XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Влияние антибиотиков на рост и развитие растений

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Петренко Т.П. 1

---

1МОБУ СОШ 4

Ясина С.Г. 1

---

1МОБУ СОШ 4

Работа в формате PDF

494.4 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Антибиотики вошли в жизнь людей более полувека назад. Благодаря этим веществам пневмония, туберкулез, гангрена и другие инфекции перестали быть смертельно опасными для человека.

Современную нашу жизнь невозможно представить без антибиотиков. Сегодня они применяются повсеместно: в сельском хозяйстве, бытовой химии, пищевой промышленности, медицине. Использование антибиотиков значительно облегчило жизнь человеку, но так ли безопасно их бесконтрольное применение? Какое влияние они оказывают на живые организмы? Как они воздействуют на рост и развитие растительных организмов?

Цель работы: исследование влияния антибиотиков на рост и развитие кресс-салата с использованием разной дозировки препарата.

Задачи:

Изучить особенности воздействия антибиотиков, их применение человеком и влияние на живые организмы.

Исследовать влияние амоксициллина и тетрациклина на рост и развитие кресс-салата в зависимости от дозировки.

Проанализировать результаты исследования.

Сравнить получившиеся результаты воздействия разных антибиотиков на кресс-салат.

Методы исследования:

Наблюдение

Сравнение

Эксперимент

Анализирование

Измерение

Объект исследования: кресс салат

Предмет исследования: влияние антибиотиков (амоксициллин и тетрациклин).

Гипотеза: антибиотики положительно влияют на рост и развитие растительного организма.

Глава 1. Литературный обзор

Антибиотики

Антибиотики — это препараты, применяемые для лечения бактериальных инфекций. Они неэффективны против вирусных и многих других инфекций. Антибиотики могут убивать бактерии или останавливать их размножение, позволяя естественным защитным механизмам их устранять.

Врачи стараются использовать антибиотики против конкретных бактериальных инфекций, но иногда они начинают с назначения антибиотиков, способных уничтожать много разных бактерий, в ожидании результатов анализов, которые идентифицируют конкретную бактерию.

Важно принимать антибиотики в соответствии с назначением, соблюдая дозировку, частоту и количество дней применения антибиотика, которые наиболее эффективны для лечения конкретной инфекции.

У бактерий может развиться устойчивость к воздействию антибиотиков, особенно если они не принимаются в соответствии с указаниями.

Антибиотики могут иметь побочные эффекты, такие, как расстройство желудка, диарея, а у женщин — дрожжевые инфекции влагалища. У некоторых людей есть аллергия на антибиотики.

Антибиотики группируются в классы, исходя из их химической структуры. Тем не менее, антибиотики каждого класса часто влияют на организм по-разному и эффективно действуют против разных бактерий.

Каждый антибиотик эффективен только против определенных типов бактерий. При выборе антибиотика для лечения человека с инфекцией врачи оценивают, какие бактерии могут быть причиной. Например, только некоторые виды бактерий вызывают определенные инфекции. Иногда по предположениям один антибиотик эффективен против всех бактерий, которые с наибольшей вероятностью могли вызвать инфекцию, и поэтому в дальнейших анализах нет необходимости. [1]

1.2 Значение антибиотиков в жизни человека, животных, растений

В нынешнее время антибиотики нашли широкое применение в животноводстве, птицеводстве и при выращивании рыбы. Антибиотиками лечат животных и птиц, как и людей, когда они заболевают. Антибиотики входят в состав так называемых «гормонов роста» для увеличения скорости выращивания скота или птицы. При неправильном их использовании они могут попасть в молоко, мясо и яйца. Рыба и морепродукты – это категория продуктов, которые в прямом смысле просто купаются в антибиотиках при выращивании в искусственных условиях. Антибиотики используют для термообработки, стерилизации, фильтрации с целью увеличения сроков хранения во многих технологических процессах при изготовлении продуктов питания, к которым относятся молоко и молочные продукты, мясо, яйца, курица, сыр, креветки, и даже мёд. Таким образом, очевидно, что пищевыми продуктами, подвергающимися загрязнению антибиотиками, являются исключительно продукты животноводства, птицеводства и рыба, выращенная в искусственных водоемах. После применения антибиотиков в течение периода пока антибиотик не выведется из организма или его концентрация не снизится ниже допустимого предела, животное нельзя забивать с целью использования его частей или целиком в качестве пищи. В случае несоблюдения регламента по применению антибиотиков их можно обнаружить в мясе, молоке животных, куриных яйцах и пр. (по статистике их обнаруживают в 15-20 % всей продукции животного происхождения). Для того чтобы вывести антибиотики из мяса до убоя животное надо выдержать 7−10 дней без препаратов. Важно знать, что если этот препарат остался в организме животного, то больше всего его в печени и почках. [2]

