Исследовательская работа по биологии на тему Изучение влияния фитонцидов на жизнедеятельность микроорганизмов

Школьная учебно – исследовательская конференция
«Юность Поморья»
Направление Биология
Изучение влияния фитонцидов на жизнедеятельность микроорганизмов
Исследовательская работа
Выполнена Вильк Ольгой
Михайловной ученицей 7 класса
муниципального бюджетного
общеобразовательного учреждения
«Левковская средняя школа № 7»
Научный руководитель Чернакова
Нина Евгеньевна учитель биологии
муниципального бюджетного
общеобразовательного учреждения
«Левковская средняя школа № 7»
п.Пасьва 2016 год
Оглавление
Введение…………………………………………………1
1.Обзор литературы
1.1.Фитонциды…………………………………………..2
1.2.Фитонциды чеснока…………………………………6
1.3.Фитонциды лука…………………………………….7
2. Практическое исследование
2.1.Влияние фитонцидов лука и чеснока
на развитие плесневых грибов……………………8
2.2.Социологический опрос……………………………9
2.3.Эксперимент «Действие чеснока и лука на
бактерии»……………………………………………9
Заключение ……………………………………………..10
Библиографический список……………………………11
Приложение № 1………………………………………..12
Приложение № 2………………………………………..13
Приложение № 3………………………………………..14
Приложение № 4………………………………………..15

Введение
«С чем у вас ассоциируется зима?» У меня зима ассоциируется, во-первых, с чудесами. От неописуемо прекрасных пейзажей – до исполнения новогодних желаний. А еще только зимой череда праздников, которых нет в другое время года. Зима – это много снега, ветра, катание на лыжах, санках, коньках. И, к сожалению, зима – это пик развития простудных заболеваний человека. В весенне - зимний период людям не хватает витаминов и поэтому резко повышается процент острых респираторных (простудных) заболеваний: от банального насморка до тяжелых форм гриппа. Люди тратят много денежных средств на лечение и профилактику этих заболеваний. В нашей семье принято зимой употреблять в пищу больше чеснока и лука. Мои родители всегда говорили мне, что лук и чеснок защищают от гриппа и простудных заболеваний зимой и ранней весной. Так как возбудителями простудных заболеваний являются различные микроорганизмы, то я решила проверить, действительно ли лук и чеснок (а точнее вещества, которые в них содержатся – фитонциды) могут подавить развитие этих микроорганизмов, тем самым предотвратить простудные заболевания.
Гипотеза исследования: существует мнение, что если использовать лечебные свойства лука и чеснока, то можно избежать острых респираторных заболеваний в зимний период, т.к. фитонциды подавляют рост и развитие болезнетворных микроорганизмов.
Цель исследования: исследовать фитонцидные свойства лука, чеснока на развитие микроорганизмов (плесневых грибов).
Задачи исследования:
1. Изучить литературу и ресурсы сети Интернет;
2. Путем эксперимента, выявить влияние фитонцидов на развитие плесневых грибов;
3.Путем эксперимента и наблюдения выявить как влияют фитонциды лука и чеснока на сопротивляемость человека к простудным заболеваниям.
Предмет исследования: влияние фитонцидов на развитие плесневых грибов. Объект исследования: фитонциды лука, чеснока, горчицы.
