Изучение фитонцидной активности растений

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Пономаренко А.П. 1

---

1Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Лицей № 97 г. Челябинска»

Нуржанова И.И. 1

---

1Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Лицей № 97 г. Челябинска»

Работа в формате PDF

1.9 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

В жизни современного человека растения имеют большое значение. Комнатные растения имеют эмоциональное и эстетическое воздействие, играют важную санитарно-гигиеническую роль: растения очищают воздух от углекислоты, пыли, и других вредных веществ.

Работая с литературными источниками, было выяснено, что большинство растений, в том числе и комнатные, обладают фитонцидной активностью.

Фитонциды – антибиотические вещества растительного происхождения.

Процесс сохранения продуктов питания в домашнем хозяйстве является важной проблемой. Общеизвестно, что продукты питания приходят в негодность под влиянием микроорганизмов. Человечество научилось нейтрализовать действие микроорганизмов, прибегая к их физическим, термическим и биологическим методам обработки. Возможно, что для более длительного хранения продуктов можно использовать фитонциды, которые вырабатываются различными растениями.

В настоящее время ведутся исследования по подбору видов комнатных растений, обладающих бактерицидными свойствами, способными вызвать гибель бактерий и одноклеточных организмов. Фитонцидные свойства выявлены более чем у 40 видов оранжерейных (комнатных) растений.

Заинтересовавшись данным вопросом, была поставлена цель: изучить фитонцидную активность некоторых растений.

Исходя из цели, были поставлены задачи:

1. По литературным источникам и публикаций интернета изучить:

а) что такое фитонциды;

б) какими фитонцидными свойствами обладают некоторые растения моего дома и школьных классов;

в) методы обнаружения фитонцидных свойств растений.

2. Используя доступные методики, изучить фитонцидные свойства данных растений.

3. Провести эксперимент «Влияние фитонцидов на длительность хранения продуктов питания»

4. Составить предложение по озеленению дома и школьных классов на основе знаний о фитонцидных свойствах растений.

Гипотеза: Комнатные растения обладают фитонцидными свойствами, которые можно обнаружить простыми методами.

Объект исследования: растения.

Предмет исследования: фитонцидные свойства растений.

Методы исследования: теоретические – изучение литературных источников и интернет-публикаций, практические – анализ, сравнение, наблюдение, эксперимент.

1. Теоретическая часть

1.1. Что такое фитонциды

Фитонциды – антибиотические вещества растительного происхождения. Они убивают или тормозят развитие бактерий и предохраняют растения от заболеваний.

Химическая природа фитонцидов разнообразна. С химической точки зрения фитонциды - это комплекс газообразных и легко испаряющихся веществ, в состав которых могут входить различные соединения: это могут быть кислоты, спирты, смолы. Фитонциды в большинстве случаев представляют собой смесь эфирных масел. Образуются в растениях в процессе обмена веществ, обладают мощным антибиотическим свойством, то есть свойством убивать микробов, плесневые грибы, инфузорий. Являются одним из факторов иммунитета растений, играют определённую роль во взаимоотношениях организмов в биогеоценозах. Фитонциды иногда называют «антибиотиками высших растений».

Впервые в 1928 году о фитонцидах в своих работах заговорил Б.П. Токин. По его определению фитонциды (от греческого «фитон»-растение и латинского «циды»-убиваю) – это образуемые растениями биологически активные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие бактерий, микроорганизмов, простейших и микроскопических грибов.

Антимикробным действием обладают многие вещества, находящиеся в растениях: эфирные масла, гликозиды, антоцианы, дубильные вещества и многие другие соединения. Антимикробными свойствами обладают также многие овощи и пряности.С незапамятных времён в быту люди пользовались бактерицидными дарами природы. Охотник кладёт в брюшную полость птицы фитонцидные растения. Домашняя хозяйка при солении прибавляет в бочку с огурцами различные специи. Таким образом люди использовали фитонцидные свойства растений для более длительного хранения продуктов питания.

1.2. Фитонцидные свойства растений

Для изучения фитонцидной активности были выбраны известные в комнатной культуре и имеющиеся в учебных кабинетах растения: пеларгония зональная, хлорофитум хохлатый, диффенбахия пятнистая, сансивиерия трехполосную, монстера лакомая.

Хлорофитум хохлатый - род растений семейства Агавовые, является одним из наиболее распространённых комнатных растений, неприхотлив. Хлорофитум поглощает угарный газ, выделяя фитонциды, обладает значительным бактерицидным эффектом. Ученые установили, что за сутки растение может уничтожить около 80 % болезнетворных микроорганизмов, находящихся в непосредственной близости от него.

Диффенбахия пятнистая — род декоративных вечнозеленых растений семейства ароидных родом из тропической южной Америки. Диффенбахия - это ядовитое комнатное растение, может достигать высоту 1,8 м и выше.

