XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Влияние фитонцидов комнатных растений на микрофлору воздуха

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Зубкова А.А. 1

---

1МАОУ "ООШ № 2"

Сергеева Т.А. 1

---

1МАОУ "ООШ № 2"

Работа в формате PDF

392.2 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Растения – постоянные спутники человека. Они так тесно вошли в нашу жизнь, что мы порой не замечаем, какую пользу получаем от них. Растения – это пища, многочисленные лекарственные средства, санитары воздуха.

Начало использования человеком растений в лечебных целях уходит в глубокую старину. Рассказы о растениях сопровождались таинственностью, а предлагаемые рецепты порой совершенно фантастичны по своему составу. В некоторых старинных рецептах фигурируют десятки компонентов растительного происхождения, обладающих бактерицидными свойствами. Эти рецепты основаны на народной мудрости и многовековом опыте. Целебные свойства растений были известны народам эпохи средневековья. До нас дошел замечательный «Сборник Святослава» /до 1073 года/, где описаны наиболее полезные лекарственные травы – зелья. В 1581 году была открыта первая аптека, которая ведала заготовкой лекарственных трав, а в 1620 был учрежден специальный аптекарский приказ, в обязанности которого входило наблюдение за аптечными огородами, где выращивали целебные растения, а также составление травников и поиски новых произрастаний лекарственных растений. В те далекие времена за ними снаряжались специальные экспедиции. В середине 12 века из Сибири в Москву пришла коллекция трав, многие присланные растения обладали лекарственными свойствами. Такие научные экспедиции за целебными растениями связаны с именем выдающегося ботаника и фармацевта И.И. Лепехина /1740 – 1802 г.г./. Он является автором ряда учебников по фитотерапии, им описаны свойства многих растений, которые многие ботаники того времени не могли объяснить [1].

В настоящее время о роли бактерицидных свойств растений достаточно много известно. Фитонциды – Греко – латинское слово: «фито» - растения, «цидо» - убивать. Эти вещества выделяются многими растениями в различном составе и количестве. Микроорганизмы, живущие в воздухе, весьма разнообразны. Количество микроорганизмов разных видов зависит от условий: света, влажности, температуры. [7]. Я решила выяснить с помощью каких комнатных растений мы можем повлиять на окружающее человека воздушное пространство и улучшить состав воздушной микрофлоры в помещении.

Актуальность и новизна работы в том, что, полученные в ходе практического исследования результаты по фитонцидной активности растений характеризуют уровень воздушной микрофлоры. Данные исследования помогут приумножить знания о фитонцидной активности различных комнатных растений, что имеет большое значение для санитарно-эпидемиологической оценки помещения.

Я надеюсь, что моя исследовательская работа будет полезна, и в дальнейшем, при озеленении будут использовать комнатные растения, способствующие эффективному обеззараживанию воздуха [2].

Цель исследования:изучить влияния фитонцидов различных комнатных растений на микрофлору воздуха.

Задачи исследования:

- освоить методы биологического эксперимента;

- провести сравнительный анализ количества колоний исследуемых объектов;

- сравнить фитонцидную активность различных комнатных растений;

- выявить растения, обладающие высоким фитонцидным действием;

- подобрать ассортимент комнатных растений, способствующий обеззараживанию воздуха, улучшающего самочувствие и работоспособность учащихся.

Гипотеза: комнатные растения оказывают влияние на уровень микрофлоры воздуха.

Методы исследования:

- эксперимент

- анализ литературы

- статистическая обработка результатов
Предмет исследования: фитонцидные свойства растений

Объект исследования: комнатные растения

Методика исследования[5]:
1. Для ведения эксперимента выбрали комнатные растения: хлорофитум, алоэ древовидное, бриофиллум, бегония крапчатая, нефролепис сердцелистный, пеларгония душистая, зигокатус, герань зональная, эчеверия сизая, толстянка, колеус гибридный, аспарагус, традесканция, руэллия, амариллис, бальзамин, аспидистра, сеткрезия пурпурная.

2. Подготовили стерильные чашечки Петри, питательную среду для посева микроорганизмов, стельные полиэтиленовые кольца для частей исследуемого растения.

3. Произвели посев микроорганизмов методом осаждения

4. Поместили в термостат исследуемые чашечки Петри на три дня.

5. Анализ полученных данных.

Экспериментальная часть работы проводилась методом осаждения микроорганизмов в стерильные чашечки Петри на питательную среду. В центр чашечки Петри помещаем стерильное полиэтиленовое кольцо. В кольцо вносим части исследуемого растения. Описание колоний микроорганизмов по показателям: форма, поверхность, количество, цвет. Повторность опыта трёхкратная [5].

