Таинственный мир бактерий: интересно, польза, вред?

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таинственный мир бактерий: интересно, польза, вред?



Введение

Самый древний организм - бактерия. В средствах массовой информации насаждается мнение о вреде бактерий, многое говорится о стерильности. Рекламируется множество дезинфицирующих, моющих средств. То есть, говорится о вреде этих микроорганизмов и ничего о пользе. Бактерии живут на разных поверхностях, могут существовать в условиях жары и холода. Эволюция бактерий привела к развитию жизни на нашей планете Земля. Я решила изучить виды и строение микроорганизмов, историю их. Для достижения целей моего проекта я постараюсь найти интересные факты о пользе и вреде, провести несколько экспериментов и анкетирование в своем классе.

Мои родители на день рождение подарили микроскоп. Именно с этого момента мне стал интересен микромир. Я рассматривала в него буквально все что было интересно - различные листочки, букашек, и конечно же капельки воды. Я удивилась обнаружив в воде множество живых существ, теперь я знаю что это были простейшие микроорганизмы.

В этом учебном году у меня появилось новое увлечение, я стала посещать школу БИОН по направлению «Микробиология». На занятиях нам рассказывают много интересных тем, но тема «Бактерии» заинтересовала меня больше остальных. Я решила более подробно изучить микроорганизмы. Наверняка, в ходе моего исследования я смогу найти много интересных фактов о бактериях, а многие из них, возможно, смогут удивить.

Многое ли мы, обычные люди, знаем о бактериях? Мы знаем: о пользе личной гигиены, о пользе молочнокислых бактерий, о страшных, не всегда излечимых болезнях, вызываемых бактериями.

Проблемой моего исследования, я бы хотела назвать малую осведомленность людей о «малышке» бактерии и о пользе которую она приносит природе и человеку. Изучением микроорганизмов занимается наука «микробиология», в настоящее время данная наука вызывает все больший интерес общественности и ученых, так как необходимо находить новые методы лечения неизлечимых болезней.

Больше века ученые микробиологи занимаются изучением бактерий, из которых можно извлечь массу пользы. С каждым годом все больше открытий они делают. Возможно, скоро будет открыт секрет долгой жизни или получены новые биоматериалы. В связи с этим, считаю, что изучение пользы, вреда бактерий актуально.

Недавно мой друг заболел ангиной. Я стала расспрашивать маму, что это за болезнь? Мама ответила, что ангина - это бактериальное заболевание (болезнь вызванная бактериями стрептококками или стафилококками).

Моя цель: узнать о роли бактерий в жизни человека и донести до широкой аудитории информацию об их пользе.

Для достижения цели я поставила задачи:

? узнать историю исследования бактерий;

? познакомится с понятием «бактерии», их классификацией и строением;

? исследовать роль, которую играют бактерии в окружающей среде и для человека;

? проанализировать способы инфицирования патогенными бактериями;

? поставить эксперименты на выявление бактерий; посев бактерий в питательную среду в чашках Петри; провести анкетирование в классе на тему личной гигиены, опросить случайных прохожих;

? взять интервью у эксперта в области микробиологии;

? с целью повышения кругозора по данной теме посетить несколько музеев.

Объект исследования: бактерия.

Предмет исследования: влияние бактерий на человека и окружающую его среду.

Гипотеза: я предполагаю, что большинство людей имеют ошибочное представление о роли бактерий в природе и жизни человека.

Методы исследования:

-изучение различной литературы;

-экспериментальный;

-сравнение;

-обобщение;

-описание;

-статистика;

-анкетирование.

Средства исследования:

-работа с компьютером и различными предметами (оборудование) для проведения опытов;

-интернет, книги и энциклопедии по заданной теме; новости СМИ;

-наблюдения в ходе опытов;

-интервью;

-анализ и фиксирование результатов;

-фото- и видеосъемка;

-изучение предмета и объекта исследования во время посещения музея.

Практическая значимость: материалы моего исследования могут быть полезны на уроках биологии средней школы. Для проведения занятий на кружках и дополнительных занятий по биологии.

Материалы и методы

Наибольшее количество информации по моему исследовательскому проекту о бактериях содержится в сети Интернет. Мне удалось найти и проанализировать интересную книгу для детей младшего возраста «Приключения Тима в мире бактерий», издательства Clever. Обобщенные сведения проанализированного материала будут изложены в основной части моего исследовательского проекта.

Также методом исследования моей работы будет являться анкетирование среди учащихся моего класса 4 «Б» ГБОУ школы № 1998 «Лукоморье» на тему «бактерии и гигиена». Выводы анкетирования я приведу в статистической таблице.

По возможности я хотела бы провести интервью с компетентным экспертом в области микробиологии и задать интересующие меня вопросы.

И обязательно, опытным путем получить знания по теме «бактерии».



1. Теоретическая часть

1.1 Появление бактерий и их роль на планете Земля

Изучение микроорганизмов стало возможным благодаря появлению микроскопа. Прототип микроскопа сконструировал Захарий Янсен в 1595 году, он смонтировал две выпуклые линзы внутри одной трубки, а для фокусировки на объекте использовался выдвижной тубус. В 16 в. Этот прибор постепенно начали развивать и совершенствовать. В 1625 г. для обозначения прибора было предложено использовать термин «микроскоп».

