IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Влияние фитонцидов чеснока и лука репчатого на рост и развитие микроорганизмов в воздушной среде

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Перцева Н.В. 1

---

1МКОУ Среднеагинская СОШ

Шипицына Д.А. 1

---

1МКОУ Среднеагинская СОШ

Работа в формате PDF

1.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

В период обострения и распространения вирусных и бактериальных инфекций врачи рекомендуют применять профилактические меры для защиты своего организма. Например, промывание носа специальными растворами, усиление гигиенических мер, при нахождении в общественных местах надевать медицинские маски, поддержание иммунитета с помощью различных медикаментов или использования народных средств. Моя мама пользуется проверенным, по ее словам, способом профилактики – лук и чеснок. Она из смеси чеснока и лука делает кашицу и раскладывает ее по дому. На мой вопрос «как это помогает?» она ответила: «Лук и чеснок убивает микробы». Я захотела изучить этот вопрос более детально.

Проблема, которую я могу попробовать решить своей работой – отсутствие профилактики вирусных и бактериальных заболеваний среди школьников. В качестве объекта исследования я решила взять те растения, которые можно найти у каждого школьника дома – это чеснок и лук репчатый. Предмет исследования: влияние на микроорганизмы фитонцидов чеснока и лука репчатого.

Теоретическая значимость моего исследования заключается в том, что многие школьники не только обратят внимание на моё исследование, но и сделают выводы о необходимости профилактики вирусных и бактериальных заболеваний для сохранения собственного здоровья. Практическая значимость моей работы состоит в том, что она может быть использована школьниками для повышения образовательного уровня при изучении тем по биологии. На практике я использовала методы микробиологии, которыми я могу воспользоваться для более глубокого изучения темы своего исследования в будущем.

На сегодняшний день существуют работы, посвященные влиянию фитонцидов растений на различные микроорганизмы. Но я решила изучить влияние фитонцидов на микроорганизмы именно в воздушной среде. Мне интересно, могут ли фитонциды «очистить» воздух от микроорганизмов. И в этом заключается новизна моего исследования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

Изучая проблему моего исследования в разных литературных источниках, я выдвинула следующую гипотезу: фитонциды чеснока и лука репчатого оказывают губительное воздействие на микроорганизмы, находящиеся в воздушной среде.

Для опровержения или подтверждения своей гипотезы я поставила перед собой следующую цель: выявить характер влияния фитонцидов чеснока и лука репчатого на микроорганизмы, находящиеся в воздушной среде.

Для достижения цели я поставила перед собой следующие задачи:

1) найти информацию в различных источниках о проблеме исследования;

2) изучить методику посева спор бактерий на питательную среду из воздуха;

3) приготовить питательную среду для эксперимента;

4) разработать план эксперимента;

5) провести эксперимент по определению характера влияния фитонцидов чеснока и лука репчатого на микроорганизмы;

6) проанализировать полученные результаты и сделать выводы.

В ходе работы были использованы следующие методы исследования:

1) изучение литературы и других источников информации по теме;

2) эксперимент (посев бактерий на плотную питательную среду в чашке Петри методом осаждения из воздуха);

3) статистический метод;

4) анализ.

Бактерии – самые древние прокариотические клеточные организмы. Они играют важнейшую роль разрушителей органического вещества, фиксаторов азота, являются возбудителями заболеваний животных и человека. В медицине бактерии используют для получения вакцин, антибиотиков, в пищевой промышленности – для получения молочнокислых продуктов, спиртов. Бактерии также являются объектами генной инженерии [1].

В большинстве случаев бактерии – это одноклеточные формы, но некоторые виды образуют цепочки из слабо связанных клеток, которые бывают палочковидными, сферическими или спиральными. Бактериальная клетка отличается простотой в строении (рис.1). Она заключена в плотную жесткую оболочку, окруженной снаружи слизистой капсулой. У бактерий отсутствует ядро и другие мембранные органоиды. У многих есть жгутики, участвующие в движении клетки [2].

Рисунок 1 – Строение бактериальной клетки.

