Влияние фитонцидов на живые организмы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЛМЫКИЯ

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«УТ-САЛИНСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА»

ВСЕРОССИЙСКИЙ КОНКУРС

ЮНЫХ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

НОМИНАЦИЯ: «ЮНЫЕ ИССЛЕДОВАТЕЛИ»

Влияние фитонцидов

на живые организмы

Выполнил: Валендер Кирилл,

ученик 7 класса МБОУ

«Ут-Салинская СОШ»

Руководитель:

Мухараева Айса Николаевна учитель химии и биологии

п. Ут-Сала, 2016 г.

Оглавление

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

Обзор литературы……………………..……………………………………..…..4 Фитонцидные свойства растений….…………………………….……………..4 Фитонцидные свойства комнатных растений…………………………………6 Краткая характеристика опытных растений……………………………………7 Методы исследования……………………………………………………………9 Влияние фитонцидов на микроорганизмы…………….……………………….9 Влияние фитонцидов на плодовые мушки……………………………………10 Влияние фитонцидов на сохранность продуктов питания…………………..11

2.4. Обследование учебных кабинетов на наличие растений, обладающих фитонцидными свойствами…………………………………………………………13

Результаты исследования ……………………………………………………….15 Список литературы………………………………………………………………16 Приложения……………………………………………………………………..17

Введение

Это только в теории воздух, которым мы дышим, состоит из азота, кислорода, углекислого и благородных газов. На самом деле, он содержит огромное количество примесей, которые по-разному действуют на живые организмы.

Актуальность работы заключается в том, что в современном мире воздух – это важнейшая составляющая среды нашего обитания. В связи с загрязнением окружающей среды в ней появилось большое количество разнообразных микроорганизмов, аллергенов и прочих вредных веществ, которые отрицательно влияют на организм человека и поэтому, одна из многих главных задач всего человечества - найти новые методы защиты от вредоносных микроорганизмов.

В результате научных исследований выявлено, что растения защищают и помогают людям, выделяя в окружающую среду вещества, так называемые - фитонциды, которые убивают огромное количество вредных микроорганизмов. Актуальность такой информации будет возрастать со временем, так как многие лекарственные препараты приносят организму человека не только пользу и помощь, но и вред, так как большое количество лекарств состоят из химических соединений. Природный состав всегда лучше химического. Оказывается, природные «помощники» в борьбе с вирусными инфекциями находятся рядом, но мы об этом просто не знаем. Меня заинтересовал вопрос, какими качествами обладают растения с фитонцидными свойствами, как эти качества может использовать человек.

Учёные ведут исследования растений, обладающих бактерицидными свойствами, способными вызвать гибель болезнетворных бактерий, которые плохо влияют на человека. На основании вышеизложенного, мы предположили, что если фитонциды создают противомикробную зону, значит, они могут влиять на сохранность  продуктов питания.

Цель исследования: оценить воздействие фитонцидов на живые организмы.

Задачи исследовательской работы:

Изучить в литературных источниках информацию о фитонцидах. Исследовать влияние фитонцидов некоторых растений на здоровье человека. Изучить влияние фитонцидов на микроорганизмы. Исследовать влияние фитонцидов некоторых растений на сохранность продуктов питания. Обследовать учебные кабинеты на наличие растений, обладающих фитонцидными свойствами.

Объект исследования: фитонциды  растений.

Обзор литературы

Уже давно ученым было известно, что некоторые микроорганизмы выделяют вещества, губительно действующие на другие микроорганизмы. Эти вещества назвали антибиотиками. За последние десятилетия они стали широко применяться в медицине, сельском хозяйстве и в пищевой промышленности.

Советский ученый в 1928–1930 гг. открыл, что антибиотики выделяются не только микроорганизмами, но и растениями. Эти антибиотики, названные им фитонцидами (от греческого слова «фитон» — растение и латинского «цедере» — убивать), обнаружены почти во всех растениях.

Фитонцимды — образуемые растениями биологически активные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие бактерий, микроскопических грибов, простейших (Токин, 2004).

Фитонцидные свойства растений

В настоящее время учёные доказали  противомикробное, противовирусное и противовоспалительное свойство фитонцидов. Многие из них обладают болеутоляющим эффектом, положительно влияют на  нервную, сердечно-сосудистую, дыхательную, иммунную и другие системы. Это очень важно, значит, фитонциды можно использовать для профилактики и лечения заболеваний (Блинкин, Рудницкая, 1981)

Активные фитонциды содержатся в луке и чесноке: пары и вытяжки из них убивают холерный вибрион, дифтерийную палочку, гноеродных микробов. Стоит пожевать несколько минут чеснок, как большинство бактерий, живущих в полости рта, погибают. По родовому латинскому названию чеснока – allium – его активное начало названо аллицином. Усниновая кислота – фитонцид из лишайника уснеи – угнетает туберкулёзных бактерий.

