Влияние фитонцидов различных видов рганизмов на простейших

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

 «Средняя общеобразовательная школа № 6» ИМРСК

Влияние фитонцидов различных видов растений на простейшие организмы

                                        Выполнила: Драгальцева Наталья Сергеевна                                                                      

учащаяся 10 класса                                                                     

                                         Руководитель: Григенча Таисия Николаевна

                                        учитель биологии

2012г. поселок Передовой

Содержание

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

1. Обзор литературы………………………………….…………………..5

2. Объекты и методы исследования ..........................................................8

      2.1. Этапы работы..................................................................................8

      2.2. Ход исследования…………………………………………………9

3. Результаты исследования.......................................................................10

     Заключение и выводы............................................................................13

    Список использованных источников.....................................................15

                                                          Введение

Идея изучения фитонцидных свойств растений возникла после прочтения интереснейшей работы заслуженного деятеля науки РСФСР, доктора биологических наук, профессора Ленинградского университета имени А.А. Жданова, лауреата Государственной премии, Героя Социалистического Труда Бориса Петровича Токина  «Целебные яды растений». Оказалось, что именно он заметил, что кашица из лука в небольших дозах усиливает рост дрожжевых грибов, а в больших количествах – убивает дрожжи. С этого момента, произошедшего в 1928 году, начинается изучение летучих веществ растений. Помимо Токина Б.В. пионерами исследований в области фитонцидов явились А.Г.Филатова и А.Е. Тебякина, которые убедительно доказали мощные  свойства фитонцидов растений в отношении болезнетворных для человека бактерий.

        Суть биологического учения учения о фитонцидах  в том, что растения в обычных природных условиях выделяют фитонциды во внешнюю среду — в атмосферу, почву, воду. Огромные количества летучих фитонцидов выделяются в атмосферу лиственными и особенно хвойными деревьями: несколько килограммов за сутки одним гектаром леса.

В трудах многих ученых высказана идея, что 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.

В работе Токина Б.В. есть такие слова «Надо смелее ставить этих воинов на охрану здоровья людей, домашних животных, культурных растений. Надо смелее использовать целебные яды растений в качестве надбавки к целебным силам нашего организма. Многое предстоит сделать, особенно ботаникам, химикам и медикам» (с 221)

Таким образом, изучение влияния фитонцидов на организмы является актуальным.

 Цель:

изучение влияния фитонцидов разных  растений на простейшие организмы.

Задачи:

1. Найти и изучить литературные источники о фитонцидных свойствах растений.

2. Изучить методику выполнения исследования.

4. Выявить фитонцидную активность разных растений на простейшие организмы, используя контактные и бесконтактные методы воздействия.

 5. Оформить  результаты исследования в виде таблиц и диаграмм

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 болезней.

 Фитонцидами называют все секретируемые растениями фракции летучих веществ, в том числе те, которые практически невозможно собрать в заметных количествах. Эти фитонциды называют также «нативными антимикробными веществами растений». Химическая природа фитонцидов существенна для их функции, но в термине «фитонциды» в явном виде не указывается. Это может быть комплекс соединений, например, терпеноидов, или т. н. вторичных метаболитов. Характерными представителями фитонцидов являются эфирные масла, извлекаемые из растительного сырья промышленными методами.

       Впервые определение фитонцидам дал Токин Б.В. «Фитонциды – вещества различной химической природы, своеобразные ядохимикаты растений. Название означает, во-первых, что эти вещества растительного происхождения («фитон» — растение), а во-вторых, что они обладают свойством убивать другие организмы (указывает частичка «циды»). Однако термин ничего не говорит ни о роли в природе открытых веществ, ни о разнообразном применении фитонцидов в практике. Наука обнаружила, кроме того, что летучие фитонциды могут стимулировать рост и размножение тех или иных микроорганизмов…» (с.20.) Термин «фитонциды» прочно вошёл в обиход жизни научных лабораторий, стал известным огромному числу людей и почти таким же популярным в нашей стране, как слово «витамин». Фитонцидами были названы производимые растениями бактерицидные вещества, служащие одним из факторов их иммунитета и играющие роль во взаимоотношениях организмов в биоценозах. Одна цепь защитной системы растений — летучие фитонциды, другая — соки растений. Они содержат нелетучие фитонциды, также уничтожающие многие виды бактерий. Нелетучие вещества, обладающие фитонцидными свойствами, образуются в протоплазме растительных клеток. Содержат их все растения. Ученые подметили, что, хотя деревья и не могут передвигаться и уходить от своих врагов в более благоприятные места, они умеют неплохо от них защищаться. Так, при массовом нападении растительноядных насекомых дерево в течение ближайших часов отвечает на это увеличением содержания в листьях таких защитных веществ, как фенолы и танины, которые отрицательно влияют на насекомое: замедляют его рост, уменьшают потребность в пище и т.д. Причем и соседние деревья, не подвергшиеся нападению, через некоторое время проявляют подобную защитную реакцию. Предполагается, что «сигнал опасности» передается от дерева к дереву по воздуху. Это необычное явление свидетельствует о том, что растения умеют и защищаться, и «разговаривать» друг с другом.

