XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Чистота - залог здоровья

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Презентация
• Наградные документы

Семенова К.Д. 1

---

1МОУ "Гимназия №4"

Шигина О.Ю. 1

---

1МОУ "Гимназия №4"

Работа в формате PDF

848.8 KB

---

Файл презентации

13.7 MB

---

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяДиплом участника II этапаДиплом за подготовку участника II этапаДиплом лауреата II этапаДиплом за подготовку лауреата II этапа

Пояснительная записка

Цель работы:

Показать аудитории насколько серьёзными могут быть инфекционные бактериальные заболевания.

Объект исследования:

Смывы с грязных рук, после мытья антибактериальным мылом и обработки кожным антисептиком.

Задачи:

Изучить литературу, посвящённую инфекционным бактериальным заболеваниям.

Проанализировать и обработать полученные результаты по наиболее распространённым инфекционным бактериальным болезням.

Изучить и применить методику обнаружения разных групп микроорганизмов при помощи исследования микрофлоры грязных и чистых рук.

Представить свою работу в виде презентации перед аудиторией.

Гипотеза:

При несоблюдении гигиены, общении с больными людьми, укусами насекомых и животных, или при тесном контакте с ними можно заразиться различными инфекционными бактериальными заболеваниями.

Область применения проекта:

Данная работа будет интересна при изучении темы «Бактерии и инфекционные бактериальные заболевания» в ведении в общую биологию в 9 классе и также при более углубленном изучении этой темы в 10-11 классах.

Методы исследования:

Классификация и систематизация бактерий и бактериальных заболеваний.

Эксперимент.

Наблюдения и сравнения результатов опыта.

Анализ и синтез данных, полученных в результате эксперимента.

Выводы, полученные в результате работы над проектом.

Этапы работы:

Поисковый: определение темы проекта, согласование выбранной мною темы с научным руководителем проекта, постановка цели.

Аналитический: построение алгоритма деятельности, сбор, изучение и анализ необходимой информации.

Практический: выполнение запланированных технологических операций, текущий контроль качества, внесение изменений в конструкцию и технологию.

Презентационный: подготовка изученных материалов, изучение возможностей использования результатов проекта.

Контрольный: самоанализ, оценка качества выполненной работы.

Актуальность работы:

Эта работа является актуальной, так как знание данной темы основы биологии поможет в жизни избежать различных бактериальных заболеваний. Применение таких знаний дает возможность человеку тщательнее следить за личной гигиеной, поддерживать иммунитет. Я считаю, что каждому необходимо знать основные бактериальные болезни, чтобы защитить свое здоровье.

Планируемые результаты:

В ходе работы над проектом я научусь:

Лучше работать с текстовыми редакторами.

Получать информацию из разных источников, в том числе из Интернета.

Работать с текстами научно-популярного стиля.

Выступать с докладом перед слушателями.

Больше узнаю об инфекционных бактериальных заболеваниях.

Введение

Я решила взять эту тему для проекта по биологии, потому что когда-то меня заинтересовал американский сериал «Доктор Хаус». В этом сериале рассказывается о жизни талантливого врача-инфекциониста Доктора Грегори Хауса. Я восхищена его работой и решила попробовать поучаствовать в этой сфере биологии. Поскольку Доктор Хаус – врач-инфекционист, то он изучает болезни, связанные с вирусами, а также аутоиммунные заболевания. Я не смогла взять тему про вирусы, так как они очень маленьких размеров, и практическую часть сделать бы не смогла. Начну, пожалуй, с вступления: Данная научная работа относится к разделу микробиологии, которая изучает такую науку как инфектология. Инфектология изучает инфекционные процессы; инфекционные болезни; инфекционные патологии, возникающие в результате конкурентного взаимодействия организма с патогенными (паразитирующими) возбудителями, и разрабатывает методы диагностики, лечения и профилактики.

