XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Фитонцидные свойства фикуса Бенджамина

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Эльгарова К.К. 1

---

1ГБОУ Школа 1538

Федоськина Е.А. 1

---

1ГБОУ Школа 1538

Работа в формате PDF

1.2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Проблема: актуальность данной темы обусловлена многими факторами, и в первую очередь длительностью пребывания учащихся в закрытых помещениях, что влияет на микрофлору воздуха и здоровье учащихся. Решение данной проблемы заключается в изучении и применении естественных биологических помощников - комнатных растений с активными фитонцидными свойствами, а также в привлечении внимания населения к вопросу о возможности использования зеленых растений в качестве санитаров воздушной среды жилищ.

Цель: изучить влияние фитонцидов фикуса Бенджамина на простейшие организмы и различные санитарно-гигиенические свойства комнатных растений, влияющие на экологическую обстановку жилых помещений.

Задачи:

изучить материал о фитонцидности растения

определить степень фитонцидности растения по его влиянию на микроорганизмы

выяснить какие санитарно-гигиенические свойства комнатных растений способствуют улучшению экологического состояния жилища

экспериментально исследовать фитонцидные свойства комнатных растений

научиться применять исследовательские методики на практике

составить рекомендации по использованию комнатных растений в озеленении жилых помещений

Гипотеза: Фитонциды подавляют рост и развитие бактерий, поэтому их можно использовать в целях профилактики бактериальных инфекций.

Методы исследования:

Теоретический

Экспериментальный

Объект исследования: некоторые виды комнатных растений; культура простейших организмов (инфузорий).

Предмет исследования:

влияние тканевых соков и летучих фракций разных видов комнатных растений на культуру инфузорий;

влияние различных санитарно-гигиенических свойств комнатных растений на экологическую обстановку жилых помещений.

1.Теоретическая часть

1.1.Общие сведения о фитонцидах.

Фитонциды - вещества, содержащиеся в высших растениях, губительно действующие на болезнетворные бактерии, низшие грибы и простейшие организмы. Фитонциды являются одним из факторов иммунитета растений. Они выделяются ими в виде летучих веществ и содержатся в тканевых соках. Фитонциды обеспечивают защиту растений от вредных для них микроорганизмов, защищая также от болезнетворных микробов человека и животных. Являясь для последних физиологически активными веществами, фитонциды играют важную роль в обмене веществ их организма, в стимуляции его защитных сил. Таким образом, очевидно, как велико значение фитонцидов для растительного и животного мира.

История открытия фитонцидов

В 1928 г. студент Московского университета, Борис Токин наблюдал под микроскопом интересную картину: когда он на предметное стекло наносил кашицу из растертого чеснока, а рядом - капельку воды, в которой плавали инфузории, то в течение нескольких минут эти простейшие организмы погибали. Он провел опыты с другими растениями и убедился, что многие из них, как и чеснок, способны на расстоянии угнетать бактерии. Это явление Токин объяснил тем, что многие растения в целях самозащиты выделяют специальные летучие противомикробные вещества.

Дальнейшие опыты показали, что летучие фракции - лишь первая линия химической обороны растения, а вторая, более мощная - тканевые соки. Так, смешивание тканевого сока лука, чеснока или хрена с суспензией бактерий вызывало быструю, нередко мгновенную гибель последних.

Образуемые растениями биологически активные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие бактерий, грибов и простейших, Борис Токин назвал фитонцидами (от греч. phyton – растение и лат. caedo – убиваю).

1.2. «Фитонцидность» и воздействие летучих выделений на человека.

Фитонцидность - это способность растений выделять биологически активные летучие вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие микроорганизмов. Фитонциды играют важную роль в иммунитете растений и во взаимоотношениях организмов в биологических сообществах. Фитонцидная активность присуща всем растениям. В обычных природных условиях они постоянно выделяют биологически активные вещества в окружающую их среду: атмосферу, почву, воду. Фитонциды регулируют состав микрофлоры воздуха и его физико-химические свойства, способствуют оседанию пылевых частиц, уменьшают статическое электричество, что особенно важно в помещениях с большим количеством оргтехники.

Они придают воздуху свежесть, и даже аромат, что способствует нормализации и улучшению эмоционального состояния человека. Однако интенсивность воздействия выделяемых веществ различна.

Различают летучие и нелетучие фракции фитонцидов.

Летучие фракции выделяются наземными частями растений в воздух, подземными частями – в почву, а водными растениями – в воду.

Нелетучие фракции находятся во внутритканевом соке растений (например, всем известные фитонциды в клетках лука и чеснока).

