Исследовательская работа "Загадки плесени - польза и вред"

Введение

Плесень – образуемые особыми грибками налёты, скопляющиеся в виде расплывчатых пятен на чём-нибудь гниющем, сыром.

(из словаря С. И. Ожегова)

У нас дома много комнатных растений. Однажды, поливая цветы, я увидела в одном цветочном горшке налёт белого цвета. Я спросила у мамы – что это? Она ответила, что это – плесень. Я видела плесень на хлебе, ягодах, лимоне, но, ни когда не обращала внимания на цветочные горшки, и вдруг – такое! Мне захотелось больше узнать про плесень, понаблюдать и исследовать это явление самостоятельно с помощью микроскопа и поделиться своими наблюдениями с учащимися нашего класса.

Актуальность

темы заключается в том, что, несмотря на множество научных исследований, плесень остается одной из загадок нашего мира, она до конца не изучена, и каждый раз появляется в новом качестве. Мне стало интересно – опасна плесень для человека, полезна ли, и откуда появляется в наших домах? Вопросов много, но они часто остаются без ответа из-за отсутствия полной и понятной информации. И, как следствие этого, широко бытует мнение, что от плесени - один вред. Это утверждение я поставила под сомнение.

Цель моей работы –

узнать как можно больше  о плесени,  познакомиться со строением плесневых грибов на примере мукора, понять какое значение плесень имеет в жизни человека и насколько она важна в природе.

Задачи:

• изучить литературу, материалы сети Интернет по теме исследования;
• подготовить анкеты и провести анкетирование среди учащихся и взрослых;
• вырастить плесень в домашних условиях и рассмотреть её под микроскопом;

• проанализировать полученные результаты, сделать выводы.

Предмет исследования: плесень.

Методы исследования:

Теоретический:

• изучение литературы и материалов из Интернета по теме;
• анализ полученных сведений.

Практический:

• анкетирование учащихся и их родителей и построение диаграмм;
• проведение опытов.

Гипотеза:

я предполагаю, что плесень – живое существо и играет в жизни человека не только отрицательную, но и положительную роль.

1. Основная часть.

1.1. Что такое плесень?

Человечество окружает удивительный микромир, обитателей которого порой не рассмотришь без микроскопа. Тем не менее, эти малютки способны думать, заполнять собой пространство, выживать в космосе, «зимовать» миллион лет в Арктике, менять среду под свои потребности. Обитатели этого мира – грибы – не относятся ни к фауне, ни к флоре, это не животные и не растения. Грибы обитают повсюду, где имеются органические вещества: в почве, в воде, в жилищах, на пищевых продуктах, на теле человека и животных.

Плесень – это грибы, представители совершенно отдельного и огромного царства, которое в сравнении с животными и растениями ещё очень плохо изучено. Она  имеет сходства и различия, как с бактериями, растениями, так и с животными. 

Так же как и растения, грибки всасывают питательные вещества всей своей поверхностью, а не заглатывают, как животные. Однако в отличие от растений грибки не могут использовать солнечную энергию, питаться углекислым газом из воздуха и синтезировать органические молекулы вещества из углекислого газа, но употребляют также как и животные готовые органические вещества в виде разнообразных растений и животных останков. 

Подобно бактериям грибки имеют клеточное строение. Однако, если в клетке бактерии мы не найдём ядра, то грибная клетка может иметь одно или несколько ядер.

1.2. Виды плесени.

Плесень  - простонародное название грибка, который бывает: плесневым (растет на камне, бетоне, краске); грибком синевы (растет в клетчатке дерева); грибком гниения (бактериальная, белая, бурая гниль, растущая на древесине); дрожжевым грибком (на пищевых продуктах).

Посинение, позеленение поверхностей, шелушение стен, махры или растущая "борода", черные точки на потолке свидетельствуют о присутствии плесени. Порой плесень имеет вид пленок, корочек, рыхлого или порошкообразного налета на испорченных пищевых продуктах, прелых листьях, на гнилой древесине.

