ИЗУЧЕНИЕ РАЗВИТИЯ УСЛОВИЙ ПЛЕСЕНИ, ЕЕ ВРЕД И ПОЛЬЗА

VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

ИЗУЧЕНИЕ РАЗВИТИЯ УСЛОВИЙ ПЛЕСЕНИ, ЕЕ ВРЕД И ПОЛЬЗА

Загоскина П.О. 1Загоскина В.О. 1
1МАОУ «СОШ №21 с углубленным изучением отдельных предметов»
Дубровская А.Б. 1
1МАОУ «СОШ №21 с углубленным изучением отдельных предметов»
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Она появилась на Земле 200 миллионов лет назад. Она убивает и спасает от смерти. Ее называют "хлебом дьявола" и "плевком Бога". Она сказочно красива, но вызывает отвращение - это всё про плесень. Именно про неё мы расскажем в своей исследовательской работе.

На уроках окружающего мира мы проходили тему: « Грибы». Узнали, что грибы очень разнообразны по своему внешнему виду, особенностям строения и жизнедеятельности. Наряду с привычными грибами, такими как, подберезовик, сыроежка, мухомор, стала обыкновенная плесень, которой и внимания никогда не уделяли. Плесень – это одна из разновидностей грибов, это не только безобидный мягкий пучок гнили, но и смертельное оружие.

Нами выбрана именно эта тема, потому что интересно понять, какое значение имеет в нашей жизни плесень и насколько она важна в природе. На наш взгляд, плесень недооценивают хотя бы по её внешнему виду. Несмотря на множество научных исследований, активное развитие микробиологии, богатый статистический опыт, плесень остается одной из загадок нашего мира, до конца не изучена и появляется каждый раз в новом качестве.

Актуальность:

Мы считаем, что проблема плесневых грибов становится актуальной после того, как тот или иной человек столкнётся с плесенью сам, а не из любопытства решит что-то про неё узнать. Относясь к плесени пренебрежительно и порой несерьезно, мы даже не подозреваем, насколько опасной она может быть. Нам стало интересно «Что такое плесень? Какую пользу, и какой вред приносит она?» Вопросов много. В своей работе мы попытаемся найти на них ответ.

Объект исследования: плесень

Предмет исследования:свойства плесени.

Цель исследования:

узнать, что такое плесень;

какое значение она имеет в нашей жизни;

выяснить, что заставляет портиться продукты;

выявить условия развития плесневых грибов.

Задачи исследования:

проанализировать учебно-научную литературу по исследовательской теме;

узнать, что собой представляет плесень;

какой вред или пользу она приносит людям;

наблюдение за развитием плесени в домашних условиях;

выяснить условия возникновения плесени;

определить вещества, замедляющие процесс появления плесени.

Гипотеза исследования:

предположим, плесень образуется и обитает во влажной и теплой среде;

на рост плесени влияет структура;

развитию плесени могут помешать некоторые растения.

Метод исследования:

Сбор теоретического материала.

Изучение материала.

Опыт – основной метод исследования.

Анализ.

Область практического использования результатов:

Результаты данной работы могут быть использованы для расширения кругозора учащихся при изучении предмета по окружающему миру и в качестве учебного пособия на кружковых занятиях.

Дата проведения исследования:

Исследование проводилось с сентября по январь 2019 года.

Структура работы: работа состоит из введения, двух глав, заключения списка литературы и приложения.

Глава 1.

Общая характеристика царства грибов.

Грибы возникли 170-190 лет назад. Они одни из первых поселились на суше после бактерий и сыграли существенную роль в развитии жизни на Земле. Их насчитывается около 100000 различных видов. Они разнообразны по форме, размерам, окраске, строению, образу жизни, играют большую роль в природе и жизни человека [1].

Рис. 1

Грибы распространены повсеместно, встречаются во всех средах жизни. Мы сталкиваемся с ними гораздо чаще, чем принято думать.

Одним из чудес, одной из загадок органического мира, бесценным даром природы, несомненно, являются грибы. Грибы, представляющие самостоятельное царство органического мира, и царство это удивительное, своеобразное, т.к. по некоторым признакам грибы похожи на царство растений, а по некоторым схожи с царством животных [4].

