XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Бактерии - полезные или вредные?
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Когда я был маленький, мне мама очень часто говорила что нужно мыть руки с мылом после улицы, обязательно помыть фрукты и овощи перед едой. Она предупреждала, что ко мне в организм попадут какие-то бактерии и микробы, и я могу заболеть. Мне стало интересно. Почему я могу заболеть? Что это за микробы? Чем они мне могут навредить? Откуда они берутся? Все ли микробы приносят вред человеку? Мне всегда это было непонятно! Кто же эти микробы и где они есть, если я их совсем не вижу. Может, мама всё это придумывала?
Я решил подробнее познакомиться с загадочным миром микроорганизмов и выбрал тему «Бактерии» для своей исследовательской работы. Теперь я многое узнал о них и готов поделиться знаниями со своими друзьями.
Выбранная тема работы актуальна, так как мир бактерий - часть нашей жизни. В настоящее время уделяется большое внимание изучению микроорганизмов – бактерий и вирусов, их влиянию на организм человека.
Гипотеза исследования: бактерии могут приносить не только вред, но и пользу. Возможно, бактерии можно размножить в домашних условиях и получить полезные продукты, например, кефир.
Объект исследования: бактерии.
Предмет исследования: значение бактерий для человека.
Цель работы: Изучить полезные и патогенные бактерии. Вырастить и пронаблюдать указанные микроорганизмы. Найти молочнокислые бактерии в кисломолочных продуктах.
Задачи исследования:
1. Выяснить, что такое бактерии и где они живут.
2. Изучить литературу о значении и пользе бактерий.
3. Провести эксперименты по размножению бактерий в домашних условиях.
4. Получить полезные продукты в домашних условиях.
5. Выяснить, содержатся ли молочнокислые бактерии в кисломолочных продуктах, купленных в магазинах.
6. Проанализировать полученные результаты.
Методы исследования:
- поисковый – сбор информации и литературы по данной теме;
- исследовательский – анкетирование, обработка информации;
- практический – наблюдения, эксперименты.
Практический результат проекта: получение знаний, о том, какие бактерии являются «друзьями» человека, выпуск буклетов «Полезные советы», макеты бактерий из пластилина, выпуск лэпбука "Бактерии».
Основная часть
Что такое бактерии?
Наша волшебная планета Земля, полна тайн и загадок. И одна из загадок – это живущие на ней существа. В течение тысяч лет человек болел, и не знал причины болезни. И только в начале 19 века человек придумал микроскоп. Это прибор, который помог человеку открыть ещё одну загадку природы - мир мельчайших организмов - бактерий. В 1865г. Луи Пастер (Приложение 1) доказал, что причиной болезней являются микробы. Они представляют собой мельчайшие одноклеточные микроорганизмы, видимые только под микроскопом. Таким образом, когда говорят о бактериях, многие сразу представляют вредные организмы, переносящие болезни. Но дело в том, что существуют и полезные бактерии, которые приносят пользу для живых организмов, включая человека.
Сегодня мы знаем, что бактерии находятся повсюду - в воздухе, воде, пище, дне морского океана, горячих источниках, глубоко внутри земной коры, на нашей коже и даже внутри нас.
Изучением микроорганизмов занимается наука МИКРОБИОЛОГИЯ. Название науки происходит от греческого слова «MIKROS»- малый.1.
БАКТЕРИИ (др.-греч. βακτήριον - палочка) – одноклеточные организмы2. Известно около 3000 видов бактерий.
Жизнедеятельность бактерий
Бактерии имеют три формы (Приложение 2): шарообразную, палочкообразную и изогнутую или извитую. Большинство микробов дышат воздухом - это аэробы. Для других воздух вреден - это анаэробы. Микробы делят на патогенные (болезнетворные) и непатогенные. Возбудителями большинства инфекционных заболеваний являются – бактерии. В окружающей нас среде: воздухе, почве, воде - находится множество микроорганизмов, откуда они попадают на предметы, одежду, на руки, в пищу, в рот, кишечник.¹
Как и всякие живые существа, микроорганизмы питаются и размножаются. Для развития микробов хорошей питательной средой являются продукты, содержащие много воды - молоко, бульоны, мясо, рыба и т.д. Кроме питательной среды, необходима благоприятная температура (37-40 градусов). Попадая в благоприятные условия, микробы начинают быстро размножаться путем деления. При температуре свыше 50 градусов большинство бактерий погибает.
