VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Влияние природных и лекарственных антибиотиков на рост и развитие микроорганизмов
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
На нашей планете живет огромное количество разнообразных живых существ, все они образуют биомассу Земли, 97% которой приходится на растения, а 3% — на животные и микроорганизмы. Вся биомасса являет собой живое вещество, которое имеет способность расти, размножаться и распространяться на планете.
Самыми интересными живыми существами, как мне кажется, являются микробы, потому что они есть везде вокруг нас и их не видно. Начиная свою работу, я спросила себя: «что я знаю о микробах? Смогу ли их увидеть?», подумав, я поняла, что не знаю о них практически ничего. Поэтому объектом моего исследования я выбрала их.
Еще с древних времен, человек использовали микроорганизмы, не зная их природы и происхождения в своих целях: пек хлеб, делал вино, пиво. Лишь в 17 веке ученый Антони Ван Левенгук с помощью изобретенного им микроскопа увидел микроорганизмы. С тех пор до наших дней ведется их изучение. Однако, не все микробы полезны: многие из них вызывают болезни человека, животных и растений. Называются они болезнетворными или патогенными. Ежегодно по их вине в г. Нижнекамск страдают почти половина населения. Так по данным санэпидемстанции в 2016 году бактерии инфицировали 57972, а вирусы 59358 человек. При халатном отношении человека к своему здоровью эти заболевания, могут привести даже к летальному исходу. Однако, на сегодняшний день, именно инфекционные заболевания успешно лечатся с помощью лекарств, которые называются антибиотики.
Целью моей работы является выявление угнетающихфакторов на ростразмножение микроорганизмов.
Передо мной стояли следующие задачи:
ознакомиться со строением, жизнедеятельностью и ролью микроорганизмов в природе и жизни человека;
изучить литературу по теме;
приготовить питательную среду для роста колонии микробов;
сделать посев микроорганизмов;
изучить влияние лекарственных препаратов, таких как на развитие колоний микроорганизмов;
изучить влияние природных антибиотиков – лука и чеснока на развитие колоний микроорганизмов.
Предмет исследования – влияние природных и синтетических антибиотиков на развитие бактерий.
Практическая значимость моей исследовательской работы заключается в том, что результаты исследования могут быть использованы для
Гипотеза:
Микроорганизмы - мельчайшие живые существа.
Микробы бояться антибиотиков.
Методики:
Изучение литературы по данной теме.
Проведение опытов.
Анализ полученных результатов.
Что такое микробы?
Микроорганизмы, (микробы) — это мельчайшие живые существа, которые слишком малы для того, чтобы быть видимыми невооруженным взглядом. Их размер в 10, в 100 и даже в миллион раз меньше одного миллиметра. Увидеть их можно лишь с помощью микроскопа (рис. №1). Вирусы невидимы даже в микроскоп. В состав микроорганизмов входят как безъядерные (прокариоты: бактерии, археи), так и эукариоты: некоторые грибы, протисты, но не вирусы, которые обычно выделяют в отдельную группу. (материал из Википедии — свободной энциклопедии).
Рис 1
Но в популярном биологическом словаре Реймерса Н.Ф. дано следующее определение: микроорганизм(ы) – мельчайшие, преимущественно одноклеточные организмы, различной систематической принадлежности, видимые только в микроскоп: бактерии, микроскопические грибы, микоплазмы, риккетсии и водоросли, простейшие и вирусы.
Однако, есть исключения, например, гигантские поликарионы, видимые невооружённым взглядом. Изучением микроскопических организмов занимается наука микробиология.
Первыми живыми организмами на планете Земля были микробы, считает самая распространенная теория о происхождении жизни на земле.
Микроорганизмы разнообразны и способны существовать везде: в воде, воздухе, почве. Их не «пугают» горячие источники, где температура около 300°, дно океана, глубины Земли, снега гор. Некоторые могут существовать даже без кислорода, называются они анаэробы. Микроорганизмы отличаются хорошей устойчивостью к действию температуры, давления. В одном миллилитре грязной воды их может быть несколько миллионов, а в одном грамме земли даже миллиарды. Микробы участвуют в круговороте веществ, обеспечивают очищение воды в водоемах. Их используют в пищевой и микробиологической промышленности (виноделии, хлебопечении, производстве молочно-кислых продуктов, антибиотиков, витаминов, аминокислот, кормового белка, в защите растений, для очистки воды).
