XVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Как свет влияет на дрожжи

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Агафонов Е.Н. 1

---

1МБОУ "Гимназия 1" г.Ангарск Иркутская область

Лукьяненко Е.В. 1

---

1МБОУ "Гимназия 1" г.Ангарск Иркутская область

Работа в формате PDF

2.8 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Свет исключительно важен как для человека, так и для большинства живых организмов на нашей планете. Благодаря ему мы хорошо ориентируемся в пространстве, различаем цвета, вовремя ложимся спать и просыпаемся. У растений под действием света происходит фотосинтез и образуется кислород, которым мы дышим.

А вот дрожжи, которые являются грибами, интересно, как относятся к освещению? Наверное, они тоже не любят свет, как лесные грибы, которые прячутся под опавшими листьями и хвоей? А может они по - разному относятся к разным источникам света? Сейчас среди садоводов популярны фитолампы, которые используют для подсветки весной рассады. Если такой источник света ускоряет рост растений, то может быть он увеличит скорость роста дрожжей?

Эта исследовательская работа поможет определить, как разные источники света влияют на силу дрожжей, которые имеют большое практическое значение в жизни человека. Хлеб – всему голова, а пышного хлеба не бывает без дрожжей.

Актуальность работы в том, чтобы получить необходимые знания об удивительных грибах – дрожжах, научиться при помощи света управлять их ростом, что поможет использованию их в повседневной жизни.

Цель работы: Определить, как разные источники освещения влияют на силу дрожжей.

Гипотеза исследования: Если источник света – фитолампа, то дрожжи быстрее растут.

Задачи:

Провести эксперимент, проанализировать данные, подтвердить или опровергнуть гипотезу исследования;

Узнать, что такое свет, источники света;

Познакомиться с удивительным миром грибов – дрожжами;

Дать рекомендации по хранению дрожжей.

Объект исследования: хлебопекарные дрожжи

Предмет исследования: влияние освещения на рост дрожжей

Методы исследования: эксперимент, наблюдение, сравнение

Основная часть.

Что такое свет?

Оптика – раздел физики, в котором изучаются явления, связанные со светом.

Свет – это электромагнитные волны, способные у человека вызывать зрительные ощущения.

Существование электромагнитных волн предсказал в 60е годы XIXвека английский учёный Джеймс Максвелл (приложение, рис.1). Он обнаружил, что их скорость совпадает со скоростью света. Через 15 лет Генрих Герц (приложение, рис.2) экспериментально подтвердил существование электромагнитных волн и определил их скорость: С=300000 км/с.

Все тела, от которых исходит свет, называются источниками света. Источники света бывают естественного происхождения и искусственные, созданные человеком. Солнце, звёзды, поток лавы, извергающийся из вулкана - все они имеют большую температуру, поэтому называются тепловыми естественными источниками света (приложение, рис.3).

Солнечный свет – это также электромагнитное излучение, которое называют ультрафиолетовым. Солнечные УФ – лучи дарят жизнь всему живому на нашей планете. Если в один момент исчезнут УФ –лучи, то сразу же остановятся процессы фотосинтеза, наступит страшный холод. Но в тоже время, воздействие ультрафиолетовых лучей настолько сильно, что не будь над нами озонового слоя, всё живое на Земле сгорело бы. За последние 30 лет озоновый слой стал заметно тоньше, а это значит, что мы подвергаемся всё более сильной атаке УФ- лучей.

Другую группу составляют люминесцирующие источники света (приложение, рис.4). Они излучают свет, но при этом остаются холодными. Это светлячки, которые живут на болоте, некоторые морские животные, например, медузы, глубоководные рыбы.

Солнце не обеспечивало потребности человека в свете, поэтому ещё первобытные люди применяли для освещения искусственные источники света (приложение, рис.5). До середины XIX такими источниками являлись горящий факел, пламя лучины, свечи, газовые горелки, керосиновые лампы.

В 70-х г. XIX века в России были изобретены электрические лампы накаливания. Изобретателем был Александр Николаевич Лодыгин. Он укрепил между двумя медными проводами угольный стержень и поместил его внутрь стеклянного баллона, из которого был откачан воздух. При прохождении электрического тока по стержню он раскалялся и начинал светится. Американский изобретатель Томас Эдисон заменил угольный стержень на вольфрамовую нить и в таком виде она используется сейчас. Лампы накаливания уходят в прошлое, т.к. больше греют, чем светят. Лишь 3-4% энергии электрического тока превращаются в свет, остальная энергия идёт на нагрев баллона лампы и воздуха вокруг него. Увеличить эффективность лампы накаливания можно повысив температуру нити. Для этого колбу заполняют газом под высоким давлением и получают галогенную лампу. Такие лампы используют в проекторах, в автомобильных фарах. Такие лампы излучают в виде света до 15% затраченной энергии.