На Кавказе есть хорошо известная пещера в конгломератах - Фанагорийская (1470 м длины). Там была обнаружена флюоресцентная плесень. Причем флюоресценция была настолько сильна, что на расстоянии 0,5 м можно было различить черты лица.

Что касается цвета гнили, то она бывает красная, белая, серая, жёлтая и зелёная. Красная гниль поражает хвойные породы, белая и жёлтая - дуб и березу, зелёная - дубовые бочки, балки и перекрытия погребов. Сухая гниль на дереве имеет серый цвет и образует пушистую, подобную вате массу. Влажная гниль напоминает тонкие верёвки или прожилки тёмного цвета. Пораженное дерево темнеет, появляются трещины.

1.2.1. Какие существуют «съедобные виды плесени».

Не стоит думать, что любая плесень плохая. Существует несколько видов плесени, поэтому давайте в них и разберёмся.

Благородная плесень

В Российской Федерации этот грибок называют серой гнилью. На самом деле микробиологи дали ему название Botrytis cinerea (сначала сам убивает организм, а затем питается убитыми тканями). В нашей стране люди очень страдают от этого грибка, так как очень много продуктов (ягоды, фрукты) приходят из-за него в негодность. Но в Германии, Франции и Венгрии благодаря этому виду грибка получают самые вкусные и знаменитые виды вина. Поэтому становится понятно, почему в этих странах эту плесень называют «благородной».

Голубая плесень

Если благородная плесень была изучена не так уж и давно, то

голубая плесень известна с очень давних времен. Этот вид – незаменимая составляющая часть мраморных сыров (Рокфор, Горгонзола, Стилтон).

О том, как появились сыры с плесенью и почему они завоевали популярность среди настоящих гурманов, известно из легенд. Есть,  к примеру, такая версия. Однажды юноша, пасший стадо на горном склоне, забрел от жары в пещеру и решил перекусить ржаным хлебом и свежим овечьим сыром. Но едва он приступил к трапезе, как мимо прошла его любимая девушка, и он, бросив еду, устремился за ней. В ту пещеру он вернулся только через пару недель и увидел, что хлеб и сыр покрылись зеленой плесенью. Хлеб он выбросил, а вот сыр попытался очистить от зеленого налета и доесть. И когда он попробовал его, то удивился тому, что вкус сыра стал только лучше и острее.   Так, согласно легенде, была «изобретена» технология производства сыра рокфор (Roquefort) из овечьего молока.  

Белая плесень

Этот вид плесени (Pinicillium camamberti и caseicolum – научные названия) используют при приготовлении сыров, для которых необходимо сформировать плотную пушистую корочку белой плесени. К ним относятся сыры, основой которых является коровье молоко: Бри и Камамбер.

Запомните, что только качественный сыр с плесенью действительно полезен для организма, так как содержит много микроэлементов.

1.3. Состав и условия жизни плесени.

Плесневые грибки распространены практически всюду. Они обнаруживаются, как в жилище человека, так и во внешней среде. Плесень всеядна и вездесуща, но страшнее всего то, что плесень редко бросается в глаза. В чистой комнате в каждом кубометре воздуха находится примерно до 500 спор грибов. Когда человек дышит, он вместе с воздухом вдыхает и споры грибов. Более крупные споры способны вызывать аллергию, а мелкая плесень – легочные заболевания.

Плесень распространяется по воздуху в виде микроскопических спор. Попадая в подходящую среду, спора, при необходимой температуре и уровне влажности, начинает прорастать. Она образует подобные нитям клетки, называемые гифами. Когда гифы переплетаются между собой, образуется пушистый клубок нитей — мицелий. Это и есть то, что мы называем плесенью. Внешне плесень также может напоминать грязь или пятна, например, когда она образуется на стенах в ванной комнате между плитками кафеля.