Впрочем, не все микроорганизмы приносят человеку пользу. Часть их вызывает болезни человека, животных и растений. Некоторые микроорганизмы вызывают поражение сельскохозяйственной продукции (зерна, овощей, фруктов), вызывают загрязнение водоемов, накопление ядовитых веществ.
В окружающей нас среде — воздухе, почве, воде — находится множество микроорганизмов. Оттуда они попадают на предметы, одежду, на руки, в пищу, в рот, кишечник. Как и всякие живые существа, микроорганизмы питаются и размножаются. У микробов нет рта, желудка, кишечника. Питательные вещества проникают в микроорганизмы через оболочку клетки (кожу). Поэтому для развития микробов хорошей питательной средой являются продукты, содержащие много воды, — молоко, бульоны, мясо, рыба и т. д.
Способы выращивания микроорганизмов
Размножаются микробы очень быстро, примерно через полчаса количество микробов удваивается, через час увеличивается в 4 раза, через два часа — в 16 раз и т. д. Это происходит при благоприятных условиях. Но дело в том, что для разных видов бактерий условия размножения сильно различаются:
одним видам необходим кислород, другим нет, третьим нужен определенный процент кислорода в воздухе, четвертые приспосабливаются к существующим условиям;
оптимальная температура колеблется от 0-10⁰ С для одних, 20-40⁰С для других, 50-60⁰С для третьих, четвертые переживут даже кипячение;
наличие воды, пожалуй, одно из немногих условий, общих для всех организмов, в том числе и для бактерий;
наличие пищи по вкусу: кому-то нужна солнечная энергия, кому-то – органические вещества, некоторым необходимы определенные химические элементы.
Не так важно знать, каким путем размножаются бактерии. Гораздо важнее не допускать их неконтролируемый рост. Особое внимание уделяется патогенным (болезнетворным) бактериям, которые с помощью спор могут спокойно дождаться возникновения благоприятных условий и снова причинить вред.
Для предотвращения заболеваний следует помнить, что бактерии боятся ультрафиолета, сухости, нагревания, антибиотиков и здорового иммунитета. Это значит, что все те правила, которым учили нас с пеленок (мойте руки перед едой, не контактируйте с больными, закаляйтесь, ешьте здоровую пищу), имеют под собой строгую научную базу. И если с мамой, бабушкой или учителем еще можно было поспорить, то с сухими научными выкладками спорить глупо и опасно для жизни.
Искусственно микробы выращивают на специальных чашках Петри (см. Приложение № 1, рис.2, 3), куда наливают питательную среду агар-агар. Агар-агар - продукт, получаемый из красных и бурых водорослей и образующий в воде плотный студень. Он применяется для выращивания бактерий, грибов, водорослей, а также в кондитерской промышленности для изготовления мармелада, желе, зефира и др. Агар-агар можно растворить только в кипятке, при остывании он превращается в прозрачный чистый гель. (Приложение№1). На питательной среде микробы растут в виде колоний разного цвета, размера, формы (Приложение № 2).
Вывод. При благоприятных условиях микроорганизмы размножаются очень быстро. Искусственно их выращивают в питательной среде из агар-агара.
Размножение болезнетворных микроорганизмов можно приостановить. Для этого нужно лишь помнить определенные несложные правила гигиены, способы укрепления иммунитета человека.
Опыт №1 «Посев культуры на питательную среду.»
Описание опыта: В стерильных условиях, обжигая петлю посеяла культуру на чашку Петри (рис. 2, 3), чашку поместила в термостат (агрегат, похожий на холодильник, но в нем поддерживается температура +38 градусов)
Рис. 2. Рис. 3.
В результате через 24 часа: на питательной среде выросли колонии микробов (рис. 4)
Рис. 4
Вывод: Микроорганизмы живые, при наличии благоприятных условий, они растут и размножаются очень быстро.
Опыт №2 «Изучение влияния антибиотиков на рост и развитие колоний микроорганизмов».
Описание опыта: Снова посеяла культуру на другую чашку Петри (назовем его объект № 2), на агар-агар аккуратно пинцетом положила диски с лекарством (антибиотиками), чашку поместила в термостат.
Через 24 часа на питательной среде выросли колонии микробов, но около дисков-лекарств их нет – агар-агар прозрачный (рис. 5).
Рис. 5.
Вывод: лекарства угнетают рост микробов или влияют на них пагубно.