В 1681 г. голландец-натуралист Антони Ван Левенгук впервые рассказал и описал общественности, «чудеса» увиденные микроскопом в капле воды, в иле реки. Рассматривая каплю воды из озера, при помощи увеличительных стекол, ему удалось рассмотреть «маленьких животных», он их назвал «анималькули». То есть получается, первые микроорганизмы Левенгук увидел в 17 в., а термин «бактерия» появился лишь спустя 150 лет.

Связь между бактериями и болезнями открыл ученый Луи Пастер в 1850 г., впоследствии его исследования в области медицины продолжил Роберт Кох, получивший в 1905 г. Нобелевскую премию за изучение бактерий возбудителей страшной болезни туберкулез.

Сегодня, читая исследования ученых, мы знаем, что бактерии на планете Земля самые древние организмы - их возраст примерно равен 3-4 млрд. лет. Когда на Земле еще не было ни растений, ни животных, ни человека. Можно сказать, первые бактерии (или «архибактерии») - это первые живые существа на планете Земля. О происхождении бактерии на нашей планете есть несколько предположений ученых:

1. Микроорганизмы упали из космоса, прилетев на астероидах и метеоритах.

2. Микроорганизмы возникли сами собой в первобытном океане.

Ученые пока никак не опровергли и не доказали свои предположения, но бактерии существуют. Я буду наблюдать за исследованиями ученых, чтобы узнать, как появились первые бактерии.

Можно перечислить преимущества бактерий и их роль в окружающей среде:

1. Итак, выше я написала о том, что бактерия самая древняя представительница живых организмов.

2. Безусловно, бактерия является самым маленьким существом на планете Земля. Так как мы можем увидеть ее только в микроскоп с большой кратностью увеличения.

3. Также стоит написать о том, что бактерия умеет быстро размножаться методом деления.

4. В настоящее время описаны и изучены только около 10 тыс. видов бактерий, но ученые полагают, что в мире их существует более миллиона. Соответственно, еще одно преимущество - это их количество. Около 70 % живых организмов планеты Земля - бактерии.

5. Можно назвать преимуществом также их самостоятельность жизнедеятельности.

6. Ученые обнаружили, что бактерии умеют между собой общаться как путем обмена электрохимическими сигналами, так и передавая информацию физически, например они делятся друг с другом частью гена устойчивости к различным антибиотическим лекарствам. Обмен информацией происходит не только между единицами, но между колониями микроорганизмов. Результаты исследований, подтверждающие данную теорию, недавно опубликованы учеными из США, штат Калифорния.

7. Человек за столетие «приручил» бактерии и научил их служить себе во благо. Взаимодействие между бактериями и человеком называется симбиоз. Мы как бы становимся домом для бактерий, а они взамен приносят нам пользу. Например, бактерии помогают переваривать пищу в кишечнике; они способны синтезировать витамины в процессе переваривания; бактерии могут бороться с ядовитыми веществами, которые, случайно, попали с испорченной едой; и наконец, способны защищать от плохих бактерий, тем самым учат иммунную систему убивать плохие бактерии. Ученые биотехнологии научили микроорганизмы делать много полезных для человека вещей. Например, бактериальные удобрения - польза для агарного хозяйства.

В 1999 г. в Намибии немецким биологом была открыта самая большая бактерия Хиомаргарита Намибенсис («серая жемчужина Намибии»), которая достигает размера до 1 мм, и ее можно увидеть собственными глазами.

Рис. 1.1. Хиомаргарита бактерия в сравнении с пчелой

1.2 Понятие “бактерия”, строение и классификация.

В окружающей нас среде существует таинственный и обширный мир бактерий.

Что же такое бактерия?

Бактерия - это простейший одноклеточный микроорганизм или «микроб», состоящий из одной клетки. Слово «бактерия» происходит от лат. bacterium, производного от греч. вбкфзсЯб, что означает «трость, палочка», так как первые описанные бактерии были палочковидными.

Характерной особенностью строения бактерии является отсутствие окруженного оболочкой клеточного ядра. Присутствует плотная клеточная стенка (оболочка-мембрана), иногда жгутики или ворсинки, для перемещения бактерий и общения друг с другом.

Внутри клетка заполнена особой жидкостью - цитоплазмой. В центральной части клетки локализовано ядерное вещество -- ДНК. Внутри бактериальной клетки находится вакуоль - это сложная молекула, помогающая жить бактерии. См. рис. 1.1.

Рис.1.2 Строение бактерии

Величина большинства бактерий примерно 0,2 до 1,3 микрометра.

Бактерия это отдельное царство живых существ. Царство бактерий изучает наука «микробиология». Микробиология - это наука, предметом изучения которой являются микроскопические существа, называемые микроорганизмами.

По форме и видам бактерии разнообразны и многочисленны. Основную классификацию видов приведу в таблице:

Таблица

Самая древняя бактерия - это «кокка» в переводе с латинского «coccus» - «шарообразная». Но как появились другие виды бактерий. В ходе эволюции бактерии учились защищаться и адаптироваться к среде обитания. Возникающие новые виды - это виды, адаптированные к жизни в новых условиях.

Бактерии -- самые мелкие и самые многочисленные живые существа. Благодаря своим маленьким размерам они без труда проникают в любые трещины, щели, поры. Бактерии выносливы и приспособлены к различным условиям существования. Могут переносить высушивание, сильные холода, нагревание до 90єС, не теряя при этом жизнеспособность.