II. Основная часть

История открытия фитонцидов

Термин фитонциды был введён в 1929 году биологом Б.П. Токиным.

Бориса Петровича Токина всегда интересовало, почему туберкулёзные больные поправлялись в кипарисовых рощах. Он обратил своё внимание на то, что помещенные в чашечку Петри инфузории, оказавшиеся рядом с луковой кашицей, все до одной погибли. Виной этому были вещества растительного происхождения, названные Токиным фитонцидами /проводившего такого рода работы в 1928 –1929 г.г./. Это они беспощадно расправлялись с инфузориями в опытах учёного и противостояли болезнетворным для растений микробам в природе. Токин Б.П. в течение пятидесяти лет занимался фитонцидными свойствами растений и интерес к ним растет с каждым годом [7].

Состав и свойства фитонцидов

Любой растительный организм в процессе своей жизнедеятельности вырабатывает вещества различной химической природы, в том числе и те, которые помогают в борьбе с болезнетворными микроорганизмами, способствуют выработке у растений иммунитета против различных заболеваний. Фитонциды защищают и человека от многих заболеваний, улучшают его самочувствие и работоспособность. Это вещества растительного происхождения, обладающие способностью тормозить развитие бактерий, простейших микроскопических грибов и даже убивать их[2].

Фитонцидная активность растений не одинакова в разные периоды жизни растительного организма. Она связана с развитием растения, физиологическим состоянием. Меняется в зависимости от погоды, времени суток и от того, что растет рядом. Большинство растений выделяют летучие фитонциды, способные оказать действие на растение. Однако, фитонцидными свойствами обладают и мало летучие, или вовсе нелетучие вещества, образующиеся в тканевых соках и протоплазме растительных клеток. Эти вещества выделяются как неповрежденными, так и механически разрушенными растительными тканями [3].

2. Практическая часть

Ход выполнения работы[6]. Практическая часть работы осуществлялась на базе клинико-диагностической лаборатории госпиталя при поддержке заведующей лабораторией Черновой В.В.:

В стерильные чашечки Петри по центру помещаем стерильное полиэтиленовое кольцо. Подготовленную питательную среду разливаем по чашечкам Петри №1-20. Для этого, приподняв с одной стороны крышку чашечки Петри наливаем горячий раствор питательной среды – мясопептонный агар /МПА/. Покачивая чашечку Петри, равномерно распределяем питательную среду по её дну.

После остывания и затвердевания МПА производим посев микроорганизмов методом осаждения. Для этого оставляем чашечки Петри открытыми в течение пяти минут. При этом микроорганизмы и споры, содержащиеся в воздухе, постепенно осаждаются на открытой стерильной поверхности среды. После посева микроорганизмов в кольцо чашечек №1-19 вносим части листовых пластинок исследуемых растений и закрываем чашечки Петри. Одну чашечку Петри №20 оставляем для контроля, в нее не помещаем кольцо с частями исследуемых растений.

Чашечки Петри №1-20 завертываем в бумагу и помещаем в термостат на три дня при температуре 23-27 градусов С. В термостате чашечки Петри держим крышками вниз, чтобы конденсирующая влага не смачивала посева. Через трое суток проводим подсчет выросших микроорганизмов, имея в виду, что одна клетка в благоприятных условиях дает начало одной колонии.

В основу методики, используемой при выполнении данной исследовательской работы положен метод осаждения микроорганизмов на питательной среде МПА [6]. (Приложение №1)

Результаты исследования

Рассчитаем количество микроорганизмов, находящихся в 10 литрах воздуха классной комнаты. При этом учитываем следующее: по приблизительным подсчетам /Омелянский В.Л./ на площади в 100 см в течение 5 минут оседает столько микроорганизмов и спор, сколько их содержится в 10 литрах воздуха[5].

Допустим, что каждая колония возникла из одной клетки или споры. Производим расчет:

в чашках Петри в среднем обнаружено по 24 колонии;

радиус чашечки Петри равен 5 сантиметров;

площадь чашечки Петри равна 3,14 X 25 см. = 78,5 см

Тогда если на площадь равную 78,5 см осядет 24 колонии микроорганизмов, то на площади равной 100 см содержится Х микроорганизмов. Таким образам, в 10 литрах воздуха содержится 30 микроорганизмов.

