XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Выращивание и влияние различных факторов на жизнедеятельность инфузории-туфельки

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Янбеков А.М. 1Янбеков И.М. 1

---

1МАОУ Школа 147 им. В.А.Томарова г. Уфа

Платонова Ю.В. 1

---

1МАОУ Школа 147 им. В.А.Томарова г. Уфа,

Работа в формате PDF

1.7 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

«…Люди, научившиеся и наблюдениям и опытам, приобретают способность сами ставить вопросы и получать на них фактические ответы, оказываясь на более высоком умственном и нравственном уровне в сравнении с теми, кто такой школы не проделал». К.А. Тимирязев

Актуальность. Простейшие организмы окружают нас повсюду. Их можно встретить в каплях воды, во влажной почве, на листьях растений, в органах животных и человека. Одно из них - инфузория-туфелька - представляет большой научный интерес, так как является наиболее удобной моделью для изучения жизнедеятельности живых организмов, а так же объектом, реагирующим на изменения качества среды. Мы решили изучить способы выращивания инфузорий, их реакцию на различные раздражители и устойчивость к воздействию внешних факторов.

Цель:вырастить и изучить особенности жизнедеятельности инфузории- туфельки в различных условиях.

Задачи:

1. Провестианализлитературныхисточниковобособенностяхстроенияи жизнедеятельности инфузории-туфельки;

2. Познакомиться с различными методиками выращивания инфузории- туфельки в домашних условиях;

3. Спланироватьипровестиэкспериментысинфузориями,выявляющими воздействие различных факторов на их жизнедеятельность;

4. Объединитьполученныеданныеисследований,сделатьвыводы;

Объектисследования:инфузория-туфелька.

Гипотеза: Предположим, что инфузорию можно вырастить в домашних условиях и подружиться с ней зная её таксисы.

Методы исследования: наблюдение, эксперимент, анализ полученных данных.

Практическая значимость: полученная информация по результатам исследовательской работы можно использовать на уроках, факультативных занятиях и элективных курсах по биологии.

1. Общаяхарактеристика

1. 1. Типинфузории.

Тип Инфузории — это категория одноклеточных, принадлежащих к царству Животные и имеющих ряд оригинальных признаков развития.

К простейшим принадлежит свыше семи тысяч видов, которые весьма широко распространены в природе. Инфузории считаются наиболее сложно устроенными простейшими. К их характерным особенностям относят: движение с использованием ресничек; наличие двух ядер (микронуклеуса и макронуклеуса),которыевыполняютразныефункции;оригинальныйполовой процесс – конъюгацию.

Типичным представителем инфузорий является Инфузория-туфелька. Длинаживотногодостигает0,1 –0,3мм.Телопокрытоособеннойоболочкой – пелликулой. Благодаря такой оболочке инфузория сохраняет постоянную форму тела. По внешнему виду животное напоминает аккуратную дамскую туфельку, что спровоцировало появление такого названия.

Движение инфузории-туфельки осуществляется с помощью ресничек. Онипокрываютвсетелоодноклеточногоиихвесьмабольшоеколичество.Все реснички расположены правильными продольными рядами, благодаря чему совершают волнообразные колебания. Скорость движения инфузории составляет 2-2,5 мм в секунду, это очень высокая скорость.

Также весьма оригинальным можно назвать процесс питания инфузорий. На одной из сторон тела туфельки присутствует волнообразное углубление, за которым располагается рот и сужающаяся трубчатая глотка. Воронка выстилает реснички, которые поглощают пищевые частички (бактерии, детрит, водоросли). В дальнейшем пища проникает в цитоплазму. Приэтомобразовываетсяпищеварительнаявакуоль.Впоследствииспустя60

– 80 минут пищевые частицы перевариваются, всасываются в цитоплазму, а продукты жизнедеятельности через пелликулярное отверстие (порошицу) выводится наружу. Если условия обитания инфузории благоприятны, то туфелька за сутки способна потребитьтакое количество пищи, которое равно ее собственному весу.

1. 2. Особенностипитанияинфузорий.