Бактерии размножаются делением одной клетки на две примерно каждые 20-30 мин. Достигая определённого размера, бактерия делится на две одинаковые бактерии. Затем каждая из них начинает жить самостоятельно - питаться, расти, делится. Но в последние годы у бактерий обнаружены вещества, которые регулируют их численность и «не разрешают» размножаться свыше определенного предела, а то их было бы бесчисленное множество. См. рис. 1.2.

Рис. 1.3 Размножение бактерии

Бактерии, так же как и другие живые организмы, делятся на: аэробные и анаэробные. Что это означает?

Аэробные должны получать кислород, чтобы жить. Аэробные бактерии, по сравнению с анаэробными, используют O2 для жизни. Такие бактерии могут обитать и в почве, и в воздухе, и в воде. Они активно участвуют в круговороте веществ и обладают несколькими специальными ферментами, обеспечивающими их разложение.

Кислород для анаэробных бактерий смертелен и является ядом. Анаэробные бактерии способны жить там, где мало кислорода, таких как человеческая ротовая полость, кишечник. Многие из них вызывают заболевания в тех областях человеческого организма, где меньше кислорода, - горле, во рту, кишечнике, среднем ухе, ранах (гангрены и абсцессы) и т.д. Помимо этого есть и полезные виды, помогающие пищеварению - лактобактерии.

Некоторые бактерии, чтобы не погибнуть, умеют превращаться в споры. Бактерия высыхает, чтобы лучше защититься от плохих условий для жизни, ждет наступления благоприятных условий, в которых сможет ожить и продолжить жить.

1.3 Значение бактерий в окружающей среде

Значение жизнедеятельности микроорганизмов на нашей планете велико. Благодаря бактериям в атмосфере Земли начал скапливаться кислород, за несколько миллиардов лет достигший концентрации, пригодной для дыхания. И возник живой мир, в котором мы сейчас живем.

Благодаря их существованию происходит разложение и минерализация органики умерших растений и животных. В данном процессе образуются простые неорганические соединения и организуется общий круговорот веществ, без которого жизнь на планете Земля невозможна.

Но и отрицательную роль не нужно приуменьшать. Многие бактерии способны портить самые разные вещества и пищевые продукты. Бактерии способны выделять углекислый газ, аммиак и энергию, что может привести к нагреванию вплоть до его самовозгорания, например, влажного сена и зерна. Что может привести к образованию ядовитых веществ. Так же большая отрицательная роль у паразитарных и патогенных бактерий. Они могут проникать в ткани растений и животных, выделяя при этом токсические вещества, отравляющие организм. А так же существуют особо опасные и ядовитые патогенные микроорганизмы, такие как - столбнячная и дифтерийная палочка, холерный вибрион и др.

Я описала основное положительное и отрицательное значение бактерий в окружающей среде. Теперь я бы хотела поделиться своими интересными и удивительными находками в просторах сети Интернет и в книгах по теме «бактерии»:

? При помощи бактерий можно очищать почву и воду, загрязненную нефтепродуктами.

? Американские ученые недавно узнали из своих наблюдений о том, что на планете Марс обитают «спящие» микроорганизмы. Ученые уверены, что это доказывает существование жизни на других планетах, и они полагают, что эти бактерии можно «оживить» на Земле.

? Ученые из Франции и США установили, что снежинки и изморозь на растениях образуются с помощью специальной бациллы. Исследователи обнаружили, что бацилла «Pseudomonas syringae» составляет существенную часть биологических ядер кристаллизации. Бацилла стимулирует рост кристаллических ледяных структур при температуре от 0 до - 7 градусов по Цельсию.

? Существует бактерия, способная «поедать» тринитротолуолом (тротил). Их название - радиотолерантные бактерии «Kineococcus». Ученые надеются, что с их помощью удастся решить вопрос разминирования.

? Запах, исходящий после дождя вызывают актинобактерии и цианобактерии, которые живут на поверхности земли. По выводам ученых «цианобактерии являются предками всех растений на Земле, они питаются солнечным светом, окрашены в зеленый цвет. 2,5 млрд. лет назад в атмосфере Земли не было кислорода, цианобактерии питались солнечным светом и выделяли кислород. За 2 млрд. лет они выделили столько кислорода, что на Земле смогли появится животные, которым для жизни необходим кислород. Небо стало голубым благодаря кислороду в атмосфере».

? Распространение бактерий происходит, в том числе через облака. Облака - это скопление водяного пара, бактерии живут в маленьких капельках. Они распространяются по миру через осадки в виде дождя. Так же бактерии могут окрашивать облака в розовый цвет.

? Бактерии могут существовать в таких условиях, которые не может выдержать ни одно живое существо. Такие бактерии называются «экстремофилы». Это бактерии способные выживать в кипящей воде - «гипертермофилы», и бактерии «планококкус халокрофилус» способны выживать в экстремально низких температурах в Арктике.

Я надеюсь, что исследования в области микробиологии продолжаются и только набирают оборот. Возможно, в будущем будет открыто во стократ больше полезных свойств бактерий для окружающей среды.

1.4 Значение бактерий в жизнедеятельности человека

Бактерии играют значительную и положительную роль в бытовой жизнедеятельности человека. Молочнокислые бактерии, питаются молочным сахаром, выделяя молочную кислоту. Благодаря молочной кислоте, происходит сквашивание, что позволяет готовить разнообразные продукты питания - сметана, простокваша, масло, кефир, йогурт, сыр. Также бактерии используют для дубления кожи, производства кофе и какао.