Методы исследования:
1. Анализ литературных источников;
2. Наблюдение;
3. Эксперимент
4 Изучение влияния фитонцидов на жизнедеятельность микроорганизмов 1.Обзор литературы
1.1.Фитонциды – мощное оружие растений. В 1928 г. студент Московского университета, Борис Токин наблюдал под микроскопом интересную картину: когда он на предметное стекло наносил кашицу из растертого чеснока, а рядом - капельку воды, в которой плавали инфузории, то в течение нескольких минут эти простейшие организмы погибали. Он провел опыты с другими растениями и убедился, что многие из них, как и чеснок, способны на расстоянии угнетать бактерии. Это явление Токин объяснил тем, что многие растения в целях самозащиты выделяют специальные летучие противомикробные вещества. Дальнейшие опыты показали, что летучие фракции - лишь первая линия химической обороны растения, а вторая, более мощная - тканевые соки. Так, смешивание тканевого сока лука, чеснока или хрена с суспензией бактерий вызывало быструю, нередко мгновенную гибель последних. Образуемые растениями биологически активные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие бактерий, грибов и простейших, Борис Токин назвал фитонцидами (от греч. phyton – растение и лат. caedo – убиваю). Люди давно заметили, что некоторые растения обладают антимикробными свойствами. В Древнем Риме чеснок входил в обязательный рацион легионеров, т.к., по мнению римлян, кроме целебных свойств он обладал способностью придавать воинам силу и мужество. В Египте на строительство пирамид сгоняли тысячи рабов, которым ежедневно давали лук и чеснок, чтобы они не болели. Древние греки, а также славяне в древние и средние века считали чеснок незаменимым средством против укусов ядовитых змей. Более 800 лет назад Низами Гянджеви писал об использовании чеснока как лечебного средства при желудочно-кишечных заболеваниях и заболеваниях полости рта, а лука - при воспалении миндалин в горле. Он рекомендовал также употреблять вареный лук при язвенных процессах. Ли Шенчжень, живший в XVI в., описал целебное действие чеснока, лука и других растений. Фитонциды одних растений убивают микробы (т.е. обладают бактерицидными свойствами), а других - только задерживают рост и размножение микроорганизмов (т.е. обладают бактериостатическим действием). Практически все растения проявляют противомикробную активность, различия будут лишь в степени ее выраженности. Микробам труднее адаптироваться к действию фитонцидов высших растений, чем к антибиотикам, полученным из микроскопических грибов. Этот важный факт, свидетельствующий о перспективности использования фитонцидных препаратов для профилактики и лечения
Летучие фитонциды вызывают разнообразные изменения клетки бактерии: подавляют дыхание, растворяют и разрушают поверхностные слои и составные части протоплазмы. Действие ряда фитонцидов обусловлено их способностью к окислению. В результате жизнедеятельности растений в окружающей среде увеличивается количество озона, который легко распадается на молекулярный и атмосферный кислород. Последний, соединяясь с водой, образует перекись водорода, которая обладает антисептическими свойствами. Фитонциды могут быть летучими, выделяясь в атмосферу, они оказывают действие на расстоянии, а могут содержаться в протоплазме клеток («тканевые соки») и действовать только при непосредственном контакте с возбудителем. Летучие фитонциды оказывают мощное влияние на состояние воздуха в лесах. 1 г соснового бора за сутки выделяет в атмосферу около 5 кг летучих фитонцидов, можжевелового леса – около 30 кг. В хвойном лесу (особенно в молодом сосновом бору), независимо от географической широты и близости населенных пунктов, воздух содержит лишь около 200-300 бактериальных клеток на 1 м3, то есть практически стерилен. Мощность и спектр противомикробного действия фитонцидов у разных видов растений значительно варьируют. Широко известна «убойная сила» фитонцидов чеснока, лука и хрена. Они уничтожают многие виды простейших, бактерий и низших грибов буквально в течение нескольких секунд. А фитонциды, выделяемые веткой черемухи, в течение нескольких минут убивают микробы в стоящем рядом стакане. Наиболее универсальны по своему действию фитонциды хвойных деревьев – сосны, кипариса, кедра, пихты