XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Чудеса под микроскопом: инфузория-туфелька

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Кириллов В.А. 1

---

1МАОУ «СОШ № 40» г. Чебоксары

Попова С.А. 1

---

1МАОУ «СОШ № 40»

Работа в формате PDF

461.8 KB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

В этом году мне подарили неприхотливых рыбок гуппи. Я задумался, чем же их кормить? А если у них появятся малыши? Из литературы узнал, что мальков кормят особенным меню – инфузориями. Где их взять: купить в магазине или вырастить самому? Я решил выяснить, смогу ли самостоятельно вырастить живой корм для мальков в домашних условиях? Это и стало темой моей исследовательской работы.

Актуальность работы: наблюдение за инфузориями – занимательное занятие для тех, кто увлекается биологией и жизнью микроорганизмов. Проведение экспериментов позволит закрепить полученную информацию на практике. Итак, цель нашей работы: вырастить инфузорию-туфельку в домашних условиях. Для достижения цели поставлены следующие задачи:

1. Выяснить, что такое инфузория-туфелька.

2. Изучить оптимальные условия для выращивания инфузории.

3. Исследовать источники питания для роста и развития инфузории.

4. Провести эксперименты по выращиванию инфузории.

5. Найти и рассмотреть инфузорию-туфельку под микроскопом.

6. Обобщить собранный по теме материал и сделать выводы.

Гипотеза:1. Питательная среда приводит к активному росту и развитию инфузории-туфельки. 2. Изучив условия для выращивания инфузории-туфельки, я смогу самостоятельно вырастить её в домашних условиях.

Объект исследования: инфузория-туфелька. Предмет исследования: влияние питательной среды на рост популяции инфузорий.

Методы исследования:

1. Поиск и изучение литературы по данной теме.

2. Беседа с учителем биологии.

3. Проведение эксперимента с питательными средами.

4. Обработка информации.

5. Описание полученных результатов.

1. Теоретическая часть

   1. Инфузории – простейшие одноклеточные организмы

Изучая литературу, мы узнали, что Царство животных делится на одноклеточные и многоклеточные организмы. Одноклеточные или простейшие [1] настолько малы, что долгое время о них никто не знал. Их впервые, рассматривая капельку воды в сконструированный им микроскоп, увидел в 1675 году голландский натуралист Антонио Ван Левенгук
(см. Приложение 1). Он назвал эти существа «мельчайшими зверьками».Насчитывается около 70 тысяч видов одноклеточных животных [5]. Это амёбы инфузории, жгутиконосцы, лямблии и коловратки (см. Приложение 2) [2].

1. 2. Среда обитания, строение и передвижение инфузории-туфельки

Мы выяснили, что инфузория-туфелька (см. Рис. 1) обитает в мелких стоячих водах, которые издают сероводородный запах. Некоторые виды можно обнаружить в почве и мхах, в озерах тундры, в тропиках и даже в горячих источниках. Получила своё название за форму тела, напоминающую подошву туфли [5].

Инфузория-туфелька имеет длину до 0,5 мм, она все время находится в движении и вращается вокруг своей оси. Ее тело покрыто ресничками, благодаря которым она может быстро передвигаться. Между ресничек находятся веретенообразные тельца, способные с силой выбрасываться на врагов, вонзаясь в тело неприятеля. Плавает в воде тупым концом вперед. Ее скорость достигает 2,5 мм/с. Сбоку имеется ротовое отверстие (см. Рис. 2). В клетке два ядра: большое ядро отвечает за питание, дыхание, движение, обмен веществ; малое ядро участвует в половом процессе. Снаружи инфузория имеет тонкую эластичную оболочку – клеточную мембрану, которая сохраняет постоянную форму.

1. 3. Процесс жизнедеятельности инфузории-туфельки

Инфузории-туфельки питаются бактериями и водорослями[4]. Мы узнали, что инфузории можно подкармливать живыми или активными сухими дрожжами, которые являются источником белка и питательных веществ.

Инфузория дышит всей поверхностью клетки.

Инфузории-туфельки собираются у скопления бактерий, которые выделяют питательные вещества, но уплывают от раздражителя, к примеру, поваренной соли. Благодаря раздражимости одноклеточные животные избегают неблагоприятных условий, находят пищу, а также особей своего рода.

Размножается инфузория при наличии питания - бактерий делением надвое. При неблагоприятных условиях: недостатке пищи, изменении температуры инфузории переходят к половому размножению (конъюгации), а затем могут превратиться в цисту: инфузория покрывается белковой оболочкой, при этом увеличения числа особей не происходит. Процесс длится около 12 часов.

1. 4. Оптимальные условия для размножения инфузории-туфельки

В ходе исследования мы выяснили, что размножения инфузорий необходимы оптимальные условия [4]:

1. Температура 20°C - 25°C. При низких температурах размножение замедляется. Когда температура снижается до 15 °C, инфузории не питаются, не размножаются, впадают в анабиоз. Высокие температуры могут привести к гибели.