На начальном этапе жизни человека бактерии участвуют в формировании его иммунитета. Организм человека населяют тысячи видов бактерий, а в кишечнике обитает примерно 2,5 кг микроорганизмов. Человек без них вряд ли бы смог выжить. А ученые полагают, что много лет назад микроорганизмы помогли выжить виду Homo Sapiens.

Из микроорганизмов получают биологически активные вещества - антибиотики, витамины, аминокислоты, помогающие человеку бороться с другими, вредоносными живыми микроорганизмами.

Естественно, что существуют и вредные патогенные бактерии способные вызывать неизлечимые или тяжело излечимые болезни человека, такие как туберкулез, коклюш, тиф, скарлатину, столбняк, холера и другие. Благо для человека, что ученые смогли изобрести от некоторых опасных заболеваний прививки. В истории человечества насчитывается не мало эпидемий, которые уносили сотни и тысячи жизней.

Хотела бы написать об исследованиях ученых в последние годы в области микробиологии. Думаю, многим данная информация будет полезна.

Я попросила маму помочь мне найти в сети Интернет новости о бактериях. Вот что нам удалось узнать:

? Ирландские ученые обнаружили новый вид бактерий, которые способны защитить человека от стрессов и депрессии. В результате своих исследований ученым удалось создать пробиотик, способный вырабатывать гормон стресса, тем самым уменьшая его уровень и бороться со стрессом. В настоящие время пищевая добавка поступила в продажу в США.

? Российским ученым удалось обнаружить в вечной мерзлоте полезные для иммунной системы бактерии. Они способны стимулировать иммунитет, могут быть использованы для разработки новых лекарств, так как они выделяют вещества с иммуномодулирующими свойствами.

? Эксперты организации экономического сотрудничества и развития проводили исследование в течение двух лет об устойчивости бактерий, из-за массового распространения в развитых странах антибиотиков и их бесконтрольного применения, из-за навязчивой рекламы о пользе антибактериальных средств гигиены. Пришли к выводу, что к 2050 году грозит опасность до 2,4 млн. человек, так как каждая пятая бактериальная инфекция становится устойчивой к антибиотикам. К сожалению, Россия лидирует по ухудшению ситуации с устойчивостью бактерий к антибиотикам. На нашу страну, приходится 42,9% устойчивых к лечению известными препаратами инфекций.

В рамках моей исследовательской работы невозможно описать все имеющиеся на сегодняшний день разработки ученых. Но я надеюсь, что мне удалось рассказать о главных из них.



1.5 Способы инфицирования патогенными бактериями

Я узнала, что есть несколько способов заражения болезнетворными бактериями.

Прямой контакт с больным человеком, животным (от тела к телу), например: при кормлении грудью от мамы к ребенку, при поцелуях инфицированного домашнего животного (собаку, кошку). Если у человека снижен иммунитет, то есть большая вероятность, что при простом рукопожатии с зараженным человеком, он также заболеет.

Косвенный контакт или не прямой - это заражение воздушно-капельным путем, при касании поверхностей, на которых присутствовали патогенные организмы и потом проникли с пищей или через раны в организм. Можно также заразиться, съев что-либо не правильно приготовленное, либо испорченное, например: различное мясо, если его термически не обработать (полусырое мясо) опасно для здоровья. Салат с майонезом, который простоял в холодильнике более двух дней, также не безвреден. Заваренный черный чай, простоявший два дня (скисший) фактически становится ядом по нескольким причинам и из-за бактерий, в том числе. Кстати, в древнем Китае, если хотели отравить кого-либо, подавали именно такой чай. В последнее время, очень часто люди стали заболевать из-за кондиционеров установленных в домах, офисах, машинах. Говорят - продуло, но это не так. В конденсате размножаются бактерии и когда включают кондиционер, они распыляются, разнося микроорганизмы по всему закрытому пространству, вдыхаются людьми. Есть специальный термин для такого вида заболевания - легионеллез, оно очень опасное.

Как правило, пик различных, инфекционных заболеваний (не только бактериальных), приходится на зимний период времени. Человек зимой не получает необходимого количества солнечного света, витаминов. Защищающий человека щит - иммунитет, ослабевает.



2. Практическая часть

Я проработала и обобщила теоретическую часть, теперь я опытным путем могу показать, что у меня получилось.

2.1 Опыт «Бактерии и гигиена». Анкетирование. Опрос

микроорганизм бактерия инфицирование

Мой педагог по предмету «Микробиология» Ярослав Олегович предложил провести опыт по определению бактерий на руках в моем классе. Согласовав с классным руководителем, мы провели опыт в классе, а так же Ярослав Олегович рассказал нам немного о личной гигиене. Моим одноклассникам очень понравился эксперимент, рассказ и они с удовольствием ответили на вопросы моего анкетирования «Бактерии и гигиена».

2.1.1 Опыт. «Бактерии и гигиена».План практической работы

1.Цель: Научится определять локации бактерии на руках при помощи ультрафиолета.

2.Оборудование: порошок Люминофор (у меня синего и розового цвета), ультрафиолетовый фонарик, одноразовая посуда, бумажные полотенца, мыло, кисть для нанесения на руки порошка.