Многие фитонциды выделяются из растений в газообразном состоянии. Листья смородины, грецкого ореха, дуба, ольхи, жёлтой акации выделяют гексенал, в очень малых концентрациях убивающий простейших.

Устойчивость картофеля и моркови к грибным заболеваниям определяется содержащимся в них фитонцидом – хлорогеновой кислотой. Болезнь «снежную плесень» на злаках, вызываемую грибом фузариумом, уничтожает фитонцид бензоксазолин, образующийся в тканях злаков при повреждениях. (Словарь юного биолога, 1986г).

В тканях фитонциды распространены не равномерно. Фитонциды лука, чеснока, черёмухи убивают грибок фитофтору, который поражает картофель (гниль картофеля). Фитонциды горчицы, хрена, эвкалипта губительно действуют на бактерию, вызывающую заболевание хлопчатника. Интересно, что на возбудителей заболеваний человека и животных фитонциды действуют значительно сильнее, чем на возбудителей заболеваний растений, которые уже приспособились к их прямому действию. Так, фитонциды апельсина и лимона в 40 раз скорее убивают дизентерийную палочку, вызывающую тяжёлое заболевание человека, чем бактерию, поражающую деревья лимона.

Фитонциды применяют для хранения плодов, овощей. Когда в герметически закупоренный сосуд с плодами или ягодами помещают кашицу из натёртого хрена, они смогут сохраниться несколько месяцев. Высокой активностью обладает и фитонцид горчицы – аллиловое масло.

Многие фитонциды были выведены в чистом виде, и установлена их химическая природа. Оказалось, что у одних растений фитонциды – органические кислоты, у других – эфирные масла, аминокислоты, алкалоиды (Справочник школьника, 1995г.)

1.2.Фитонцидные свойства комнатных растений.

Важное значение фитонциды имеют в улучшении санитарно-гигиенического состояния среды, окружающей человека. Воздух в закрытых помещениях насыщен микроорганизмами, в том числе и болезнетворными. Для оздоровления воздушной среды применяют комнатные растения, многие из которых обладают фитонцидной активностью.  Большинство комнатных растений имеют субтропическое и тропическое происхождение, поэтому сроки максимальной продукции фитонцидов приходятся у них на зимне-весенний период. Это очень ценно, т. к. именно в это время частота острых респираторных заболеваний особенно высока.

При исследовании фитонцидной активности в течение суток, было установлено, что она максимальна днем и минимальна ночью. Имеются данные, что интенсивность производства фитонцидов связанна с интенсивностью дыхания – в темноте растения практически не выделяют фитонцидов.

В настоящее время учеными изучены фитонцидные свойства 45 видов комнатных растений, выявлено, что наиболее фитонцидно-активными являются следующие растения: герань, хлорофитум, красулла, циперус, бегония, туя, алоэ, аспарагус (Рак, 2000).

В литературе наиболее часто упоминаются названия следующих растений, обладающих фитонцидными свойствами:

снижают общее содержание микробных клеток в воздухе помещений: бегонии, розмарин, диффенбахия, красула древовидная, традесканция, эпипремнум; уничтожают стафилококковую инфекцию: руэллия, санхеция, диффенбахия, мирт, псидиум; уничтожают стрептококковые микроорганизмы: бегонии, аглаонема, бересклет японский; борются с кишечной палочкой: лавровишня, лавр благородный, понцирус; способны победить клебсиеллу, которая вызывает воспаление легких, менингит, гайморит и др.: монарда, мята, лаванда, иссоп, шалфей (Ведеревский, 1962)

Краткая характеристика исследуемых растений

Горчица сизая (Brassica juncea L.) – однолетнее травяное растение. Относится к роду – Капуста, семейству Капустные (крестоцветные), отдел – Покрытосемянные, царству – Растения. Помимо сизой горчицы существуют еще два вида – белая и черная. Цветы у горчицы собраны в многоцветковые соцветия, которыми заканчиваются верхушки побегов и ветвей. Плод – тонкий цилиндрический стручок, с шиловидным носиком, достигает в длину – 7-12мм. Имеет переплетенные жилки на створках. Семена горчицы в виде маленьких шариков, диаметр которых – 1мм. По цвету семена обычно сизо-черные, красновато-коричневые, реже – желтые. Цветение начинается в мае. Полная зрелость семян в июне.
Все виды горчицы – отличные медоносы.