Обычно в верхнем слое почвы, часто поселяются на фруктах, овощах, на конском навозе плесневые грибы рода мукор. Колонии обычно серого цвета. Они быстро растут и могут достигать в высоту до нескольких сантиметров. Грибница мукора не имеет межклеточных перегородок. Формально она состоит всего из одной сильно разросшейся и разветвленной клетки с множеством ядер в цитоплазме. 

Так же на пищевых продуктах и почве, как и мукор, поселяется гриб пеницилл. Грибница пеницилла состоит из ветвящихся нитей, разделённых перегородками на клетки. Споры расположены не в головках, как у мукора, а на концах некоторых гиф в мелких кисточках. В клетках пеницилла образуется вещество – пенициллин. Это вещество не даёт многим бактериям синтезировать клеточные оболочки и, таким образом, приводит их к гибели. 

Третий вид грибов - грибы рода аспергилл образуют плоские пушистые колонии. Вначале колонии белые, а затем окрашиваются многочисленными спорами в различные цвета. Грибница имеет межклеточные перегородки. Эти грибы очень устойчивы к воздействиям внешней среды. Чёрная плесень на стенах сырых помещений – это преимущественно аспергиллы со спорами.

Что же влияет на появление плесени?

Считается, что идеальные условия для появления и распространения плесени - температура плюс 25º С и относительная влажность воздуха выше 70%. Кроме этого, плесень обожает грязь. Чем грязнее жилище, тем больше бактерий, а чем больше бактерий, тем больше грибков. Плесень размножается невероятно быстро. В обыкновенной хлебной плесени можно различить маленькие чёрные точки — спорангии, в которых образуются споры. В одном спорангии содержится до 50 000 спор, каждая из которых способна воспроизвести сотни миллионов новых спор всего за несколько дней! А если условия благоприятные, плесень быстро появится на книге, обуви или на упавшем дереве в лесу.  Благотворные условия для развития плесени образуются в цветочных горшках. Плесень наиболее сильна осенью, так как связана с разложением растительности. Она весьма прекрасно чувствует себя при отрицательных температурах. Зимой плесень не образует споры, но и не умирает. Высокие температуры способны убить плесень, однако для уничтожения некоторых видов необходимо воздействие температуры плюс 100ºС в течение 1-2 часов.

Как  плесень  «питается»? В отличие от человека и животных, которые сначала проглатывают пищу, а затем переваривают ее, у  плесени  часто все происходит наоборот. Если органические молекулы слишком велики или их состав очень сложен,  плесень  выделяет пищеварительные ферменты, которые расщепляют молекулы на более простые, легко усвояемые организмом соединения. Поскольку  плесень  не может передвигаться в поисках пищи, она должна жить в самой пище. Другими словами  плесень  не способна производить себе пищу самостоятельно - так, как это делают зеленые растения. 

1.4. Интересные факты о плесени.

С плесенью связано много легенд.

1.  Александр Македонский знал о её «прожорливости» и для защиты дерева от плесени он специальным указом обязал пропитывать оливковым маслом самые важные деревянные детали мостов (сваи) и обшивку и шпангоуты кораблей.

2. А чего стоит «проклятие Тутанхамона»! Исследователи, проникшие в начале 20-х годов ХХ века в нетронутую гробницу, умерли один за другим. Потом выяснилось, что в лёгочных тканях найденных мумий жил плесневый грибок, причём один из самых опасных его видов.

3. Африканская народность банту умышленно хранит продукты таким образом, чтобы они ради вкуса покрывались плесенью.

4. В старину на Руси избу, заражённую белым домовым грибком, немедленно сжигали, чтобы не заражать соседние строения.

5. Из-под саркофага 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС было извлечено огромное количество грибков — словно бы радиация была для них источником питания.

6. Говорят, что косвенными виновниками затопления станции «Мир» стали всё те же грибки. В 80-х гг. станцию «Салют-6» оставили пустой на несколько месяцев, забыв там несколько булочек хлеба.  Когда следующий экипаж прилетел на станцию, он обнаружил размножившуюся плесень. Справиться с ней полностью не удалось.