3. Ход эксперимента: Нанесем кисточкой порошок Люминофор на руки одноклассникам и рассмотрим их с помощью ультрафиолетового фонарика. Конечно, мы видим белые следы (это различные загрязнения - «бактерии»), в основном между пальцами или на руках. Загрязнение рук зависит от личной гигиены человека. Далее помоем руки водой без применения мыла, вытрем их и рассмотрим с применением ультрафиолетового фонарика. Мы видимо, что “бактерий” стало меньше, но только водой нам не удалось их смыть. Следом, моем руки с мылом, и тщательно их вытираем. В результате с помощью ультрафиолетового фонарика мы видим, что руки стали чистыми, «бактерий» осталось менее 15% от того количества, что было изначально.

Вывод: Руки необходимо мыть 2-4 раза в день с мылом, тщательно, уделяя особое внимание участкам между пальцев. Но необходимо знать, что с мытьем рук перебарщивать не стоит, так как на руках обитают и полезные для нашей иммунной системы бактерии, которые нас защищают. Об этом нам рассказал Ярослав Олегович после проведенного эксперимента.

2.1.2 Анкетирование

В моем анкетировании приняли участие мои одноклассники - 21 человек.

Вопросы были заданы о личной гигиене и общих знаниях о бактериях. В результате подсчета голосов мне удалось построить диаграмму и выяснить:

Рис.2



Таким образом, изучив разные источники информации, я поняла, что внутри нас и на нашей коже живет множество хороших бактерий, дающих нам защиту (иммунитет), а также что нас постоянно «атакуют» плохие бактерии (патогенные) которые вызывают различные заболевание. Мы не живем в стерильной среде. Мы постоянно общаемся с другими людьми, заводим домашних животных, едим не всегда полезную пищу, не всегда чистыми руками, и пьем иногда не прокипяченную или не отфильтрованную воду. Есть много вариантов, так или иначе получить заражение и заболеть.

Я пришла к выводу, что нужно поддерживать свой иммунитет в тонусе, т.е. дружно жить со своими, хорошими бактериями, поддерживать их правильным питанием, зимой стараться есть разнообразно, получая всевозможные витамины из овощей, фруктов. Вести здоровый, активный образ жизни. А если так случится, что я вдруг заболею и врач мне выпишет сильные антибиотические лекарства то, во-первых, курс лечения нельзя прерывать, а во вторых необходимо постараться восстановить максимально быстро мои хорошие бактерии, так как они погибают вместе с плохими при лечении. Есть много вариантов восстановления: принимая препараты, в которых содержатся полезные микроорганизмы, принимая в пищу кисломолочные, квашеные продукты. Но все это нужно делать под профессиональным контролем врачей.

Также необходимо, максимально широко распространять информацию о пользе бактерий, которые защищают нас - людей. В школах на уроках по окружающей среде, биологии, через средства массовой информации, в листовках, раздаваемых в поликлиниках. Необходимо научить жить человечество в гармонии с бактериями.

В опросе приняли участие 21 человек, мои одноклассники. В результате подсчета голосов мне удалось выяснить:

1. Большинство опрошенных одноклассников считают, что руки необходимо мыть 3 раза в день - около 47 %.

2. Большинство опрошенных используют обеззараживающие, антибактериальные салфетки и иные средства - около 90%. Тем самым они убивают полезные бактерии.

3. Большинство опрошенных используют несколько средств, когда принимают душ - около 67 %. Когда достаточно пользоваться одним.

4. Большинство опрошенных принимают душ больше 2х раз в неделю - около 62 %.

5. Большинство опрошенных одноклассников чистят зубы 2 раза в день - около 81 %.

6. Большинство опрошенных считают, что если будут больше и чаще использовать средства личной гигиены, то эти средства принесут им пользу - около 62 %. Это ошибочное мнение, так как чем больше полезных бактерий мы смыли, тем меньше у нас остается защиты от инфекций.

7. Большинство опрошенных не задумываются о том, что частое использование средств личное гигиены наносят вред собственному здоровью и природе - около 61 %.

Анкета и количественные результаты будут приложены к моей исследовательской работе. Приложение № 1.

2.1.3 Опрос

В здании, где проходят занятия по микробиологии, я решила опросить случайных прохожих, считают они бактерии вредными или полезными и почему. В основном проходящие мимо люди считают, бактерии вредными. Причиной считают, что бактерии вредные и вызывают разные болезни. Так ответили примерно 80 % опрошенных.

2.2 Опыт. Приготовление питательной среды для выращивания бактерий

На занятиях по микробиологии мы в группе решили узнать, как приготовить питательную среду для выращивания бактерий. На эксперимент понадобилась одна неделя.

План практической работы:

1. Цель: Научится готовить питательную среду для выращивания бактерий и научится делать грамотный посев колоний бактерий.

2.Оборудование: чашки Петри, порошок агар-агар, вода горячая и холодная, медицинские весы для измерения граммов, parafilm «М» (воск для запечатывания чашек Петри), мерные стаканы, стеклянная палочка для смешивания, ватные палочки для забора материала, горелка для стерилизации, перманентный маркер, сахар, вата со спиртом.

3. Схема эксперимента:



Рис.4

4.Ход эксперимента

Приготовим раствор: на 100 мл холодной воды насыпаем 3,5 мг порошка агар-агар. Ожидаем 10 минут. Агар-агар должен набухнуть. Хорошо перемешаем. Нагреваем и кипятим 5 минут, помешиваем до полного растворения. Добавляем в раствор еще 100 мл холодной воды. Перемешиваем до прозрачности раствора. Разливаем в чашки Петри и ставим в холодильник до полного запустения и охлаждения.