и др. Фитонциды с успехом используют для лечения и профилактики многих заболеваний (фитонцидотерапия). Лечение фитонцидами растений эффективно при гриппе, ангине и других заболеваниях дыхательных путей, болезнях десен и зубов, гнойничковых поражениях кожи, ряде заболеваний пищеварительной системы. При простудных заболеваниях благоприятное действие оказывают вдыхание паров распаренного шалфея, картофельной кожуры или шелухи овса. Фитонциды, способствуют усилению иммунологических реакций организма, усиливают восстановительные процессы в тканях. Так, в свое время учеными было показано, что вдыхание летучих веществ пихты стимулирует некоторые формы естественного иммунитета. Стимулируют защитные силы организма так же фитонциды зверобоя, чеснока, лука, бессмертника песчаного и многих других растений. В специальных экспериментах было убедительно показана бактерицидная эффективность лука, чеснока, эвкалипта, пихты, сосны и многих других растений. Фитонциды лука и чеснока6 убивают практически все виды болезнетворных микробов. Ни один антибиотик не может сравниться с ними по широте своего воздействия. Вдыхание свежеприготовленной кашицы из лука или чеснока (через 10-15 минут она теряет свои свойства) применяются для лечения заболеваний верхних дыхательных путей, острых и хронических воспалений легких. Ее можно прикладывать к трудно заживающим язвам и ранам, при этом фитонциды лука и чеснока способствуют очищению тканей и быстрому заживлению их. Выраженной бактерицидной эффективностью обладает также фитонциды хрена. Однако следует заметить, что при внутреннем употреблении этих овощей фитонцидная активность их в значительной степени теряются. Воздух в хвойном лесу (в особенности в можжевеловом) практически стерилен, особенно он полезен больным туберкулезом и другими легочными заболеваниями. Для страдающих гипертонической болезнью весьма благотворным будет пребывание в дубовой роще. Во многом это связано с тем, что летучие фитонциды дуба оказывают гипотензивный эффект. Это позволяет улучшить состояние больных, их сон и, в целом, повысить эффективность лечения. Лицам с пониженным артериальным давлением полезным будет вдыхание фитонцидов тополя пирамидального и сирени. Летучие вещества душицы, мелисы и хвои оказывают успокаивающий эффект, вдыхание их способствует снятию стрессовых состояний и весьма полезно при лечении психических заболеваний. Известно, что среди жителей гор значительно реже отмечаются перенапряжения нервной системы. Этот факт, видимо, связан с успокаивающим благотворным влиянием летучих фитонцидов, вдыхание которых предупреждает перенапряжение нервной системы, в результате она меньше изнашивается, а это в немалой степени способствует долголетию, так как от состояния нервной системы зависят и обменные процессы, и состояние иммунитета, и все остальные функции организма. Свои особенности имеют и фитонциды мяты - они оказывают сосудорасширяющий эффект и благодаря этому способствуют снятию головных болей, обусловленных спастическим состоянием сосудов. При исследовании других пищевых растений оказалось, что многие из них также обладают выраженными противомикробными свойствами. Так, под влиянием нелетучих фитонцидов, содержащихся в свежем соке земляники, голубики, винограда, смородины, сливы, яблок, петрушки, капусты и других ягод, фруктов и овощей быстро погибают патогенные для человека микроорганизмы и простейшие. Довольно сильно выражен антимикробный эффект пряностей (корицы, перца, гвоздики, хмеля, кориандра и др.) В связи с чем они широко используются при консервации продуктов.7 Хороший ранозаживляющий эффект оказывают некоторые натуральные бальзамы (пихтовый, перуанский и др.), содержащие эфирные масла, смолы и ароматические соединения. Они обладают обезболивающим, дезодорирующим (уничтожают дурной запах), противомикробным и ранозаживляющим действием. Хороший эффект на заживление ран и язв оказывают можжевельник, облепиховое, пихтовое и зверобойное масло, а также масло шиповника. Ускоряют сроки заживления открытых повреждений также отвар эвкалипта, настойка календулы, фитонциды лука и чеснока. Таким образом, очевидно, что фитонциды являются эффективными биологическими антисептиками.
1.2.Фитонциды чеснока.