2. Инфузории предпочитают слабокислую среду с pH 6,5–7,5.

3. Инфузории светолюбивы и любят кислород. Если в аквариуме его недостаточно, колонии инфузорий будут находиться у поверхности воды.

Скорость размножения инфузорий высокая, что позволяет получить достаточное количество живого питательного корма для мальков рыб. В чистой воде инфузория размножаться не будет.

1. 5. Роль инфузории в природе

1. Эти существа считаются естественными природными санитарами и необходимым звеном круговорота жизни.

2. В процессе жизни в аквариуме инфузории с радостью поглощают разные бактерии, тем самым поддерживают чистоту. Чем больше бактерий, тем больше и инфузорий.

3. Инфузории перерабатывают различные техногенные отходы, ядовитые вещества и тяжелые металлы.

4. Инфузории часто используют в исследованиях безопасности почвы и сточных вод при помощи специальных биотестов. Чтобы оценить результат – достаточно сосчитать их до начала опыта и в конце [8].

2. Практическая часть

1. Методы выращивания инфузорий

Мы узнали, что инфузорию можно вырастить на нескольких питательных средах, добавив в воду продукты, вызывающие появление бактерий [6, 7]:

1. Любой растительный продукт: морковь, картофель или кожуру банана. Лучше всего в высушенном виде, так будет меньше вредоносных бактерий.

2. Обезжиренное молоко. Достаточно 2-3 капель.

3. Дрожжи из расчета 0,01 грамм на 1 литр (1 грамм на 100 литр воды).

Где взять культуру инфузории? Они есть в воде аквариума или открытого водоема. В зоомагазинах продаются готовые сухие культуры инфузорий. Существует метод получить культуру инфузории самостоятельно [6].

2. Рекомендации по выращиванию инфузорий и кормлению мальков

Обобщив изученный материал, мы составили некоторые рекомендации:

1. На начальном этапе разведения среду с культурой инфузорий лучше держать в теплом месте, например, на естественном свету.

2. Помутнение воды или легкое порозовение говорит, что в среде развилось достаточное количество бактерий для питания инфузорий.

3. Инфузории живут в одном сосуде не более 20 дней. Чтобы сохранить культуру, нужно перенести каплю старой культуры в новый сосуд с питательной средой. Это делать один раз в две недели.

4. Питательных веществ не должно быть много, иначе бурно развивающиеся микроорганизмы оставят инфузории без кислорода, и они погибнут.

5. Сохранить культуру длительное время можно в холодильнике при 3-4 °С.

6. Вода, в которой размножаются инфузории, слишком грязная и может привести к гибели мальков. Чтобы этого избежать, нужно процедить раствор с инфузорией через фильтровальную бумагу и аккуратно ополоснуть её в воде с мальками.

3. Беседа с учителем биологии

Перед проведением экспериментов, я задал несколько вопросов по теме исследования учителю биологии Антоновой Ольге Алексеевне (см. Приложение 3).Вопросы и ответы занес в таблицу 1.

Таблица 1. Вопросы и ответы

3. Мои эксперименты по выращиванию инфузорий

1. Эксперимент № 1. Выращивание инфузории на дрожжах

Цель: получение культуры инфузории-туфельки на аквариумной воде и дрожжах. Оборудование: стеклянная бутылка, аквариумная вода, воронка, пипетка, щепотка дрожжей (0,01 грамм), кипяток, микроскоп MicroLifeML-12-1.3, предметное стекло, пипетка.

Ход эксперимента:

1. Налил аквариумную воду в бутылку. Температура воды 20–25 °С.

2. Дрожжи развел в кипяченой воде, добавил в бутылку.

3. Поставил бутылку в теплое освещенное место.

4. Результаты наблюдения на 4, 7, 10 день занес в таблицу 4.1 (см. Приложение 4).

Результаты эксперимента № 1: на 4 день инфузорий много, активно и хаотично двигаются с большой скоростью, сосчитать их сложно. На 7 день видно существенное увеличение некоторых инфузорий в размерах. При детальном рассмотрении видно, что они делятся. На 10 день инфузории продолжают свою активность, деление и расти в размерах.

3.2.Эксперимент №2. Выращивание инфузории на банановой кожуре

Цель: получение культуры инфузории-туфельки на аквариумной воде и банановой кожуре. Оборудование: стеклянная бутылка, вода из аквариума, воронка, высушенная кожура банана, микроскоп MicroLifeML-12-1.3, предметное стекло, пипетка.

Ход эксперимента:

1. Налил аквариумную воду в бутылку. Температура воды 20–25 °С.

2. Бросил кожуру банана. 3. Поставил бутылку в теплое освещенное место.

4. Результаты наблюдения на 4, 7, 10 день занес в таблицу 4.2 (см. Приложение 4).