Я рассмотрел картинки с изображением разных микробов. У некоторых есть хвостики, которые называют жгутиками. Жгутики вращаются, как пропеллер самолета, и микроб движется. Но у большинства микробов таких жгутиков нет. В жидкости они просто слегка подпрыгивают – как мячик, который мы бьем ладошкой об пол. Там, где сухо, их переносит воздух (ветер). На Земле их бессчетное количество. В течение дня мы беремся руками за множество предметов, поселяя микробы, находящиеся на них, на свои руки.
Практическая часть
Исследование патогенных бактерий
Получив информацию о том, что бактерии бывают вредными и полезными, мне стало интересно на них посмотреть. Для этого мама предложила мне провести эксперимент (Приложение 3).
Для того чтобы создать питательную среду для размножения бактерий, мы с мамой взяли кастрюлю, поставили ее на плиту, налили стакан воды и довели до кипения. Добавили в воду бульонный кубик и пачку желатина. Прокипятили эту смесь в течение 30 минут. Сняли кастрюльку с огня и дали ей немного остыть.
Затем разлили полученную смесь в 3 емкости, предварительно стерилизованные, и оставили остывать на несколько часов. Когда смесь застыла, я потрогал первую емкость пальцем своей руки, после этого я помыл руки с мылом и потрогал пальцем вторую емкость.
В третью емкость я занес бактерии с денежной купюры, поводив пальцем по ней и затем потрогав смесь в третьей емкости. Все емкости мама подписала, плотно закрыла крышками и положила каждую емкость в пакет, чтобы исключить попадание бактерий из воздуха. Мы оставили их при комнатной температуре на несколько дней.
Через 4 дня в одной емкости появились мелкие белые точки, в той, которая заселена бактериями с денежной купюры. В двух других емкостях изменений пока не было.
Через 6 дней в первой емкости выросла колония бактерий, покрытая плесенью, во второй емкости были еле заметны белые точки – начало роста бактерий, в третьей емкости колония бактерий выросла сильно, гораздо больше, чем в первой емкости, и также покрыта плесенью, что говорит о том, что на денежной купюре бактерий гораздо больше.
Через 8 дней колонии бактерий во всех трех емкостях значительно увеличились, их покрывала плесень, и шел неприятный запах.
День 8. Емкость с бактериями с пальцев рук. Колония бактерий черного цвета и сверху выросла плесень. На фото 2 очага колоний, на одной плесени больше, на другой плесень только начинает покрывать колонию бактерий.
День 8. Емкость с бактериями после мытья рук с мылом. На ней виден рост колонии бактерий, но на нем нет плесени. И сама колония меньше, чем в первой емкости.
День 8. Емкость с бактериями с денежной купюры. На фото три колонии бактерий, покрытые плесенью, две из них черного цвета и одна – зеленого. Колонии заметно больше, чем в остальных емкостях.
Из проведенного опыта видно, что во всех трех емкостях есть колонии бактерий, во второй емкости их меньше всего. Можно сделать вывод, что на наших руках и на денежной купюре обитают бактерии, но на купюре их больше, различная окраска колоний бактерий позволяет отметить, что они принадлежат к разным видам.
Также помимо бактерий на наших руках и на денежной купюре присутствуют плесневые грибы. Мыло убило большую часть бактерий и плесневых грибов, а значит, является хорошим дезинфицирующим средством.
Исследование полезных бактерий
Для того чтобы изучить свойства полезных бактерий, мы с мамой решили исследовать кисломолочные продукты. Всем известно, что для того, чтобы приготовить кефир, нужно в молоко добавить полезные бактерии – бифидобактерии, лактобактерии.
