XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Витамины и витаминная недостаточность

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Филиппов Е.А. 1

---

1МАОУ Лицей №97

Саблина А.В. 1

---

1МАОУ Лицей №97

Работа в формате PDF

705.9 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Все хотят быть здоровыми. Здоровье — это богатство, которое нельзя купить. Люди сами укрепляют или разрушают то, что им дано природой. Одним из важнейших элементов в этой творческой или разрушительной работе является питание. Все знают мудрую поговорку: «Человек есть то, что он ест».

Пища, которую мы едим, содержит различные вещества, необходимые для нормального функционирования всех систем, витамины являются незаменимыми, жизненно важными компонентами питания. Витамины являются компонентом ферментов, которые вызывают различные реакции, способствуют поддержанию защитных сил организма, повышают сопротивляемость организма различным факторам окружающей среды и помогают ему адаптироваться к все более ухудшающимся условиям окружающей среды. Витамины играют важнейшую роль в поддержании иммунитета. Но и растениям тоже нужны витамины. Они также болеют и нуждаются в микроэлементах. Покупаем аскорбинку ребенку? Нельзя забывать про своих зеленых друзей. Подкормки из микроэлементов стимулирует рост растений, оказывает общеукрепляющее действие, помогает синтезировать хлорофилл.

Тип проекта: исследовательский

Цель: Опытным путём установить, как влияют различные условия на прорастание и развитие семени гороха.

Задачи: 1. Собрать информацию об образовании и сохранении витаминов в растениях и растительных продуктах.

2. Провести собственный эксперимент по проращиванию семян гороха в домашних условиях при разных условиях содержания.

3. Узнать из литературных источников о влиянии воды, тепла, света и воздуха (кислорода) на прорастание семян .

4. Опытным путём определить влияние этих факторов при проращивании семян. При выполнении исследования применить следующие методы: изучение и анализ литературы, эксперимент, наблюдение, сравнение, обобщение. Для проведения опыта по проращиванию семян мной были выбраны семена овощного гороха.

Гипотеза исследования: семена гороха быстрее прорастают с цедрой цитрусовых растений(Витамин С ускоряет процесс проращивания семян гороха)

Объект исследования: горох сорта «Детский сахарный»

Предмет исследования: витамин С

Продукт проекта: исследование и презентация

Теоретическая часть

1.1. Что такое витамины

Витамины – жизненно важные вещества, необходимые организму для поддержания многих его функций. Биологическое действие витаминов в организме человека заключается в активном участии этих веществ в обменных процессах. В обмене белков, жиров и углеводов витамины принимают участие либо непосредственно, либо входя в состав сложных ферментных систем. Витамины способствуют нормальному росту клеток и развитию всего организма. Витамины - это группа низкомолекулярных органических соединений простой структуры и разнообразной химической природы, которая абсолютно необходима для человеческого организма. Витамины встречаются в очень малых количествах в продуктах питания и поэтому относятся к микроэлементам.[2]

1.2. Витамины в жизни растений

Как известно, во всех живых организмах есть биологические катализаторы — ферменты, ничтожно малые количества, которых в сотни и тысячи раз ускоряют бесчисленные биохимические реакции. В отсутствии ферментов многие жизненно необходимые реакции или вообще не могли бы идти, или протекали бы так медленно. Можно смело сказать, что без ферментов не было бы жизни. Активной группой многих ферментов оказываются- витамины. [1]

Витамин B₁ в составе фермента, необходимого для превращений углеводов. Витамины C, PP входя в состав соответствующих ферментов, принимают непосредственное участие в процессе дыхания. В процессе фотосинтеза в зеленых частях растения из углекислого газа и воды на свету образуются органические вещества. Витамин C также защищает зеленый пигмент от окисления. Витамин С совместно с витамином K участвует в сложных синтетических реакциях. В этих процессах принимают участие витамины B₆, РР, биотин и другие. При отсутствии или недостатке витамина B₁ задерживается образование фермента, и весь углеводный обмен в организме нарушается. Это выражается в торможении ростовых процессов.