Сама инфузория туфелька питается бактериями, микроводорослями и дрожжами. Постоянное движение инфузории в толще воды, движение ресничек вокруг ротового отверстия обеспечивают поступление питания в постоянно открытую глотку. Далее поступившая пища накапливается на дне глотки, окружается мембранными структурами, образующими пищеварительнуювакуольи,оторвавшисьотмембраныглотки,перемещается в цитоплазму одноклеточного тела инфузории. В этой пищеварительной вакуоли происходит расщепление пищи и питательные вещества выходят в цитоплазму и включаются в циклы жизнеобеспечения организма.

Таким образом, процесс питания инфузорий устроен так, что в глотку поступаютнетолькопища,ноилюбыепосторонниевзвеси.Разводякультуру инфузорий нужно следить, чтобы никакие посторонние микрочастицы не попадали в культуральную жидкость. Переполнившие глотку простейшего неорганические взвеси могут вызвать массовую гибель.

Вторая особенность – питание водорослями. Как указывалось выше, в глотке и в пищеварительной вакуоле происходит накопление, в случае преобладания среди пищевых частиц – водорослей, в этих структурах происходитнакоплениемикроструктур,производящихкислород,получаядля этогоэнергиюизсвета.Посколькувыходатомовэтогогазаизтелаинфузории непосредственно в воду невозможен, кислород, выделенный недавно заглоченымиводорослями,можетпросторазорватьпростейшее.Поэтому

сосудыскультуройинфузориитуфелькирекомендуютдержатьвзатемненных местах.

1. 3. Особенностиразмноженияинфузорий.

Процесс бесполого размножения инфузорий происходит следующим образом. Первоначально делятся оба ядра. В дальнейшем тело инфузории делится пополам в поперечном направлении. Те органоиды, которых не достаёт в теле в последствии развиваются самостоятельно.

Бесполое размножение через несколько поколений сменяется наступающим в неблагоприятных условиях половым процессом или конъюгацией. При этом две инфузории прикладываются друг к другу с той стороны, с которой расположен рот. Между ними возникает цитоплазматический мостик. Далее большое ядро разрушается и больше не принимает участия в половом процессе. Малые ядра инфузорий делятся. Из четырех образовавшихся в каждой инфузории ядер три распадаются. Оставшееся ядро делится еще один раз. Образуется два ядра. Одно из них остаётсявродительскойинфузории.Другоеядропереходитвклеткусоседней инфузории,вступившейвконъюгацию.Послеслиянияядеробразуетсяядрос наследственным материалом.

Следуетотметитьтотфакт,что внутрикаждойинфузорииядроделится несколькоразипослецелогорядапреобразованийформируютсяобновленные малое ибольшое ядра.Стечением времени инфузории вновьвозвращаются к половому процессу. Инфузории могут делиться 4-5 раз в сутки. За 6 суток число инфузорий может увеличиться до 10 млн. экземпляров.

2. Практическая часть

2.1Выращиваниеинфузорийнасенномнастое

Для того, чтобы вырастить инфузорий на сенном настое необходимы вода,сено,иблагоприятныйтемпературныйрежим.Мывзялидвестеклянные банки по 200 мл, наполнили их сухим сеном и залили водой комнатной температуры, чтобы выяснить наиболее благоприятные условия для выращивания инфузорий. Приложение 1.

Затемвсебанкибылипомещеныводинаковыеусловия.Банку№1– водопроводная вода. Банку № 2 кипяченная вода. Приложение 2

Примикроскопированиинамибылиобнаруженыразличныеорганизмы:

1. Инфузориятуфелька.Приложение3

2. Сувойка - сидячие инфузории рода Vorticella, похожие на маленькие колокольчики, прикрепленные длинным стебельком к какому-либосубстрату. Являются колониальными. Приложение 4

2.2.Воздействиеразличныхфакторовнажизнедеятельностьинфузорий.

1. Влияниетемпературы.

