Гаар Кристина "Влияние фитонцидов на жизнеспособность

Конкурс творческих работ
«ИнТраИЗОБРЕТАТЕЛЬ»
МОУ «Гимназии г. Надыма»
Исследовательская работа по биологии
Влияние фитонцидов на жизнеспособность инфузорий.
Номинация: "ИнТраУмники"
Автор:
Гаар Кристина Анатольевна,
учащаяся 11 Б класса,
МОУ «Гимназия г. Надыма».
Руководитель:
Синенко Мария Владимировна, учитель
биологии, химии
МОУ «Гимназия г. Надыма»
Надым
2009
1
Содержание
Введение…………………………………………………………………………...3
Глава 1. Обзор литературы …..……………………………………………...4
Глава 2. Методика исследования ……………………………………….......7
Глава 3. Результаты и их обсуждение……………………………………….8
Выводы …………………………………………………………………………...13
Список литературы ……………………………………………………………....14
2
ВВЕДЕНИЕ.
С глубокой древности человек стремился украсить свое жилище растениями.
Интерьерное озеленение возникло как элемент культуры человека, отвечающий его
эстетическим потребностям. Человек ощущал себя единым целым с природой, к
ней он и обращался за исцелением, перенося частицу живой природы в свой дом.
Стремление это было интуитивным. В настоящее время научный подход к
интерьерному озеленению подразумевает сочетание эстетического восприятия
красоты формы, окраски цветов и листьев растений с другой, полезной функцией
растений, о которой было давно известно: живые растения улучшают состав
воздуха и очищают атмосферу.(3)
Воздушная среда городских помещений далека от идеальной. Помимо обычной
пыли часто воздух помещений имеет повышенное содержание химических
соединений, выделяемых стройматериалами, мебелью, не говоря уже о выхлопных
газах. Значительного улучшения воздушной среды закрытых помещений можно
добиться, используя для озеленения определенные растения. Известно, что летучие
вещества растений, которые они выделяют в процессе своей жизнедеятельности,
уже в концентрации 5 мг/м3 изменяют воздух и могут улучшать самочувствие
людей.
Растения также служат фильтром вредных веществ, действуя как "зеленая
печень". Способность летучих биологически активных веществ растений убивать
и подавлять рост и развитие микроорганизмов воздуха обусловлена химическим
составом этих веществ. От него зависит во многом специфичность действия
определенных видов растений на различные микроорганизмы.(6)
Всё вышесказанное очень точно объясняет актуальность данной работы.
Цель работы: Изучить влияние фитонцидов на поведение и жизнедеятельность
инфузории.
Задачи:
 Изучить информацию о жизнедеятельности инфузорий и бактерицидных
свойствах растений.
3
 Выбрать 3 растения, обладающих фитонцидной активностью.
 Вырастить инфузории на сенном настое.
 Выявить воздействие фитонцидов на инфузорий.
 Провести сравнительный анализ действия разных фитонцидов на инфузорий.

Составить презентацию в графической программе.
Объект изучения: инфузории.
Предмет исследования: влияние определённых фитонцидов на инфузорий.
Глава 1. Обзор литературы.
Любой
растительный
организм
в
процессе
своей
жизнедеятельности
вырабатывает вещества различной химической природы, в том числе и те, которые
помогают в борьбе с болезнетворными микроорганизмами, способствуют
выработке у растений иммунитета против различных заболеваний. К таким
веществам относятся фитонциды - биологически активные вещества, убивающие
или подавляющие рост и развитие не только различных микроорганизмов, но и
паразитических червей, насекомых - переносчиков и возбудителей инфекционных
заболеваний. Они выделяются как неповрежденными, так и механически
разрушенными растительными тканями. По своей химической природе фитонциды
чрезвычайно
разнообразны:
метаболиты.
гликозиды,
терпеноиды,
другие
вторичные
Фитонциды - термин, предложенный Б.П. Токиным в 1934 году
для обозначения класса летучих веществ, выделяемых растениями, обладающих
антимикробными
свойствами.