      Высокой фитонцидной активностью обладают около 85 процентов высших растений. «В частности весьма активные фитонциды обнаружены в чесноке, луке, лимоне, чёрной смородине, боярышнике, можжевельнике, в белокочанной капусте, берёзе, дубе, хрене, крапиве, сосне, бруснике, черёмухе..» (П.П.Голышенков с. 98).

       Фитонциды различных видов растений не одинаковы по своему составу и действию. Продукция фитонцидов изменяется в зависимости от сезона года, почвенных и климатических условий, времени суток, стадии вегетации растений и их физиологического состояния. «В большинстве случаев выделение фитонцидов после разрушения (например, измельчения) растительных тканей прекращается в первые минуты, и даже секунды. Исключением являются летучие фитонциды корней дикого пиона, обнаруживающиеся даже через 24 часа, а также фитонциды чеснока, выделяющиеся спустя 200, а иногда 700 часов после их измельчения. 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 продырявленного – иманин, из чистотела большого – сагвинарин». (А.П. Швечикова и др., с.66).

Фитонциды — один из многих факторов жизни биоценозов, обусловливающих антагонизм в мире микроорганизмов, стимуляцию или подавление размножения, роста и других проявлений жизни у высших растений. Фитонциды — один из многих факторов, влияющих на состав микрофлоры воздуха в условиях разных растительных сообществ. Фитонциды — один из многих факторов, регулирующих состав животных организмов в биогеоценозах. Они токсичны для тех или иных насекомых, клещей, травоядных и других животных; они, вероятно, могут оказаться при определённых природных условиях мутагенными факторами. Многие из названных свойств фитонцидов определяются именно тем, что они — важнейший фактор иммунитета растения. «Являясь физиологически активными веществами, фитонциды играют важную роль в обмене веществ и стимулируют защитные силы организма». (А. Ф. Синяков с. 213).

КЛАССИФИКАЦИЯ ФИТОНЦИДОВ (Б. П. Токин с. 209)

Существует много биологически активных веществ растительного происхождения. Например, антибиотики — вещества, обладающие антимикробными, инсектицидными и иными свойствами, по химическому составу не совпадают с  фитонцидами. «Исследователям фитонцидов следует предостеречь друг друга против неаргументированного стремления все биологически активные вещества растительного происхождения называть фитонцидами. Нет, положим, оснований называть фитонцидами химические вещества, появляющиеся в результате разложения растительных остатков, хотя они могут играть значительную роль в жизни фитоценозов». (Б. П. Токин  с.209)

        В настоящее время проблема фитонцидов выросла в самостоятельное биологическое учение, разрабатываемое совместными усилиями ботаников, зоологов, химиков, микробиологов, растениеводов и медиков. В медицинской практике применяют препараты лука, чеснока, хрена, зверобоя пронзеннолистного (препарат иманин) и др. растений, содержащих фитонциды, для лечения гнойных ран, трофических язв, трихомонадного кольпита. Фитонциды ряда других растений стимулируют двигательную и секреторную активность желудочно-кишечного тракта, сердечную деятельность. Изучены разнообразные аспекты механизма влияния фитонцидов на окружающую среду, но еще много вопросов. В некоторых из них я попробую разобраться.

2. Объекты и методы исследования

Исследования проводились летом и осенью 2012 года  в кабинете биологии и в кабинете для дистанционного обучения детей-инвалидов общеобразовательной школы №6 поселка Передового.

В качестве объектов исследования использовались: хвоя сосны, туи, ели, листья и плоды черемухи, листья и стебель петрушки, ягоды калины, цветы и листья тысячелистника, листья подорожника, плоды и стебель полыни, лавра благородного, цветы и листья бузины, луковица, листья и корни чеснока.

Методы: эксперимент, наблюдение, описание.

2.1 Этапы работы

Исследовательская работа включала в себя ряд этапов:

1. Выращивание культур почвенных простейших.

2. Сбор растительного сырья.

3. Проведение опытов по влиянию фитонцидов растений на простейших.

5. Статистическая обработка полученного материала.

6. Анализ полученных данных.

Оборудование и материалы: чашки Петри, колбы объёмом от 100 мл, химические стаканы, предметные и покровные стёкла, цифровой микроскоп, шпатели, растительное сырье, керамическая ступка, спиртовка, держатель.