Антибиотики особенно широкое распространение в растениеводстве получили после того, как стали очевидными неблагоприятные последствия использования ядохимикатов, которые наряду с подавлением фитопатогенной микрофлоры отравляют полезные виды птиц и животных, питающихся опыленными растениями. Попадая из почвы в водоемы, ядохимикаты отравляют рыб и другие виды водной фауны! Все это в конечном счете оказывает вредное влияние на человека. [3]

1.3 Применение антибиотиков в различных отраслях

Антибиотики являются весьма ценными лекарственными средствами, которые должны применяться только с терапевтическими целями и в максимально ограниченных масштабах. Очень важно, чтобы национальные ветеринарные, сельскохозяйственные и фармацевтические руководящие органы пропагандировали профилактическую ветеринарную помощь и рациональное использование антибиотиков в сотрудничестве с частным сектором и со всеми заинтересованными сторонами, особенно с ветеринарными работниками и фермерами. [3]

Сокращение потребностей в антибиотиках в животноводстве путем улучшения состояния здоровья животных с помощью мер биобезопасности, активной профилактики заболеваний (включая внедрение эффективных вакцин), применения надлежащих гигиенических и управленческих методов. Сельхозпроизводители продолжают бесконтрольно применять антибиотики в животноводстве и растениеводстве, не подозревая, что первые мишени резистентности многих инфекций – они сами и их семьи. Альтернативы антибиотиков пока в андеграунде сельского хозяйства. [2]

1.4 Механизм действия антибиотиков на живые организмы:

Определенные типы антибиотиков действуют как ингибиторы аппарата биосинтеза белка и центральной его части — рибосомы. Рибосома — это своеобразная фабрика, большая молекулярная машина массой более 2,5 мегадальтон и диаметром около 200 ангстрем, на которой собираются белки в клетках всех живых организмов. Рибосомы изучают с 1950-х годов, однако на сегодняшний день это поле исследований переживает новое рождение. Интерес к изучению аппарата биосинтеза белка прокариотических (бактериальных) клеток обусловлен тем, что именно бактериальные рибосомы являются мишенью для многих типов антибиотиков, которые используются в терапии.

Антибиотики связываются с рибосомой и ингибируют, то есть замедляют или предотвращают отдельные реакции, которые катализируются рибосомой. Они могут конкурировать с сайтом связывания для естественного лиганда или блокировать определенную конформацию рибосомы. Отдельные структурные элементы рибосомы обладают конформационной подвижностью, которая позволяет ей взаимодействовать с нативными субстратами и обеспечивать сложный процесс биосинтеза белка. Но отдельные антибиотики могут ингибировать те или иные реакции. За счет этого синтез белка останавливается или начинает происходить с ошибками. В результате продуцируются неправильные белки, и это ведет к гибели бактериальной клетки.

Антибиотики по механизму действия делятся на две категории:

бактериостатические — приостанавливают рост и размножение бактерий;

бактерицидные — приводят к гибели микробной клетки. [4]

1.5 Влияние антибиотиков на человеческий организм:

Под действием антибиотиков организм теряет способность самостоятельно противостоять различным инфекциям. И кроме того, их широкое применение привело к тому, что стало являться причиной появления штаммов бактерий, устойчивых к этим препаратам. Ведь сейчас врачи назначают такие препараты в пик вирусных заболеваний. Антибиотики могут: - разрушать стенку клетки бактерии и блокировать ферменты, их восстанавливающие; - останавливать биологические процессы в клетке, проникая внутрь; - разрушать клеточную мембрану бактерий. [5]

Антибиотики спасают жизнь человеку, но при этом приносят целую гамму побочных явлений и состояний.

Дисбактериоз кишечника. Он возникает из-за того, что антибиотики убивают не только вредоносные, но и полезные бактерии, живущие в кишечнике. Как только полезные бактерии (молочнокислые, бифидобактерии и т.д.) гибнут, на их место заселяются все, кому не лень.

В итоге - нарушается пищеварение, всасывание, развиваются запоры или диарея, а могут развиться и опасные кишечные инфекции.

Авитаминоз - частое состояние, развивающееся на фоне дисбактериоза

Именно бактерии в кишечнике вырабатывают целый ряд витаминов, поэтому после назначения антибиотика рекомендуется пройти курс витаминотерапии.