В XIX веке среди медиков возникнул спор о происхождении инфекционных бактериальных заболеваний. Некоторые считали, что причина заболевания — никак иное нарушение жизнедеятельности в организме, которое происходит из-за внешних воздействий. Но им противостояла группа ученых, которые считали, что бактериальные заболевания возникают в результате попадания в тело микроорганизмов.

Новую тенденцию возглавил французский ученый Луи Пастер. В своём эксперименте Пастер изготовил колбу с отогнутым гусеобразным носиком. В эту колбу он налил питательный бульон, воздух проходил через носик путём диффузии. Но бактерии не могли попасть внутрь, так как оседали на изгибах носика. После отламывания носика, бактерии с легкостью проникли внутрь колбы, и бульон помутнел. Так Пастер доказал, что жизнь не может зарождаться самостоятельно.

Ещё Пастер показал, что болезнь, которая нанесла ущерб шелковичным червям во Франции, имела бактериальное происхождение. Один английский хирург Джозеф Листер, был не согласен с Пастером, он продемонстрировал преимущества антисептической хирургии, а немецкий бактериолог Роберт Кох обосновал бактериальное происхождения сибирской язвы — болезни крупных животных (которой иногда болеют и люди). Пастер показал, что сибирская язва может передаваться даже с сильно разбавленной кровью, но не передается с кровью, пропущенной через фильтр (потому что процесс фильтрования приводит к удалению бактерий). Позже он обнаружил, что микробы вызывают и ряд многих других заболеваний, например, родильную лихорадку (т.е. послеродовой сепсис), которая в то время была основной причиной смертности среди женщин.

Потом Пастер изучал холеру домашней птицы и обнаружил, что после длительного выдерживания в специальном растворе, болезнетворность микроорганизмов снижается. Такие ослабленные микроорганизмы стали использоваться в качестве вакцины. Затем создали вакцину против сибирской язвы и также против бешенства — эта вакцина принесла Пастеру известность. Еще до смерти Пастера в 19 веке микробная теория инфекционных бактериальных заболеваний была признана в науке и медицине.

2. Теоретическая часть

2.1. Инфекционные бактериальные заболевания

Инфекционные заболевания – группа заболеваний, вызываемых проникновением в организм паразитических микроорганизмов, вирусов и грибов. Они могут распространяться различными способами: контакт с кожей; передачу телесных жидкостей (моча, кровь, сперма, слюна, выделения из носа или глаз); контакт с фекалиями; загрязнённую еду или воду; вдыхание находящихся в воздухе частиц или капель слизи; прикосновения к предмету, к которому также прикоснулся человек, несущий возбудителя.

Основные виды инфекционных заболеваний:

Вирусные инфекции.

Бактериальные инфекции

Грибковые инфекции

В данной работе мы разберем бактериальные инфекции. Напоминаю, что бактерии – это одноклеточные микроорганизмы, известные как прокариоты. По оценкам экспертов, на Земле есть как минимум 1 нониллион бактерий. Сам размер бактериальных клеток колеблется в широких пределах: от 1 до 10-15 мкм. Большая часть биомассы Земли состоит из бактерий. По форме выделяют шаровидные клетки – кокки, вытянутые – палочки, или бациллы, извитые – спириллы, а также вибрионы – в форме запятой. В зависимости от того, к какому виду относятся микроорганизмы, они существуют или по отдельности, или образуют характерные скопления. Например, стрептококк, вызывающий воспалительные заболевания у человека и животных, образует цепочки из нескольких бактериальных клеток, стафилококк, поражающий дыхательные пути у детей, растет в виде образований, напоминающих кисть винограда. По характеру таких скоплений бактериальных клеток и по особенности их жизнедеятельности микробиологи могут определить, к какому виду относится выделенный микроорганизм.

По своим свойствам бактерии довольно разнообразны. Они могут жить или только в аэробных, или только в анаэробных условиях, или в тех и других. Необходимую им энергию они получают в процессе дыхания, брожения или фотосинтеза. Ряд видов содержит различные пигменты. Многие растения паразитируют в организме животных или растений, вызывая у них заболевания. Также были открыты бактерии, паразитирующие на других бактериях.

