Невидимые организмы

Министерство образования и науки Российской Федерации

Муниципальное образовательное учреждение

Пушкинская средняя общеобразовательная школа

Экспериментально-исследовательская работа

Невидимые организмы

Выполнил: ученик 6 класса

Новосерьянц Эдуард

Научный руководитель:

учитель биологии

2017

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………………………………………………………………………….3

Глава 1. Общие сведения о бактериях

1.1 История бактерий…………………...…………………......…………………...4

1.2 Внешнее и внутреннее строение бактерий.......................................................4

1.3 Обмен веществ бактерий....................................................................................5

1.4 Значение бактерий...............................................................................................7

Глава 2. Практическая часть

2.1 Приготовление питательной среды...................................................................9

2.2 Выращивание бактерий.......................................................................................9

Заключение...............................................................................................................11

Список литературы..................................................................................................12

Приложение 1...........................................................................................................13

Приложение 2...........................................................................................................14

Приложение 3...........................................................................................................15

ВВЕДЕНИЕ

В жизни человека встречаются многие организмы, одни приносят пользу другие вред. Обычно человек борется против вредных организмов, а те, которые приносят пользу старается использовать в своих целях. Так человек одомашнивал животных и стал получать от них полезные продукты: мясо, молоко, шерсть. Но есть организмы, которые человек не видит и не знает, что можно ожидать от встречи с ними. Пользу или вред они ему принесут?

Знакомство с литературой принесло мне много полезного. В «Энциклопедии живой природы» Д. Берни рассказывается, что бактерии самые мелкие существа на земле, по количеству видов их меньше чем других организмов, но по общей численности они заметно превосходят всех других обитателей на Земле1.

В книге А. Хауэла «Растения и грибы» описываются бактерии, которые обитают на корнях бобовых растений и бактерии, которые перерабатывают кислород3.

Целью моей работы является ознакомление с бактериями и их выращивание.

Задачи:

Изучить литературу по теме бактерии.  Изучить историю, строение и значение бактерий Научится выращивать.

Объект исследования: бактерии.

Методы исследования: анализ литературных данных, социологический опрос, культивирование бактерий, наблюдение, анализ полученных данных.

Гипотеза:

Я предположил, что в кабинете информатики будет меньше всего бактерий из-за воздействия на них электромагнитных волн, а больше всех в коридоре.

1 нциклопедия живой природы

3 астения и грибы

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О БАКТЕРИЯХ

1.1 История бактерий

Бактерии - это самая древняя группа организмов. Бактерии появились 3.5 миллиардов лет назад. 1 миллион лет они были единственными организмами на земле. Так как они были первыми организмами на земле, их строение было примитивно. И даже в наше время некоторые бактерии сохранили черты своих предков, это наблюдается у бактерий, обитающих в горячих серных источниках и бескислородных илов на дне водоёма4.

Первооткрывателем мира бактерий был голландский естествоиспытавека Антоний Левенгук создавший лупу-микроскоп увеличивающую предметы в 160-270 раз.

1.2 Внешнее и внутреннее строение

Клетка бактерии одета особой плотной оболочкой – клеточной стенкой, которая выполняет защитную и опорную функции, а также придаёт бактерии постоянную, характерную для неё форму. Она напоминает оболочку растительной клетки. Через неё проходят питательные вещества и попадают в клетку, а продукты обмена веществ выходят наружу.  Часто поверх клеточной стенки у бактерий вырабатывается дополнительный защитный слой слизи – капсула. Толщина капсулы может во много раз превышать диаметр самой клетки, но может быть и очень небольшой. Капсула -  это необязательная часть клетки, обычно она образуется в зависимости от условий, в которые попадают бактерии. Капсула предохраняет бактерии от высыхания4.

На поверхности некоторых бактерий имеются жгутики (один, два или много) или короткие тонкие ворсинки. Обычно длина жгутиков во много раз превышает размеры тела бактерий. С их помощью бактерии передвигаются.