Он
заметил,
что
пищевые
продукты,
приготовленные на восточных базарах, порой в совершенно антисанитарных
условиях, почему-то не вызывают вспышек инфекционных заболеваний. Б. Токин
предположил, что обилие восточных пряностей каким-то образом предохраняет
продукты от порчи, а людей - от заражения кишечными инфекциями. Он
исследовал вещества, содержащиеся в пряностях, и обнаружил, что значительный
антисептический эффект вызывают именно летучие компоненты. Эти "летучие яды
растений" он предложил назвать фитонцидами. Характерными представителями
фитонцидов являются эфирные масла, извлекаемые из растительного сырья
4
промышленными методами, - но также и другие летучие компоненты растений,
которые практически невозможно собрать в заметных количествах. Эти
фитонциды обычно называют "наивными антимикробными веществами растений".
Расцвет в области изучения фитонцидов приходится на 1950-1980 гг. В эти годы в
СССР
были
проведены
обширные
исследования
антивирусного,
противобактериального, иммунтропного и др. эффектов веществ, выделенных из
растений при помощи экстракции и др. методов. Фитонциды растений были
обнаружены в 1928-1930 гг. Одними из первых исследователей фитонцидов были
Б.П. Токин, А.Г. Филатов и А.Е. Тебякина. Эти исследователи доказали, что
некоторые вещества, содержащиеся в пищевых растениях, обладают мощными
фитонцидными свойствами по отношению к болезнетворным для человека
бактериям. Фитонциды были обнаружены во всех растениях. Например,
бактерицидные вещества, убивающие многие бактерии, обнаружены в чесноке,
хрене, алоэ, некоторых водорослях. Фитонциды около 50 видов растений способны
убивать одноклеточные организмы.(7) Фитонциды разных растений имеют
различный химический состав. Одни растения вырабатывают летучие фитонциды,
другие - нелетучие. Фитонциды одних растений обладают бактерицидными
свойствами, т.е. могут убивать бактерии, фитонциды других растений лишь
задерживают рост и размножение микроорганизмов, но не убивают их. Фитонциды
защищают и человека от многих заболеваний, улучшают его самочувствие и
работоспособность. Активными продуцентами этих летучих веществ являются
многие древесные и кустарниковые растения: сосна, ель, эвкалипт, черемуха
обыкновенная, орех грецкий, абрикос, полынь, розмарин; травянистые растения шалфей, анис, мята перечная и др. Из фитонцидов высших и низших растений в
настоящее
время
получены
многие
антибиотики,
обладающие
различной
антимикробной активностью: из чеснока - аллицин, из шалфея лекарственного сальвин, из зверобоя - иманин, из чистотела - сагвинарин, из хлопчатника госсипол и т.д. Фитонциды - один из многих факторов, влияющих на микрофлору
воздуха. Воздух закрытых помещений насыщен микроорганизмами, в том числе и
5
болезнетворными. Для оздоровления воздушной среды применяют комнатные
цветочные растения, многие из которых обладают высокой фитонцидной
активностью. Это различные виды рода бегония, герань, хлорофитум, лимон, алое
и др. Вот почему при подборе цветов для озеленения помещений необходимо
учитывать не только их декоративность, но и фитонцидные свойства.(5) Как
утверждают ученые, комнатные цветы и растения отлично выполняют роль
психотерапевтов и экологов. В большинстве своем растения "подпитывают" нас.