Для проведения эксперимента мама купила в аптеке ампулу с бифидобактериями. Затем мы взяли пол литра молока, нагрели его до 40 градусов, в ампулу с бифидобактериями добавили немного молока, хорошо размешали и вылил раствор в теплое молоко. Эту смесь я поместил в термос на 12 часов. В результате получилась сыворотка для приготовления кефира, по запаху она напоминала кислое молоко (Приложение 4).
Для приготовления кефира мы с мамой нагрели пол литра молока до 40 градусов и я добавил 2 чайные ложки сыворотки, после чего поместил в термос, хорошо взболтал и оставил на 12 часов. Через 12 часов молоко загустело, от него исходил приятный кисломолочный запах, у нас получился кефир. На вкус он был кислый, но приятный, консистенция была густая и с комочками.
Итак, на этом опыте мы убедились, что с помощью полезных бактерий можно приготовить вкусный кефир. А что будет, если в молоко добавить гнилостные бактерии? Это мы решили проверить на другом опыте. Для этого я поместил теплое молоко в термос и капнул туда жидкость из гнилого яблока, затем оставил термос на 12 часов.
Через 12 часов я проверил, от молока исходил неприятный кислый запах, а еще через 12 часов запах был очень сильный и противный. Это значит, что гнилостные бактерии развились и испортили молоко. Можно ли предотвратить порчу молока?
Мама прочитала в энциклопедии, что если в молоко вместе с гнилостными бактериями добавить кисломолочные бактерии, то развитие кисломолочных бактерий обеспечивает образование в молоке молочной кислоты, которая подавляет развитие гнилостных бактерий. Мы решили проверить это на опыте.
Для этого я поместил теплое молоко в термос и добавил туда гнилостные бактерии из яблока и чайную ложку сыворотки из бифидобактерий. Оставил термос на 12 часов. Через 12 часов проверил, по виду содержимое термоса напоминало кефир, от него исходил приятный запах.
Значит, кисломолочные бактерии подавили рост гнилостных бактерий. Точно также кисломолочные бактерии работают в нашем кишечнике, они эффективно борются с патогенными бактериями.
Анализ кисломолочных продуктов на содержание молочнокислых бактерий.
По телевизору мы постоянно слышим рекламу о фантастически полезных свойствах кисломолочных продуктов. Я собрал небольшую коллекцию упаковок кисломолочных продуктов (Приложение 5). С мамой мы изучили упаковки данных продуктов, и выяснили, что все они содержат молочнокислые микроорганизмы в количестве 10*7 КОЕ на 1 грамм. (КОЕ- колония-образующая единица). То есть если произвести посев данного кисломолочного продукта на питательную среду, из определенного объема продукта вырастет указанное число колоний микроорганизмов.
Появляется вопрос «А как же определить присутствуют ли на самом деле в этих продуктах молочнокислые бактерии или это только рекламный ход производителя?»
Есть несколько способов определения этих бактерий в продукте.
1. Использование электронного микроскопа.
2. Применение химического раствора, например, бромтимолового синего водного раствора.
Использование же химического раствора бромтимолового синего водного покажет наличие молочнокислых бактерий окрашиванием продукта в желтый цвет, причем интенсивность цвета напрямую зависит от количества микроорганизмов. По истечению срока годности продукта окрашивания почти не происходит, это говорит о том, что очень долго настоящие полезные кисломолочные продукты храниться не могут. Следовательно, в магазине предпочтение стоит отдавать продуктам с коротким сроком годности, а лучше сделать дома самим более полезный продукт.
Анкетирование «Что мои друзья знают о бактериях?»
После того, как я познакомился с информацией о бактериях и провел собственное мини - исследование, мне стало интересно узнать, насколько мои друзья, владеют этой информацией. С этой целью мы с мамой составили анкету для опроса друзей. Были опрошены 12 детей в возрасте от 8 до 10 лет (Приложение 6).
В результате анкетирования было выяснено, что не все кисломолочные продукты пользуются популярностью. В основном ребята предпочитают йогурты, не потому что полезно, а просто потому что вкусно. Но на вопрос читаете описание продукта или нет, большинство ребят не читают. Оказалось, что почти все не знают, о существовании полезных бактерий в кисломолочных продуктах.