Внутри клетки бактерии находится неподвижная густая масса – цитоплазма. Цитоплазма имеет слоистое строение, без вакуолей, поэтому из-за

4 http://biouroki. ru/material/plants/bakterii. html

этого различные белки (фрагменты) и запасные питательные вещества размещаются в самом веществе цитоплазмы, иногда даже встречаются капельки жира. Цитоплазма отделяется от стенки клетки цитоплазматической мембраной. Клетки бактерий не имеют ядра. Вместо ядра в центральной части клетки бактерии сконцентрировано вещество, которое несет наследственную информацию бактерий, то есть нуклеиновая кислота – ДНК. ДНК не защищено от цитоплазмы мембраной. Это аналог ядра – нуклеотид. Нуклеотид не обладает мембраной, ядрышком и набором хромосом.

При неблагоприятных условиях бактерии превращаются в спору. Бактерии относятся к прокариотам и их выделяют в отдельное царство - Бактерии.

Бактерии - это многочисленные и разнообразные организмы, отличающиеся по форме. Различают следующие виды бактерий:

Кокки – шарообразные. Бациллы – палочковидные. Вибрион – изогнутый в виде запятой. Спирилла – спиралевидная. Стрептококки – цепочка из кокков. Стафилококки – грозди кокков. Диплококки – две круглые бактерии, заключенные в одной слизистой капсуле2.

1.3 Обмен веществ

Бактерии отличаются друг от друга обменом веществ. У одних он идет при участии кислородом, у других – без его участия. Наибольшее количество бактерий питаются готовыми органическими веществами. Лишь некоторые из них (сине-зеленые, или цианобактерии), способны создавать органические вещества из неорганических. Они сыграли очень важную роль в накоплении кислорода в атмосфере земли.

2 Биология 6-7 класс

У бактерий наблюдаются разные способы питания. Есть автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы – организмы, самостоятельно образовывающие вещества для своего питания.  Гетеротрофы – организмы, которые используют для своего питания готовые органические вещества. Гетеротрофные бактерии подразделяются на сапрофиты, симбионтов и паразитов. Бактерии – сапрофиты извлекают питательные вещества из мертвого и разлагающегося органического материала. Бактерии – симбионты живут совместно с другими организмами и приносят им ощутимую пользу. Бактерии – паразиты живут внутри другого организма или на нем, укрываются и питаются его тканями.

Бактерии впитывают вещества извне, разрывают их молекулы на части, из этих частей собирают свою оболочку и пополняют свое содержимое (так они растут), а ненужные молекулы выбрасывают наружу. Оболочка и мембрана бактерии позволяет ей впитывать только нужные вещества. Если бы оболочка и мембрана бактерии были полностью непроницаемыми, в клетку не попали бы никакие вещества. Если бы они были проницаемыми для всех веществ, содержимое клетки перемешалось бы со средой – раствором, в которой обитает бактерия. Для выживания бактерии необходима оболочка, которая нужные вещества пропускает, а ненужные – нет.

Одни бактерии нуждаются в готовых органических веществах – аминокислотах, углеводах, витаминах, - которые должны присутствовать в среде, так как сами они не смогут их синтезировать. Такие микроорганизмы называются гетеротрофами. Они получают необходимую им энергию при окислении органических веществ кислородом или при сбраживании (без участия кислорода). Таким образом, в зависимости от субстрата, на котором развиваются бактерии, различают:

Сапрофитные формы – питаются мертвым органическим веществом (молочнокислые бактерии, бактерии гниения и другие); Бактерии – паразиты – развиваются только на живых организмах (менингококки, гонококки и другие); Относятся и к паразитическому, и к сапрофитному образу жизни (палочки сыпного тифа, сибирской язвы, бруцеллеза и другие).

1.4 Значение бактерий

Деятельность бактерий разнообразна и имеет огромное значение в природе и жизни человека.