Не зря же в городах, где мало "зеленых друзей", люди чувствуют себя
дискомфортно и рвутся "на природу". Врачи тоже настоятельно рекомендуют
больше бывать за городом, гулять в лесу. Именно там легче всего избавиться от
хандры. Наши предки интуитивно чувствовали, что комнатные растения и цветы
нужны человеку для поддержания здоровья.(1) Современные панельные дома из
железобетона неэкологичны. Один из существенных их недостатков - низкая
влажность воздуха в помещениях с центральным отоплением. Она составляет всего
20-30% - почти как в пустыне или полупустыне. В этом случае на помощь может
прийти уникальное растение - циперус, филодендрон, монстера. К тому же эти
растения украшают интерьер: у них крупные листья необычной формы,
замечательная пестрая или однотонная окраска. Целая группа растений обладает
фитонцидными свойствами. Воздух, обедненный фитонцидами, буквально кишит
микробами. Фитонциды выделяют практически все растения. Дело в количестве, в
концентрации. Это касается привычных и, казалось бы, чисто декоративных
комнатных растений. Кактусы (это достаточно широко известно) выделяют
летучие вещества, защищают от излучений телевизора и компьютера. (2)
Другое широко распространенное растение, которое выделяет биологически
активные вещества (цитранелловое и гераниевое масла, а такжементол и
терпентил, убивающие стрептококки и стафилококки), - это комнатная герань, или
пеларгония. Вот почему этот цветок рекомендуют держать в спальне. Вдыхая эти
целебные соединения, человек успокаивается, что очень важно при стрессах,
неврозах и бессоннице.
6
Алое. Поглощает формальдегид из воздуха. Значительно снижает численность
простейших
микроорганизмов
в воздухе
(до 3,5 раз).
Слабо
воздействует
на условно-патогенные микроорганизмы.
Является ценным лекарственным растением, применяемым при лечении гастритов,
энтероколитов,
язвенной
болезни,
гнойных
ран,
ожогов,
воспалительных
заболеваний слизистой оболочки, стоматитах.
Лимон. Фитонцидное поле лимона достаточно большое, до 7 м и быстро
восстанавливается после проветривания, поэтому это
растение
можно
использовать
для
больших
помещений, загрязненным плесневыми грибами
и условно-патогенными
Снижает
микроорганизмами.
количество
простудных
заболеваний,
полезен при гипертонии.(4)
Глава 2. Методика исследования
Опираясь на исследования Всесоюзного научноисследовательского
растений,
мы
института
самостоятельно
лекарственных
разрабатывали
методику нашей работы.
Фото 1 Сенный настой
Для проведения эксперимента мы вырастили инфузории и нами было выбрано 3
вида растений (алое, пеларгония и лимон),
фитонцидами которых мы воздействовали
на инфузорий. Для выращивания инфузорий
мы сделали настой из сена, поместив в чашу,
собранную
нами
траву
около
озера
Янтарного и воду, набранную в том же озере
Фото 2 Инфузории
(Фото 1). Мы делали кашицу из выбранных
нами растений, вводили её в микропрепарат по 0,30 миллиграмм наблюдали за
изменениями в поведении инфузорий.
7
Эксперимент проходил в течение 1 месяца (4 недель). В процессе эксперимента
мы следили за изменениями скорости и траектории движения инфузории под
влиянием фитонцидов различных растений, за ростом и развитием инфузорий, с
помощью микроскопа и изготовленных временных микропрепаратов (Фото 2).
Для изучения изменения скорости и траектории движения инфузории, на 14 день
нашего эксперимента, мы наблюдали за каждым приготовленным препаратом в
течение получаса, эксперимент продолжался через каждые 3 дня в течение 1
месяца. Скорость инфузорий измеряли в их длинах за секунду.
Глава 3. Результаты и их обсуждение.
Нами было выбрано 3 вида растений (алое, пеларгония и лимон), фитонцидами
которых мы воздействовали на полученных инфузорий.
Инфузории были
замечены на 12 день после того, как мы сделали настой. Сенный настой находился
в помещении при t 230 С, при не ярком, рассеянном свете.
Фото 4 Алое
Фото 5 Пеларгония
Фото 6 Лимон
Мы выдвинули следующую гипотезу, если на
инфузории
воздействовать
фитонцидами, то инфузории погибнут. На 14 день, после создания сенного настоя,
мы
приготовили
микропрепараты
с
инфузориями,
рассмотрели
их
под
микроскопом и запечатлели на камеру, далее мы воздействовали на препараты
фитонцидами и следили за изменениями в поведении инфузорий. Через
определённое
время
инфузории
прекращали
движение.