Грибы занимают особое положение в системе органического мира. Своеобразие грибов состоит в сочетании признаков, как растений, так и животных. Так же как и растения, грибы: неподвижны, постоянно растут верхушечной частью, имеют прочные клеточные стенки, способны синтезировать витамины и гормоны, поглощают растворенные вещества путем всасывания. Наряду с этим грибы обладают многими признаками животного организма. Они, так же как и животные, являются гетеротрофами, так как не имеют хлорофилла, поэтому питаются готовыми органическими веществами. Они способны образовывать мочевину [2].

Когда в XVIII-м веке биолог Карл Линней составлял свою знаменитую "Систему Природы", грибы он поместил в категорию "Хаос". В самых древних растениях были обнаружены следы мицелия. Считается, что именно грибной мицелий мог стать прообразом кровеносной и нервной системы живых организмов. То есть даже человек имеет много общего с грибами. Миллионы различных видов организмов появлялись и исчезали в ходе эволюции жизни на Земле. Самыми живучими оказались человек и плесень. За кем будет последнее слово? Для науки это большой вопрос [3].

Царство грибов имеет и свои признаки, характерные только для грибов. Это грибница или мицелий. Грибница (мицелий) – это вегетативное тело гриба, состоящее из ветвящихся нитей (гиф). Это основное состояние гриба.

Рис. 2

Роль грибов в природе и жизни человека велика. Они участвуют в обмене веществ, многие из них полезны и используются в различных целях, например, дрожжи — в хлебопечении, пивоварении, некоторые плесневые грибы — для получения антибиотиков, съедобные грибы — в пищевых целях [1].

1.2.Общая характеристика Плесневых грибов.

1.2.1. Что такое плесень.

Плесень — это грибы, образующие характерные налёты на продуктах питания, фруктах, растительных остатках, обоях, коже и других предметах. Плесневые грибки распространены практически всюду. Они обнаруживаются, как в жилище человека, так во внешней среде. Плесень (плесневые грибки) - особое царство живой природы. Представители этого царства имеют сходства и различия как с бактериями, растениями, так и с животными. Плесень относится к классу грибов, которых насчитывается свыше 100.000 видов, включая шляпочные грибы, ржавчинные грибы и дрожжи [8].

Плесень распространяется по воздуху в виде микроскопических спор. Попадая в подходящую среду, спора, при необходимой температуре и уровне влажности, начинает прорастать. Поэтому стоит лишь забыть
свежие продукты, консервы, фрукты и даже кожаное изделие на один-два дня в теплом, сыром помещении, как они тут же подвергаются «нападению» спор, и на предмете разрастается колония грибков-плесени [5].

Плесень образует подобные нитям клетки, называемые гифами. Когда гифы переплетаются между собой, образуется пушистый клубок нитей - мицелий. Это и есть то, что мы называем плесенью. Внешне плесень также может напоминать грязь или пятна, например, когда она образуется на стенах в ванной комнате между плитками кафеля [10].

1.2.2. Размножение плесени.

Плесень распространяется по воздуху в виде микроскопических спор. При попадании на сырую поверхность она прорастает тончайшими нитями [7].

Считается, что идеальные условия для появления и распространения плесени - температура плюс 20 0С и относительная влажность воздуха выше 95%. Плохой воздухообмен поддерживает рост грибков. Кроме этого, плесень обожает грязь. Чем грязнее жилище, тем больше бактерий, а чем больше бактерий, тем больше грибков [3].

Плесень активно размножается при комнатной температуре в условиях повышенной влажности и неэффективной вентиляции на многих материалах и покрытиях, используемых внутри помещений, включая бетон, штукатурку, дерево, пластики, резину, тканевую основу линолеума, окрашенные поверхности, ковровые покрытия, книги и т.д [7].

Плесень весьма прекрасно чувствует себя при отрицательных температурах. Она, как и деревья зимой, не "живет активной жизнью" (не спорообразует, хотя есть и исключения), но и не умирает. При повышении температуры плесень снова начинает образовывать споры. Высокие температуры способны убить плесень, однако для уничтожения некоторых видов необходимо воздействие температуры плюс 100 0С в течение 1-2 часов [8] .