Клубеньковые бактерии впитывают азот и обогащают почву полезными веществами, обогащёнными азотом. Растения нуждаются в азоте, но сами не могут вырабатывать его. Поэтому некоторые бактерии соединяют содержащиеся в воздухе молекулы азота с другими молекулами, в результате чего получаются вещества доступные для растений. Эти бактерии поселяются в клетках молодых корней, что приводит к образованию на корнях утолщений, называемых клубеньками.1 Они образуются на корнях бобовых растений. Корни дают бактериям углеводы, а бактерии корням – содержащие азот вещества, которые могут быть усвоены растением. Это сожительство – симбиоз выгодно.

В природе бактерии разрушают сложные органические вещества трупов животных и растений, выделения разных организмов и разных отбросов. Осенью осыпаются листья у деревьев, кустарников, вянут цветы и засыхают растения, все это превращается в перегной удобряющий почву. Перегнивание вызывают сапрофитные бактерии. Они своеобразные санитары нашего леса. Питаясь веществами мертвых тел, бактерии превращают эти организмы в перегной.

Бактерии используются в пищевой промышленности. При помощи молочно-кислых бактерий получают: сливки, простоквашу и т. д. Еще они помогают в квашении овощей.

Но многие бактерии причиняют вред народному хозяйству. Они поселяются на продуктах питания и портят их. Чтобы продукты не портились их сушат, варят, маринуют, таким образом очищая от бактерий.

Есть бактерии которые портят редчайшие рукописи, книги, которые находятся в книгохранилище, рыболовные сети. Бактерии портят сено в стогах, если оно недостаточно высушено.

Бактерии, паразитирующие на других организмах называются патогенными. Бактерии вызывают большое количество заболеваний человека, таких как чума (Yersinia pestis), сибирская язва (Bacillus anthracis), лепра (проказа, возбудитель: Mycobacterium leprae), дифтерия (Corynebacterium diphtheriae), сифилис (Treponema pallidum), холера (Vibrio cholerae), туберкулёз (Mycobacterium tuberculosis), листериоз (Listeria monocytogenes) и др. Многие бактерии, являющиеся в норме безопасными для человека или даже обычными обитателями его кожи или кишечника, в случае нарушения иммунитета или общего ослабления организма могут выступать в качестве патогенов5.

Наиболее сильными ядами обладают такие бактерии, как столбнячная палочка, дифтерийная палочка, стрептококки и стафилококки. У перечисленных бактерий яд выделается в процессе их жизнедеятельности, но существуют и такие, которые выделяют болезнетворные продукты жизнедеятельности после своей смерти. К последним относятся туберкулезная палочка, пневмококки, холерный вибрион и бактерии-возбудители сибирской язвы. К тем же бактериям, которые в здоровом теле человека обнаруживаются в его естественной микрофлоре, но могут привести к серьезным заболеваниям во время своего неконтролируемого роста, можно смело отнести кишечную палочку6.

5 https://ru. wikipedia. org/wiki/Бактерии

6 http://mikrobiki. ru/virusy-bakterii/bakterii/boleznetvornye-bakterii. html

ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Приготовление питательной среды

В интернете я нашел сведения выращивание бактерий и решил невидимые бактерий сделать видимыми. Дело в том, что когда бактерии размножаются, то образуются целые колонии, видимые невооружённым глазом. Я применил способ приготовления смеси с помощью агар-агара. В интернете я нашел 2 способа выращивания бактерий (Приложение 1). Автор предлагает способы выращивания в домашних условиях, используя чашки Петри и разные растворы. Из всех способов наиболее эффективным мне показался 1 способ (Приложение 2). Я применил методику, предложенную для этого способа. Так как в школе не оказалось чашки Петри, пришлось использовать подручные средства. Я взял небольшие коробки и простерилизовал их. Затем начал готовить раствор. В колбу набрал 60 мл горячей воды, насыпал в нее ј часть столовой ложки агар-агара. Тщательно размешал смесь до полного растворения. Затем смесь нагревал до загустения и перелил в коробку. Коробку со смесью поместил в холодное место, чтобы питательная среда остыла7. После того, как смесь стала готовой, приступил к ее заражению.