Пеларгония зональная. Семейство гераниевых, родина - субтропики Южной Африки, род содержит около 250 видов. Растение неприхотливое. Пеларгония (герань) выделяет бактерицидные вещества, убивающие бактерии стафилококков, в её присутствии в помещении уменьшается количество мух. Герань вырабатывает вещества, убивающие патогенные микроорганизмы, при вдыхании ее целебного аромата человек успокаивается, расслабляется, что приобретает большое значение при стрессовых и депрессивных состояниях, бессоннице.

Сансивиерия трехполосная, «тёщин язык». Это бесстеблевые вечнозеленые многолетники из сухих, каменистых регионов в тропической и субтропической Африке, Мадагаскаре, Индии, Индонезии и Южной Флориде. Растение с мясистыми мечевидными листьями. Предпочитают сухую атмосферу.

Также для изучения фитонцидной активности были выбраны: сосна, чеснок, лук. Рассмотрим фитонцидные этих свойства растений.

Фитонцидные свойства сосны. Популярными растениями, фитонцидные свойства которых увеличивают защитные силы организма, а также губительно действуют на возбудителей различных заболеваний, являются сосна и ель. Недаром многие санатории и больницы построены в хвойных лесах. Летучие фитонциды сосны обладают способностью проникать через легкие и кожу в организм человека.

Фитонциды свойства чеснока. В китайской медицине чесноку приписывали тонизирующее действие при заболеваниях органов пищеварения, дыхания, ревматизме, болезнях кожи. Британские врачи во время эпидемии чумы в Лондоне в конце XVII века пропагандировали чеснок как средство для профилактики чумы. В XIX веке «магическое» действие чеснока объяснил французский микробиолог Луи Пастер, который обнаружил антисептические свойства сока чеснока.

Фитонциды лука. Античные врачи рекомендовали применять лук при инфекциях, расстройстве пищеварения, проказе, а также для лечения ран. Целебные свойства лука обусловлены уникальным сочетанием содержащихся в нем веществ и, прежде всего, наличием в нем фитонцидов. Они губительно действуют на многие патогенные бактерии, включая возбудителей опасных заболеваний.

1.3. Методики обнаружения фитонцидов

Растения вырабатывают фитонциды для того, чтобы обеспечить себе защиту от бактерий, грибков и микроорганизмов, которые могут вызвать различные заболевания. Количество фитонцидов, выделяемых растение, изменяется в ходе онтогенеза, увеличивается при ранении растения.

По словам профессора Б.П. Токина, одного из первых исследователей фитонцидов, растение с помощью фитонцидов «само себя стерилизует». В здоровом растении фитонциды участвуют также в разнообразных обменных процессах. В своей работе«Влияние измельченных листьев некоторых видов комнатных растений на культуру инфузорий» он описал интересное наблюдение. Если на предметное стекло нанести кашицу из растертого лука или чеснока, а рядом капельку воды, в которой плавают выращенные специальным образом инфузории, то через несколько минут простейшие погибнут. Еще более активным оказался клеточный сок многих растений. Так, клеточный сок лука, чеснока, герани и других растений, если его смешать с каплей жидкости, содержащей различные микроорганизмы, вызовет быструю, нередко мгновенную их гибель. Это свойство выработалось у растений в процессе эволюции и для самих растений стало важным защитным фактором. Так были открыты фитонциды, и в 1928-1930 годах была поставлена проблема фитонцидов, изучением которой занимаются многие ученые.

2. Собственные исследования

2.1. Получение культуры простейших

Были изучены методы выращивания инфузории туфельки.

Способ №1

Шаг № 1. Подготовить пустую бутылку/банку и литья растений. Подготовьте резервуар — это может быть пустая бутылка или стеклянная банка. Заполните её водой из аквариума. Инфузории питаются бактериями, поэтому потребуется подготовить культуру для их появления. Возьмите листья не ядовитых растений, тщательно промойте и поместите их в резервуар с водой. Подойдут листья деревьев, салата, кожура огурца и т. п.

Шаг №2. Добавить сухой рыбий корм из растительных компонентов. Другим важным компонентом помимо листьев растений может служить рыбий корм из водорослей (спирулина, хлорелла), в виде высушенных хлопьев или гранул. Они используются при кормлении растительноядных видов, продаются практически во всех специализированных зоомагазинах или на «птичьем рынке».

Шаг № 3. Поставить резервуар на освещённое место. Обе культуры (листья и корм) должны простоять на солнце в течение недели или больше. Разумеется, в наших широтах выращивать инфузорий лучше летом, когда солнечных дней в избытке. Бутылка/банка должна быть открыта, чтобы происходил газообмен. Один или два раза в день содержимое аккуратно перемешивается.