1.2.3. Вред и польза.

Об опасных свойствах некоторых видов плесени известно уже давно. В VI веке до н.э. ассирийцы использовали древний вид биологического оружия – спорынью, с помощью которой они отравляли воду в колодцах своих врагов. В средние века той же самой плесенью, которая иногда появляется на колосьях ржи, вызывало у многих людей зуд, судороги, галлюцинации и гангрену [9].

Рис. 3

Плесень может разрушить даже бетон, кирпич и штукатурку.

Рис. 4

Она летает в воздухе и портит продукты питания. Причем, плесень, которая появляется на еде без нашего участия, не содержит пенициллина и не имеет никаких полезных свойств. Употребление подплесневевших продуктов чревато отравлением [4].

Рис. 5

Когда мы сталкиваемся с плесенью в повседневной жизни, это не представляет серьёзной угрозы для здоровья. Однако от воздействия плесени страдают люди с заболеваниями дыхательных путей (астма, аллергия), наиболее уязвимы также маленькие дети и пожилые [6].

Самый эффективный способ предотвратить появление плесени – полностью или, по крайней мере, частично – это следить за тем, чтобы внутри помещения было сухо и чисто, а также поддерживался низкий уровень влажности [7].

Некоторые виды грибов, полезные для человека, используются в пищевой и медицинской промышленности. Плесень открыла двери в восхитительный мир вкуса. Взять, к примеру, сыр. Такие сорта сыра, как бри, камамбер, голубой датский сыр, горгонцола, рокфор и стилтон обязаны своим особенным вкусом некоторым видам плесени рода пенициллиум. То же самое можно сказать и о салями, соевом соусе и пиве [8].

Рис.6

Кроме того, плесень применяется в виноделии. Ягоды винограда, на которых образовалось нужное количество плесени, собирают в определённое время и используют в производстве элитных десертных вин. Благородная плесень, повышает концентрацию сахара в виноградных ягодах, благодаря чему вкус вина становится более насыщенным. В винном погребе, где происходит процесс брожения, особая погребная плесень придаёт вину его окончательный вкус [6].

Развивающаяся на гниющем материале плесень делает великое дело. Разрушая мёртвое органическое вещество, грибы возвращают отдельные «кирпичики» углеродных соединений в почву, чтобы растения вновь могли их использовать для построения своей биомассы. Осуществляемая макроскопическими и плесневыми грибами постоянная гигантская работа по разложению и минерализации разнообразных органических соединений имеет глобальное значение в масштабах биосферы, замыкая круговорот углерода в природе [9].

1.2.4. Открытие пенициллина.

В 1928 году английский микробиолог Александер Флеминг случайно обнаружил антибактериальное свойство зелёной плесени. Эта плесень способна убивать бактерии, но безвредна для человека и животных. Это открытие положило начало производству пенициллина, который считается «самым действенным средством в современной медицине». В 1945 году Флеминг и его коллеги Хоуард Флори и Эрнст Чейн удостоились за свой труд Нобелевской премии в области медицины. С тех пор плесень стали применять для получения различных лекарственных препаратов, например лекарств от мигрени, для лечения болезни Паркинсона и предотвращения образования тромбов [7].

1.2.5. Роль пенициллина в годы второй мировой войны.

К концу 1930-х годов СССР полностью удовлетворяла потребности страны в лекарственных средствах, однако к войне советская химико-фармацевтическая промышленность оказалась не готовой.

В 1943 году в разгар Великой отечественной войны на всех фронтах от инфекции погибали тысячи Советских солдат и офицеров. Выживать удавалось единицам. Жизненно необходимым был препарат, который мог бы остановить заражение. И таким лекарством стал пенициллин [3].

О сенсационных результатах работы Флори по промышленному производству пенициллина стало известно в СССР в основном через зарубежную агентуру. Ещё в начале войны агентам, работающим в Англии, было поручено достать штамм Александра Флеминга, но заказ так и не выполнили, и в Советском Союзе решили – ждать больше нельзя, нужен свой пенициллин [10].

