Исследовательский проект "Изучение фитонцидной активности растений в борьбе с современными бактериальными инфекциями"

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №11»

Тема проекта:

Изучение фитонцидной активности растений в борьбе с современными бактериальными инфекциями.

Автор проекта: Гусарова Алена,

обучающаяся 7а класса

Наставник проекта: Наталья Александровна Дегтярева,

учитель химии и биологии

МКОУ «СОШ №11»

г. Коркино-2018г.

Содержание

Аннотация наставника

Введение

1. Теоретическая часть

1.1. Что такое фитонциды?

1.2. Морфология и биология фитонцидно-комнатных растений

2. Исследовательская часть

2.1. Исследование действия фитонцидов комнатных растений на простейшие организмы

3.Заключение

4.Список литературы

5. Приложение

Аннотация наставника

Тема проекта «Изучение фитонцидной активности растений в борьбе с современными бактериальными инфекциями» актуальна в связи с тем, что нас окружают комнатные растения и в учебных классах и дома. Как растения могут влиять на микроорганизмы и что такое фитонциды, рассматривается в теоретической части проекта.

В практической части представлено исследование влияния фитонцидов некоторых растений на одноклеточные организмы, обитающие в воде аквариума.

В заключении даны рекомендации по озеленению школьных кабинетов.

Введение

Тема моей работы: Изучение фитонцидной активности растений в борьбе с современными бактериальными инфекциями.

Эта тема мне интересна, так как я интересуюсь биологией, а в будущем собираюсь заниматься медициной. В школьных кабинетах и у меня в квартире есть комнатные растения, которые оказывают определённое влияние на экологию жилого помещения. Обычно люди высаживают комнатные растения не только потому, что они украшают интерьер дома, но и из-за их способности очищать воздух и убивать болезнетворные бактерии. Я решила выяснить, какие растения лучше справляются с этой задачей.

Целью моей работы является изучение фитонцидной активности растений в борьбе с современными бактериальными инфекциями.

Для достижения цели мне необходимо решить следующие задачи:

1. Проанализировать литературу.

2. Подобрать фитонцидно-активные комнатные растения и изучить их биологию

3. Исследовать действие фитонцидов растений на одноклеточные организмы

4. Составить рекомендации по озеленению школьных кабинетов

Гипотеза: Если комнатные растения выделяют фитонциды, то они губительно действуют на микроорганизмы, находящиеся в воде аквариума.

Предмет исследования: комнатные растения

Объект исследования: фитонциды комнатных растений

1. Теоретическая часть

1.1. Что такое фитонциды?

Фитонциды – это вещества, выделяемые растениями и убивающие микробы. Российский ученый Токин Б.П. установил, что растения синтезируют биологически активные вещества, обладающие антибактериальной и антигрибной активностью (бактерицидным и фунгицидным воздействием). Эти вещества были названы фитонцидами (от греческого слова «фитон» - растение и от латинского «цедо» - убиваю). Изучением влияния фитонцидов на организм человека занимались многие ученые мира, и данная проблема достаточно широко освещена на страницах научно – популярной литературы. [3]

Фитонциды были открыты профессором Б. П. Токиным в 1928 году. Со времени открытия фитонцидов накоплен большой фактический материал об антимикробных и противовирусных веществах высших растений. Доказано, что фитонцидная активность присуща всему растительному миру. Газовые выделения являются продуктами обмена растительной клетки, средством активного воздействия на среду и в то же время, как предполагают многие авторы, - регуляторами роста и развития самих растений.

Фитонциды – важный фактор иммунитета растений. Это впервые было отмечено Б. П. Токиным и наиболее полно раскрыто Д.Д. Вердеревским (1962) и его школой на основе клеточной теории фагоцитарного иммунитета И.П. Менчикова. Б.М. Козополянский (1946) в своей работе «Изучение фитонцидов и их воздействия », характеризуя роль фитонцидов в защите растений от возбудителей болезней, отмечает: «Летучие фракции фитонцидов – это первая линия обороны, соки (нелетучие или малолетучие фракции) – вторая линия обороны». [2]

Фитонциды играют важную роль в защите растений от болезнетворных организмов. Сосновый лес за сутки выделяет 5 кг фитонцидов с 1 га, лиственничный – около 2 кг, можжевеловый – до 30 кг. Воздух в хвойном лесу (особенно в можжевеловом) практически стерилен. [1]