Для сбора материала берем ватные палочки и обеззараживаем их при помощи горелки - проводим на расстоянии, от язычка пламени, на расстоянии 10 - 15 см., в так называемой стерильной зоне. Для забора материала мы используем: полость рта, клавиатуру компьютера, экран мобильного телефона, унитаз, батарею. Мы оставили одну чашку Петри с питательной средой без подселения бактерий и в другую чашку с посевом из полости рта добавили сахар и кусочек ватки со спиртом.

Берем по очереди чашки Петри с застывшим питательным для бактерий раствором, и проводим ватными палочками с взятым материалом на поверхность раствора. Подписываем каждый материал и убираем запечатанные воском чашки Петри с образцами в холодильник на 1 неделю.

Итак, прошла неделя, и мы проанализируем, какие колонии бактерий получилось вырастить в нашей питательной среде. Для получения результата нам необходимо на чашках Петри обвести маркером все выращенные колонии бактерии, для того, чтобы их пересчитать. Далее откроем чашки Петри и стерильным лезвием срежем с поверхности наши колонии, чтобы рассмотреть их в микроскоп с максимальной кратностью увеличения.

На поверхность твердой питательной среды агар-агар в чашках Петри наносили стерильной ватной палочкой заборы, с разных окружающих нас поверхностей. Результат:

1. Унитаз: 17 колоний бактерий. В микроскопе мы увидели бактерии кокки и мицелии (другой вид микроорганизмов).

2. Клавиатура компьютера: 13 колоний бактерий. В микроскопе мы увидели бактерии стрептококки, бациллы и кокки.

3. Пол: удалось вырастить 11 колоний бактерий. В микроскоп мы увидели бактерии кокки.

4. Птичий корм: удалось вырастить 8 колоний бактерий. В микроскоп мы увидели бактерии кокки и мицелии (другой вид микроорганизмов).

5. Полость рта: удалось вырастить не более 3 колоний бактерий. В микроскоп мы увидели бактерии стрептококки и кокки.

6. Мобильный телефон: Через неделю в данной чашке Петри мы не увидели колоний бактерий, возможно, наши телефоны оказали чистыми или не сработала реакция.

7. Полость рта (посев посыпала сахаром и сбоку положила ватку со спиртом): Через неделю в данной чашке Петри мы не увидели колоний бактерий, возможно, из-за спиртовой ватки лежащей в ней. Но мы свет мы увидели вокруг спиртовой ватки кристально чистую окружность. Это говорит о том, что окружность обеззаражена.

Вывод: Все чаще мы слышим по телевизору в передачах «о здоровье» о том, что наши телефоны грязнее, чем туалет. В результате нашего опыта мне не удалось доказать или опровергнуть это мнение, так как есть вероятность ошибки при приготовлении питательной среды или забора микроорганизмов с поверхности. В образцах, взятых из унитаза, выросло лидирующее количество колоний бактерий - 17, а на мобильных телефонах через неделю мы не обнаружили и одной. Не безопасной оказалась и клавиатура компьютера. На ней обнаружено больше видов бактерий, в том числе вероятно-опасных.



3. Интерактивная часть

3.1 Посещение зоологического музея МГУ им. М.В. Ломоносова

Мне удалось посетить интересную экскурсию в зоологическом музее МГУ. Зоологический музей МГУ в Москве - самый старейший и крупный музей естественнонаучного направления в России. В музее представлено около 10 тыс. экспонатов.

Основная часть экскурсии познакомила нашу группу с разнообразием мировой фауны - от простейших до позвоночных животных.

Мне больше всего понравилось самое начало экскурсии, нам рассказали о простейших, которых ученые изучают с момента как начали раскопки. Их очень большое разнообразие форм, нам показывали их в увеличенных моделях. Также очень понравилась экспозиция бабочек, какое их большое разнообразие.

В целом трехчасовая экскурсия была полной и дала мне обширные знания о разнообразии видов живых существ.

3.2 Посещение биологического музея им. К.А. Тимирязева

В биологическом музее им. К.А. Тимирязева есть зал посвященный бактериям. Цель посещения - почерпнуть новые знания для моего исследования.

В экспозиции представлены представители бактерий, грибов и основных групп растений. Экспозиция о бактериях представлена большим плакатом, содержащим схематичное изображение, строения бактериальной клетки и в 150 000 раз увеличенную фотографию бактерии Эшерихии коли. Так же мне удалось рассмотреть разнообразие форм бактерий, их посевы в питательной среде. Это тот опыт, что мне удалось сделать самой.

В разделе о бактериях есть фотографии и культуры разных видов бактерий, влажные препараты бактерий, живущих на корнях бобовых растений, железная руда лимонит-- продукт жизнедеятельности древних железобактерий.

Рис. 1.4. Лимонит - представленный в экспозиции

На втором этаже музея я увидела книги, посвященные разным вопросам о биологии. Просмотрев их, я нашла интересную книгу «Эволюционная биология сегодня: неожиданные открытия и новые вопросы» А. Маркова. Глава вторая о бактериях называется «Планета микробов». Я попросила маму поискать мне такую книгу, чтобы подробно ознакомится с ней. К счастью книга есть в продаже и нам удалось ее купить. Таким образом, я смогла почерпнуть более глубокие знания о бактериях.

Таким образом, считаю, что цель посещения музея была достигнута - мне удалось почерпнуть новые знания для моего исследования и для развития кругозора.