В китайской медицине чесноку приписывали тонизирующее действие при заболеваниях органов пищеварения, дыхания, при истощении, ревматизме, болезнях кожи. В одной из популярных медицинских книг, изданной в России в 1848 г., отмечается: «Чеснок почитается всеобщим предохранительным лекарством от яда, угрызения змей, прилипчивых и заразительных болезней, а наипаче от чумы». Британские врачи во время эпидемии чумы в Лондоне в конце XVII века пропагандировали чеснок как средство для профилактики чумы. У многих народов существовало поверье, что лук и чеснок исцеляют болезни, насланные демонами, и оберегают от них. В Восточной Европе чеснок считался надежным средством для отпугивания вампиров. С этой целью им натирали ручки дверей и оконные рамы, а под потолком развешивали целые гирлянды луковиц чеснока. Для жителей Болгарии, Венгрии, Румынии чеснок был своеобразным талисманом, его старались держать при себе в критические моменты жизни. В XIX веке «магическое» действие чеснока объяснил французский микробиолог Луи Пастер. Проведя ряд опытов, ученый обнаружил антисептические свойства сока чеснока. Позже были исследованы фитонциды чеснока, однако их химический состав так и не удалось установить. Известно, что огромный вклад в антибактериальную активность чеснока вносит аллицин - вещество, ответственное за его специфический запах. Аллицин способен подавлять рост и развитие бактерий, будучи разведенным даже в тысячи раз. Фитонциды чеснока убивают грамположительные и грамотрицательные бактерии как аэробные, так и анаэробные, а также различные грибы. Под воздействием фитонцидов чеснока холерный вибрион, дифтерийная и дизентерийная палочки, микобактерии туберкулеза, возбудители брюшного типа, газовой гангрены и другие микроорганизмы погибают в течение нескольких минут. В медицине применяют фитонцидные препараты из луковиц чеснока - настойку чеснока и спиртовую вытяжку, которые усиливают двигательную и секреторную функции пищеварительного тракта. Назначают их внутрь при атонии кишечника и колите для подавления процессов гниения и брожения в кишечнике, а также при гипертонии и атеросклерозе.
1.3.Фитонциды лука.
Античные врачи рекомендовали применять лук при инфекциях, расстройстве пищеварения, проказе, а также для лечения ран. По свидетельству греческого историка Геродота, египтяне закупали лук и чеснок в огромном количестве и кормили рабов, строивших пирамиды. Во времена крестовых походов сарацины возвращали французских пленников в обмен на обыкновенный репчатый лук - по 8 луковиц за воина. Древние целители считали, что нет ни одного заболевания, при котором лук не принес бы пользы больному. Целебные свойства лука обусловлены уникальным сочетанием содержащихся в нем веществ. Среди них стоит отметить эфирное масло лука с характерным острым запахом, органические кислоты (лимонная и яблочная); целый ряд витаминов и минералов, в т.ч. кальций, калий, железо, фосфор, йод, сера, селен. Однако высокая эффективность применения лука при самых различных заболеваниях объясняется прежде всего наличием в нем фитонцидов. Они губительно действуют на многие патогенные бактерии, включая возбудителей дизентерии, дифтерии и туберкулеза, золотистый стафилококк и трихомонады.
2.Практическое исследование.
В практической части работы мы исследовали самые наиболее часто используемые фитонцидные растения в быту, это лук и чеснок. Мы провели опыт подтверждающий свойство фитонцидов сдерживать рост микроорганизмов, на примере плесневых грибов.
2.1.Влияние фитонцидов лука и чеснока на развитие плесневых грибов.
Я решила вырастить плесень на хлебе, т.к. раньше очень часто замечала, что если кусок хлеба оставить в полиэтиленовом пакете примерно на неделю, то там появляется плесень. Для эксперимента я взяла 3 куска черного хлеба и сверху капнула несколько капель воды (вода – важное условие жизнедеятельности любого организма, и микроорганизмов в том числе). Первый кусок натерла луком, второй – чесноком, третий - оставила как контрольный образец. Потом куски хлеба поместила в полиэтиленовый пакет и убрала в теплое место. Через 7 дней я увидела, что на контрольном образце появились уже достаточно большие участки с плесенью, на всех остальных кусках плесени практически было. Через 14 дней: на контрольном образце плесени стало намного больше; на кусках с луком и чесноком плесень появилась на большей площади. Причем плесени было несколько больше на луке. Через 21 день контрольный образец уже полностью «цвел». Кусок хлеба с луком был покрыт плесенью больше, чем с чесноком. Вывод: фитонциды лука, чеснока замедляют появление спор плесени. Причем чеснок обладают большими фитонцидными свойствами.