Чтобы
проверить
8
выдвинутую нами эту гипотезу, т.е. проверить
умирали инфузории, или просто замедляли
движение, мы, в течение месяца наблюдали за
каждой из групп, отсадив инфузории под
влиянием определённых фитонцидов в чаши
Петри. Мы получили 4 группы инфузорий:
контрольная (без воздействия фитонцидов), под
Фото 7 Инфузории под
воздействием фитонцидов алое, под воздействием
влиянием фитонцидов
фитонцидов пеларгонии и под воздействием фитонцидов лимона. Все 4 группы
находились в одинаковых условиях в помещении при t - 230 С, при не ярком,
рассеянном свете. Для достоверности нашего эксперимента, через каждые 3 дня, за
4 группами мы повторяли наблюдения (Таблица №1).
Таблица №1
Характер поведения инфузорий в зависимости от видов фитонцидов
Вид
растения
Алоэ
Время
20.00
20.05
20.10
20.13
20.20
Пеларгония
20.27
20.40
18.30
18.33
18.37
19.00
Характер поведения
инфузории
Помещение фитонцидов в препарат.
Инфузории имеют среднюю скорость.
Инфузории замедляют ход.
Очень ускоряет движение и начинает
двигаться вокруг себя.
Инфузория замедляет ход движения.
Останавливается и очень быстро
извивается вокруг себя.
Останавливается и не двигается.
Движения не наблюдается.
Помещение фитонцидов в препарат.
Инфузории имеют среднюю скорость.
Инфузории начинают замедлять скорость
движения
Застывает.
Движения не наблюдается.
Через 3 дня
Движения не
наблюдается.
Движения не
наблюдается.
9
Лимон
19.05
19.08
19.13
Контрольная
(без
воздействия
фитонцидов)
19.15
19.17
19.21
19.35
17.00
17.10
17.14
17.23
17.30
Помещение фитонцидов в препарат.
Инфузории имеют среднюю скорость.
Инфузории ускоряют движение.
Инфузории быстро двигаются и начинают
крутиться.
Инфузории только крутятся на месте.
Замедляют кружение.
Останавливаются.
Движения не наблюдается.
Инфузории имеют среднюю скорость.
Инфузории имеют среднюю скорость.
Ускоряют движение.
Инфузории имеют среднюю скорость.
Инфузории имеют среднюю скорость.
Движения не
наблюдается.
Инфузории
имеют
среднюю
скорость.
Помещённая в каплю воды под окуляр микроскопа, инфузория часто очень
стремительно пересекает поле зрения микроскопа. За секунду инфузория обычно
проплывает 10-20 длин своего тела. Скорость инфузорий, находящихся 5 минут
под воздействием фитонцидов лимона на 10 длин/сек больше (28 длин), чем
скорость инфузорий находящихся под воздействием фитонцидов алое (9 длин).
Скорость группы инфузорий, находящихся под влиянием фитонцидов пеларгонии
составляет всего 6 длин в секунду, что говорит о сильном фитонцидном
воздействии этого растения на инфузории. Экспериментальная же группа
инфузорий, как и во время проведения всего эксперимента, имела среднюю
скорость (18 длин). (Диаграмма №1)
Диаграмма №1
Соотношение скорости инфузорий через 5 минут воздействия фитонцидов
Скорость в
длинах
Алое
28 д лин
30
18 д лин
25
Лимон
20
15
Пеларгония
9 д лин
6д лин
Контрольная группа
10
5
0
Скорость за 1 секунду
Алое
Пеларгония
Лимон
Контрольная
группа
10
Наблюдения за поведением инфузорий, проводившиеся в течение всего
эксперимента показали, что инфузории, испытавшие воздействие фитонцидов алое
изначально замедляли движение и через небольшой промежуток времени ускоряли
движение и меняли свою траекторию, вскоре они останавливались, и движения в
микропрепарате уже не наблюдалось.