Провитамин A - каротин: он всегда сопутствует хлорофиллу, всегда есть в хлорофилловых зернах. Сейчас известно, что каротин наряду с хлорофиллом участвует в поглощении энергии света. Кроме того, он предохраняет хлорофилл от разрушения.

Огромна роль витаминов и в дыхании. 30 лет назад был впервые найден фермент, принимающий непосредственное участие в дыхании. Изучение химической природы этого фермента показало, что в его состав входит соединение витамина B₂ с фосфорной кислотой. Позднее были изучены другие ферментные системы, в которых витамин B₂ выполняет окислительно-восстановительные функции. Стало ясно, что ни одна живая клетка не может существовать, если в ней отсутствует витамин B₂. Ибо там, где есть жизнь, должно быть дыхание, а там, где есть дыхание, должны быть ферментные системы, осуществляющие окислительные реакции. Не случайно, поэтому, что при прорастании семян имеет место энергичное образование витаминов. Ведь энергия дыхания прорастающих семян очень высока.[6]

1.3. Накопление витамина С в растениях.

Большее или меньшее содержание витаминов зависит не только от видовых особенностей и возрастных изменений у растений, но и от условий их выращивания. Еще в 30-х годах было установлено, что на Севере растения богаче витамином C. Так, в плодах шиповника, произрастающих на европейском севере, было примерно 500 мг витамина С на килограмм сухого веса, а в более южных районах — только 300 мг/кг. Повышенное содержание этого витамина наблюдается и у растений, обитающих в горах. Это подтверждается специально поставленными опытами. В проростках гороха и пшеницы, культивируемых при температуре +6°, накапливается этого витамина значительно больше, чем в таких же проростках, выращиваемых при +25°. Можно думать, что низкие температуры способствуют образованию витамина C. Очевидно, накопление аскорбиновой кислоты каким-то образом связано с устойчивостью растения к холоду.

При относительно низких температурах витамин C образуется более энергично. Чем выше температура, тем меньше интенсивность его синтеза. При сравнительно высоких температурах идет и более энергичное разрушение этого витамина. Так, листовая и кочанная капуста при температуре 0° теряет 40% аскорбиновой кислоты за 3 недели хранения; при 10° это же количество витамина теряется за 4 дня, а при 21° — за один день. Однако в некоторых плодах, хранящихся при пониженной температуре, наблюдается не разрушение, а даже накопление аскорбиновой кислоты. По данным в условиях холодного хранения плодов содержание витамина С повысилось: в мандаринах — с 455 до 517 мг/кг, в апельсинах — с 633 до 697, в лимонах — с 501 до 626 мг/кг. Значит, в этих снятых с деревьев плодах при низкой температуре продолжается синтез аскорбиновой кислоты.[3]

Повышение содержания аскорбиновой кислоты в растениях, произрастающих при пониженных температурах, имеет огромное биологическое значение, так как позволяет организму противостоять вредному действию низких температур. В отличие от аскорбиновой кислоты содержание других витаминов в растениях при пониженной температуре уменьшается. Например, для наибольшего накопления витамин А в корнях моркови и свеклы необходима температура 15—20°. Достаточно высокие температуры нужны и для биосинтеза витамина B₂ у растений и у микроорганизмов.

Свет также оказывает влияние на синтез витамина C. Как и каротин, аскорбиновая кислота может образоваться при недостатке света и даже в темноте, но при хорошем освещении растений ее накапливается в тканях значительно больше. Давно было установлено, что в годы с небольшим количеством солнечных дней содержание витамина C в плодах уменьшается. Еще ярче это проявляется в овощах, выращенных в условиях теплиц. Интересно, что содержание витамина C в растениях закономерно меняется и в течение суток: ночью аскорбиновой кислоты в листьях оказывается мало, на рассвете ее концентрация увеличивается, а в дневные часы достигает максимума.