2.2. Строение бактерий

Основная особенность строения бактерий (приложение 1) - отсутствие ядра, ограниченного оболочкой. Ядерный аппарат бактерий обычно называют нуклеоидом. Наследственная информация у бактерий заключена в одной хромосоме. Бактериальная хромосома, состоящая из одной молекулы ДНК, имеет форму кольца и погружена в цитоплазму. ДНК у бактерий не образует комплексов с белками, и поэтому подавляющее большинство наследственных задатков – генов, входящих в состав хромосомы, «работает», т.е. с них непрерывно считывается наследственная информация. Бактериальная клетка окружена мембраной, отделяющей цитоплазму от клеточной стенки, образованной сложным гетерополимерным веществом. Совокупность всех веществ, составляющих содержимое клетки, называется протопластом. Снаружи протопласт одет цитоплазматической мембраной. Цитоплазма бактерий имеет зернистый вид. В ней находятся рибосомы, осуществляющие синтез белков. Кроме рибосом в цитоплазме бактерий можно обнаружить сложные структуры в виде самостоятельных телец – мезосом. Мезосомы выполняют функцию аппарата Гольджи. Все ферменты, обеспечивающие процессы жизнедеятельности бактерий, диффузно рассеяны по цитоплазме или прикреплены к внутренней поверхности мембраны. У многих микроорганизмов внутри клетки откладываются запасные питательные вещества – полисахариды, жиры, полифосфаты. Эти вещества, включаясь в обменные процессы, могут продлевать жизнь клетки в отсутствие внешних источников энергии. Многие бактерии подвижны. Органами движения у них служат жгутики и тонкие палочковидные белковые выросты – пили, или фимбрии. Бактерии размножаются делением надвое. После редупликации кольцевой хромосомы и удлинения клетки постепенно образуется поперечная перегородка, а затем дочерние клетки расходятся или остаются связанными в характерные группы – цепочки, пакеты и т.д. Иногда размножению предшествует половой процесс, сущность которого заключается в возникновении новых комбинаций генов в бактериальной хромосоме. Многим бактериям свойственно спорообразование. Споры возникают, как правило, когда ощущается недостаток в питательных веществах или когда в среде в избытке накапливаются продукты обмена. Спорообразование начинается с отшнуровывания части цитоплазмы от материнской клетки. Отшнуровавшаяся часть содержит хромосому и окружена мембраной. Затем спора окружается клеточной стенкой, нередко многослойной. Процессы жизнедеятельности внутри спор практически прекращаются. Споры бактерий в сухом состоянии очень устойчивы. В таком состоянии они сохраняют жизнеспособность многие сотни и даже тысячи лет, выдерживая резкие колебания температуры. Примером этого могут служить споры, обнаруженные в древних захоронениях. Попадая в благоприятные условия, споры преобразуются в активную бактериальную клетку. Таким образом, спорообразование у прокариот является этапом жизненного цикла, обеспечивающим переживание неблагоприятных условий окружающей среды. Кроме этого, в состоянии спор может происходить распространение микроорганизмов при помощи ветра и другими способами.

В зависимости от размеров и типа оболочки бактерий различают на:

Грамположительные – имеют грубую защитную стенку и являются причиной большинства опасных для человека заболеваний. Например, столбняк и пневмония, сепсис.

Грамотрицательные – отличаются тонким клеточным слоем. Заболевания, которые ими вызываются менее опасные, но если не лечиться, то это может привести к летальному исходу. Большинство респираторных заболеваний, язва желудка, менингит, вызываются этой формой бактерии. Ещё они становятся причиной развития венерических болезней, например, гонорея и сифилис. К тому же эти бактерии отличаются тем, что они менее восприимчивы к воздействию на антибиотики.

