XX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Бактерии - наши друзья или враги?
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Есть ли сходство в таких процессах как хлебопечение, пивоварение и эпидемия заразных болезней? Кажется, что это абсолютно разные темы, однако у них есть нечто общее. Небольшой кусок кислого теста или ложка дрожжей способны запустить брожение большой чашки теста; если добавить испорченное вино в свежее, испортится вся бочка, прокисшее молоко способствует закисанию свежего, в случае их смешения, так и здоровый человек может заразиться от больного. Как будто нечто живое передается и разрастается. Такие процессы как: гниение, брожение, заразные болезни вызываются мельчайшими микроорганизмами – бактериями.
Вопросы о полезных и вредоносных (патогенных) бактериях тесно связаны с жизнью и деятельностью человека, поэтому они постоянно исследуются учеными, дорабатываются и не теряют своей актуальности.
Основная проблема заключается в огромном многообразии бактерий, недостаточной изученности некоторых видов и их влияния на различные живые организмы. В последнее время индустриализация и технический процесс способствуют все большему росту промышленности, как следствие усиливается загрязнение окружающей среды, появляются все новые и новые бактерии, образуются более сильные гибридные соединения, ранее не известные человечеству.
Гипотеза: теоретические знания о свойствах полезных бактерий и воздействии на организм вредных бактерий, а также соблюдение практических рекомендаций по питанию и гигиене могут улучшить самочувствие и усилить защитные функции иммунитета.
Цель работы:
Проанализировать современные сведения о бактериях и описать в работе возможное воздействие полезных и патогенных бактерий на организм человека.
Задачи:
- изучить и проанализировать литературу, посвященную указанной теме;
- представить полученные данные в виде доклада и презентации;
- дать рекомендации, как избегать вредных бактерий и помогать организму.
Глава I
История бактерий: от открытия до наших дней.
Бактерии — одна из первых форм жизни на Земле и встречаются почти во всех земных местообитаниях. Они населяют почву, пресные и морские водоёмы, кислые горячие источники, радиоактивные отходы и глубинные слои земной коры. Бактерии часто являются симбионтами и паразитамирастений и животных. Большинство бактерий к настоящему времени не описано, и представители лишь половины отделов бактерий могут быть выращены в лаборатории.
Слово «бактерия» происходит от лат.Bacterium, что означает «палочка», так как первые описанные бактерии были палочковидными.
В середине XVI века в Италии жил ученый Фракасторо, именно он считается одним из основоположников эпидемиологии. Он объединил все накопленные к тому моменту медицинские знания и создал теорию о «живом контагии» - живой причине заразных болезней. Основным положением его теории стало следующее: помимо тех частиц, которые мы видим глазами, есть большое число других «мельчайших и недоступных нашим чувствам частиц». Невидимые частицы поселяются в гнилой воде, в мертвой рыбе, падали и могут проникать в человека. Он создал не только теорию о «живом контагии», но и разработал совокупность предохранительных мер, которые включали в себя такие пункты как: изолирование больного, ухаживание за больными в специальной одежде – длинных балахонах и масках с прорезями для глаз, опускание денег в уксус, окуривание товаров дымом, при эпидемии вводили карантины. В некоторой степени подобные меры применяются до сих пор.
Первым бактерии увидел голландскиймикроскопистАнтони ван Левенгук в 1676 году с помощью микроскопа с одной линзой собственного изобретения. Однажды он заинтересовался, почему перец обжигает язык. Разглядывая в микроскоп настой перца, простоявший несколько дней на полке, он с удивлением обнаружил бегающих в нем крошечных «зверьков». Их было невероятно много в нескольких каплях. Исследователь стал разглядывать и другие жидкости и находил таких «зверьков» повсюду. Он описал свои наблюдения в серии писем Лондонскому королевскому обществу. Так, открытие считавшегося в ту пору «чудоковатого» голландца положило начало микробиологии.
Следующим шагом в изучении бактерий стал опыт Лаццаро Спалланцани. Он задавался вопросом, как бактерии размножаются. Он сумел перенести в одну каплю воды всего одного микроба, который вырос и разделился на две половинка, позже эти половинки разделились еще на две части каждая. Исследование Спалланцани прояснило возможности роста и размножения бактерий в благоприятной для них среде.
Более 150 лет назад французский ученый Луи Пастер проводил опыты и обнаружил, что нагрев вино всего до 60 градусов, можно остановить брожение. Нагревание жидкостей свыше 60 градусов останавливает размножение бактерий и скисание. Этот способ обеззараживания получил название пастеризации и используется до сих пор для пищевых продуктов.
Выдающиеся открытия Роберта Коха, Луи Пастера, И. И. Мечникова и других ученых способствовали развитию знаний о вакцинах. Методы, которые они предложили, помогли побеждать смертельные болезни.