Ещё более экономичными являются люминесцентные лампы или лампы дневного света, которые используются для освещения школ, офисов и других помещений. Внутренняя поверхность этих ламп покрыта специальным химическим составом – люминофором, а баллон такой лампы заполнен инертным газом и парами ртути. При прохождении по лампе электрического тока, пары ртути излучают ультрафиолетовый свет, который поглощается люминофором, и он начинается светится. Срок службы таких ламп в 20 раз больше, чем у ламп накаливания такой мощности.

Светодиодные или полупроводниковые лампы самые современные. Выпускаются лампы дающие, основные цвета: белый, красный. зелёный и т.д. Эти лампы ещё называют энергосберегающими. Срок их службы около 50000 часов. Среди этих ламп большую популярность получили фитолампы, которые используют садоводы для подсветки весной рассады. В городе вечером можно увидеть, как многие окна освещены красивым красно-розовым цветом. Мне стало интересно изучить влияние данных источников света на организмы.

1.2 Удивительные грибы - дрожжи.

Для получения данных о влиянии разных источников освещения на живые организмы, мы решили использовать обыкновенные дрожжи, которые есть в наличии в любом магазине. Наш выбор обосновантем, что это наиболее удобные для наблюдений микроорганизмы. Ещё хотелось бы отметить, что за последние 15 лет, Нобелевские премии в области медицины и физиологии дважды вручали исследователям дрожжей.

Дрожжи – это живые микроорганизмы, которые люди «одомашнили» много тысячелетий назад.

Тысячи лет люди использовали дрожжи для выпечки хлеба. Археологи нашли среди руин древнеегипетских городов жернова и пекарни, а также изображение пекарей и пивоваров. Предполагается, что египтяне к 1200 году до н.э. овладели технологией выпечки дрожжевого теста. Для начала сбраживания нового теста люди использовали остатки старого. В результате в различных хозяйствах столетиями происходил отбор дрожжей и образовались новые виды, не встречающиеся в природе.

Первым научные сведения о дрожжах, появились в 1689 году. Их обнаружил и зарисовал Антоний Ван Левенгук (приложение, рис.6), но он не распознал в них живых организмов. В 1857 году французский микробиолог Луи Пастер (приложение, рис.7) официально открыл дрожжи.

Дрожжи – это грибы. Но грибы необычные, не такие которые растут в лесу, а одноклеточные. Всего дрожжей насчитывается около 1500 видов. Русское слово «дрожжи» имеет общий корень со словами «дрожь». «дрожать». Английское слово «yeаst» (дрожжи. закваска) означает «пена, кипеть. выделять газ».

Дрожжи в природе встречаются на ягодах винограда или других плодах, на листьях, а также в почве, где они зимуют.

Дрожжи, которые «одомашнил» человек, бывают пивные, пекарские, кондитерские и кормовые. Все они помощники человека. Их используют в хлебопечении, виноделии, пивоварении, в изготовлении кисломолочных продуктов, сыров, кормов для животных. На дрожжах изучают эффект действия лекарственных препаратов, а также получают инсулин, который применяют для лечения сахарного диабета (приложение, рис.8).

Если взять немного дрожжей, развести их в тёплой воде с добавлением сахара и рассмотреть их под микроскопом (приложение, рис.9), то будет видно множество овальных или продолговатых клеток (приложение, рис.10). Внутри клеток заметны вакуоли, в которых хранятся запасные вещества. Клетки лежат по отдельности или соединены в цепочки. Цепочки образуются в результате размножения - почкования (приложение, рис.11).

Как и все живые организмы, дрожжи могут жить и развиваться в строго определённых условиях. Они очень чувствительны к температуре. Источником питания для них является сахар и крахмал, которые они преобразуют в спирт и углекислый газ. Для дыхания им нужен кислород. Дрожжи чувствительны к свету, поэтому их обычно помещают в тёмном месте.

Этот эксперимент поможет узнать какие источники света оказывают большее влияние на дрожжи и позволит дать практические советы по использованию дрожжей.

2. Экспериментальная часть.

2.1 Материалы и оборудование

В своей работе мы использовали следующие материалы и оборудование: 4 пачки сухих дрожжей, сахар, тёплая вода, 4 чашки Петри, 4 одинаковых стакана, светильник с лампой накаливания, светильник с красной светодиодной лампой (фитолампой), термометр, электронные весы, секундомер, фотоаппарат, фломастер, бумага.

2.2 Ход эксперимента

Мы взяли 4 упаковки сухих дрожжей, пронумеровали их. Масса каждой упаковки дрожжей 11 г.