Положительное действие света на образование витамина C состоит в первую очередь в том, что образуется больше сахаров, необходимых для его биосинтеза. Возможно также, что свет активирует ферменты, принимающие участие в синтезе аскорбиновой кислоты. Это подтверждает, например, такой факт: если культивировать изолированные, лишенные хлорофилла корни на искусственной среде в темноте и параллельно такие же на свету, то содержание витамина C на свету оказывается много больше. Понятно, что в корнях фотосинтез отсутствует, и сахара здесь вновь не образуются. Значит, влияние света осуществляется через активирование ферментов. Итак, температура, влага и свет — факторы, которыми можно влиять на витаминонакопление в растениях. В той мере, в какой эти факторы поддаются регулированию, мы можем регулировать и синтез витаминов.[5]

1.4. Витаминная недостаточность растений и ее коррекция

Есть методы воздействия, которыми тоже можно стимулировать образование витаминов в растениях. Это в первую очередь, конечно, воздействие через минеральное питание. При этом корни растения являются не только поставщиками минеральных элементов из почвы, но и сами, как мы говорили выше, участвуют в синтезе витаминов. Наиболее полно изучено влияние минеральных удобрений на накопление опять-таки витамина А. Выяснено, что азотные удобрения заметно увеличивают содержание каротина в зеленой массе и в корнях. Особенно же хороший результат получается при сочетании этого удобрения с внесением калия, фосфора и некоторых микроэлементов. Но повышенные дозы азотных удобрений приводят к уменьшению в растениях витамина C. Наибольшее накопление этого витамина получается при внесении полного удобрения (азот, фосфор, калий). Так, например, при недостатке азота в питательной среде нередко снижается содержание в растениях биотина и пантотеновой кислоты. В листьях лука и салата при этом снижается содержание витаминов B₁ и B₆. Недостаток фосфора и серы приводит к уменьшению в растении витамина РР, биотина и фолиевой кислоты.[1] Многие опыты показывают, что подкормка растений бором, марганцем и другими микроэлементами стимулирует накопление витамина C₁ в листьях и плодах. Марганец при этом активирует фермент, который принимает участие в образовании витамина С. Соединения меди нужны для нормального образования витаминов C. Кобальт необходим для образования витамина B₁₂, так как он входит в состав этого витамина. Естественно, что обеспечение организма кобальтом заметно усиливает образование витамина B₁₂.На «витаминный баланс» растения могут влиять и различные факторы искусственного вмешательства в процессы обмена веществ. Уже получены положительные результаты, указывающие на возможность усиливать и тормозить с их помощью ростовые процессы. Выяснено, например, что под воздействием рентгеновских лучей молекула витамина B₁ распадается. При низких дозах облучения идет заметное накопление витаминов, т. е. усиливается их синтез. Оказалось, что при облучении дрожжей лучами Рентгена можно заставить их «выдавать» повышенные дозы витамина Д. Изучение витаминного обмена при химических воздействиях может предупредить практиков от получения урожаев с низким содержанием витаминов.

1.5. Цедра как удобрение для растений

В цедре содержится много витамина C который улучшает рост растения. Из жирорастворимых витаминов в цедре апельсина присутствуют A и E. Из водорастворимых — витамины C, B1, B2, B3 (PP), B5, B6 и B9.Витамин C очень важен весной в начале цикла жизни растения, что бы получить витамин C из цедры есть несколько способов, но я расскажу про самый действенные. [2]

Чтобы приготовить удобрение из цитрусовых, их кожуру необходимо измельчить, наполнить примерно на треть литровую банку и залить доверху кипятком. Настояв такое «цитрусовое» удобрение на протяжении суток, вынимаем корки, воду в банке опять доводим по объему до литра, добавив чистой воды, и поливаем наши растения или семена.

Я считаю то, что 1 способ более действенный т. к. его можно осуществить быстрее и в домашних условий.

Глава 2.Практическая часть

2.1 Проведение эксперимента по проращиванию

2 образцов семян овощного гороха сорта «Детский сахарный» в домашних условиях с разными условиями содержания.

Мой эксперимент заключался в том, чтобы семена гороха разделить на 2 образца и с целью их прорастания один из образцов замочить в простой воде, а второй обрабатывать цитрусовым отваром. За недельный период наблюдения мной сделаны ряд фотографий, которые доказывают мои выводы по проделанной работе. Также представлена презентация.