Чеснок весьма полезен для здоровья человека. Он обладает множеством полезных и лечебных свойств. Чеснок содержит в себе более четырехсот полезных компонентов. Также чеснок прекрасно укрепляет иммунную систему. Является эффективным средством при простудных заболеваниях. Химический состав чеснока богаче, чем у репчатого лука. А сильный запах его обусловлен наличием эфирных масел.

Чеснок является влаголюбивой и холодостойкой культурой.

Чеснок — многолетнее луковичное растение из семейства лилейных,. Чеснок содержит эфирное масло сложного состава, фитонциды, витамины группы В, аскорбиновая кислота, витамин D, йод, инулин, жиры, полисахариды, клетчатка и другие вещества.

Благодаря наличию фитонцидов чеснок обладает сильным бактерицидным действием, убивает дрожжевую культуру и различные виды микробов (дифтерийные палочки, туберкулезные микобактерии, стафилококки, стрептококки и на возбудителей дизентерии).

В настоящий момент считаются доказанными четыре фармакологических вида действия чеснока, среди которых -  противомикробное (Ведеревский, 1962) Лимон (Citrus limon), многолетнее вечнозелёное субтропическое растение рода Citrus. Высота 3-7 м. Ветви с колючками, редко без них. Листья кожистые, светло-зелёные, продолговато-ланцетные или продолговато-яйцевидные, у концов суженные, мелкозубчатые, с просвечивающими желёзками, со специфическим запахом. Цветки обоеполые, белые, ароматные, на коротких цветоножках, в небольших кистях, одиночные или парные. Кожура плода толщиной 2-5 мм, лимонно-жёлтая, гладкая или с выпуклыми маслянистыми желёзками, горьковатая, с характерным ароматом. Мякоть зеленовато-светло-жёлтая, мелкозернистая, сочная, очень кислая. Семена светлые, гладкие, до 20 шт. и более в плоде. Лимон - теплолюбивое, светолюбивое растение. Из всех цитрусовых культур лимон наиболее влаголюбив. Родина лимона - Юго-Восточная Азия. В диком виде не обнаружен. (Ведеревский, 1962).

Лук репчатый (Allium cepa) – двулетнее растение со слабой корневой системой и хорошо выраженной луковицей. Растения луков не так четко разделяются на корни, стебли и листья, как это наблюдается у других огородных культур. Нижние части листьев представляют собой трубчатые влагалища, из которых формируются ложные стебли, а при утолщении луковицы.

Лук известен своими лечебными и антисептическими свойствами с древних времен, особо выраженные из них – это возбуждение аппетита и улучшение пищеварения; повышается тонус организма, стимулируется состояние нервной системы; антимикробное, противодиабетическое, бактерицидное, антисклеротическое, антисептическое, болеутоляющее, противовоспалительное, слабительное, мочегонное действие. Благодаря своим качествам лук успешно применяется при лечении различных заболеваний. Зарекомендовал лук себя хорошим косметическим средством. Надо помнить, что наибольшее количество фитонцидов находится в донце луковицы и прилегающей к ней части (Ведеревский, 1962)

Методы исследования

Исследование проводилось в сентябре 2016 года.

В литературных источниках много говорится о влиянии фитонцидов растений на микроорганизмы. Я решил проделать опыт.

Опыт №1. «Влияние фитонцидов на микроорганизмы»

В данной работе для проведения эксперимента в сенном растворе были выращены простейшие микроорганизмы. Микроорганизмы появились на 12-й день после заложения опыта.  И отобраны 2 фитонцидных растения – чеснок, лимон и 1 растение, не обладающее свойствами фитонцидов – картофель.

Ход эксперимента:        

1. Получить сок из исследуемых растений (чеснока, лимона, картофеля) по 0,5 мл.