Дата Образец 1 (контроль) Образец 2 (с луком) Образец 3 (с чесноком) 15.01.2016 Начало опыта 22.01.2016 Появление плесени Плесень появилась на незначительных участках (еле заметна) Плесень практически не заметна 29.01.2016 Плесень распространилась на большие участки Плесень распространилась на небольшие участки Плесень распространилась на незначительные участки 05.02.2016 Плесень занимает всю поверхность хлеба Плесень распространилась на большие участки (но не на весь кусок) Плесень распространилась на большие участки (меньше, чем на лук.
2.2. Социологический опрос
В опросе приняли участие учащиеся 1,2,4,6 класса. Всего 37 человек
На вопрос «Носили ли вы «битончики» с чесноком
«да» ответили – 19 человек - 51 %
«нет» - 18 человек - 47 %
Вопрос 2. «Любишь ли ты есть чеснок?»
Да - 31 человек – 84 %
Нет – 6 человек – 16 %
Вопрос 3. «Любишь ли ты есть лук?»
Да - 25 человек – 68 %
Нет - 12 человек – 32 %
Вопрос 4. «Согласен ли ты с мнением, что чеснок уничтожает болезнетворные бактерии?»
Да - 37 человек
2.3.Эксперимент «Действие чеснока и лука на бактерии»
Приготовлен микропрепарат с бактериями. На предметное стекло положила кашицу из чеснока и лука. При помощи микроскопа рассмотрела результат. Там где был чеснок бактерий в поле зрения стало меньше.
Вывод: чеснок и лук обладают большими фитонцидными свойствами, но чеснок в большей степени.

Заключение
Проводя наше исследование, мы изучили фитонцидные свойства растений, выяснили, что лук и чеснок являются сильнодействующими фитонцидами и с успехом используются при лечении и профилактике многих заболеваний. Фитонциды лука и чеснока оказывают влияние на повышение сопротивляемости организма человека к острым респираторным заболеваниям. Сок чеснока, лука репчатого можно вдыхать для профилактики простудных заболеваний, особенно в осенний период.  Фитонциды являются сильнодействующими антибиотиками (особенно сок чеснока, лука, редьки, хрена и др.) и с успехом используются при лечении и профилактике многих заболеваний. Чтобы быть здоровыми и защитить себя от простудных заболеваний, мы рекомендуем больше употреблять в пищу эти растения для лечения гриппа и острых респираторных заболеваний.

Библиографический список
Вердерский Д.Д. Иммунитет растений к паразитарным болезням. – М.: Сельхозиздат, 2000
Летучие биологически активные соединения биогенного происхождения. Отв. редакторы М.М. Телитченко и А.Х. Тамбиев. – М.: Изд.-во МГУ, 1971.
Макарчук Н.М. Фитонциды в медицине. – Киев: Наукова думка, 1990.
Токин Б.П. Целебные яды растений. Повесть о фитонцидах. – Л.: изд.-во университета, 1980.
http://belki.com.ua/fitoncidi.htmlhttps://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B8%D1%82%D0%BE%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B4%D1%8Bhttp://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/144976/%D0%A4%D0%B8%D1%82%D0%BE%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B4%D1%8B
Приложение №1
Социологический опрос
В опросе приняли участие учащиеся 1,2,4,6 класса. Всего 37 человек
На вопрос «Носили ли вы «битончики» с чесноком
«да» ответили – 19 человек - 51 %
«нет» - 18 человек - 47 %

Приложение №2
Вопрос 2. «Любишь ли ты есть чеснок?»
Да - 31 человек – 84 %
Нет – 6 человек – 16 %

Приложение № 3
Вопрос 3. «Любишь ли ты есть лук?»
Да - 25 человек – 68 %
Нет - 12 человек – 32 %

Приложение №4
Вопрос 4. «Согласен ли ты с мнением, что чеснок уничтожает болезнетворные бактерии?»
Да - 37 человек