Таблица №2
Изменения в поведении инфузорий под влиянием фитонцидов через 10
минут.
№
Название группы
1. Инфузории под влиянием
фитонцидов алое.
2. Инфузории под влиянием
фитонцидов пеларгонии.
3. Инфузории под влиянием
фитонцидов лимона.
4. Контрольная группа.
Изменения в поведении инфузорий
Ускоряют движение и кружатся вокруг
себя.
Останавливаются и больше не двигаются.
Ускоряют движение.
Имеют среднюю скорость.
Инфузории, испытавшие воздействие фитонцидов пеларгонии,
сначала
замедляли свой ход, затем меняли траекторию движения, останавливались и более
движения в препарате с фитонцидами пеларгонии не наблюдалось. Инфузории же,
испытавшие воздействие фитонцидов лимона, сначала ускоряли своё движение,
затем меняли траекторию движения, потом замедляли ход, останавливались, далее
движения в микропрепарате с фитонцидами лимона, мы не наблюдали.
Контрольная группа инфузорий, т.е. без какого – либо воздействия фитонцидов на
протяжении всего эксперимента имели среднюю скорость, только лишь иногда
ускоряя своё движение.
11
Диаграмма №2
Соотношения времени, которое потребовалось на полную остановку
инфузорий.
Время
в мин
Инфузориям, находящимся под воздействием фитонцидов алое, для полной
остановки потребовалось больше всего времени (27 мин), что на 11 минут меньше
требуемого времени для группы инфузорий, находящейся под влиянием
фитонцидов лимона (16 мин). Быстрее всего на инфузории подействовали
фитонциды пеларгонии, так как уже через 7 мин воздействия инфузории
полностью остановились (Диаграмма №2).
12
ВЫВОДЫ:
1.
В результате воздействия фитонцидов на инфузории, происходит их гибель.
Это подтверждает отсутствие процесса деления у экспериментальных клеток.
2.
Скорость движения в длинах после воздействия
оказалась выше у
инфузорий контактирующих с фитонцидами лимона (28 длин), у инфузорий под
влиянием фитонцидов алое скорость - 9 длин в секунду, низкая скорость (6 длин)
у инфузорий испытавших влияние пеларгонии.
3.
Сравнительный анализ действия разных фитонцидов показал, что фитонциды
лимона полностью обездвиживают инфузорий в течение 16 минут, слабее всего на
инфузории действуют фитонциды алое, только через 27 минут воздействия
инфузории остановились, быстрее всего на инфузории подействовали фитонциды
пеларгонии, так как уже через 7 минут воздействия инфузории полностью
остановились.
Таким образом, по результатам работы, мы можем предположить, что внесением
фитонцидов в среду высокой концентрации микроорганизмов можно остановить
их жизнедеятельность или снизить их численность.
13
Список литературы:
1. Блинкин С.А., Рудницкая Т.В. Фитонциды вокруг нас. М., 1981. 185 с.
2. Ведеревский Д.Д. «Фитонцидные особенности растений» Киев, 1962. С. 1618.
3. Наумова Н., Н.Осипова «Сила цветов» М.: «Панорама», 1993 С.1-4
4. Неер Ян «Всё о комнатных растениях, очищающих воздух» М.: «Оникс»,
2006, 124с.
5. Рак Ярослав «Энциклопедия комнатных растений» М.: Издательский Дом
«Ниола 21 век», 2000 г. С.7
6. Хессайон Г. «Все о комнатных растениях» М.: «Кладезь-Букс» 2002 г. 255 с.
7. Энциклопедия для детей «Биология», Москва «Аванта+», том 2, 2000 г.
8. Юрьева Т., «Мир простейших», Ростов-на-Дону, «Феникс», 1999г., 167 с.
14