Инфекционно - токсический шок.  Многие антибиотики разрушают клеточную стенку возбудителя. При этом организм получает в виде бонуса содержимое погибшей бактериальной клетки.

Там содержится масса неприятных веществ (ферменты и радикалы)

Поражении тканей печени и почек из-за токсического действия антибиотиков.

Нейротоксический эффект характеризуется поражением нервной системы. Легкие формы нейротоксичности проявляются головной болью, головокружениями. Тяжелые случаи нейротоксичности проявляются необратимым повреждением слухового нерва и вестибулярного аппарата, глазных нервов.

Прием антибиотика может вызвать аллергические реакции. Слабые аллергические реакции могут выражаться зудящей сыпью и легкими хрипами. Тяжелые аллергические реакции (анафилаксия) могут угрожать жизни. Анафилаксия выражается в отеке горла, затруднении дыхания и низком артериальном давлении. Важно, чтобы пациенты сообщали медицинским работникам о наличии аллергии на конкретный антибиотик и описали свою прошлую реакцию при лечении этим антибиотиком.

Состав антибиотиков

1.6 Применение антибиотиков в растениеводстве

Антибиотики обладают рядом ценных преимуществ в борьбе с фитопатогенными микроорганизмами по сравнению с другими используемыми для этой цели веществами: легко проникают в органы и ткани растений, поэтому их действие в меньшей степени зависит от неблагоприятных климатических условий; обладают антибактериальным действием в тканях растений и сравнительно медленно инактивируются в них; основные антибиотики, используемые в лечебных дозах, нетоксичны для растений. [6]

Многочисленные экспериментальные исследования показали, что большинство используемых антибиотиков хорошо проникает в ткани растений через корни, стебли, листовую поверхность, впитывается в семена. Проникнув в растение, антибиотик распространяется в его тканях в концентрации, убывающей при удалении от места введения. [3]

Оказалось, что степень насыщения растений антибиотиком различна и зависит от интенсивности всасывания и скорости инактивации антибиотика в тканях. Основные применяемые антибиотики (тетрациклины, стрептомицин, неомицин, полимиксин) подавляют большинство видов возбудителей заболеваний растений. При выборе антибиотика необходимым условием является отсутствие токсичности. Некоторые антибиотики, такие, как мицетин, клавацин, субтилин, глиотоксин, токсичны для растений даже в сравнительно малых дозах: субтилин угнетает прорастание семян. Очень же большие концентрации пенициллина (до 5000 ед/г) токсичны для растений, вызывают их увядание и прекращение гуттации. В лабораторных условиях возможны случаи хронического отравления растений даже слаботоксичными антибиотиками, которые применялись длительно и бессистемно. Проявления токсического действия антибиотиков очень разнообразны: задержка роста и развития растения, подавление прорастания семян, угнетение роста корней или надземных частей растения, нарушение процесса образования хлорофилла. Антибиотики могут оказывать и стимулирующее влияние на рост и развитие растений, определенным образом активировать отдельные процессы и функции. Чаще всего это действие выражается в ускорении роста растений и повышении прироста зеленой массы (в отдельных случаях на 15—50%). [2]

Глава 2. Методика исследования

2.1 Исследование влияния антибиотиков на прорастание семян кресс-салата

1. В 1-ю фарфоровую чашечку поместили ватный диск, смоченный водой, и положили на него 10 семян кресс-салата.

2. Во 2-ю фарфоровую чашечку поместили ватный диск, смоченный раствором амоксициллина, и положили на него 10 семян кресс-салата.

3. В 3-ю фарфоровую чашечку поместили ватный диск, смоченный раствором тетрациклина, и положили на него 10 семян кресс-салата.

4. Наблюдение вести в течение 10 дней, поддерживая влажность ватного диска.

5. Результаты занести в таблицу

6. Сделать вывод по исследованию.

2.2 Исследование влияния антибиотиков на рост и развитие кресс-салата

1. В 1-й стаканчик посадили 10 семян кресс-салата, которые будем поливать воды.

2. Во 2-й стаканчик посадили 10 семян кресс-салата, которые будем поливать раствором амоксициллина.

3. В 3-й стаканчик посадили 10 семян кресс-салата, которые будем поливать раствором тетрациклина.

4. После прорастания семян ежедневно измерять высоту растений.

5. Результаты занести в таблицу

6. Сделать вывод по исследованию.

2.3 Исследование влияния раствора амоксициллина разной концентрации на рост и развитие кресс-салата

1. В 1-й стаканчик посадили 10 семян кресс-салата, которые будем поливать воды.

2. Во 2-й стаканчик посадили 10 семян кресс-салата, которые будем поливать 2% раствором амоксициллина.