3.3 Интервью с экспертом микробиологии

Преподавателю нашей школы БИОН Ярославу Олеговичу удалось договориться о встрече с профессором кафедры Гидробиологии МГУ - Мазей Юрием Александровичем. Мне удалось задать интересующие меня вопросы.

Уханова Мария: Добрый день. Меня зовут Уханова Мария. В этом году я провожу исследование о бактериях.

Юрий Александрович: Добрый день. Зовут меня Юрий Александрович, фамилия Мазей. Я работаю в московском университете профессором на кафедре гидробиологии. Мы находимся в одном из 1000 зданий МГУ. У МГУ больше 40 факультетов, один из них биологический факультет. Это одно из зданий, которое принадлежит биологическому факультету, не основное. Основное здание, очень большое, было построено в 1950 годах, там находятся большинство кафедр. А в этом здании небольшая часть, здесь находятся электронные микроскопы, несколько учебных аудиторий. Сейчас я проводил лекцию в одной из аудиторий, поэтому, сегодня мы встречаемся в этом здании. Я думаю, это не последняя встреча, и вы сможете прийти в МГУ и посмотреть на основные лаборатории. А 13 января будет день открытых дверей, можно прийти, посмотреть, послушать ректора, посмотреть самые большие и красивые залы и послушать потом представителей биологического факультета. Можно также посмотреть кафедры биологического факультета. Кафедры занимаются всеми разными направлениями наук. И я работаю в области экологии и гидробиологии. Надеюсь на нашу интересную беседу.

Уханова Мария: Могу ли я вам задать, интересующие меня вопросы?

- Конечно.

Уханова Мария: 1) Как ученые научились считать бактерий?

Юрий Александрович: Да, действительно, бактерии очень маленькие, поэтому их сложно увидеть о еще и посчитать. Тем не менее - способы есть. Что-то можно увидеть при помощи микроскопа, даже простого светового микроскопа при большом увеличении. При помощи объектива можно увидеть разные шарики, палочки, извитые тельца - это бактерии. То есть впервые их научились видеть и считать под микроскопом. Но потом стало понятно, что в практике легче использовать какие-то другие методы. Начали пытаться выращивать бактерии на каких-то питательных средах. Одни группы бактерий любят есть сахар, другие бактерии любят есть другие питательные вещества. В зависимости от того, что мы им предложим, разные бактерии и вырастут. И вырастают они в большие колонии, их можно увидеть невооруженным глазом в чашке Петри, на стекле и посчитать их. Относительно недавно научились извлекать ДНК из бактерий. ДНК - молекула, в которой содержатся гены бактерии, а гены определяют наследственность. Определяется это тем, что одни бактерии похожи на другие. Ученые научились читать эти гены и их можно считать - количественное определение бактерий. То есть, сколько определено ДНК, и сколько бактерий и какого вида.

Уханова Мария: 2) Какие вещества продуцируют бактерии-симбионты человека, и помогают ли они в процессе пищеварения?

Юрий Александрович: Действительно, у человека очень много бактерий. По разным оценкам, во взрослом организме человека может содержаться от одного до пяти килограммов бактерий. Представляете, как это много. Они живут в разных местах, в основном они живут в тонком кишечнике. Некоторые ученые считают, что желудочно-кишечный тракт это внешняя среда человека, а не внутренняя, потому что там происходит много симбионта, в первую очередь бактерий. И некоторые ученные вообще считают, что человек это не организм - а сверхорганизм. Потому что это собственно человек и еще миллионы клеток разных сотен видов бактерий, каждая бактерия выполняет какую-то функцию. Самые простые функции, которые бактерии выполняют, живущие у нас в кишечнике - они помогают переваривать нам пищу. Мы едим много разной еды, вещества разные совершенно попадают нам в желудочно-кишечный тракт, а наши ферменты, которые расщепляют пищу, которую мы едим, не могут справится со всеми сложными веществами. И тут приходят на помощь бактерии. Бактерии живут в кишечнике расщепляют сложные вещества на мелкие, и более мелкие способны всасываться в тонком кишечнике.

Уханова Мария: 3) Как животные научились использовать бактерии себе на пользу?

Юрий Александрович: Тут такая связь бактерий и организма, она не только у человека, но и у большинства животных на нашей планете Земля. Например, у жвачных животных, например у коровы такой очень сложно организованный желудок. Он состоит из множества отделов, этот желудок на самом деле «термос», в котором корова выращивает бактерии и многих простейших. Они перерабатывают ту целлюлозу, которая является основой травы, ее ест корова.

У некоторых животных, например, у термитов в Африке эти бактерии и простейшие живут в заднем отделе кишечника. Там есть специальное расширение, которое является своеобразным «термосом», в котором эти организмы живут, они тоже позволяют перерабатывать целлюлозу. Это самые яркие примеры. На самом деле, практически у всех животных есть такие бактерии. И животные вряд ли бы смогли жить без бактерий. Им было бы недостаточно пищи без помощи этих бактерий.

Уханова Мария: 4) Какие источники энергии нужны для жизни бактерий?

Юрий Александрович: О, здесь очень интересный вопрос. Бактерии такие уникальные организмы, которые могут использовать все источники энергии, которые только есть.