Классификация бактериальных болезней

Бактерии могут жить практически в любой среде и при разных температурах, от сильной жары до сильного холода. Бактерии представляют собой примитивные формы жизни, и можно предположить, что они относятся к тому типу живых существ, которые появились на самых ранних этапах развития жизни на Земле. Есть множество бактерий, и лишь только часть может вызывать заболевания у людей – это патогенные. Некоторые из них живут внутри человеческого тела, например, в кишечнике или дыхательных путях, не причиняя вреда. Некоторые «хорошие» бактерии атакуют «плохие» бактерии и не дают им вызывать болезнь. Но, тем не менее, некоторые бактериальные заболевания могут быть смертельными. В этот список входят: 1) Холера; 2) Дифтерия; 3) Дизентерия; 4) Бубонная чума; 5) Туберкулёз; 6) Брюшной тиф; 7) Сыпной тиф.

Бактериальные инфекции делятся на:

Разберём некоторые заболевания из представленных в таблице. Итак, Дифтерия — инфекционное заболевание, вызываемое бактерией Corynebacterium diphtheriae (по-другому - бацилла Лёффлера, дифтерийная палочка). В основном поражает ротоглотку, но может затрагивать гортань, бронхи, кожу и другие органы. Инфекция передаётся воздушно-капельным путём. Возможен контактно-бытовой путь передачи, особенно в жарких странах, где часты кожные формы дифтерии. Тяжесть болезни характерна ядовитым токсином, который выделяет дифтерийная палочка.

Далее, Туберкулёз — инфекционное заболевание человека и животных, которое вызывается разными видами микобактерий из группы Mycobacterium tuberculosis complex, или по-другому палочками Коха. Туберкулёз чаще поражает лёгкие, реже затрагивая другие органы и системы. Такой вид бактерий передаётся воздушно-капельным путём при разговоре, кашле или чихании больного.

Респираторный хламидиоз – это инфекционное заболевание дыхательных путей. Возбудителем болезни является внутриклеточные организмы – хламидии, которые ведут паразитарный образ жизни.

Холера — острая кишечная, антропонозная инфекция, которая вызывается бактериями вида Vibrio cholerae. Характеризуется фекально-оральным механизмом заражения, поражением тонкого кишечника, диареей, рвотой, большой потерей организмом жидкости.

Дизентерия — инфекционное заболевание, характеризуется синдромом общей инфекционной интоксикации и синдромом поражения желудочно-кишечного тракта, в основном дистального отдела толстой кишки.

Бубонная чума —распространенная у человека форма чумы, острого природно-очагового заболевания, вызываемого бактерией Yersinia pestis, которая переносится паразитирующими на крысах блохами, способными переходить на человека.

Брюшной тиф — острая протекающая кишечная антропонозная инфекция, вызываемая бактериями Salmonella typhi, с алиментарным путём передачи, характеризующаяся лихорадкой, явлениями общей интоксикации с развитием тифозного статуса, различными высыпаниями на коже и специфическим поражением лимфатической системы нижнего отдела тонкой кишки.

Сыпной тиф — группа инфекционных заболеваний, вызываемых бактериями из группы риккетсий. Общее острое инфекционное заболевание, которое передается от больного человека к здоровому трансмиссивному пути (переносчик возбудителя инфекции — вошь, обычно платяная). Признаки: сыпь, лихорадка, поражение нервной и сердечно-сосудистой систем.

Пневмония — воспаление лёгких — воспаление лёгочной ткани обычно инфекционного происхождения с поражением альвеол. Пневмонии, которые вызываются инфекциями, являются формой острой респираторной инфекции, затрагивающей лёгкие. Возбудителями пневмонии могут быть патогенные бактерии (стрептококки, стафилококки, пневмококки).

Туляремия — зооантропонозная инфекция. Характеризуется интоксикацией, лихорадкой, поражением лимфатической системы. Возбудитель заболевания — бактерия Francisella tularensis.