Способ №2

Инфузория легко разводится в домашних условиях на различных питательных средах (корки банана, сено, молоко, листья салата, горох, и т. д.). Трехлитровую банку на две трети заполняют остуженной кипяченой или «старой» аквариумной водой. В банку помещают пятую часть свежей или подсушенной корки банана. Питательная среда для инфузорий готова уже через сутки, когда вода в банке помутнеет. Если вода в банке слишком мутная и имеет сильный запах сероводорода, что свидетельствует о том, что в банке слишком высокая концентрация культуральной среды (положено слишком много банановых корок), воду необходимо слить и заложить новую культуру, поскольку в таких условиях инфузории размножаться не будут. Если инфузорий нет, из пруда, где обитают инфузории, берут немного подгнивших водных растений и помещают их в банку с питательной средой. Туфельки размножаются быстро и через неделю при благоприятных условиях их можно увидеть даже невооруженным глазом в виде массы беловатых подвижных точек, в верхней части сосуда.

Способ №3

Приготовьте чистую культуру инфузории. Для этого наберите небольшую баночку воды из прибрежной части водоема или со дна аквариума со взвесью ила и растительными остатками. Проверьте под микроскопом наличие инфузорий. Несколько капель этой воды поместите на стекло, добавьте крупинку соли или каплю молока. Рядом, со стороны света, поместите каплю чистой, отстоянной воды и заточенной спичкой проведите водный мостик от одной капли к другой. Инфузории очень быстро устремятся в сторону чистой воды и света.

Наберите чистую воду с инфузориями стеклянной пипеткой и поместите в 3-х литровую банку. В первые дни выращивания инфузорий обеспечьте слабую аэрацию воды, такую, чтобы осадок со дна банки не поднимался. Температуру воды поддерживайте 22-26°С. Приготовьте питательный раствор для инфузорий. Возьмите 10 г сена, поместите в 1 л воды и прокипятите 20 минут. Кипячение уничтожит всех микроорганизмов, оставит только стойкие споры сенной палочки. Через 2-3 дня сенная палочка разовьется в достаточном количестве. Она-то, после размножения, и будет кормом для самих инфузорий. Настой храните в прохладном месте в течение месяца. По необходимости добавляйте его в культуру инфузорий.

Мы получали культуры инфузорий, добавив банановую кожуру воду из аквариума, а также в воде из водоема. Для развития культуры требуются минимальный свет и температура не выше 18-20°С. Сильный свет и тепло ускоряют процессы гниения, а в банке-инкубаторе они должны происходить в замедленном темпе.

Через 3-4 дня после закладки культуры, вода в банке сильно мутнеет и начинает издавать гнилостный запах. Постепенно запах исчезает, а спустя 5—6 дней в верхних слоях воды, наиболее богатых кислородом, появляются скопления инфузорий.

2.2. Эксперимент 1: действие фитонцидов на культуру инфузории туфельки

Влияние измельчённых листьев некоторых видов комнатных растений на культуру инфузорий (по Б. П. Токину, бесконтактный метод).

Оборудование: листья комнатных растений с черешками, микроскоп, ступка с пестиком, пипетка, предметные и покровные стёкла, сосуд с культурой инфузорий, ткань для протирания микроскопа и предметного стекла, чистая вода для промывания, секундомер.

Выполнение работы: подготовка оборудования к работе: получили кашицу из листьев растения, растирая их в ступке пестиком. Взяли пинцетом сок исследуемого растения.

Нанесли каплю с культурой инфузорий на предметное стекло, наблюдали за активностью инфузорий под микроскопом при увеличении в 40 раз. Методика работы с микроскопом стандартная. Затем нанесли капли кашицы рядом с каплей культуры инфузорий (см. прил. 1).

Наблюдали за изменением активности инфузорий, до их гибели, отмечая время с помощью секундомера. Опыты проводились по два раза. Данные заносились в таблицу 1, сравнивая с данными по литературным источникам.

Таблица 1

Выводы:

1.Разные виды комнатных растений проявляют различную фитонцидную активность клеточного сока. Наибольшую активность фитонцидов тканевого сока из эксперимента у герани зональной, хлорофитума хохлатого и диффенбахии пятнистой.

2.Наименьшую фитонцидную активность из исследуемых комнатных растений проявила – монстера лакомая.

3.Показатели фитонцидной активности не совпали с данными других источников, растения проявили большую активность, но соотношение примерно совпадают.

4.Это подтверждает данные литературы о том, что фитонцидная активность меняется в течение года и зависит от условий.

2.3. Эксперимент 2: Влияние фитонцидов на длительность хранения продуктов питания

В данной части работы исследовались наиболее часто используемые в быту фи­тонцидные растения.