2. Установить активность простейших до соприкосновения с фитонцидами (под микроскопом)

3. Внести капли соков из исследуемых растений на предметные стёкла с микроорганизмами (Прил.1)

4. Зафиксировать время, когда происходит обездвиживание и гибель микроорганизмов

Полученные результаты оформили в таблицу

Опыт №2. «Влияние фитонцидов на плодовые мушки»

Для этого опыта я взял пробирки, поместила туда растертые листья (перья) лука. Затем поместил плодовых мух в атмосферу летучих веществ лука (прил.2). Мухи прекрасно чувствовали себя, ползая по луковой кашице и летая в ее парах. Точно такие же опыты я проводил со всеми остальными растениями с моего списка, главный факт - большая стойкость плодовых мух к фитонцидам многих растений - остался непоколебимым. У меня возник вопрос, почему же это так, что плодовых мушек не убивают фитонциды многих растений. Свой ответ я нашел в учебниках, где говорится о том что, плодовые мухи питаются остатками растений, поэтому они в ходе эволюции оказались более приспособленными к ядовитым фитонцидам растений. Это неудивительно. Природа дает нам много еще более ярких примеров приспособленности организмов к мощным ядам, к бактериям, являющимся для других живых существ, безусловно, болезнетворными.

Опыт №3. «Влияние фитонцидов

на сохранность продуктов питания на примере куриного яйца»

Для этого опыта взяли 5 пол-литровых банок, 1 банка контрольная и 4 опытные. В опытные банки поместили белок с лимоном, с луком, с горчицей и с чесноком. В контрольной банке один белок. Все банки плотно закрыты полиэтиленовыми крышками. В течение всего опыта температура в комнате была постоянной +20 градусов. Лучи солнца не попадали на опытный участок (прил.3)

Влияние фитонцидов на сохранность куриного яйца проводилось согласно схеме опыта:

1.Белок (без летучих веществ) – контроль.

2.Белок + чеснок

3.Белок + лук

4.Белок + лимон

5. Белок + горчица.

Наблюдая, за развитием порчи белка было выявлено, что в контрольной банке признаки порчи появились на 2-е сутки, а на других банках на 3,4,5-е сутки

Следим за изменениями на поверхности белка и желтка, записываем получившиеся данные в таблицу 2.

IV. Результаты исследования

Результаты, полученные в ходе работы:

1. «Влияние фитонцидов на микроорганизмы»

Таблица 1.

Вид растения	Активность простейших до соприкосновения с фитонцидами	Активность простейших после соприкосновения с фитонцидами
Чеснок	Активны	Движение замедленно, гибель через 10 минут
Лимон	Активны	Гибель через 17 минут
Картофель	Активны	Активны

1. В результате воздействия фитонцидов на простейшие микроорганизмы происходит их гибель.

2. Сравнительный анализ действия разных фитонцидов показал, что фитонциды чеснока полностью обездвиживают микроорганизмы в течение 10 минут, менее на них действуют фитонциды лимона, только через 17 минут воздействия простейшие остановились, нефитонцидное растение картофель на подвижность инфузорий не оказал влияния.

3. В результате проведённой работы предполагается, что употреблением фитонцидных растений в пищу можно остановить жизнедеятельность или снизить численность болезнетворных микроорганизмов при эпидемиях гриппа.

Таблица 2.

Дата	Контрольная	Чеснок	Горчица	Лимон	Лук
01.10.2016	–	–	–	–	–
02.10.2016	Белок покрылся жёлто-коричневыми, а желток – розоватыми пятнами
03.10.2016	Прогресс начавшихся процессов	-	-	На желтке появились розоватые пятна.	Появились едва заметные коричневатые пятна.
04.10.2016	Появление плесени	-	Появились едва заметные коричневатые пятна.	На желтке появилась слизь, белок начал покрываться жёлто-коричневыми пятнами.	Появились коричневатые пятна.
05.10.2016	Увеличение количества плесени.	Белок покрылся жёлто-коричневыми пятнами.	Белок покрылся жёлто-коричневыми пятнами	Появление плесени	Белок полностью покрылся жёлто-коричневыми пятнами
06.10.2016	Образование и созревание спор.	Прогресса не наблюдается.	Прогресса не наблюдается.	Созревание спор плесени	Появление плесени.
07.10.2016	Полное разложение яйца	Прогресса не наблюдается	Прогресса не наблюдается.	Созревание спор плесени	Созревание спор плесени
08.10.2016	Открытие банки – характерный запах испорченного.	Открытие банки – характерный запах чеснока	Открытие банки – характерный запах горчицы.	Открытие банки – характерный запах испорченного с запахом лимона	Открытие банки – характерный запах лука.