2.2 Ход исследования

 А) Выращивание культур почвенных простейших.

50-100г садовой почвы поместила в химический стакан. Налила 150г сырой воды, поставила в теплое время на сутки. На поверхности  воды образуется пленка с различными видами почвенных простейших (Приложение № 1)        

 Б) Приготовление свежей, мелко изрезанной кашицы из органов растений (непосредственно перед опытом) (Приложение № 2)  и водных вытяжек органов растений. Приготовление водных вытяжек: мелко изрезанная растительная масса, полученная из исследуемого растения (масса 2г) переносится в пробирку, заливается 10мл воды и кипятится в течение 2-х минут, остужается и процеживается. (К.И. Гаврилов с.64) (Приложение № 3)

 В) Приготовление живых препаратов простейших и исследование действия на  них водных вытяжек растений.

1) Метод раздавленной капли (контактный метод)

 В каплю с вытяжкой из растений на предметном стекле помещала каплю воды с простейшими организмами. Покровное стекло ставила на ребро у края капли и постепенно опускала на нее таким образом, чтобы между стеклами не оставалось пузырьков воздуха. Капля должна быть небольшой, чтобы после раздавливания жидкость не выступала за края покровного стекла, излишки жидкости следует убрать фильтровальной бумагой. Препарат из-за высыхания не может долго храниться (Т. Н. Калганова с.11).  (Приложение № 4)

2) Бесконтактный метод.

В центр предметного стекла помещала каплю сока из измельченной растительной массы, на расстоянии 5 миллиметров от них, помещала каплю воды, в которой находятся одноклеточные животные, видимые, как правило, только под микроскопом. Этих животных называют протозоа — простейшие. К ним относятся амёбы, инфузории и им подобные микроорганизмы.

Г) Наблюдение за поведением почвенных простейших

Д) Оформление результатов исследований  в виде таблиц и диаграмм.

                                  3. Результаты исследования

А) Действие вытяжки растений на простейших

Б) Зависимость фитонцидных свойств растений от времени года (летучие соединения)

В) Зависимость фитонцидных свойств растений от времени суток (летучие соединения)

Г) Различие фитонцидных свойств  разных органов растения

Выводы:

1. Большинство видов исследованных растений в своих тканях содержат фитонциды. К растениям, обладающим сильными фитонцидными свойствами относятся: хвойные породы растений, лук, чеснок, петрушка посевная, валериана лекарственная, лавр благородный.
2. Большое значение в оценке фитоцидных свойств растений имеет длительность нахождения простейших в испытуемых вытяжках. Иногда, в первые минуты воздействия,  концентрированные вытяжки некоторых растений оказываются мало действующими, однако, при более длительном контакте они все же убивают простейших.
3. Различные органы одного и того же растения имеют разный фитонцидный эффект.
4. Фитонцидные свойства одного и того же растения зависят от времени года и даже времени суток.

Заключение:

Фитонциды — главный фактор иммунитета растений. Используя знания о фитонцидных свойствах растений, нужно умело использовать «целебные яды» растений в качестве биологических добавок к целебным силам нашего организма.

Список использованных источников:

1. Гаврилов К.И. Фитонцидные свойства некоторых растений ставропольской флоры. Материалы по изучению Ставропольского края выпуск 2-3. Крайиздат. Ставрополь 1950, с.64-70

2. Голышенков П.П. Лекарственные растения и их использование. – Саранск. Мордовское книжное издательство, 1990. – 179с.

3. Новиков В.С., Губанов И.А. Школьный атлас-определитель высших растений.-М.: Просвещение, 1991. – 240 с.

4. Калганова, Т. Н. Практикум по микробиологии и биотехнологии: лабораторные работы / Т. Н. Калганова. – Южно-Сахалинск: СахГУ, 2011. – 56 с.

5.  Синяков А.Ф. О вершках и корешках. - М.: Физкультура и спорт, 1992, с. 211 – 246.

6. Токин Б.П. Целебные яды растений. Повесть о фитонцидах. Изд. 3-е, испр. и доп.— 5 Изд-во Ленингр. университета, 1980.—280 с.

7. Швечикова А.П., Косогова Т.М., Луценко А.И. Комнатные растения и чистота воздуха в помещении. Биология в школе, 1992. -№1-2,  с. 66 – 67.

8.  http://ru.wikipedia.org/wiki Фитонциды

 Приложение № 1

 Микрофауна почвы (по W. Dunger, 1974):

1–4 – жгутиковые; 5–8  – голые амебы; 910  – раковинные амебы; 11–13  – инфузории; 14–16  – круглые черви; 17–18  – коловратки; 19–20 – тихоходки

Приложение № 2

Приложение № 3

Приложение № 4