Механизм действия летучих фитонцидов заключается в том, что они вызывают различные изменения микробной клетки: подавляют дыхание, растворяют и разрушают поверхностные слои и составные части протоплазмы (ферменты), что приводит к нарушению внутриклеточного метаболизма и гибели бактерий. Фитонциды не позволяют микроорганизмам создать собственные механизмы защиты. Существенно, что при этом не происходит изменений генетического аппарата микроорганизмов, т.е. фитонциды не обладают мутагенными свойствами. Следовательно, широкое использование растительных выделений не способствует появлению видоизмененных, устойчивых форм бактерий. Выделение летучих фитонцидов растениями определяется многими факторами: возрастом, физиологическим состоянием, условиями выращивания.

1.3. Фитонцидотерапия

Фитонциды, благодаря своей разнообразной химической природе и наличию биологической активности, могут оказывать разностороннее воздействие на организм человека и животных. Изучение этих свойств, привело к тому, что в медицине появилось новое направление – фитонцидотерапия. Академик Н.Г.Холодный в своей книге «Биологическое значение летучих органических веществ, выделяемых растениями» предложил назвать фитонциды атмосферными витаминами, учитывая их высокое физиологически благоприятное воздействие на дыхание человека. Он говорил: «Летучие вещества усваиваются в легких, подобно тому, как нелетучие вещества усваиваются в желудке». В ходе исследований ученые выяснили, что общее число микроорганизмов в воздухе помещений под действием фитонцидов растений снижается на 50%.

1.4. Профилактика респираторных заболеваний.

Уровень заболеваемости детей и взрослых острыми респираторными заболеваниями в настоящее время остаётся высоким. Особенно остро эта проблема стоит в детских организованных коллективах. При длительном пребывании даже практически здоровых детей в закрытых помещениях увеличивается общая обсемененность воздуха микроорганизмами.

Некоторые растения служат фильтром для вредных веществ, действуя как «зелёная печень». Они могут аккумулировать из атмосферы большинство поллютантов, особенно соединения серы, азота, углерода, формальдегида, фенольные соединения, некоторые металлы и использовать их как источник макро- и микроэлементов для построения ряда структурных и функциональных систем. В большинстве случаев – это тропические растения, обладающие повышенной воздухоочистительной способностью в связи с эколого-биологическими способностями: быстрорастущие растения с большим количеством устьиц на листьях, например, фикус Бенджамина.

Фикусы эффективно очищают воздух в квартире от ядовитых формальдегидов, причём они не только связывают ядовитые вещества, но и питаются ими, превращая их в сахара и аминокислоты. Установлено так же, что фикусы успешно отфильтровывают из воздуха и другие ядовитые вещества, например, продукты испарения бензола, трихлорэтилен, пентахлорфенол.

2. Практическая часть

С целью выявления фитонцидных свойств фикуса Бенджамина было проведено несколько опытов.

2.1. Опыт 1. Определение фитонцидной активности экстрактов по методике

Б. П. Токина.

Основой первого опыта стала методика определения фитонцидной активности экстрактов по Борису Петровичу Токину.

Перед началом проведения опыта было подготовлено необходимое оборудование: листья растения фикуса Бенджамина, ступка с пестиком, пипетка, предметные и покровные стекла, вода из аквариума, марля, секундомер.

С целью определить фитонцидную активность сока фикуса Бенджамина, я выдавила сок посредством толчения в ступе. Полученный сок отжала через марлю. Взяла предметное стекло, накапала туда воду из аквариума и поместила на предметный столик. Посмотрела препарат сначала под малым, а затем под большим увеличением микроскопа. Увидела разнообразные виды простейших организмов и их активное движение в капле воды. Затем в препарат было добавлено несколько капель приготовленного сока из листьев фикуса Бенджамина. Некоторое время понаблюдала за движением простейших. Установила активность простейших до соприкосновения с фитонцидами. Зафиксировала время, в течение которого происходит гибель микроорганизмов после воздействия на них растительного экстракта (фотографии см. в приложении).

Вывод

Наблюдая за движением микроорганизмов, я убедилась в том, что после воздействия на них экстракта растений, они сначала начинают активно двигаются, спустя 3-4 минуты движение замедляется, после чего микроорганизмы и вовсе погибают. Данный опыт доказывает, что сок фикуса Бенджамина обладает фитонцидами, свойства которых губительно влияют на микроорганизмы.

2.2. Опыт 2. Влияние фитонцидов фикуса Бенджамина на рост колоний бактерий.