Описание колонии микроорганизмов выросших на питательной среде ведём по следующим показателям: форма; поверхность; количество; цвет [6]. (Приложение № 2)

Анализ полученных результатов

На основе анализа таблицы построили диаграмму. (Приложение № 3)

На основе подсчета выросших колоний микроорганизмов, определили, что

- среднее количество колоний микроорганизмов, осевших на питательную среду равно 24;

- в 10 литрах воздуха классной комнаты содержится 30 микроорганизмов;

- высокой фитонцидной активностью обладают объекты исследования растений на диаграмме №1-№12: алоэ древовидное, нефролепис серцелистный, хлорофитум, бегония крапчатая, бегония кленолистная, бриофиллум, толстянка, колеус гибридный, герань зональная, эчеверия сизая, пеларгония душистая, зигокактус., растения на диаграмме № 14-№19: традесканция, руэллия, амариллис, бальзамин, аспидистра, сеткреазия пурпурная – имеют низкую фитонцидную активность.

III. Выводы

1. В ходе исследования нами был освоен экспериментальный метод осаждения микроорганизмов на питательных средах МПА;

2. Проведён сравнительный анализ количества колоний исследуемых объектов;

3. Из исследуемых комнатных растений, было установлено, что наибольшей фитонцидной активностью обладают растения: алоэ древовидное, нефролепис серцелистный, хлорофитум, бегония крапчатая, бегония кленолистная, бриофиллум, толстянка, колеус гибридный, герань зональная, эчеверия сизая, пеларгония душистая, зигокактус. Эти растения являются наиболее активными производителями фитонцидов, их целесообразно выращивать в классных комнатах.

4. Небольшой фитонцидной активностью обладают аспарагусы. Среднее количество колоний в чашечках Петри с этими растениями равно 17-18, в то время как количество колоний в контрольной пробе /чашечка Петри №20/ равно 43.

5. Низкой фитонцидной активностью обладают: традесканция, руэллия, амариллис, бальзамин, аспидистра, сеткреазия пурпурная. Среднее количество колоний в чашечках Петри равно 36. Это значение количества колоний ненамного ниже контрольной пробы /43 колонии/.

Гипотеза подтверждена. Нам необходимо следить за микрофлорой воздушной среды своих жилых помещений, классных комнат.

Заключение

Для внутреннего озеленения помещений рекомендуем использовать, такие комнатные растения, как хлорофитумы, различные виды папоротников, растения семейства гераниевые. Эти растения обладают способностью продуцировать летучие фитонциды в достаточном количестве и бурно выделять их в окружающую среду.

Среди перспективных видов можно назвать растения семейства бегониевых. Они неприхотливы и обладают высокой фитонцидной активностью.

Результаты данных исследований могут быть использованы на уроках биологии по темам: «Экосистемы», «Основные экологические факторы и их влияние на организм».

IV. Список используемой литературы

1. Бетина В. Путешествие в страну микробов. Издательство «Мир« М. 1976г, –318 с

2. Васильева З.В., Кириллова Г.А. и другие. Лабораторные работы по микробиологии. М.: Просвещение, 1979. – 48с.

3. Гродзинский А.М. Проблемы биосферы и фитонциды. Киев: Наукова думка, 1975 г, - 67с.

4. Лукомская К.А., Аникеев В.В. Руководство по микробиологии. Л.: Просвещение, 1982. – 66с.

5.Омелянский В.Л. «Основы микробиологии», https://www.liderknig.ru/shop/antikvarnye-knigi/meditsina/omelyankskij-vl-osnovy-mikrobiologii/

6. Попов К.И. Методические рекомендации к выполнению лабораторных работ по физиологии растений с основами микробиологии; Тула-1980, - 32с.

7. Токин Б. П. Целебные яды растений, 3-е издание, Лениздат, 1980, -208с

8. Интернет – сайты: https://ru.wikipedia.org/wiki/

V. Приложения

Приложение № 1:Осаждение микроорганизмов на питательной среде.

Приложение № 2 Описание колоний микроорганизмов

Приложение№ 3:Диаграмма, отражающая различную фитонцидную активность комнатных растений на основе подсчета выросших колоний микроорганизмов

Алоэ древовидное. Количество колоний 12.

Нефролепис сердцелистный. Количество колоний 14.

Бегония крапчатая. Количество колоний 15.

Хлорофитум. Количество колоний 16.

Бегония клёнолистная. Количество колоний 17.

Бриофиллум. Количество колоний 18.

Зигокактус. Количество колоний 18.

Пеларгония душистая. Количество колоний 19.

Эчеверия сизая. Количество колоний 19.

Герань зональная. Количество колоний 19.

Толстянка. Количество колоний 20.

Колеус гибридный. Количество колоний 21.

Аспарагус / спаржа /. Количество колоний 29.

Традесканция. Количество колоний 30.

Руэллия. Количество колоний 32.

Амариллис. Количество колоний 35.

Бальзамин султанский. Количество колоний 36.

Аспидистра. Количество колоний 38.

Сеткреазия пурпурная. Количество колоний 45.

Контрольная проба. Количество колоний 43.