся плесенью гораздо меньше, чем образцы находящиеся при температуре +24 градуса.

5 день опыта: (приложение 6)

Температура +23 градуса по Цельсию. Образцы в открытых ёмкостях следов появления плесени не имеют.

Образец №1 «Б»: Заметно разрастание плесневых грибов разных видов.

Образец №2 «Б»:

Вся площадь образца покрыта плесенью и присутствуют грибы другого вида.

Образец №3 «Б»:

Появились пятна плесени.

Образец №4 «Б»:

Вся площадь образца покрыта плесенью. Наблюдается активный рост разных видов плесени.

Образец №1 «В»:

Вся площадь образца покрыта плесневым грибком, под ним виден грибок другого вида.

Образец №2 «В»:

Как и в предыдущихслучаях, вся площадь представленного образца покрыта плесенью.

Образец №3 «В»: На данном образце также плесень покрывает всю поверхность. Под ней можно наблюдать грибок другого вида.

Образец №4 «В»:

На образце появились небольшие пятнышки плесени. Весь образец покрыт слоем слизи и имеет крайне неприятный запах. Температура при которой находятся остальные два образца составляет на момент осмотра +15 градусов. На сером хлебе рост плесени очень незначительный. На белом хлебе рост плесени более интенсивный.

9 день опыта: ( приложение 7)

Температура +23 градуса по Цельсию. Образцы находящиеся в открытой емкости засохли, но плесень на них так и не появилось.

Образцы под буквой «Б»:

Образцы под буквой «В»: На образце №4 «В» плесневые грибы не развиваются. Присутствует большое количество слизи и запах гнилого мяса.

Образцы находившиеся при более низкой температуре.

Температура +14 градусов по Цельсию. 4.Наблюдение за поведением плесени после обработки средствами бытовой химии.

4.1 Ход работы: (приложение 8)

Были взяты четыре образца с плесенью и четыре средства бытовой химии:

1. Перекись водорода; 2. «Пемолюкс»; 3. «Белизна»; 4. Уксус столовый 9%. При работе с химическими средствами были соблюдены правила техники безопасности. Работы производились в маске, в специальном фартуке и перчатках. Каждый из взятых образцов был обработан химическим средством.

После обработки средствами бытовой химии, контейнеры были плотно закрыты.

4.2 Наблюдение за образцами:

3 день после обработки: (приложение 9)

Образец №1.

Плесень нигде не проросла. Идёт активное выделение кислорода.

Образец №2.На образце обработанном средством «Пемолюкс» видно, что в тех местах куда он не попал, плесень продолжает расти.

Образец №3. Судя по состоянию данного образца плесень погибла.

Образец №4:

На данном образце плесень погибла.

5.Влияние фитонцидов на рост плесени. Фитонциды– биологически активные вещества образуемые растениями, убивающие или подавляющие рост плесневых грибов. Они выделяются разными растениями – луком, чесноком, цитрусовыми, а также геранью, алоэ, лавровым листом.

5.1 Ход работы: (приложение 9) Для проведения опыта были взяты: 1. Два пластиковых контейнера с крышками. 2. Лист цветка герани, два сушёных лавровых листа. 3. Два образца белого сдобного хлеба. Все образцы были помещены в пронумерованные контейнеры и плотно закрыты.

5.2 Наблюление за образцами:

5 день опыта: (приложение 10)

Образцы находились при температуре + 23 градуса по Цельсию.

Образец №1.

Образец №2.

При сравнении образцов становится очевидно, что фитонцидные свойства лаврового листа, даже в сухом виде, сильнее чем у комнатной герани. Сравнение данных образцов с образцом №2 «Б», так же на 5 день опыта, ясно демонстрирует фитонцидные свойства взятых растений.

5. Вывод.

1. Росту плесневых грибов способствует относительная влажность – 90%, температура выше +20 градусов.

2. Наличие дополнительных бактериальных загрязнений ускоряет рост плесневых грибов.

3. Активнее плесень растет на хлебобулочных изделиях из пшеничной муки, нежели чем из ржаной.

4. Фитонцидные растения герань и лавровый лист на некоторое время задерживают рост плесени. Причём лавровый лист обладает лучшими фитонцидными свойствами.

4. Из средств бытовой химии взятых для опыта лучшие результаты показали: хлорсодержащее средство «Белизна» и 9% раствор столового уксуса.

Заключение.

Друг или враг нам плесень? Благословение или проклятие человечества? Мы слишком мало знаем о ней, что бы ответить на этот вопрос. Роль плесени довольно противоречива: из этих микроскопических грибов делается несколько видов антибиотиков, которые ежегодно спасают миллионы жизней. Плесневые грибы широко используются в пищевой промышленности. Но в то же время плесень может быть смертельно опасной для человека. Другие виды плесени могут уничтожать сельскохозяйственные урожаи, и даже леса...Человек – часть единой сложнейшей экосистемы. Мы защищены, если все в этом мире находится в гармонии. Природа распорядилась так, что в любой системе предусмотрено наличие индикаторов, которые предупреждать о том, что системе угрожает опасность. В жизни человека таким индикатором может служить плесень. Она всегда становится видимой, если нарушен баланс. Мир без плесени был бы мертв. Наличие плесени подтверждает, что наш мир еще жив. Плесневые грибы невероятно разнообразны по своему строению, форме, окраске и прочим свойствам. Но все они очень красивы и необычны.

Используемая литература:

1. Документальный фильм «Плесень» 2009 г. – словарный текст.

2. Журналы: «Вокруг света» №03 – 2008г.; «Наука и жизнь» №10 – 2009г.

3. Н.Ф.Реймерс «Основные биологические понятия и термины».

М.: Просвещение, 1988. — 319 с.

4. Свободная энциклопедия – «Википедия», https://ru.wikipedia.org/wiki.

5. http://www.teflex.ru

Приложение 1

1. Alternaria.

2. Aspergillus.

3. Basidiomyces(сухаягниль, древеснаягниль).

4.Cladosporium. 5.Fusarium.

6.Penicillium.

7. Stachybotrys.

8.Botrytis(сераягниль).

10. Mucor.

10. Hypomyces lactifluorym.

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

№3 «Б»

№ 2 «В»

№4 «В» №4«Б»

№2 «Б» №2 «В»

Приложение 6

Приложение 7

Приложение 8

Приложение 9

до обработки после обработки

до обработки после обработки

до обработки после обработки

до обработки после обработки

Приложение 10

Приложение 11

№2 «Б»

38