7. И уж совсем сенсационным оказался эксперимент «Биориск», проведённый в 2006 г. на орбите. К обшивке станции прикрепили три капсулы со спорами грибов. «Они находились в условиях открытого космоса 1, 5 года и, побывав на орбите, стали более агрессивными!

1.5. Значение плесени в жизни человека.

1.5.1. Плесень служит человеку.

В наше время человек нашёл применение плесени и превратил её в «друга». Плесени вызывают не только порчу пищевых продуктов. Они вырабатывают и нужные нам вещества — ферменты, лекарственные средства, лимонную кислоту.

В 1928 году английский микробиолог Александр Флеминг случайно обнаружил антибактериальное свойство зелёной плесени. Эта плесень, названная Penicillium notatum, способна убивать бактерии, но безвредна для человека и животных. Открытие произошло случайно — он забыл чашку Петри с высаженными стафилококками. Позже ученый обнаружил, что плесень полностью уничтожила болезнетворные бактерии. Капли жидкости, которые образовались на крышке при испарении - это и есть пенициллин. Это открытие положило начало производству пенициллина, который считается «самым действенным средством в современной медицине». Врачи и учёные, обнаружившие его целебные свойства много лет назад, долго шли к тому его виду, который мы имеем сейчас. Ни одно лекарство не спасло столько людей, сколько пенициллин. В 1945 году Флеминг и его коллеги – Хоуард Флори и Эрнст Чейн – удостоились за свой труд Нобелевской премии в области медицины.

В СССР пенициллин получила В. Ермольева в 1942 году. Отечественный пенициллин спас жизнь многим солдатам во время Великой Отечественной Войны.

С открытием этого вещества началась новая эра в лечении инфекционных болезней — эра антибиотиков. С тех пор плесень стали применять для получения различных лекарственных препаратов, например лекарств от мигрени, для лечения болезни Паркинсона и предотвращения болезни тромбов.

Плесень также открыла двери в восхитительный мир вкуса.    

Взять, к примеру, сыр. Знаете ли вы, что такие сорта сыра, как бри, камамбер, голубой датский сыр, горгонцола, рокфор и стилтон обязаны своим особенным вкусом некоторым видам плесени рода пенициллиум? То же самое можно сказать и о салями, соевом соусе и пиве. Кроме того, плесень применяется в виноделии.

Многие виды плесени применяют в целлюлозно-бумажной промышленности для переработки сырья и получения определенных сортов бумаги и картона из древесных и бумажных отходов.

В сельском хозяйстве плесневые грибы нужны для борьбы со многими насекомыми-вредителями, например колорадским жуком, картофельной коровкой, кукурузным мотыльком, свекловичным долгоносиком.

В авиастроении также нашлось место плесневым грибам - при их участии изготавливают смеси, защищающие крылья самолетов от обледенения при взлете и посадке.

1.5.2. Когда плесень становится врагом.

Об опасных свойствах некоторых видов плесени известно уже давно. В VI веке до н.э. ассирийцы использовали древний вид  биологического  оружия  –  спорынью, с помощью которой они отравляли воду в колодцах своих врагов.

Самое сильное канцерогенное (вызывающее рак) вещество, которое выделяет плесень – афлатоксин. Это опасное для жизни вещество использовалось в производстве современного биологического оружия. 

Изучив различные источники информации, я узнала, что жители городов проводят в своих квартирах 50-70 % времени, а всего в закрытых помещениях, включая рабочие места до 80-90 % времени. За это время через дыхательные пути из воздуха попадает большое количество микроорганизмов, вызывая различные болезненные состояния. Такие состояния названы "Синдром Больного Помещения".

Некоторые виды грибков могут вызывать диатез у детей, аллергию, переходящую в астму и даже онкологические заболевания.

Как радиация или тяжелые металлы воздействуют невидимо на организм, так и плесень воздействует на человека, его здоровье и жилье.