Результаты эксперимента № 2: на 4 день инфузории не так много, двигаются хаотично со средней скоростью, сосчитать их сложно. На 7 день видно существенное увеличение некоторых инфузорий в размерах. Колонии инфузорий сосредоточены возле остатков питательной среды. Самые крупные занимают лидирующие позиции. Не видно, что они делятся. На 10 день инфузории продолжают расти в размерах. Видно как они делятся.

2. Эксперимент № 3. Выращивание инфузории на молоке

Цель: получение культуры инфузории-туфельки на аквариумной воде и молоке.Оборудование: стеклянная бутылка, аквариумная вода, воронка, пипетка, 1,5 мл молока, микроскоп MicroLifeML-12-1.3, предметное стекло, пипетка.

Ход эксперимента:

1. Налил аквариумную воду в бутылку. Температура воды 20–25 °С.

2. Накапал 1,5 мл молока. 3. Поставил сосуд в теплое освещенное место.

4. Результаты наблюдения на 4, 7, 10 день занес в таблицу 4.3 (см. Приложение 4).

Результаты эксперимента № 3: на 4 день инфузорий мало, двигаются хаотично со средней скоростью, сосчитать их сложно. На 7 день инфузории мелкие. Деления не видно или не происходит. На 10 день крупные инфузории продолжают свою активность. Происходит деление среди крупных особей. Мелких мало или нет.

Экспериментальным путём мы выяснили, что наиболее благоприятная питательная среда для роста и размножения это аквариумная вода, дрожжи и банановая кожура (см. Приложение 5), тем самым нам удалось определить оптимальные условия для выращивания инфузорий, и я смог самостоятельно их вырастить (см. Приложение 6), обе гипотезы подтвердились.

4. Мои выводы

В результате проделанной нами работы можно сделать выводы:

1. Инфузории играют важную роль в экосистемах пресных водоемов, участвуют в пищевых цепях и разлагают органические вещества.

2. Для успешного выращивания инфузории-туфельки необходимы определенные условия: наличие кислорода, стабильная температура и уровень pH, естественное освещение.

3. Для хорошего развития популяции нужна благоприятная среда. Экспериментальным путем мы выяснили, что это питательная среда на дрожжах и кожуре банана.

4. Разнообразное и сбалансированное питание является ключевым фактором для поддержания здоровья и продуктивности инфузорий.

5. Высокая скорость размножения инфузорий позволяет быстро увеличивать их численность, что делает их удобным кормом.

6. Знания о технологии выращивания инфузорий будут полезны тому, кто решился на разведение мальков аквариумных рыб. Если их нет, большая часть мальков погибает [3].

Заключение

Я считаю, что с поставленными задачами мы справились: изучили разные источники информации, узнали о строении и жизнедеятельности инфузории, изучили влияние питательной среды на их рост и развитие, провели эксперименты по выращиванию данной культуры. Цель нами достигнута, гипотезы подтвердились. Инфузорию-туфельку можно вырастить в домашних условиях.

Умение ставить цель эксперимента, фиксировать ход и результаты, проводить наблюдения, делать выводы пригодится на уроках биологии при выполнении лабораторных и практических работ.

Несмотря на то, что пока мальков у меня нет, я уже знаю, как можно вырастить корм для их пропитания.

Список использованной литературы

1. 1. 1. 1. Баранов А.А. Микробиология: – М.: Наука, 2015.

         2. Догель В. А. Зоология беспозвоночных: Москва, 2009.

         3. Егорова Т. Л. Кормление аквариумных рыб: – М.: Аквариум, 2020.

         4. Куликов С. Н. Методы исследования простейших: – М.: Издательство МГУ, 2019.

         5. Литвинов В. И. Простейшие: их биология и экология: – М.: Издательство РАН, 2016.

         6. Пособие по аквариумистике: – СПб.: РГПУ, 2018.

         7. Хрусталев Е. И., Курапова Т. М., Гончаренок О. Е., Молчанова К. А.: Корма и кормление в аквакультуре: – Санкт-Петербург, Москва, Краснодар: Лань, 2022.

         8. Черемных Е. Г., Симбирева Е. И. Химия и жизнь. № 1. 2009.

Приложение 1. Антонио Ван Левенгук

Рисунок 1.1 – Голландский натуралист Антонио Ван Левенгук (1632 – 1723 г.г.).
Микроскоп Левенгука

Приложение 2. Разновидности простейших

Приложение 3. Беседа с учителем биологии

Приложение 4. Мои эксперименты

Таблица 4.1 – Эксперимент № 1. Выращивание инфузории на дрожжах

Таблица 4.2 – Эксперимент № 2. Выращивание инфузории на кожуре банана

Таблица 4.3 – Эксперимент № 3. Выращивание инфузории на молоке

Приложение 6. Выращенная инфузория под микроскопом