3. В 3-й стаканчик посадили 10 семян кресс-салата, которые будем поливать 5% раствором амоксициллина.

4. В 4-й стаканчик посадили 10 семян кресс-салата, которые будем поливать 7% раствором амоксициллина.

4. После прорастания семян ежедневно измерять высоту растений.

5. Результаты занести в таблицу

6. Сделать вывод по исследованию.

Глава 3. Результаты исследования

3.1 Результаты исследования влияния антибиотиков на прорастание семян кресс-салата

Вывод: из результатов исследования влияния антибиотиков на прорастание семян кресс-салата видно, что лучше всего взошли семена на диске, который поливался водой, то есть в контрольной пробе. Отрицательное влияние на прорастание семян оказывали растворы антибиотиков. Из данных в таблицы можно сделать вывод, что семена, растущие на растворах с антибиотиками, плохо набухали и не получали дальнейшего развития. В растворе тетрациклина семена вообще не проросли. Антибиотики отрицательно влияют на всхожесть семян кресс-салата.

3.2. Результаты исследования влияния антибиотиков на рост и развитие кресс-салата в почве.

Вывод: из проведенного исследования видно, что в почве развитие и рост семян происходил во всех пробах.В стакане, где семена поливались водой, взошло наибольшее количество растений (8 штук), и они развивались намного лучше, чем в стаканах с антибиотиками. Сравнивая действия разных антибиотиках видно, что более отрицательное воздействие на рост и развитие кресс-салата оказывает раствор амоксициллина, где взошло только половина семян, и они хуже всего развивались. В воде высота растений составляла – 4 см, в амоксициллине – 1, 7 см, в тетрациклине – 2, 6 см. из этого опыта видно, что антибиотики отрицательно влияют на рост и развитие кресс-салата.

3.3 Результаты исследования влияния раствора тетрациклина разной концентрации на рост и развитие кресс-салата

Вывод: по результатам исследования действия антибиотика тетрациклина разной концентрации на рост и развитие кресс-салата видно, чем выше концентрация антибиотика в растворе, тем хуже происходят процессы роста и развития проростков кресс-салата. Так, в стакане с 7% раствором тетрациклина семена вообще не взошли, в 5% растворе взошло только одно семя, а в 2% растворе взошла половина семян, и сравнительно хорошо развивались и достигли 2, 8 см в высоту (для сравнения с водой – 4 см). Из этого опыта можно сделать вывод, что концентрация антибиотиков влияет на рост и развитие организмов.

Заключение

В результате работы изучено влияние антибиотиков на рост и развитие растительных организмов. Из проведенных исследований можно сделать вывод, что действие на прорастание семян кресс-салата и их развитие, выбранные антибиотики не оказывают положительного влияния, а наоборот замедляют процессы развития. Более отрицательное воздействие на рост и развитие оказывает в амоксициллине (1, 7 см), чем тетрациклин (2,7 см). При выборе антибиотика для обработки семян необходимым условием является отсутствие токсичного воздействия данного антибиотика на растительный организм. Есть группа антибиотиков, угнетающих прорастание семян,

Кроме того, антибиотики полезны для растений, они имеют большие преимущества в борьбе с фитопатогенными микроорганизмами, улучшают микрофлору растений, но никак не влияют на рост и развитие растительного организма.

На рост и развитие растений оказывает влияние и дозировка антибиотика. Важно при использовании антибиотиков тщательно изучать их воздействие на организм, а также важно правильно подобрать его концентрацию.

В результате работы гипотеза, поставленная мною, что антибиотики положительно влияют на рост и развитие растительного организма, не подтвердилась. Возможно, это связано с выбором антибиотика и его влиянием на прорастание кресс-салата.

Источники информации

Понятие «антибиотики», классификация антибиотиков [1]

https://www.msdmanuals.com/ru/

1.2 Значение антибиотиков в жизни человека, животных, растений [2]

https://24.rospotrebnadzor.ru/ https://dic.academic.ru/

1.3 Применение антибиотиков в различных отраслях [3]

https://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0006/136653/e94889Rexecsum.pdf

1.4 Механизм действия антибиотиков на живые организмы [4]

https://www.apteka24.ua/ https://postnauka.ru/faq/62175

1.5 Влияние антибиотиков на организм человека [5]

https://www.msdmanuals.com/ru/

1.6 Влияние антибиотиков на рост и развитие [6]

https://eco.rosuchebnik.ru/history/vliyanie-prirodnykh-i-sinteticheskikh-antibiotikov-na-biologicheskiy-obekt-6533-480049/