Вот краткий перечень заболеваний, связанных с плесенью: мигрень, насморк, отит, бронхит, ринит, бронхиальная астма, сердечно-сосудистые нарушения. Иногда у людей со сниженным иммунитетом возможны плесневые поражения внутренних органов. Все перечисленные заболевания носят хронический характер течения и вызывают трудности при лечении.

2. Практическая часть.

2.1. Социологический опрос.

Цель: определить, что знают ученики и взрослые о плесени.

В опросе участвовали: учащихся – 18 человек, взрослых –  17 человек. Им была предложена анкета с вопросами. (Приложение № 1)

На вопросы анкеты были получены следующие ответы.

(Приложение № 2)

Социологический опрос  учащихся и взрослых показал, что хотя все знают, что такое плесень и сталкивались с ней, а об её пользе и вреде некоторые из них знают очень мало. И как защитить себя от плесени знают не все. Плесень до сих пор остаётся загадкой и нельзя к ней относиться равнодушно.

2.2. Опыты

Опыт № 1

Цель опыта: выяснить, является ли плесень живым организмом.

Оборудование: морковь, кастрюля с крышкой.

Описание эксперимента:

Я взяла морковку, сварила её и оставила в кастрюле с закрытой крышкой. Через несколько дней я увидела, что на моркови появился маленький пушок. В течение пяти дней волосинки становились все больше и больше. На них стали видны чёрные шарики, образовались пятна плесени. Из этого я сделала вывод: раз плесень растет, значит – она живой организм.

Предположим, что плесень относится к царству растений. Питание растений происходит через процесс фотосинтеза. Для фотосинтеза нужен солнечный свет, а плесень выросла в полной темноте. Значит, к царству растений плесень не относится.

Предположим, что плесень относится к царству животных.

Мы знаем, что животные заглатывают кусочки пищи, но плесень питалась за счет кусочка моркови, не заглатывая её, а всасывая её всей поверхностью.

Все животные движутся, а плесень двигаться не может.

Также  у животных ограничен рост. Наблюдая за плесенью, я обнаружила, что она растет постоянно.

Значит, к царству животных плесень не относится.

Предположим, что плесень относится к царству бактерий. Я узнала, что бактерии имеют различную форму – шаровидную, палочковидную и т.д. Некоторые бактерии имеют жгутики, с помощью которых они движутся. А наша плесень напоминает пушок, состоящий из маленьких ниточек. Значит, к царству бактерий плесень тоже не относится.

Вывод: плесень растет, значит, она – живой организм. Плесень относится к царству грибов, потому что питается готовыми органическими веществами, не двигается и растет.

(Приложение № 3)

Опыт № 2

Цель опыта: определить условия образования и роста плесени.

Оборудование: кусочки хлеба на блюдце, вода, холодильник.

Описание эксперимента:

1. Я взяла три кусочка хлеба: два (чёрный и белый) с нашего хлебозавода «Балахнинский хлебокомбинат» и один из магазина «Государъ», увлажнила их водой и упаковала в целлофановые пакетики. Положила на первое блюдце и поместила в тёплое место (комнатная температура +22º- 24ºС).

2. Два кусочка хлеба (чёрный и белый) поставила открытыми (без пакетика) в теплое место на кухне (комнатная температура +22º- 24ºС).

3. Кусочки чёрного и белого хлеба на третьем блюдце поставила в холодильник (температура +6ºС).

Свой эксперимент я начала 30 октября в 10 часов утра. Каждый день, в одно и тоже время я осматривала блюдца.

Первые изменения я увидела 2 ноября. В первом блюдце, где были помещены влажные кусочки хлеба, образовались желтые пятна с пушком на образцах с хлебозавода. На образце из магазина «Государъ» изменений не было. На кухне, а также в холодильнике кусочки хлеба остались безе изменений.

3 ноября образцы с хлебозавода оставались без изменений, а на образце из магазина появился серый пушок.

5 ноября, осмотрев все образцы, и увидев, что в первом блюдце спорангий становилось всё больше, во втором блюдце кусочки засохли, а в холодильнике просто замёрзли, я решила прекратить эксперимент.