Все растения выделяют фитонциды в целях самозащиты. Они губительно действуют на вирусы, бактерии, простейшие и некоторые многоклеточные организмы. Эти летучие вещества защищают не только растения от вредных для них микроорганизмов, а также животных и человека. Являясь физиологически активными веществами, фитонциды играют важную роль в обмене веществ и стимулируют защитные силы организма. Фитонциды хвойных оказывают стимулирующее влияние на нервную, сердечно – сосудистую и другие системы органов. Многие из них обладают болеутоляющим эффектом, положительно влияют на дыхательную, иммунную системы, увеличивают содержание гемоглобина в крови, повышают устойчивость организма к холоду, токсинам, инфекциям[4]

Одна из важнейших особенностей фитонцидов – специфичность их действия. Даже в микроскопических дозах они могут задерживать рост и размножение одних микроорганизмов, стимулировать рост других и играть существенную роль в регулировании состава микрофлоры воздуха, почвы и воды. [1]

1.2.Морфология и биология фитонцидно-активных растений

Научные эксперименты, проводимые с домашними растениями, выявили самого активного поглотителя вредных веществ в помещении. Им оказался хлорофитум.

Фото 1. Хлорофитум

( фото 1) Несколько растений способны почти полностью очистить помещение в 20 квадратных метров за 24 часа. Хлорофитум может поглощать такие вещества, как угарный газ, формальдегид (вещество, выделяемое новой мебелью из

ДСП), аммиак, никотин, ацетон. Различные патогенные бактерии и микробы, живущие в воздушном пространстве квартиры также боятся хлорофитума. Для усиления очистительных свойств хлорофитума в плошку с растение рекомендуется положить активированный уголь. [5]

Еще одно популярное домашнее растение активно участвующее в оздоровлении воздушного пространства помещения — герань или пеларгония.( фото 2) Наиболее активно фитонциды, выделяемые геранью, борются с анаэробными бактериями, такими, как стафилококки и стрептококки. Эти бактерии вызывают множество заболеваний:

Фото 2. Герань

различные инфекции дыхательных путей, инфекции кожи,

пищеварительного тракта, мышц и костей. Поэтому, очень важно очищать микроклимат в помещении, в том числе и с помощью пеларгонии. Кроме этого эфирные масла герани помогают снимать усталость и головную боль, повышают умственную и физическую активность человека. [5]

Диффенбахия (фото 3)— растение, в соке которого содержится яд в небольших количествах. Но вместе с тем,

диффенбахия способна принести ощутимую пользу. Дело в том, что это эффектное растение прекрасно очищает воздух

Фото 3. Диффенбахия

в помещении. Особенно хорошо диффенбахия справляется с выхлопными газами, поэтому разумнее всего расположить растение в комнате,

окна которой выходят на оживленную автостраду. Другие ядовитые вещества — бензол, формальдегиды, ксилен также нейтрализуются фитонцидами диффенбахии. [5]

Аглаонема,(фото4) как и диффенбахия, достаточно ядовитое растение, что неудивительно, ведь эти растения принадлежат к

Фото 4. Аглаонема

одному семейству. Но, вместе с тем аглаонема успешно справляется с бытовыми воздушными загрязнителями — трихлорэтиленом, формальдегидом, бензолом — и делает воздух в квартире гораздо чище. Также, как и герань, аглаонема способна справиться со  стрептококковыми бактериями. [5]

Плющ (фото5) — эффектное ампельное растение, часто встречающееся в наших квартирах. Не все знают, что плющ —

Фото 5. Плющ

одно из самых сильных фитонцидных растений. Он очищает воздух и успешно борется со спорами плесневых грибков, тем самым спасая нас от аллергии. Плющ рекомендуют размещать и  в курительных комнатах, так как растение прекрасно поглощает и нейтрализует табачный дым. [5]

Сансевиерия или «щучий хвост» (фото 6)— весьма распространенное домашнее растение. И неудивительно: это одно из самых неприхотливых комнатных растений. А еще

сансевиерия прекрасно очищает воздух в помещении, в котором находится. Особенно хорошо растение справляется с табачным дымом и вредоносными бактериями. [5]

Фото 6. Сансевиерия

Растение, которое не так давно вошло в моду — драцена.

(фото 7)  Наверное все согласятся, красота драцена бесспорна. Но, при этом драцена обладает способностью очищать микроклимат в помещении, успешно нейтрализуя такие вредные вещества, как толуол, бензол, формальдегид и многие другие.

Фото 7. Драцена

Фикус находится в лидерах у любителей комнатных растений.