Для выявления диапазона устойчивости инфузорий к различным температурам мы провели следующие опыты:

Поместиликультуруинфузорийвпробиркенаулицустемпературой3-4С⁰.

Приложение5

Затем,мынагревалиемкостисинфузориями:

1. до24-25градусов.Приложение6

2. до42С⁰.Приложение7

2. Далее мы решили выяснить, как инфузории реагируют на химические раздражители (явление хемотаксиса) и на свет. Для определения влияния исследуемыхвеществ, мынаносилипипеткойна предметноестеклокультуру инфузорий.Рассматривалихарактердвиженияинфузорийподмикроскопомв естественной среде. Далее добавляли различные вещества и наблюдали за характером изменений одноклеточных. Засекали время, в течение которого наблюдалосьпрекращениедвижения,фиксировалиизменения,происходящие в клетке инфузорий. Провели следующие опыты:

1. На предметное стекло поместили каплю культуры инфузорий-туфелек и рядом с ней нанесли каплю чистой воды. Обе капли соединили между собой водяным мостиком. Затем к капле с инфузориями с противоположной ее стороны придвинули несколько кристалликов поваренной соли. Соль, растворяясь в воде, начала действовать на инфузорий, которые устремились по водяному мостику в каплю чистой воды.После растворения соли через 2 минуты все (количество 6 штук) инфузории замедлили движение и погибли. Приложение 8

2. Подобныйопытпровелискристалламисахара.Интересно,чтосахароказал болееблагоприятноевоздействие,чемсоль.Инфузориинепереплывалиочень долго и не все. В течение 1 минуты в капле с сахаром оказались все 4 инфузории. Приложение 9

3. В каплю с инфузориями (4 шт.) мы капнули 1 каплю яблочного уксуса. Инфузории погибли в течение 1 минуты. Приложение 10.

4. В каплю с инфузориями (4 шт.) мы капнули 1 каплю сока лимона. Инфузории погибли в течение 1 минуты. Измерили pH. Приложение11

5. В 0,5 мл. раствора с инфузориями (в кол-ве 7 шт.) мы добавили 1 каплю средства для посуды DISH SOUP. Измерили pH. Приложение 12

6. В каплю с инфузориями (4 шт.) мы добавили пищевую соду. Инфузории погибли в течение 1 минуты. Приложение13

7. Для изучения реакции простейших на действие света мы поместили инфузорий-туфелек в стеклянную пробирку. При ярком свете от фонарика, инфузории ускоряли своё движение. Таким образом, мы выяснили, что инфузории не любят яркий свет. Приложение 14

2. 3. Обсуждениерезультатов

1. Вода стала мутной около сена в самом начале, а через 10 дней стала прозрачной, и оставалась такой на протяжении всего эксперимента.

Примикроскопированиинамибылиобнаруженыразличныеорганизмы. В поле зрения микроскопа были обнаружены в большом количестве инфузории, а именно:инфузория туфелька -множество мелкихдвигающихся организмов, по внешнему виду напоминающих подошву туфли, они очень быстро размножаются в водном настое сена.

Сувойка - сидячие инфузории рода Vorticella, похожие на маленькие колокольчики, прикрепленные длинным стебельком к какому-либосубстрату. Являются колониальными. А также коловратки - это многоклеточные животные, относящиеся к типу круглые черви, которых мы обнаружили в аквариумной воде.

В Банке №2 ничего не обнаружили, а в банке № 1- большое количество инфузорий. Ещё интересно, что мутная в начале эксперимента вода стала прозрачной.Инфузория–полезныйобитательводоемов.Онаявляетсяважным компонентом в цепи питания. Она поглощает бактерии, тем самым очищая водоемы.

2. Температура является одним из важнейших факторов, определяющим развитие организмов. В источниках литературы мы узнали, что инфузории лучше всего разводятся и живут при температуре 20-25С⁰. А что будет, если понизить или повысить температуру.

При помещении культуры инфузорий в пробирке на улицу с температурой3-4С⁰,инфузориисохранялижизнедеятельность,абольшинство инфузорий превратились в цисты на дне пробирки. Таким образом, мы выяснили, что нижний температурный порог для инфузорий – 3-4 С⁰.