Из своего эксперимента я сделала вывод: плесень развивается во влажной и тёплой среде, т.е. в полиэтиленовых пакетах, где сохраняется влага и тепло. На сухом хлебе не развивается. На чёрном хлебе плесневые грибки развиваются медленнее, чем на белом.

(Приложение № 4)

Опыт № 3

Цель опыта: узнать строение плесени.

Оборудование: микроскоп, предметное стекло, кусочек плесени.

Описание эксперимента:

Я поместила в микроскоп, на предметное стекло кусочек плесени, которую мы отщипнули от кусочка белого хлеба и начала её рассматривать. Пушистая плесень часто представляет собой гриб-мукор. Как и все грибы, мукор питается готовыми органическими веществами. Он находит подходящие условия на продуктах питания. Под микроскопом хорошо заметно, что грибница мукора состоит из тонких бесцветных нитей.

Я увидела растущие вверх белые тоненькие ниточки, на концах которых покачиваются чёрные шарики – огромные клетки – спорангии, наполненные множеством спор. Все эти ниточки переплетаются, образуя как бы паутину. Размножается мукор спорами.

Вывод: тело мукора состоит из напоминающего белый пушок разветвленного многоядерного мицелия без поперечных стенок. На мицелии развиваются спорангиеносцы (ножки с чёрными головками). В головке (спорангии) развиваются тысячи спор.

(Приложение № 5)

2.3. И наконец, последнее …

Мы взяли с мамой наш цветок в горшке и продлили ему жизнь. Аккуратно выкопали его из горшка, выкинули камушки и землю. Вымыли горшок и обработали его лимонной кислотой. Поскольку плесенью были поражены в основном камушки и верхний слой почвы под ними, мы аккуратно отряхнули корни растения от земли и посадили цветок в новую почву и засыпали другими камешками.

Заключение

Итак, закончив свою работу (познакомившись с различными источниками информации, проведя опыты и социологический опрос), я сделала вывод, что грибы не только те, что растут в лесу под ёлкой или на поляне. Зеленоватый пушок плесени на забытом на шкафу куске хлеба – гриб и зовут его мукор.

Благоприятными условиями для появления плесени являются тепло и влага. Плесень устойчива к морозам. При низких температурах не «живет активной жизнью», но и не умирает.

Плесень встречается в жизни человека достаточно часто. Но иногда мы её даже не замечаем. Большинство людей не знают об опасности для здоровья человека, которая возникает при употреблении в пищу заплесневелых продуктов, при появлении плесени в местах обитания людей. Нельзя допускать, чтобы в доме, где мы живём, поселилась плесень.

Я поняла, что личная гигиена, регулярная уборка и проветривание комнаты обязательное условие для сохранения моего здоровья и моей семьи.

В наше время человек нашёл применение плесени и превратил её в «друга». Он научился изготавливать из плесени лекарства, многие продукты питания: хлеб, кефир, элитные сорта сыра. Т.е. человек научился вырабатывать из плесени и нужные нам вещества – ферменты, лекарственные средства, лимонную кислоту. Сегодня из плесени получают около двух десятков лекарственных препаратов –  это большая группа антибиотиков, первым из которых стал пенициллин.

Я считаю, что выдвинутая мной гипотеза подтвердилась. Плесень для человека и друг и враг.

Плесень размножается спорами – не спорьте с плесенью!

• Ожегов С. И. Словарь русского языка: 70 000 слов/ Под ред. Н. Ю. Шведовой – 23-е изд., испр. – М.: Рус. яз., 1991
• Плешаков А. А. Зеленые страницы: кн. для учащихся нач. кл. – 7-е изд. – М.: Просвещение, 2019
• Козлов М. А. Живые организмы – спутники человека. М.: Просвещение, 1976.
• http://beaplanet.ru  Плесневые грибы.
• Википедия – свободная энциклопедия.

https://ru.wikipedia.org/

• Хочу все знать – детская энциклопедия.

http://ya-uznayu.ru