Именно в годы войны в СССР началась эпоха антибиотиков — был создан первый отечественный пенициллин из плесневого грибка рода Penicillium. Работы по созданию советского пенициллина начались еще в первый год войны во Всесоюзном институте экспериментальной медицины. Возглавляла их руководитель института профессор Зинаида Ермольева. В 1942 году, всего через год после того, как английский ученый Говард Флори сумел синтезировать первые порции пенициллина, Ермольевой удалось достичь аналогичных результатов, используя отечественное сырье. По официальной версии, первый советский антибиотик был создан из грибка, штамм которого был взят профессором Ермольевой со стены одного из московских бомбоубежищ.

В 1944 году по инициативе главного хирурга Николая Бурденко были проведены испытания советского пенициллина во фронтовых госпиталях, которые дали отличные результаты. Пенициллин Ермольевой спас жизни тысячам считавшихся безнадежными раненых [3].

Глава 2.

Одно из основных и самых опасных свойств плесени является ее вездесущность. Микроскопические грибки способны выживать, без преувеличения, в любых условиях. Они прекрасно чувствуют себя среди арктических льдов, на радиоактивном саркофаге 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС, и даже в открытом космосе.

Цель практической части работы: исследовать условия развития плесени, влияние структуры и некоторых веществ на рост плесени.

Объект исследования: плесень.

Среда обитания плесени (опыт №1).

Мы решили вырастить плесень и изучить условия произрастания. Взяли два кусочка белого хлеба. Один кусочек положили во влажный полимерный пакет и плотно закрыли, а другой оставили на тарелке, поставив в теплое место.

При проведении опыта мы наблюдали, что на третий день хлеб, оставленный в теплом месте, засох, а на хлебе во влажном пакете появились небольшие участки плесени. На четвертый и пятый день плесень продолжала расти. Хлеб, который находился в теплом месте, превратился в сухарик (Приложение I).

Влияние структуры на рост плесени (опыт №2).

В ходе изучения литературы, мы проанализировали, что плесень на разных продуктах растет с разной скоростью. Поэтому при исследовании плесени, в ходе проведения опыта №1, мы задали себе вопрос: «А на каких продуктах плесень вырастет быстрее?». Для опыта были отобраны самые, часто употребляемые продукты: масло, сыр, хлеб. От каждого продукта взяли понемногу и положили на тарелочку в тёплое влажное место (опирались на выводы, полученные при проведении опыта №1). И принялись ждать. На третий день у масла и сыра появился специфический запах. На пятый день на сыре и на хлебе появились белые участки плесени. На седьмой день на хлебе обильно проросла плесень (Приложение II)

Влияние некоторых веществ на рост плесени (опыт №3).

Из литературы мы узнала, что есть такие вещества – фитонциды, образуемые растениями биологически активные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие бактерий, микроскопических грибов. Они выделяются разными растениями – луком, чесноком, цитрусовыми, а также многими комнатными растениями.

Мы решили по экспериментировать, создав одинаковые условия для объекта выяснить, в каком случае фитонциды будут подавлять рост плесени. Рядом с хлебом положили: лист герани, чеснок, корку лимона, листа алоэ. Каждый объект исследования положили во влажный полиэтиленовый пакет, в теплое место. На пятый день в пакете с коркой лимона и алоэ на кусочке хлеба появились участки белой плесени. На седьмой день кусочек хлеба с лимоном позеленел, на кусочке хлеба с алоэ участки плесени сохранили свои границы, на кусочке хлеба с чесноком появились участки плесени. К девятому дню разрастание плесени на всех кусочках за исключением того, где лежит герань (Приложение III).

Обработка данных.

Опыт №1: для образования плесени нужны влага и тепло, которые были созданы в пакете. Сухость воздуха и низкая температура являются главными препятствиями для развития плесени.

Опыт №2: сыр и хлеб быстрее покрываются плесенью, чем масло, потому что масло имеет плотную структуру, а плесени, чтобы жить и размножаться, нужен доступ воздуха. Хлеб - структура пористая и воздушная и соответственно распространение плесени в нём происходит быстрее.