Кроме того, знаменитый русский ученый И. И. Мечников, занимаясь молочнокислыми бактериями, заметил пользу, которую они оказывают на организм – задерживают развитие гнилостных бактерий. Он утверждал, что простой йогурт продлевает жизнь.
В 1928 году шотландский биолог Александр Флеминг обнаружил, что штамм грибковой плесени Penicillium notatum в процессе роста в питательной среде выделяет вещество, обладающее мощным антибактериальным действием, и останавливает развитие многих патогенных микроорганизмов. С появлением антибиотиков наступила новая эпоха в медицине и фармацевтической промышленности. Открытие пенициллина обеспечило человечеству высокоэффективное средство в борьбе с бактериальными инфекциями.
Достижения ученых в микробиологии способствовали всестороннему изучению бактерий. Не прекращаются исследования по сей день. Быстрая индустриализация, загрязнение окружающей среды, экологические катастрофы – все это является причиной возникновения новых бактерий и образования более сильных гибридных соединений уже существующих бактерий.
Выводы по главе I
Вопросы, связанные со здоровьем человека и продолжительностью жизни, издавна волновали ученых. Именно этот интерес послужил толчком к изучению возбудителей инфекций и помог открыть бактерии. Последующие исследования дополняли друг друга, формировали научную базу по данной проблеме. Так, за весь период работы медиков, биологов и химиков с бактериями накопилось большое количество достоверных данных, которые не теряют своей актуальности. Современные разработки с использованием высоких технологий позволяют вести разработки на новом уровне, осуществлять высокоточные исследования и совершенствовать знания в данной области.
Глава II
Как человек «приручил» некоторые виды бактерий.
В теле человека находится около 39 триллионов бактериальных клеток. Большинство бактерий, обитающих в человеческом теле, безвредно за счёт сдерживающего действия иммунной системы, многие из них приносят пользу, образуя микрофлору человека.
Однако, существуют бактерии–паразиты. Их называют патогенами. Патогенные бактерии являются причиной множества человеческих болезней и вызывают различные инфекции, например, пищевые отравления и туберкулёз. Бактерии, которые наносят вред здоровью, могут попасть в организм человека различными способами: из неочищенных водоемов, через грязную посуду и продукты питания, от больных людей, животных и насекомых. Попадая в почву и водоемы, опасные бактерии могут оказывать губительное действие на растения, животных и человека. Из почвы бактерии могут распространяться дальше в воздухе, особенно в закрытых помещениях.
Для того чтобы избежать влияния патогенных бактерий на наш организм, нужно следовать следующим рекомендациям: не пить воду из открытых водоемов и неизвестных источников, хорошо мыть фрукты и овощи, не есть еду с неприятным запахом, плесенью, избегать контактов с больными людьми и хорошо мыть руки.
В нашем организме постоянно происходит борьба полезных и вредных бактерий. Большое количество бактерий живет в организме человека на коже, глазах, в кишечнике. Так, кожа – самый большой орган человека и идеальная питательная среда для бактерий. Ученые доказали, что внутри и на поверхности человеческого тела в норме обитает более 5000 видов различных бактерий. Бактерии, живущие в организме здорового человека, оказывают огромную пользу, помогают побеждать многие вирусы, влияют на настроение, работоспособность и утомляемость, участвуют в работе иммунитета, синтезируют витамины. Для того чтобы этих бактерий становилось больше, и они помогали человеку, нужно правильно питаться, гулять на свежем воздухе, заниматься физической культурой.
Современные данные показывают, что нельзя выделить только положительное или только отрицательное воздействие бактерий на организм человека и окружающую среду. Они оказывают огромное влияние на наш мир, выполняя множеств функций.
Сегодня практическое значение бактерий нельзя недооценивать. Их применяют в пищевой промышленности и сельском хозяйстве, в медицине и фармакологии, при добыче полезных ископаемых и их переработке, в процессе очистки воды в природе и в септиках, во многих сферах жизни человека.
Широко используются бактерии в пищевой промышленности для приготовления различных молочных продуктов с помощью молочнокислых бактерий, изготовления дрожжевого теста, получения пищевого уксуса при участии уксуснокислых бактерий, а также при переработке какао-бобов. В металлургической промышленности с помощью бактерий осуществляют выщелачивание ископаемых. Современная медицина успешно использует препараты, для производства которых применяются бактерии. Нашлось применение бактериям и в сельском хозяйстве. Сейчас осуществляется производство удобрений на основе бактерий, создаются болезнестойкие и высокоурожайные сорта растений. Кроме того, бактерии исследуются и внедряются в таких областях как: биохимия, биофизика, генетика, космическая биология.
Выводы по главе II
Наша работа кратко освещает основные способы использования бактерий человеком. Очевидно, что сегодняшний мир уже невозможно представить без бактерий, несмотря на их возможный вред, есть и польза, которую они приносят. Мы хотим отметить, что знания о бактериях могут помочь нам в повседневной жизни. Мы можем уберечь себя от опасности и позаботиться о своем здоровье, если будем знать, что нам вредит, а что делает наш организм сильнее.