Есть солнце - они будут использовать солнце. Нет солнца - будут использовать химические веществ. Внутри химических веществ тоже есть энергия. Бактерии учатся извлекать эту энергию из химических веществ. Причем это могут быть и сложные органические вещества, могут быть и простые неорганические вещества.

Бактерии научились использовать электроны, которые они перемещают с одного места на другое, а электроны несут в себе энергию. Причем, научились превращать энергию в ту форму, которую они могут использовать, внутри своего тела. Более того, скажу, бактерии, скорее всего, научились перерабатывать любые вещества, которые только есть на планете Земля. Правда, человек начал с такой скоростью образовывать новые вещества, что бактерии не успевают за человеком. Многие вещества они еще не научились использовать для питания.

Но я думаю, рано или поздно бактерии научатся использовать любые источники пищи и любые источники энергии, которые доступны на нашей планете.



Заключение

микроорганизм бактерия инфицирование

В своей исследовательской работе я рассказала о том, что такое бактерии, историю ее изучения, ее определение, строение и классификацию. Подробно рассмотрела роль и значение бактерий в окружающей среде и жизнедеятельности человека. Осуществление исследования позволило мне развить свои навыки работы с различными источниками информации, умение проводить опыты, проводить анализ полученных результатов, обосновывать итоги исследований.

Для написания работы я изучила информацию из разных источников, провела несколько экспериментов, анкетирование, опрос и интервью. Для расширения кругозора я посетила зоологический музей МГУ и биологический музей им. К.А. Тимирязева. В результате мне удалось почерпнуть новые знания.

Мне удалось узнать, что бактерия - это простейший одноклеточный микроорганизм, и рассмотреть ее можно при помощи микроскопов, прототип которого был изобретен еще в 16 веке. Проходили столетия натуралисты и ученые все глубже изучали микроорганизмы.

Считаю, что цель - узнать о роли бактерий в жизни человека и донести до широкой аудитории информацию об их пользе, была мной достигнута. Бактерия, в зависимости от вида, может помогать человеку и природе в определенных процессах. Например, для человека - бактерии выполняют функции, которые организм человека не может выполнить самостоятельно, помогают в переваривании пищи и синтезируют витамины, которые помогают иммунной системе человека. А для природы - бактерии обеспечивают существование определенных микроорганизмов в окружающей среде, например, бактерии отлично справляются с очисткой воды в водоемах, выделяют кислород в атмосферу, участвуют в формировании природного газа и нефти. Мы с преподавателем школы БИОН подготовили буклеты о пользе бактерий, я смогла их распространить среди начальной школы. Дети отнесут домой, и смогут познакомить родителей с моей брошюрой.

В начале работы была выдвинута гипотеза - большинство людей имеют ошибочное представление о роли бактерий в природе и жизни человека. Благодаря проведенному анкетированию и опросу я смогла доказать свое предположение. В наше время много рекламных роликов и ТВ - передач говорят нам о вреде бактерий. Людям насаждается ошибочное мнение. В результате анкетирования я узнала, что большинство опрошенных используют антибактериальные средства, несколько средств при принятии ванны, тем самым уменьшая защитные функции наших полезных бактерий, которые помогают нам поддерживать иммунную защиту для организма. Дополнительно я узнала, что большинство опрошенных не задумываются о вреде здоровью и окружающей среде, которую наносят использование антибактериальных и чистящих средств (бытовая химия).

Опытным путем, я смогла, научится определять локации бактерий на руках при помощи ультрафиолета и готовить питательную среду для выращивания бактерий и научится делать грамотный посев колоний бактерий. В результате проведенных экспериментов, мне удалось провести анализ и сделать выводы для достижения целей исследовательской работы.

Перспектива моего исследования состоит в распространении информации о пользе бактерий и в дальнейшем изучении открытий в области микробиологии и изучении роли бактерий для природы и человека.



Список источников информации

микроорганизм бактерия инфицирование

1. http://istoriz.ru/mikroskop-istoriya-izobreteniya.html

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B8

2. http://argonet.ru/irlandskie-uchenyie-nashli-bakteriyu-zaschischayuschuyu-organizm-ot-stressa-i-depr.html

3. https://lenta.ru/news/2018/10/11/tumen/

4. https://doctor.rambler.ru/news/41250418-eksperty-sverhustoychivye-bakterii-k-2050-godu-unichtozhat-do-2-4-mln-chelovek/?utm_source=rambler-search&utm_medium=mixup&utm_campaign=coolstream_up

5. http://fb.ru/article/291006/puti-i-sposobyi-peredachi-infektsii

6. Приключения Тима в мире бактерий / М. Косовская, А. Тяхт, Д. Алексеев, С. Тяхт. - Москва: Клевер-Медиа-Групп, 2018. - 95 с.: ил.

7. Научно-популярное издание Занимательная ботаника / Н. Астахов. - Москва: Печатная слобода, 2013. - 144 с.: ил. Ю. Абрамовой.

8. Биология / Л.Д. Вайткене. - Москва: АС, 2016. - 160 с.: ил. - Энциклопедия занимательных наук для детей.

9. Рождение сложности. Эволюционная биология сегодня: неожиданные открытия и новые вопросы / Александр Марков. - Москва: Издательство АСТ: CORPUS, 2017.- 528 с.

10. Бактерии, грибы, лишайники, растения: атлас / И.В. Черепанов. - М.: Издательство МЦНМО: СПб.: «Петроглиф», 2019. - 104 с.: ил. - (Атласы по биологии).

Размещено на Allbest.ru

...