Опыт №3: там, где находились фитонцидные части растений, плесень появлялась позже. Долька лимона также первое время выделяла фитонциды, поэтому плесень там появилась позже. Лучшим фитонцидным растением оказалась герань, второе место занял чеснок.

(Таблица №1,2,3)

Заключение.

На основании исследуемой литературы и проделанной работы можно сделать следующие выводы:

Плесень это живой организм, она относится к царству грибов;

Плесень образуется и обитает во влажной и теплой среде;

Плесень быстрее размножается на пористых структурах, так для быстрого роста нужен доступ воздуха;

При длительном хранении продуктов, возможно, использовать фитонциды (герань, чеснок);

Чтобы плесень не появилась в помещении, необходимо проводить профилактику: проветривание, соблюдение чистоты, вентиляцию;

Плесень может приносить пользу и вред;

Нельзя использовать в пищу продукты, зараженные плесневым грибком.

Литература

Аксенова М. Д. Энциклопедия для детей "Аванта плюс". Биология, том 2, Москва, «Аванта +», 1998 г.

Буянов. Н.Ю. Я познаю мир. Энциклопедия для детей. Медицина Москва. ООО « Издательство АСТ ЛТД », 1997 г.

Детская энциклопедия// Что такое плесень. 2000 г.

Марфенина О., Иванова А. Научно-популярный журнал «Наука и жизнь»//Многоликая плесень. 2009. №10.

Пономарева И.Н., Корнилова О.А. Биология: Растения. Бактерии. Грибы. Лишайники. 6 кл. Москва: Вентана-Граф, 2009 г.

http://www.log-in.ru/articles/1294/ - плесень хорошая и плохая

http://ru.wikipedia.org/wiki/Плесень - плесневые грибы, материал википедии

http://www.gardenia.ru/pages/plesen001.htm - плесень и загадки грибного царства

http://yourangel.ucoz.ru/publ/chem_opasna_plesen/1-1-0-4

http://www.sibparus.ru/hwl/zdorovie/plesen.htm

Приложения

Приложение №1

Таблица 1

Влияние среды обитания на прорастание плесени.

дни

кусочек №1

кусочек №2

1 день

Положили во влажный полимерный пакет

Положили на тарелку и в теплое место

2 день

Хлеб увеличился в размерах за счет воды

Кусочек хлеба подсох

3 день

На хлебе появились участки плесени

Кусочек хлеба стал твердым

4 день

От черных точек появились редкие волосинки плесени

Хлеб засох и стал крошиться

5 день

Ниточек плесени стало больше, они образовали легкий пушок

Кусочек хлеба уменьшился, стал сухариком

Приложение №2

Таблица 2

Влияние структуры на рост плесени.

дени

хлеб

сыр

масло

1 день

------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------

--------------------------------------------------

2 день

----------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------

--------------------------------------------------

3 день

----------------------------------------------------------------

запах

запах

4 день

немного уменьшился в размерах

капельки воды

пожелтел и расплавился, запах

5 день

появились белые пятнышки плесени

появились белые пятнышки плесени

запах

6 день

разрастание пятен плесени

пятна плесени прежних размеров

запах

Приложение №3

Таблица 3

Влияние некоторых веществ на рост плесени.

день

лист герани

чеснок

корка лимона

лист алоэ

1 день

--------

-----------

-----------

-------------

2 день

----------

------------

------------

-------------

3 день

-----------

-------------

-------------

---------------

4 день

------------

-------------

-------------

--------------

5 день

-----------

-------------

мелкие участки белой плесени

мелкие участки белой плесени

6 день

-----------

---------------

участки белой плесени

участки белой плесени

7 день

------------

мелкие участки белой плесени

разрастание участков плесени

разрастание участков плесени

8 день

-----------

разрастание участков плесени

разрастание участков плесени

разрастание участков плесени

9 день

------------

разрастание участков плесени

появились небольшие участки зеленой пятна

разрастание участков плесени

Просмотров работы: 251