2.2 Выращивание бактерий

Из всех способов заражения я выбрал отборный (Приложение 2). Для этого взял ватную палочку и провел ей по поверхности содержащей бактерии и заразил смесь. Эксперимент начался 19.01.2017 г.

Для своего эксперимента я выбрал 5 объектов:

Кабинет биологии. Рекреация. Школьный музей. Кабинет информатики. Школьная столовая.

7 http://ru. /выращивать-культуры-бактерий-в-чашке-Петри

Каждый объект получил свой порядковый номер, которым пронумеровали коробки. После того как были заражены все коробки, их законсервировали и убрали в теплое место. Пока шел процесс культивирования бактерий, я решил провести социологический опрос среди учащихся 6 класса. В результате я хотел узнать мнение ребят о чистоте помещений.

Социологический опрос 6 класса

Меньше бактерий	Больше бактерий
Кабинет биологии	5	3
Рекреация	3	5
Музей	3	6
Кабинет информатики	6	2
Столовая	4	4

Исследования показали, что большинство считают самым грязным музей. По их мнению, самыми чистыми помещениями будут кабинеты биологии и информатики. Некоторые предположили, что в эту категорию попадают столовая и рекреация.

Через две недели 4.02.2017 г. вскрыли коробки с питательной средой.  В кабинете информатики оказалось наибольшее количество бактерий. Возможно, на их развитие повлияло электромагнитное излучение, исходящее от компьютеров. Этот результат противоречил мнению ребят и моей гипотезе. Меньше всех бактерий оказалось в музее.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучая бактерии, я познакомился с их историей, строением и значением. Я узнал, что бактерии бывают полезными и вредными. Полезные бактерии помогают обмену веществ, а вредные вызывают болезни.

Я научился выращивать бактерии – организмы невидимые человеку. Я увидел, что они могут образовывать целые колонии.

Моя гипотеза не подтвердилась. В рекреации оказалось меньше бактерий, чем в кабинете информатики. Опрос учащихся 6 класса показал, что они только частично оказались правы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. нциклопедия живой природы / Д. Берни. – М.: Махаон, 2009. -

320 с.

2. Биология 6-7 класс / . – М.: Просвещение, 1993. - 256 с.

3. астения и грибы / Л. Хауэлл. – М.: Росмен, 2002. - 64 с.

4. http://biouroki. ru/material/plants/bakterii. html

5. https://ru. wikipedia. org/wiki/Бактерии

6. http://mikrobiki. ru/virusy-bakterii/bakterii/boleznetvornye-bakterii. html

7. http://ru. /выращивать-культуры-бактерий-в-чашке-Петри

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Строение бактериальной клетки

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Способы приготовления и заражения питательной среды

1. Способы приготовления питательной среды

  Способ 1

Развести Ѕ чайной ложки агар-агара в 60 мл горячей воды и в теплоупорной емкости и греть 3 минуты на спиртовке. Потом поставить в холодное место и дождаться времени, когда раствор затвердеет. Питательная среда готова.

  Способ 2

Потребуется: 20 г картофеля, 4 г агар-агара, 2 г глюкозы. Все ингредиенты вскипятить в 60 мл воды. Затем дать смеси застыть.

2. Способы заражения питательной среды

Способ 1

Прямой контакт

Для заражения требуется провести кончиком пальца по поверхности питательной среды.

Способ 2

Отбор образцов

Для этого требуется провести ватной палочкой по любой поверхности, а затем аккуратно провести по питательной среде. 

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

1 Л. Хауэлл – М; Росмен, 2002. – 64.