Был проведён опыт под­тверждающий свойство фитонцидов сдерживать рост микроорганизмов в результате хранения продуктов питания. Для этого наблюдали за процессами гниения и разложения кусочков хлеба. Для опыта брали по 5 банок с кусочками хлеба, примерно одинаковыми по массе.

Контрольная банка была без фитонцидов, с кусочком хлеба. Опыт был заложен 03.02.2020 года (см. прил. 2, 3, 4).

По ходу проведения эксперимента результаты заносили в таблицу 2.

Таблица 2.

Вывод: В результате проделанной работы было установлено, что присутствие фитонцидов чеснока, лука и герани дольше сохраняют хлеб от действия плесневых грибов. Чеснок по сравнению с луком и геранью в большей степени сдерживает рост гнилостных бактерий. Фитонциды ели в меньшей степени сохранили хлеб от действия бактерий.

Заключение

Научный подход к подбору растений для озеленения помещений должен заключаться в исследовании микрофлоры в помещении и подборе ассортимента растений в соответствии с его результатами. В настоящее время изучению антимикробного действия комнатных растений посвящено множество работ.

Фитонциды – вещества, высших растений, губительно действующие на бактерии, низшие грибы и простейшие организмы. Все растения продуцируют фитонциды. В наибольшем количестве фитонциды содержатся в луке, чесноке.

Фитонциды одних растений убивают микробы, а других – только задерживают рост и размножение микроорганизмов. Чеснок по сравнению с луком и геранью в большей степени сдерживает рост и развитие бактерий. Фитонциды ели в меньшей степени сохранили хлеб от действия микроорганизмов. Растения, выделяющие фитонциды, такие как чеснок и лук можно использовать при хранении мяса, рыбы, фруктов и других продуктов.

В результате работы изучил фитонцидную активность некоторых растений, были решены поставленные задачи.

1. По литературным источникам и публикаций интернета изучено: что такое фитонциды, какими фитонцидными свойствами обладают некоторые растения, методы обнаружения фитонцидных свойств растений.

2. Используя методику бесконтактного метода - влияния сока (кашица из листьев) изучили фитонцидные свойства герани зональной, хлорофитума хохлатого, диффенбахии пятнистой, сансивиеры трехполосной, монстеры лакомой, чеснока, лука, сосны.

3. Сделали выводы о роли фитонцидов при хранении продуктов.

4. Составили предложение по озеленению дома и школьных классов на основе знаний о фитонцидных свойствах растений.

На основании полученных результатов можно дать следующие рекомендации, которые оформлены в буклет.

1. При озеленении помещений, особенно учебных кабинетов и квартир, необходимо учитывать не только декоративность комнатных растений, но и их фитонцидную активность, а также способность поглощать из воздуха помещений вредные вещества и увлажнять воздух за счет усиленной транспирации. Кроме того, при подборе видов комнатных растений необходимо учитывать, например, ядовитость некоторых растений и способность вызывать аллергию.

2. Предпочитаемыми для озеленения помещений являются из изученных нами – хлорофитум хохлатый, герань зональная, сансивиера трехполосная, диффенбахия пятнистая.

Список литературы

1.Агоджанян, Н. А. Экология человека. Избранные лекции[Текст] / Н. А.Агоджанян, В. И. Горшин — М.: Наука, 1994.

2.Гортинский, Г. Б. Целебные растения в комнате[Текст] / Г. Б. Гортинский, Г. П. Яковлев— М.: Наука, 1993.

3.Лекарственные растения (растения – целители)[Текст] / А. Ф. Гаммерман [и др.]— М.: Наука, 1983.

4. Летучие биологически активные соединения биогенного происхождения [Текст] / сост. М.М. Телитченко – М.: Изд-во МГУ, 1971.

5. Махлаюк, В.П. Лекарственные растения в народной медицине [Текст] / В.П. Махлаюк — М.: Наука, 2007.

6.Околитенко, Н. Биология для увлечённых[Текст] / Н. Околитенко. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2007.

7. Токин, Б. П. Целебные яды растений: учеб. пособие [Текст] / Б.П. Токин – Ленинград: Изд-во Ленинградского университета,1980.

Приложение 1

Эксперимент 1: действие фитонцидов на культуру инфузории туфельки

Нанесли каплю с культурой инфузорий на предметное стекло,

наблюдали за активностью инфузорий под микроскопом

при увеличении в 40 раз.

Наблюдали за изменением активности инфузорий, до их гибели,

отмечая время с помощью секундомера.

Приложение 2

Эксперимент 2: Влияние фитонцидов на длительность хранения продуктов питания

03.02.2020

06.02.2020

07.02.2020

Приложение 3

10.02.2020

11.02.2020

Приложение 4

14.02.2020

22.02.2020