Разберем 2 бактерии, которые появились в моем опыте:

Золотистый стафилококк – распространенная и опасная условно-патогенная бактерия, которая может поразить любого. Эти микроорганизмы широко распространены в помещениях, где находится много людей. Источником инфекции становится зараженный взрослый человек или ребенок. Также активизируются патогенные микроорганизмы у тех, у кого резко снижается иммунитет или ухудшается здоровье. Одним из сложных видов стафилококка является золотистый. Именно он становится причиной заболеваний горла. А при его активном размножении человек может получить гнойную ангину.

Кишечная палочка размножается в человеке в разных отделах кишечника. Попадая вместе с каловыми массами в окружающую среду, бактерия может на протяжении нескольких месяцев сохранять свою жизнеспособность. Кишечную палочку разделяют на непатогенную и патогенную. Представители, обитающие в кишечнике, оказывают ряд полезных для организма действий. Прежде всего, данные микроорганизмы нормализуют кишечную микрофлору, подавляя рост вредных бактерий. Кроме того, они синтезируют витамин К, необходимый для поддержания нормального процесса свертываемости крови и выполнения других функций в организме. Патогенная форма кишечной палочки приводит к развитию неприятных последствий и заболеваний, нарушающих самочувствие человека, которые несут угрозу для его здоровья. У женщин кишечная палочка, проникает в уретру или во влагалище и может привести к уретриту. Частыми заболеваниями, которые возникают у женщин, являются цистит, эндометрит. При этом могут возникать различные неприятные симптомы, например, сильный и болезненный зуд во влагалище, резко пахнущие выделения из половых органов. У мужчин развивается диарея, токсическое поражение организма, которое сопровождается рвотой, ухудшением здоровья. Возможно развитие заболеваний: простатит, воспаление тканей мочевого пузыря и нарушение его функций.

Существует несколько принципов классификации бактерий:

Методы и профилактика лечения бактериальных заболеваний

Во-первых, инфекционные бактериальные заболевания лечатся только антибиотиками. Только они помогут избежать тяжёлых осложнений.

Во-вторых, если появились подозрения о наличии заболевания, следует обратиться в клинику для проведения лабораторной диагностики. Наиболее распространённым методом является бакпосев. Для него нужно, чтобы пациент сдал биоматериал. В зависимости от целей исследования это может быть кровь, моча, частицы кожи, различные секреции или мокрота. Заражённый материал засеивается на 2 суток в специальные условия, которые способствуют развитию бактерий. После размножения микроорганизмов и создания колонии можно идентифицировать возбудителя.

К тому же можно провести дополнительную проверку бактерий на чувствительность медикаментов. Также дополнительно используется общий анализ крови, серологическое исследование и исследование биоматериала под микроскопом.

Профилактика лечения:

Частое мытьё рук, особенно до и после приготовления пищи, и после посещения туалетной комнаты;

Очищение поверхности и избежание хранения скоропортящихся продуктов при комнатной температуре;

Получать любые рекомендуемые прививки и регулярно их обновлять;

Принимать антибиотики только по назначению врача и обязательно проходить рекомендуемый курс, даже если симптомы улучшаются на более ранней стадии;

Дезинфицировать помещения, в которых могут быть высокие концентрации бактерий, такие как кухня и ванная комната;

Избегать совместного использования личных вещей, таких как зубные щётки, расчёски, бритвенные лезвия, стаканы и кухонная утварь;

Снижение риска инфекций, передаваемых половым путём, осуществляется путём применения индивидуальных средств защиты;

Поддержание иммунитета (правильно питаться, заниматься спортом).

Вывод:

Изучив теоретический материал по данной теме, я узнала, что бактериальные заболевания передаются с помощью прокариотических клеток при контактах с больными людьми, при употреблении неочищенной воды и при несоблюдении правил личной гигиены.