Глава III
Исследование знаний о вредных и полезных бактериях у младших школьников.
Изучение полезных бактерий имеет практическую ценность, поскольку сегодня ученые все больше говорят о том, что иммунитет человека во многом зависит от его кишечника. Мы можем с детства привыкнуть есть полезные продукты и разбираться, что нужно нашему организму, а что ему мешает работать в полную силу. Итак, еще И. И. Мечников говорил о пользе кисломолочных бактерий, которые мы можем получать из продуктов. В наше время такие бактерии не теряют актуальность для организма, мы также можем есть натуральные продукты и поддерживать наши силы. Кроме того, сейчас такие бактерии уже можно получить в виде биологически активных добавок к пище, они часто рекомендуются врачами особенно после тяжелых инфекций или лечения антибиотиками.
Меня интересовал вопрос, имеет ли моя работа практическую значимость или даже дети сейчас знают, как зашить себя от вредных бактерий и где найти полезные. Для того чтобы получить достоверные данные, мы провели анкетирование в моем классе. По результатам анкетирования можно сказать, что большинство детей еще не очень хорошо знакомы с теми продуктами, где содержатся молочнокислые бактерии. Из 23 человек полностью правильно ответили только три человека (см. Приложение 1). Также только маленький процент опрошенных знает полный перечень мер предосторожности от воздействия вредоносных бактерий (см. Приложение 1).
И. И. Мечников утверждал, что достаточно 1-2 стаканов кефира в день для здорового пищеварения и продления жизни. Как показал наш опрос сегодня мало детей употребляют кисломолочные продукты регулярно (см. Приложение 1). Проведенное исследование доказывает необходимость распространения ценной информации для школьников. Чем раньше мы научимся понимать, что для нас вредно, а что полезно, тем крепче и сильнее может быть наше здоровье.
Эксперимент с полезными бактериями.
Изучение бактерий заинтересовало меня, в особенности сведения о том, что человек может извлекать пользу из определенных бактерий, оздоравливать свой организм и тем самым противостоять опасным инфекциям и вирусам.
Для того чтобы провести опыт мне понадобились: молоко 1 л., закваска для приготовления йогурта 1 пакетик – 0,5 г., которая содержит лакто- и бифидобактерии, и болгарскую палочку.
Я нагрела молоко до 40 градусов, измерила температуру бесконтактным термометром, добавила пакетик закваски, размешала и полученную смесь разлила в баночки. Поставила баночки в йогуртницу на 10 часов. Через 10 часов открыв крышку, я почувствовала кисловатый запах, я увидела, что смесь молока и закваски превратилась в густую жидкость, имеющую неоднородную консистенцию. Я тщательно размешала содержимое каждой баночки и поставила в холодильник. Через час я попробовала продукт из одной баночки, оказалось, что жидкость после охлаждения превратилась в привычный нам густой и однородный йогурт.
Данная работа помогла мне не только узнать пользу и вред, которые приносят бактерии в нашу жизнь, но и применить свои знания на практике для приготовления питательного продукта.
Заключение
Открытие бактерий имеет очень большое значение в жизни людей. Знания, полученные учеными, за весь период работы с бактериями помогают нам бороться с тяжелыми болезнями, улучшать наше здоровье, использовать бактерии в различных сферах деятельности человека. Исследование бактерий ведутся постоянно, потому что появляются новые виды и изменяются уже существующие. Принимая во внимание вред и пользу, которую могут оказать бактерии, мы должны соблюдать правила осторожности, чтобы обезопасить себя от их негативного воздействия. И наоборот обогащать свой организм полезными бактериями, которые усиливают наш иммунитет и сопротивляемость патогенным микроорганизмам.
Список литературы:
-
Жданов В. М., Выгодчиков Г. В., Ершов Ф. И., Ежов А. А., Коростелев Н. Б. Занимательная микробиология. – Знание, М.: 1967 г.
-
Йонг Эд. Вселенная внутри нас. Как микробы обогащают наш взгляд на жизнь. – М.: АСТ, 2021. – 352 с.
-
Ло Фелиция, Бэйли Джерри. История жизни на Земле от бактерии до человека. – М.: Эксмо, 2022. – 106 с.
-
Тело человека / Пер. с англ. И. В. Травиной. Детская энциклопедия – М.: РОСМЭН, 2017. – 48 с.
Приложение 1
Вопросы анкетирования для 1-1 класса.
-
Выбери в каких продуктах можно найти полезные бактерии:
- кефир
- печенье
- яблоко
- йогурт
- шоколад
-
Как часто ты ешь или пьешь йогурт, кефир, биолакт?
каждый день иногда редко никогда
-
Как защитить себя от вредных бактерий?
- мыть руки
- проветривать помещение
- гулять на сведем воздухе
- правильно питаться
- сидеть дома и никуда не ходить