При неблагоприятных условиях (при недостатке пищи, влаги, резких изменениях температуры) многие бактерии переходят в состояние покоя. Цитоплазма бактериальной клетки, сжимаясь, отходит от материнской оболочки, округляется и образует внутри нее на своей поверхности новую, более плотную оболочку. Такую бактериальную клетку называют спорой [3].

Кроме спор бактерий в воздухе могут находиться различные вирусы и споры плесневых грибов, которые так же могут вызвать у человека различные заболевания.

Одним из факторов, влияющих на рост и развитие микроорганизмов, является наличие в окружающей среде бактерицидных веществ. Например, фитонцидов.

Фитонциды (от греч. phyton – «растение» и лат. caedo – «убиваю») – образуемые растениями биологически активные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие микроорганизмов. Открыты советским профессором, доктором биологических наук Борисом Петровичем Токиным в 1928 г. Образование фитонцидов свойственно всем растениям. Различают летучие (могут испаряться) и нелетучиефитонциды тканевых соков. Нелетучие фитонциды содержатся во всех растениях. Мощность и спектр антимикробного действия фитонцидов весьма разнообразны у разных видов растений. Например, фитонциды чеснока, лука, хрена убивают многие виды простейших, бактерий и низших грибов в первые минуты и даже секунды. Выделение фитонцидов усиливается при повреждении растений: оно и понятно, ведь именно в это время растению особенно важно защитить себя от инфекции. Защитная роль фитонцидов проявляется не только в уничтожении микроорганизмов, но и в подавлении их размножения. Это свойство растений человек активно использует и для защиты своего собственного здоровья. Антимикробные свойства фитонцидов обусловили большое число исследований по использованию их в медицине, ветеринарии, защите растений, при хранении плодов и овощей, в пищевой промышленности и др. [4].

Для достижения поставленной цели я использовала бактериологический метод исследования. Посев (бакпосев) — один из методов культивирования микроорганизмов на питательных средах. Питательная среда – это однокомпонентный или многокомпонентный субстрат, применяемый для культивирования микроорганизмов или культур клеток высших организмов. Требования, предъявляемые к средам: быть питательными, стерильными, иметь оптимальную кислотность и влажность [5].

Основное требование при работе с микроорганизмами – соблюдение асептики, т. е. таких условий, при которых в пробирку с изучаемой культурой не смогли бы попасть другие микроорганизмы (например, из воздуха, с предметов, используемых в процессе выполнения работы). Кроме того, нужно иметь в виду, что среди микроорганизмов многие условно патогенны, что требует повышенного внимания и аккуратности в работе. Для работы с микроорганизмами используют специальные бактериологические петли, иглы, шпатели. Выращивают микроорганизмы в пробирках, колбах или чашках Петри [6].

В результате посева на питательной среде образуются так называемые колонии – видимые скопления микроорганизмов одного вида, которые формируются в результате размножения одной клетки. Колонии бактерий разных видов отличаются друг от друга по своей морфологии, цвету и другим культуральным признакам.

Учитывая степень оснащенности и условий школьной лаборатории, мы выбрали наиболее простую в плане приготовления питательную среду – это мясо-пептонный агар (МПА). Для выращивания микроорганизмов использовали чашки Петри. Для своего исследования я выбрала кабинет математики и учительскую, как самые часто посещаемые в течение рабочего дня. Эти кабинеты, по моей просьбе, в день посева не проветривались и в них не проводилась влажная уборка с использованием каких-либо моющих и дезинфицирующих средств.

Этапы эксперимента:

1. Стерилизация чашек Петри.

Чашки Петри мы стерилизовали в кипящей воде в течение 10-15 минут. После чего провели дополнительную стерилизацию в электрическом духовом шкафу при температуре 150 градусов в течение 10 минут. Чашки Петри остужались закрытыми.

2. Приготовление питательной среды.