Практическая часть

Мне захотелось практически узнать сколько бактерий содержится на моих чистых и грязных руках. В этом эксперименте мне помог врач-бактериолог из ПЦРБ. Тогда для опыта мне дали 9 стерильных чашек Петри с плотной питательной средой на основе вещества агар-агар. Опыт заключался в сравнении количества микробов на грязных руках, после мытья антибактериальным мылом и обработки аптечным антисептиком. Для чистоты эксперимента стерильной салфеткой я протерла руки в трех разных случаях. Затем мои смывы были помещены в три контейнера. Следующим этапом было перенесение моей флоры на три разные питательные среды для обнаружения стафилококка, кишечной палочки и грибов (Приложение 2). Для роста микрофлоры, чашки поставили в определенные условия в термостат: стафилококк рос при температуре 37°, кишечная палочка при температуре 37°, и грибы росли при комнатной температуре (20-25°). По истечению 2-5 дней я проанализировала результат. В чашках со смывами с грязных рук были обнаружены массивное количество золотистого стафилококка (Приложение 3), непатогенные стафилококки и единичные бактерии кишечной палочки (Приложение 4), грибы рода Кандида и плесневые грибы не обнаружены. В чашках со смывами после антибактериального мыла были обнаружены умеренное количество стафилококков (Приложение 5), а кишечной палочки и грибов не было (Приложение 6). И в чашках после обработки антисептиком ничего не обнаружено (Приложение 7). В результате хочется сказать, что мытьё рук с мылом не дает полной защиты как с антисептиком. Приходя домой с покупками, нужно тщательно мыть руки с мылом, обрабатывать их антисептиком, а также обрабатывать покупки из пулевизатора антисептиком.

Вывод

При соблюдении личной гигиены человек может на 60-70% обезопасить себя от бактериальных инфекций. В борьбе с бактериями система иммунитета использует клетки фагоцитов, специальные антитела, макрофаги и естественные киллеры, и к тому же начинают вырабатываться вещества для утилизации токсинов, вырабатываемых бактериями. Именно поэтому наш организм борется с бактериальной инфекцией и на половину защищает нас от дальнейших более серьезных последствий.

Заключение

В заключении хочется сказать, что человеку необходимо следить за своим здоровьем, поддерживать иммунитет, чтобы не получить различную бактериальную инфекцию, т.е. нужно правильно питаться, заниматься спортом и больше гулять на свежем воздухе, например, в хвойном лесу. Воздух хвойного леса обладает мощными целительными свойствами, благодаря активному выделению хвойными деревьями фитонцидов, которые обеззараживают воздух и создают уникальный микроклимат.

Список используемой литературы

1. Билич Г.Л. Биология для поступающих в вузы /Г.Л. Билич, Е.Ю. Зигалова. - Москва: Эксмо, 2020. – 784 с.

2. Биология: Пособие для поступающих в вузы/ [Н.В. Чебышев и др.]; Под редакцией Н.В. Чебышева. – Москва: Новая волна, издатель Умеренков, 2010. – 448 с.

3. Захаров, В.Б. Общая биология (10-11 классы) / В.Б. Захаров, С.Г. Мамонтов, Н.И. Сонин. – Москва: Дрофа, 2002. – 624 с.

4. Пименов, А.В. Биология. Пособие для поступающих в вузы / А.В. Пименов, О.В. Гончаров. – Москва: НЦ ЭНАС, 2006. – 504 с.

5. Шустанова, Т.А. Репетитор по биологии для поступающих в вузы / Т.А. Шустанова. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2020. - 541 с.

Приложение 1 (Строение бактерии)

Приложение 2 (Бактерии и грибы в разных питательных средах)

Приложение 3 (Золотистый стафилококк на грязных руках)

Приложение 4 (Кишечная палочка на грязных руках)

Приложение 5 (Золотистый стафилококк после обработки рук мылом)

П риложение 6

(Кишечной палочки нет после (Грибов нет после обработки обработки грязных рук мылом) обработки грязных рук мылом)

Приложение 7

(Золотистый стафилококк и грибы не выросли после обработки рук кожным антисептиком)

(Кишечная палочка не выросла после обработки рук кожным антисептиком)