Для определения влияния фитонцидов фикуса Бенджамина на рост колоний бактерий был проведен Опыт 2.

Перед проведением опыта было подготовлено необходимое оборудование: чаши Петри, агар-агар, вода, сахар, ватные палочки, резиновые перчатки.

Для проведения данного опыта была сварена питательная среда на агаре (см. приложение 1). Затем взяли смыв с рук. При взятии смыва протерли тампоном ладонные поверхности обеих рук, проводя по каждой ладони и пальцам, затем протерли межпальцевые пространства, ногти и подногтевые пространства. Нанесли смыв с рук на заранее приготовленную питательную среду в две чаши Петри. В центре одной чашки Петри поместили несколько капель фикуса Бенджамина и наблюдали в течение трех дней. Данные занесла в таблицу.

Вывод: растительный экстракт фикуса Бенджамина влияет на рост колоний бактерий. Размножение бактерий, при действии на них фитонцидных свойств растения замедляется.

Рекомендации по выращиванию фитонцидных растений

Естественными очистителями и увлажнителями воздуха могут служить комнатные растения. Однако не стоит забывать, что днем растения вырабатывают кислород, а ночью его поглощают, поэтому не стоит размещать большое количество растений в спальной комнате. Фикус - комнатное растение с крупными кожистыми листьями. Фикус Бенджамина - один из наиболее популярных комнатных растений. Хорошо растет в очень светлых комнатах, но не под прямыми солнечными лучами. Осенью или зимой фикус нередко сбрасывает здоровые зеленые листья. Чаще всего это происходит из-за чрезмерного полива. Поэтому опытные цветоводы советуют зимой не поливать растение, а только опрыскивать листья.

Вывод по работе:

Установлена эффективность фитонцидных свойств фикуса Бенджамина. Проведенные наблюдения доказывают, что фикус Бенджамина обладает фитонцидами, свойства которых губительно влияют на микроорганизмы и способствует замедлению роста колоний бактерий. При озеленении помещений, особенно школьных кабинетов, необходимо учитывать фитонцидную активность данного растения, а также способность поглощать из воздуха вредные вещества. Также при подборе растения следует учитывать ядовитость данного растения или способность вызывать аллергию. Фикус Бенджамина полностью удовлетворяет критериям и рекомендован для озеленения жилых помещений.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Аникеев В.В., Лукомская К.А.. Руководство к практическим занятиям по микробиологии.- М.: «Просвещение», 1983. С. – 127.

Багрова Л.А. Детская энциклопедия «Я познаю мир». Том растения. - М.: ТКО «АСТ», 1996. - С. .Нуралиев Ю.Лекарственные растения. – Нижний Новгород. СП «ИКПА»,1991. - С.29-31.27 -28.

Блинкин С.А., Рудницкая Т.В. Фитонциды вокруг нас. М., 1981. 185 с.

Токин Б.П. Целебные яды растений. Повесть о фитонцидах / Б.П. Токин. – Лениздат, 1974. – 344 с.

Тульчинская В.П. Растения против микробов / В.П. Тульчинская, Н.Г. Юргелайтис. – Киев: Издательство «Урожай», 1987. – 96 с.

«Фитонцидная активность оранжерейных растений» - Текст научной статьи по специальности «Биологические науки». Авторы: Гетко Н.; Ладыженко Т.; Шутова А. ( https://cyberleninka.ru/article/n/fitontsidnaya-aktivnost-oranzhereynyh-rasteniy)

«Энциклопедический словарь юного биолога» под ред., М.С. Гилярович М.: «Педагогика», 1986. - С.37.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Фото 1. Подготовка оборудования и реактивов

Ф ото 2. Вода из аквариума под микроскопом.

Фото 3. Приготовление микропрепарата (вода с микроорганизмами и сок фикуса Бенджамина)

Ф ото 4. Рассматривание воды с микроорганизмами и сока фикуса Бенджамина.

Фото 5. Микропрепарат через 3 минуты.

Фото 6. Микропрепарат через 4 минуты.

Фото 7. Микропрепарат через 7 минут.

Фото 8. Подготовка к приготовлению питательной среды на агаре.

Фото 9. Приготовление питательной среды.

Фото 10. Чаша Петри с растительным экстрактом на 1 день.

Фото 11. Чаша Петри без растительного экстракта на 1 день.

Фото 12. Чаша Петри с растительным экстрактом на 2 день.

Фото 13. Чаша Петри без растительного экстракта на 2 день.

Фото 14. Чаша Петри с растительным экстрактом на 3 день.

Фото 15. Чаша Петри без растительного экстракта на 3 день.