Таким образом, выяснилось, что мои друзья употребляют кисломолочные продукты и наиболее популярными являются йогурты потому, что нравится их вкус.
Выводы
В моих собственных наблюдениях за бактериями я пришел к следующим выводам. Бактерии действительно очень маленькие, и их не так просто увидеть. Для того чтобы увидеть патогенных бактерий, потребуется электронное оборудование. Бактерии прозрачны, поэтому требуется специальное окрашивание изучаемых образцов. Можно увидеть бактерий там, где есть хорошие условия для их питания и размножения - остатки пищи, разлагающиеся отходы (вода из лужи, аквариумная вода, кефир). Считаю, что я достиг поставленной цели своей работы и изучил роль бактерий в жизни человека. В ходе исследования мы с братом сделали макеты бактерий из пластилина(Приложение 8), просмотрели научные фильмы. С мамой мы сделали лэпбук «Бактерии», в котором можно найти много интересной и полезной информации о строении клетки бактерии, о влиянии бактерий на жизнь человека, о способах дыхания, движения и размножения бактерий (Приложение 9). Так же я привлек внимание друзей к соблюдению правил личной гигиены, профилактике инфекций в повседневной жизни.
Заключение
Что можно исследовать дальше? Для настоящего исследователя завершение одной работы - это не просто окончание исследования, это начало работы следующей.
Поэтому, я хочу продолжить работу в этом направлении в дальнейшем и наметить, что и как я могу сделать по этой теме. Когда у нас в школе начнутся уроки биологии, мне было бы любопытно изучить бактерии под микроскопом. Особенно меня интересует тема «Болезнетворные бактерии». Я хотел бы ее изучить более подробно, так как бактериальные заболевания до сих пор являются одними из самых частых заболеваний.
В заключении хочется сказать словами из одного стихотворения: «Нужно, друзья, за здоровьем следить. И потому полагается мыть фрукты и овощи перед едой чисто и тщательно тёплой водой. Чтоб не тревожить врачей, докторов, смоешь микробы - и будешь здоров! Мытое яблоко ярче блестит, да и живот от него не болит.» (Г.П. Шалаева, О.М. Журавлёва)
Список используемой литературы:
1. С.А.Павлович «Микробиология с микробиологическими исследованиями». Учебное пособие. Минск: Высш.шк., 2009.-502с.
2. Л.В.Речиц «Санитарная биология». Учебное издание. Гомель. Высш. шк., 2009.-320с.
3. А Ликум «Всё обо всём». 2008г.
4. Энциклопедии: БСЭ, Кругосвет.
5. Журнал «Новейшие технологии». 2009г.
6. А. Железняк энциклопедия «Космонавтика». 2007г.
7. Научно - публицистический журнал «Новости космонавтики»
8.С.Н.Плерников, А.Б.Корзяк «Удивительное рядом». Познавательная энциклопедия. 2005г.
9. http://ru.wikipedia.org/
10. http://sbio.info/page.php?id=10531/
11. http://www.eurolab.ua/anatomy/272/
Приложение 1
Луи Пастер
Приложение 2
Приложение 3
«Исследование патогенных бактерий»
Приложение 4
«Исследование полезных бактерий»
Приложение 5
«Анализ кисломолочных продуктов
на содержание молочнокислых бактерий»
Приложение 6
«Анкетирование»
Анкета
1. Используете ли вы кисломолочные продукты в пищу?
-Да
-Нет
2. Если да, то почему?
-Вкусно
-Полезно
-Доступно
3. Какие кисломолочные продукты вы предпочитаете? Почему?
4. Читаете ли вы описание данного кисломолочного продукта на упаковке?
-Да
-Нет
5. Знаете ли вы о существовании полезных бактерий в кисломолочных продуктах?
-Да
-Нет
Приложение 7
«Диаграмма результатов тестирования»
Приложение 8
Макеты бактерий из пластилина
Приложение 9
Лэпбук «Бактерии»
1С.А.Павлович «Микробиология с микробиологическими исследованиями». Учебное пособие. Минск: Высш.шк., 2009.-502с.
2http://ru.wikipedia.org/