Вывод:

На основе проведённых опытов я могу сделать следующие выводы:

В контрольной банке (без фитонцидных растений) продукты пищи уже через день испортились, что говорит о беспрепятственном размножении бактерий; Продукты питания, под влиянием нарезки лимона и лука, испортились быстрее остальных; Фитонцидная вытяжка из горчицы повлияла в меньшей степени, чем нарезка из чеснока; Кроме того, выделяемые фитонциды горчицы не имеют запаха, а значит, не могут испортить или изменить пищевые и вкусовое свойства хранящихся продуктов, а также вызвать аллергические реакции у человека, в отличие  от фитонцидов, например, цитрусовых, лука или чеснока.

2.4. Обследование учебных кабинетов на наличие растений обладающих фитонцидными свойствами.

В настоящее время много говорят о благоприятном влиянии растений на людей. Некоторые учёные утверждают, что красота растительного мира выводит человека из состояний депрессии, стресса, спасает от плохого настроения, повышает работоспособность. Зеленые насаждения – деревья, кустарники, цветы радуют нас, воспитывают в человеке чувство прекрасного. 

В воздухе помещений встречается много микроорганизмов. Некоторые из них плохо влияют на человека. Фитонциды комнатных растений понижают это влияние. Получается, что комнатные растения украшают вид помещения и помогают бороться с бактериями. Значит важно озеленять помещения.

Я решил проверить, есть ли фитоциндные растения в кабинетах моей школы. Свои наблюдения занес в таблицу 3.

Таблица 3.

Кабинет	Фитонцидные растения
Кабинет начальных классов	Герань, плющ, хлорофитум
Кабинет физики	0
Кабинет технологии	Бегония, плющ.
Кабинет информатики	Фикус, драцена, герань
Кабинет биологии	герань, плющ,  бегония, спатифоллиум, сансевьера, драцена
кабинет русского языка	гибискус, фиалка, хлорофитум, бегония
Кабинет калмыцкого языка	Драцена, диффенбахия
Кабинет  английского языка	Фиалка, диффебахия,

Выводы:

1.В кабинетах моей школы есть  комнатные растения. Среди  них есть растения с высокими фитонцидными свойствами.

2. При озеленении кабинетов не учитывается полезное действие комнатных растений на помещение.

IV. Результаты исследования

Результаты, полученные в ходе работы, позволяют сделать следующие выводы:

1. Фитонциды — органические вещества самого различного химического состава,  образующиеся  в  растениях в процессе обмена веществ и обладающие мощным антибиотическим свойством, то есть свойством убивать микробов, плесневые грибы, инфузорий.

2.  Наибольшим эффектом, способствующим увеличением срока сохранности куриного яйца, обладает чеснок.

3. Растения, выделяющие фитонциды, можно использовать при хранении мяса, рыбы, фруктов и других продуктов.

4. По итогам осмотра учебных кабинетов и проведённых исследований, была дана рекомендация: озеленять кабинеты растениями с высокими фитонцидными свойствами.

Научно-практическое использование рассмотренного явления фитонцидной защиты продуктов может найти применение в пищевой промышленности (особенно на овощебазах при хранении большого количества овощей и фруктов), в качестве дополнительной защиты в холодильных витрина, бонетах, ларях, которые предназначены для недлительного хранения продуктов, в супермаркетах, магазинах и в домашних условиях.

V. Литература

, Фитонциды вокруг нас. М., 1981. 185 с. «Фитонцидные особенности растений» Киев, 1962. С. 16-18. Н. Осипова «Сила цветов» М.: «Панорама», 1993 С.1-4 Неер Ян «Всё о комнатных растениях, очищающих воздух» М.: «Оникс», 2006, 124с. Рак Ярослав «Энциклопедия комнатных растений» М.: Издательский Дом «Ниола 21 век», 2000 г. С.7 , Фитонциды, 2 изд., М., 1951; Фитонциды, их роль в природе. «Все о комнатных растениях» М.: «Кладезь-Букс»  2002 г. 255 с. Энциклопедия для детей «Биология», Москва «Аванта+», том 2, 2000 г. «Мир простейших», Ростов-на-Дону, «Феникс», 1999г., 167 с.

Приложения «Этапы исследования»

Приложение .

Фото «Влияние фитонцидов на микроорганизмы»

Фото 1. Нанесение сока фитонцидных растений на микроорганизмы

Фото 2. Наблюдения за активностью микроорганизмов

Приложение .

«Влияние фитонцидов на плодовые мушки»

Фото 3. Плодовые мушки на лимоне

Приложение .

«Влияние фитонцидов

на сохранность продуктов питания на примере куриного яйца»

Фото 4. Банки с фитонцидами