Приготовили светильники в разных комнатах, при условии, чтобы не было других источников света.

В чашку Петри высыпали упаковку сухих дрожжей и поставили к фитолампе. Это образец №1.

Вторую упаковку поместили под настольную лампу с белым светом (лампа накаливания). Это образец №2

Образец №3 оставили в тёмном помещении, а образец №4 поместили на подоконник под воздействие прямых солнечных лучей.

Эксперимент длился 12 часов. Для образцов №1,2,3 ночью. А для №4 – солнечным днем.

Далее в 4 стакана налили по 100 мл воды, оптимальной температуры для дрожжей 30С. Температуру воды измеряли термометром.

Взвесили 4 образца сахара. Каждый по 5 грамм.

Растворили сахар в стаканах и добавили туда образцы дрожжей.

Засекли время и стали наблюдать, как быстро начнётся рост дрожжей.

Наблюдения фотографировали.

Полученные результаты занесли в таблицы. Использовали качественные критерии, такие как цвет, запах, изменение объёма. Таблица 1.

Таблица 1.

При сравнении результатов ещё мы использовали количественную характеристику – время подъёма дрожжевой массы. Таблица 2.

Таблица 2.

2.3 Анализ эксперимента.

Все образцы дрожжей находились в одинаковых условиях (объём посуды и воды, t воды, масса дрожжей и сахара), следовательно, можно утверждать, что результаты эксперимента достоверны.

Все образцы изменились в объёме, имеют одинаковый цвет и запах.

Образцы 1, 2,3 показали лучшие результаты по скорости роста дрожжей массы.

Образец 4 показал худший результат. Смесь поднималась дольше всех. Источником освещения были УФ солнечные лучи.

Проанализировав результаты, мы сделали выводы.

Выводы

Эксперимент показал, что дрожжи чувствительны к свету.

Солнце – естественный источник света. Его УФ лучи отрицательно влияют на рост дрожжей.

Остальные источники света – лампа накаливания, светодиодная лампа показали одинаковые результаты с образцом, который был в тёмном помещении. Значит эти источники света оказывают нейтральное влияние на рост дрожжей.

Моя гипотеза не подтвердилась. Фитолампа не оказала сильного влияния на рост дрожжей. Можно предположить, что «чудесное» действие этого света на растения - преувеличение.

Я понял, что дрожжи лучше хранить в тёмном помещении без прямого доступа солнечных лучей.

Заключение

При выполнении работы я справился со всеми поставленными задачами. Узнал, что дрожжи являются микроскопическими грибами. Они живые существа. Любят тепло, ещё они сладкоежки. Про это я узнал, когда мы с мамой пекли булочки для гамбургеров.

Проведя эксперимент по влиянию разных источников освещения на рост дрожжей, я понял, что при помощи света можно управлять процессами жизнедеятельности дрожжей. Так, если дрожжевую массу освещать УФ солнечным светом или специальной УФ лампой, то можно замедлить рост дрожжей. Теперь я знаю, что тесто не надо ставить на свет, оно плохо поднимется. Ещё его надо закрывать полотенцем или крышкой. А вот если болезнетворные грибки-дрожжи поселятся на коже, то солнечные лучи для них буду губительны.

В дальнейшем я продолжу работу исследовательскую работу с дрожжами. Хочу через специальную камеру к микроскопу снять видео о росте дрожжей и образовании их многоклеточных колоний.

Список источников информации

Перельман Я.И. Занимательная физика. –М.: АСТ, 2018. – 352 с.

Пёрышкин, А.В. Физика. 8 кл.: учеб.для общеобразоват.учреждений/ А.В.Пёрышкин. -_М.:Дрофа, 2013. – 237 с.

Энциклопедия для детей 16 том. Физика часть1. Биографии физики. Путешествие в глубь материи. Механическая картина мира /Главный редактор В.А. Володин. – М.: Аванта +,2000. – 48 с ил.

Энциклопедия для детей 2 том. Биология. /Главный редактор С.Т.Исмаилова. – М.: Аванта +,2008. – 589 с.

Детская энциклопедия Кирилла и Мефодия 2008. Современная мультимедийная энциклопедия. (СД – ROM).

Приложение

Рис.1 Рис.2

Джеймс Максвелл Генрих Герц

Рис.3

Тепловые естественные источники света

Рис.4

Люминесцирующие естественные источники света

Рис.5

Искусственные источники света

Рис.6 Рис.7

Антоний Ван Левенгук Луи Пастер

Рис.8

Дрожжи – помощники человека

Рис.9

Рис.10

Дрожжи под микроскопом

Рис.11