Для приготовления МПА мы использовали нежирное мясо (говядина). В течение суток мясо выдерживали в холодной воде, чтобы избавиться от крови. После чего мясо варили около 1,5-2 часов. Полученный бульон остудили и процедили через марлю, после чего профильтровали с помощью фильтровальной бумаги. Объем полученного бульона – 700 мл. В бульон добавили агар из расчета ½ чайной ложки на каждые 60 мл жидкости. Это количество подходит для одной чашки Петри. Смесь разогрели на водяной бане до полного растворения агара. После этого полученную питательную среду остудили. В нижнюю половину чашек Петри залили питательную среду тонким слоем и быстро закрыли крышкой. Чтобы не занести бактерии из воздуха, все действия были проведены возле горящей спиртовки.

3. Посев.

Для посева спор бактерий и грибов использовался метод осаждения из воздуха. Все пробы были подписаны и помещены в теплое место (таблица 1).

Бактерии наиболее активно растут при +37 градусах. Наиболее подходящее место в школе – у батареи. Пробы накрыли плотной тканью и оставили на сутки. Пробы №7 и №11 сутки хранились в холодильнике.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА

Все наблюдения по эксперименту были занесены в таблицу и проанализированы.

Таблица 1 – Результаты эксперимента.

Рисунок 2 – Результаты посева из кабинета математики (лук).

Рисунок 3 – Результаты посева из учительской (чеснок).

Из гистограмм мы можем увидеть, что происходит незначительное снижение количества колоний в пробах посева из воздуха на следующий день, как в кабинете математики, так и в учительской. В первые 30 минут после внесения в помещения кашиц лука и чеснока снижения степени загрязнения воздуха не наблюдается, а даже увеличивается.

ВЫВОДЫ

1) Изучена литература по теме исследования.

2) Теоретически изучена методика приготовления питательной среды МПА.

3) Практически освоена методика посева спор бактерий и грибов путем осаждения из воздуха.

4) По результатам эксперимента были получены данные, по которым нельзя сделать однозначных выводов о губительном воздействии фитонцидов чеснока и лука репчатого на микроорганизмы, находящихся в воздухе. Происходит незначительное снижение количества колоний в пробах посева из воздуха на следующий день. Однако мы не смогли объяснить увеличение количества колоний в пробах воздуха в первые 30 минут эксперимента. Гипотеза не подтвердилась: фитонциды чеснока и лука репчатого воздух от микроорганизмов не очищают.

5) Работа по данной теме может быть продолжена, однако необходимо пересмотреть ход эксперимента. Необходима консультация специалистов в области микробиологии и ботаники.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лернер Г.И. ЕГЭ-2009: Биология. Репетитор / Г.И. Лернер. – М.: Эксмо, 2008. – 320 с.;

2. Келина Н.Ю. Экспресс-курс химии и биологии для школьников и абитуриентов / Н.Ю. Келина, Н.В. Безручко. – Ростов н/Д: Феникс, 2008. – 614 с.;

3. Биология: растения, бактерии, грибы, лишайники: учебник для 6-7 кл. общеобразоват.учреждений / Т.И. Серебрякова, А.Г. Еленевский, М.А. Гуленкова и др. – 2-е изд. – М.: Просвещение, 1996. – 224 с.;

4. Большая энциклопедия растений: для школьников и студентов / науч. редактор

к. г. н. Вильчек Г. Е. –М.: ОЛМА Медиа Групп, 2007 г. – 623 с.

5. Свободная энциклопедия Википедия – (https://ru.wikipedia.org);

6. Микробиология с основами вирусологии: методы микроэкологического исследования наземных, водных и воздушных экосистем: лаб.практикум / С.В. Прудникова, Н.Д. Сорокин, Н.И. Сарматова и др. – Красноярск: ИПК СФУ, 2008

Приложение 1 – Пробы воздуха на 4 день наблюдения.

№2 - Контрольная проба воздуха №3 - Контрольная проба

(математика) лук. воздуха (учительская) чеснок.

№4 - Проба воздуха (математика) №5 - Проба воздуха

через 15 минут (математика) еще через 5 минут

№6 - Проба воздуха (математика) №7 - Проба воздуха (математика)

еще через 5 минут через сутки

№8 - Проба воздуха (учительская) №9 - Проба воздуха (учительская)

через 15 минут еще через 5 минут

№11 - Проба воздуха

(учительская) через сутки