Опыт №3 «Изучение влияния чеснока (лат. Allium sativum) и лука репчатого (лат. Állium cépa) на рост и развитие колонии микроорганизмов»
Описание опыта: В новую чашку Петри (объект № 3) посеяла культуру микробов, на агар-агар положила диски с лекарствами и кусочек лука и чеснока (рис. 6).
Также оценила результат через 24 часа: на питательной среде и около лука, чеснока выросли колонии микробов, но чего не наблюдалось вокруг дисков с антибиотиками (рис.6).
Рис.6.
Вывод: а) Лук и чеснок не подействовали на развитие микроорганизмов, поэтому использовать их можно только для профилактики болезней в качестве укрепляющих организм средств, а не для лечения.
Сок чеснока и лука содержит в себе биологически активные вещества, оказывающие противомалярийное, противогрибковое, противоглистное, противовирусное и противовоспалительное действие. Он усиливает двигательную и секреторную функции желудочно-кишечного тракта, что способствует развитию нормальной кишечной флоры и повышению сопротивляемости организма к простудным, инфекционным заболеваниям и служит средством повышения иммунитета организма.
б) То, что чеснок является природным антибиотиком, было научно доказано лишь в XIX веке, когда Луи Пастер обнаружил, что чеснок способен убивать бактерии. Свежий чеснок обладает активностью против бактерий Escherichia coli (Кишечная палочка), золотистого стафилокока, сальмонеллы и грибка Candida. Но если колонии микроорганизмов появились в тех местах где были лук и чеснок значит это бактерии другого вида.
Заключение
Были выдвинуты гипотезы:
Микроорганизмы - мельчайшие живые существа.
Микробы бояться антибиотиков.
Использовались методики:
Изучение литературы по данной теме.
Проведение опытов.
Анализ полученных результатов
В завершение своей работы я могу сделать следующие выводы:
1.Мир микробов богат, разнообразен и интересен.
2.Человечество многого добилось в изучении микроорганизмов, но мне кажется, изучать их можно бесконечно и всегда узнаешь что-то новое.
3.Микробы неприхотливы, растут и размножаются очень быстро.
4. Лекарственные препараты угнетают рост и развитие микроорганизмов. Поэтому инфекционные заболевания, вызванные вирусами и бактериями, нужно лечить синтетическими антибиотиками.
5. Лук и чеснок можно использовать только для профилактики инфекционных заболеваний в качестве укрепляющих организм средств.
Все задачи, поставленные мной для достижения цели, были выполнены. Среди своих друзей, товарищей и одноклассников буду вести разъяснительную работу о пользе лука и чеснока, как о профилактических средствах и роли лекарственных препаратов при лечении заболеваний. Так как древнейшие микроскопические организмы, пережившие много эпох и существующие, по сей день, дает нам повод того, что изучением их природы можно заниматься бесконечно и делать все больше интересных открытий полезных человечеству.
Список литературы
Микроорганизмы. Материал их Википедии – свободной энциклопедии. [Электронный ресурс]. http://yandex.ru/clck/jsredir?from(дата обращения: 20.12.2016).
Оформление списка литературы по ГОСТу 7.1-2003, ГОСТ Р 7.0.5 – 2008 - как оформлять список литературы по ГОСТу. Учебные материалы › Обучающие материалы [Электронный ресурс].http://yandex.ru/clck/jsredir?from (дата обращения: 06.01.2017).
Реймерс Н.Ф. Популярный биологический словарь / Реймерс Н.Ф. – М, 1990. -544 с.
Устинова А.А. Микробиология: Руководство к практическим занятиям./ Устинова А.А., Ильина В.Н., Шишова Т.К. – Самара: Изд-во ПГСГА, 2009. – 84 с. – Издание 4-е, испр. и доп.
Приложение № 1
Ча́шка Пе́три — лабораторная посуда, имеет форму невысокого плоского цилиндра, закрывается крышкой подобной же формы, но несколько большего диаметра. Применяется в биологии и химии.
Раствор агар-агара при остывании превращается в прозрачный чистый гель.
Приложение №2
На питательной среде микробы растут в виде колоний разного цвета, размера, формы.
Приложение № 3.Микроорганизмы живые, при наличии благоприятных условий, они растут и размножаются очень быстро.
С интетические антибиотики угнетают рост микроорганизмов.
Природные антибиотики лук и чеснок не подействовали на развитие микроорганизмов