Его крупные листья выделяют много кислорода и биологически активных веществ, тем самым, помогая очистить воздух. Кроме

этого, фикус выделяет фитонциды, которые борются с микроорганизмами. [6]

Фото 8. Фикус

Целительное растение алоэ,(фото 8) известное также под названием столетник, используется с давних времен в лечебных целях. Благодаря огромному числу полезных свойств, растение находит

широкое применение в наше время. Бактерицидное действие алое

распространяется на стрептококков, стафилококков, дифтерийную и дизентерийную палочки. Из алое был выделен антибиотик-барбалоин, который успешно борется с туберкулёзом, кожными

Фото 9. Алое

инфекциями и другими заболеваниями. [6]

2. Исследовательская часть

2.1. Исследование действия фитонцидов комнатных растений на простейшие организмы

Методика контактного определения фитонцидной активности (по Б.П.Токину)

1. В керамической ступке растереть листья или хвою исследуемого растения, действие фитонцидов которого необходимо проверить.

2. Отжать через марлю несколько капель сока исследуемого растения.

3. Взять пипеткой каплю воды из аквариума, нанести её на предметное стекло и накрыть покровным стеклом.

Просмотреть препарат под малым, а затем под большим увеличением. В капле воды можно увидеть простейшие организмы, в основном инфузории-туфельки, которые активно движутся в капле воды.

1. Добавить под покровное стекло каплю приготовленного сока из листьев растений.

2. Наблюдать за движением простейших в течение нескольких минут. Записать результаты наблюдений.

Результаты:

При изучении действия фитонцидов сока растений, я поступала следующим образом: ножницами измельчала его листья, затем растирала их в керамической ступке[Приложение Фото 1] Полученную кашицу помещала в марлю и выдавливала сок растений на предметное стекло, на котором уже была капелька воды с одноклеточными. Вода с одноклеточными организмами была взята из аквариума. Затем в капле с культурой одноклеточных в течение нескольких минут наблюдала за их активностью через микроскоп. [Приложение Фото 2] Позже две капли воды при помощи препаровальной иглы я соединяла друг с другом. С помощью секундомера отмечалось время по следующим показателям реакции на фитонциды растений:

1. Активность одноклеточных, когда две капли находились рядом.

2. Замедление движения одноклеточных, когда две капли соединяются.

3. В момент гибели одноклеточных.

Наблюдения за простейшими и фитонцидными свойствами комнатных растений проводились при помощи школьного микроскопа увеличением в 120 раз. Методика работы с микроскопом стандартная. [Приложение Фото 3]

Результаты наблюдений заносились в таблицу [Приложение Таблица 1 ]

Заключение

В результате работы над проектом моя гипотеза подтвердилась, фитонциды растений губительно действуют на одноклеточных, находящихся в воде аквариума.

На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы:

1. Все изученные растения обладают антибиотическим действием на микроорганизмы.

2. Максимально это свойство проявляется у герани, чеснока, лука и алое, чуть меньше у фикуса

3. Создать здоровый микроклимат и очистить воздух в классных комнатах можно с помощью комнатных растений.

4. Рекомендовать учащимся употреблять в пищу растения с наиболее высокими фитоцидными свойствами (чеснок, лук), с целью профилактики вирусных и бактериальных заболеваний.

Рекомендации по озеленению школьных кабинетов:

1. В школе необходимо выращивать растения для защиты от бактериальных инфекций.

2. Среди фитонцидных растений, которые хорошо уживаются в учебных учреждениях и эффективны для профилактических целей, можно назвать следующие: герань, хлорофитум, фикус, алое, плющ и другие.

3. Комнатные растения создают микроклимат, благоприятствующий здоровью и эффективности учебного процесса.

Список литературы.

1. Багрова Л.А. Детская энциклопедия «Я познаю мир». Том растения. - М.: ТКО «АСТ», 1996.

2. Блинкин С.А., Рудницкая Т.В. Фитонциды вокруг нас. М., «Просвещение», 1981

3. Иванович К.А. «Энциклопедический словарь юного земледельца». М.: «Педагогика», 1983.

4. Синяков А.Ф. О вершках и корешках. - М..: «Физкультура и спорт»,1992

5. Цыбуля Н.В., Фершалова Т.Д. Фитонцидные растения в интерьере. Оздоровление воздуха с помощью растений. – Новосибирск: «Новосибирское книжное издание», 2000

6. Хессайон Д.Г. Все о комнатных растениях. – М.: «Кладезь», 1996

Приложение

Таблица 1

Результаты наблюдений за активностью простейших при взаимодействии с соком растений

Фото 1

Растирание листьев растений в кашицу в ступке

Фото 2

Наблюдение за активностью одноклеточных в микроскоп

Фото 3

Микропрепараты