При повышении температуры до 42 градусов, мы увидели, что происходит быстрое помутнение воды и инфузории гибнут.

Эти исследования говорят о широком диапазоне устойчивости инфузорий к температурному фактору: от 3 до 40 С⁰, что способствует их широкому распространению в природе.

3. При хемотаксисе, мы увидели, что при добавлении соли, пищевой соды, моющего средства, сока лимона, яблочного уксуса через 1-2 минуты все инфузориизамедляютдвиженияипогибают.Приопытескристалламисахара увидели, что сахар оказывает более благоприятное воздействие, чем вышеуказанные вещества. Приложение 15

4. При добавлении сока лимона, инфузории погибли в течение 1 минуты т.к. среда из нейтральной стала кислой, это мы узнали с помощью индикаторной полоски – она изменила цвет на оранжевый – это значит кислая среда. Приложение 16

Придобавлениикристалловсоды,мелкихкапелекмоющегосредства

изменяется Рh среды: среда из нейтральной стала щелочной – проверили с помощью индикаторной полоски – она изменила цвет на темно- зеленый – сода, а зелёный – моющее средство. Приложение 17.

5. Придействиияркогосветаотфонарика,инфузорииускорялисвоё движение.Такимобразом,мывыяснили,чтоинфузориинелюбятяркийсвет.

3. Заключение

Данным экспериментом, мы доказали свою гипотезу, узнали о влияние различных факторов на жизнедеятельность инфузории-туфельки. Данные исследования демонстрирует быстрое губительное действие химических компонентовна живые организмы вследствии изменения pHсреды. Высокая концентрациясолиприводиткгибели.Еслизагрязнятьестественныеводоемы химикатами,мыможемпотерятьбольшинствоизживущихвнихпростейших и нарушить процессы самоочищения водоемов и поддержания в них жизни.

Простейшиеорганизмы,втомчислеиинфузории,играютбольшуюроль вжизниприродыичеловека.Простейшие—источникпитаниядлядругихживотных. В морях и в пресных водах простейшие, прежде всего инфузории и жгутиковые, служат пищей для мелких многоклеточных животных.

Биологияоченьинтереснаянаука, приеёизученииможно узнатьмного интересных вещей и провести много опытов. Данный опыт был очень интересныйипознавательный.Оказывается,действительноможновырастить Инфузорию в домашних условиях. На этом наш эксперимент не заканчивается. Следующим шагом станет разведение чистой культуры инфузории туфельки на питательных растворах.

4. Списокиспользованнойлитературыиинтернет-источников

1. https://www.directmedia.ru/book-103768-prosteishie-maloresnichnye-infuzorii/?ysclid=m2y572fop521878898 В.Догель

2. АнатолийБернацкий:Живоймирпланеты.Отинфузорийдо термитов,2018 год

Подробнее:https://www.labirint.ru/books/658928/

3. Свободноживущиеинфузориииихиспользованиевбиотестировании окружающей среды. - Ильхам Алекперов

4. Значениеинфузории-туфелькивприроде[Электронныйресурс].- https://kratkoe.com/znachenie-infuzorii-tufelki/

Приложение1

Подготовкаквыращиваниюинфузорий.

Приложение2

Приготовлениесенногораствора

Приложение3

Выращенныеинфузории

Приложение4

Обнаружениесувойки

Приложение5 Воздействие температуры 3-4 градуса на инфузории

Приложение6

Воздействиетемпература24-25градусов

Приложение7

Температура40градусов

Приложение8

Хемотаксис:соль

Приложение9

Хемотаксис:сахар

Приложение10

Хемотаксис:яблочныйуксус

Приложение11

Хемотаксис:соклимона

Приложение12

Хемотаксис:моющеесредство

Приложение13

Хемотаксис:пищеваясода

Приложение14

Фототаксис:свет

Приложение15

Таблица

Приложение16 Опытслимоннойкислотой

Приложение17 Опытсмоющимсредствомисодой