Для начала я нарезал цедру и залил её водой, на следующий день через 24 часа я получил воду насыщенную витаминами группы B и витамином С.

Я разделил семена гороха на 2 образца. Образец №1 гороха был замочен в салфетке пропитанной простой водой, образец №2 гороха я обработал цитрусовой водой и также замочил их в салфетке пропитанной водой с содержанием цедры. (Приложение 1 фото 1)

Стоит утверждать, что оба образца гороха содержались в одинаковых температурных и световых условиях. Наблюдение за прорастанием семян я вел ежедневно в течение 7 дней и документировал все малейшие изменения.

На3 сут. Появились первые изменения:

1.Семена набухли, увеличились в размере.

2.Стала заметна семенная кожура, а также под лупой стало возможным рассмотреть зачаток зародышевого корешка.(Приложение 1 фото 2)

сут.- изменений не наблюдалось.

На 7 сут. - разница между образцом №1 и образцом №2 оказалась колоссальной. Семенная кожура семян второго образца треснула и во всех появился корень, в то время как в первом образце ничего подобного не произошло.(Приложение 2 фото 3)

Таблица результатов

По данной таблице был составлен график(Приложение 2 график)

Заключение

Растительный мир — это гигантский биохимический комбинат, производящий крахмал, масла, древесину и белки, сахара, лекарства, органические кислоты и дубители и конечно витамины. [4]Но и сами растения нуждаются в микроэлементах и витаминах для полноценного роста и плодоношения. Желательно, чтобы прорастание семя в природе произошло быстро, так как при этом уменьшается угроза повреждения семян насекомыми, грибами или неблагоприятными условиями, а также поедания их птицами или грызунами. Мной было проведено 2 эксперимента.  Для каждого я брал контрольное и экспериментальное семя гороха.  Для контрольного семя предлагались все необходимые условия: наличие тепла и света,влаги. Для экспериментального семени убиралось одно условие-вода заменена на цитрусовый отвар, сделанный мной самостоятельно в домашних условиях. Опираясь на результаты проведенных исследований, мной сделали следующие

Выводы:

1. При прорастания семян необходима влага для набухания. Запас питательных веществ, находящихся в сухом семени, растворяется водой, зародыш семени может всасывать все необходимые питательные вещества только в жидком виде.

2. Чтобы прорастание семян гороха произошло быстро необходимо из вне добавлять водорастворимые микроэлементы в частности витамин С, что стимулирует более быстрый рост здоровых ростков.

3. Витамин С является водорастворимым витамином.

4. Я научился наблюдать, сравнивать, анализировать и делать выводы на основе эксперимента, а также изученной мной литературы. Проведя своё исследование, мой кругозор стал шире в области проращивания семян растения и его взаимодействия с окружающей средой.

Гипотеза исследования: семена гороха быстрее прорастают с цедрой цитрусовых растений(Витамин С ускоряет процесс проращивания семян гороха) подтвердилась.

Продукт проекта: исследование и презентация

Литература

А.А. Савченко, Е.Н. Анисимова, А.Г. Борисов, А.Е. Кондаков. Витамины как основа иммунометаболической терапии. — Красноярск.: КрасГМУ, 2015.

Т.С. Морозкина, А.Г. Мойсейнок. Витамины: Короткая рука для врачей и студентов медицины, фармации и биологии. — ООО «Асар», 2001 год.

Л.П. Никитина, Н.В. Соловьева. Клиническая витаминология. — Чита, 2008г.

В.А. Девятнин. Витамины. — М.: Пищепроиздат, 1949.

Кристофер Хоббс, Элсон Хаас. Витамины для дураков… М: Диалектика, 2006.

Биология. Большой справочник для школьников. М.: Дрофа, 1996.

Приложение

Приложение 1

Фото 1 День 1 Образцы семян

Фото 2 День 3 Образцы семян. 1 – контрольная группа 2- опытная группа

Приложение 2

Фото 3 День 7 Образцы семян. 1 – контрольная группа 2- опытная группа

График Результаты между двумя группами