Методическая разработка открытого мероприятия «Выпуск научно-популярной программы «Микробы в космосе»»
методическая разработка

Авторы:

Майорова М.Е., преподаватель высшей квалификационной

категории ГБПОУ ДЗМ «МК № 2»

Пояснительная записка

Сценка «Выпуск научно-популярной программы «Микробы в космосе»»  расширяет понимание обучающимися значимости проблемы биологического загрязнения окружающей среды и необходимости решения насущных задач по изучению различных микроорганизмов в связи с их возможной опасностью для человечества.

В содержании сценки  выделены тематические разделы:

1. Обнаружение бактерий, живущих на орбите вне территории Международной космической станции 
2. Приспособленность микроорганизмов к условиям  космического пространства
3. Потенциальная опасность микроорганизмов, обнаруженных в космосе

Тематические разделы сценки позволяют студентам расширить и углубить знания о развитии биотехнологии и генной инженерии, внедрении новых технологий микробиологических исследований. Подготовка и проведение внеаудиторного мероприятия Сценка «Выпуск научно-популярной программы «Микробы в космосе»»   расширяют возможности студентов в освоении общих и профессиональных компетенций. Обучающиеся закрепляют умения осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития, проводить санитарно-гигиеническое воспитание населения, понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

       Данная  форма внеаудиторного мероприятия дает возможность преподавателю осуществлять индивидуальную работу с обучающимися, работу с малыми группами и группой в целом.

Под руководством преподавателей студенты определяют содержание каждого раздела, готовят презентацию, разрабатывают сценарий мероприятия. Самостоятельно обучающиеся проводят сбор и анализ информации по темам разделов, готовят выступление на открытом мероприятии.

Время представления сценки «Выпуск научно-популярной программы «Микробы в космосе»»: 45 минут.

Цели:

1. Интегрировать знания о причинах и последствиях биологического загрязнения окружающей среды; об особо устойчивых видах микроорганизмов – экстремалах.
2. Расширить представление о такой области медицины как космическая медицина.

Задачи:

1. Обеспечить интеграцию учебной дисциплины ОП. 09. Основы микробиологии и иммунологии и учебно-исследовательской работы студентов.
2. Закрепить у обучающихся умение осуществлять поиск информации об источниках биологического загрязнения окружающей среды и мер профилактики их неблагоприятного воздействия на здоровье людей.
3. Привлечь внимание обучающихся к проблемам, связанным с мутациями и повышением резистентности микроорганизмов.

Сценарий

1. Введение. Проблемы биологического (микробного) загрязнения космоса.

Вступительное слово ведущих.

1. Выступления обучающихся:

• Интервью с Космонавтом
• Интервью с Доктором биологических наук
• Интервью с Микробиологом
• Интервью с Заведующей лабораторией

2. Заключительное слово ведущих.

Участники:

Ведущий 1

Ведущий 2

Космонавт, Антон

Доктор биологических наук, Андрей Васильевич

Микробиолог,  Дженифер

Заведующая  лабораторией, Наталья Валерьевна

Слайд 1 (музыкальная заставка)

Введение

Проблемы биологического (микробного) загрязнения космоса

Вступительное слово ведущих

     Космический век принес с собой и новые проблемы в области биологических наук. Рассмотрим некоторые вопросы, возникшие в связи с этим в микробиологии. Микроорганизмы — эти мельчайшие представители живого — призваны сыграть важную роль в освоении человеком Вселенной.

На Земле мы найдем микробов в каждом комочке почвы, в движимых воздушных массах; они живут в полярных областях и в тропиках, на высокогорных вершинах и в глубинах океанов. Не исключено, что и на других планетах, где возможна жизнь, есть свой особый состав микроорганизмов, представляющих низшие формы жизни. Поэтому при изучении образцов, доставленных с иных планет, следует применять и микробиологические методы.

Но тут неизбежен один коварный вопрос: будут ли микробы, найденные в инопланетных образцах, действительно внеземными существами?

   Очень важно избежать заноса на иные планеты земных микробов или загрязнения образцов, взятых с этих планет, «нашими» микроорганизмами, которые мы ошибочно можем принять за внеземные.

Кроме того, здесь кроется и другая немалая опасность. Представим себе какую-нибудь планету, на которой существует жизнь. На нее прибывает посланный с Земли космический корабль, и в нем находятся «безбилетные пассажиры» — земные микробы. Попадая в подходящие условия, они начинают размножаться. Из каждой бактериальной клетки через 20–30 мин возникают две новые. С помощью ветра и водных течений самые обыкновенные бактерии могут завладеть планетой, по величине близкой к размерам нашей Земли, всего за какие-нибудь несколько недель. Это, безусловно, приведет к резким изменениям в жизни планеты. Многие микробы могут оказаться болезнетворными, и нельзя исключать возможность, что они выживут на этой «живой» планете различные эпидемии. Существует опасность и обратного порядка. Инопланетные микроорганизмы, попавшие в качестве нежелательных пассажиров — «зайцев» — в корабль, вернувшийся на Землю, могут стать серьезной угрозой для нашей планеты.

Сценка 1  Интервью с Космонавтом 

Слайд 2

Ведущий 1:Здравствуйте! В эфире программа  «Микроб-ТВ» и ее ведущие (имена ведущих).

Ведущий 2: Сегодня в нашем эфире свежие новости о микробах. Нашу программу мы посвящаем космосу.

Ведущий 1:Российские космонавты обнаружили бактерии, живущие на орбите, причем вне территории Международной космической станции. На поверхности станции были обнаружены бактерии, которых не было во время запуска жилого спутника, отправленного в космос в 1998 году.

Ведущий 2:Сегодня с нами на прямой видеосвязи связи с МКС российский Космонавт.

(трансляция видеозаписи с космонавтом)

Ведущий 1: - Здравствуйте, Антон! Расскажите нашим зрителям, каким образом были обнаружены бактерии на МКС?

Космонавт: - Здравствуйте! Во время выходов в космос с борта МКС по российской программе космонавты берут ватными тампонами мазки с внешней поверхности станции. Пробы берутся в месте скопления отходов топлива, выбрасываемых при работе двигателей, или в местах, где поверхность станции более затемнена.

Ведущий 2: - А что происходит с образцами потом?

Космонавт: - Образцы изолируются и доставляются на Землю.

Ведущий 1: - А почему ученые решили, что это бактерии из космоса?

Космонавт: - В лаборатории на земле исследователи сделали неожиданное и очень любопытное открытие. Бактерии словно ниоткуда появились на поверхности МКС, поскольку их там не было, пока жилой комплекс находился на поверхности Земли. Создается впечатление, что эти бактерии прибыли из космоса и обосновались на внешней обшивке Международной космической станции.

Ведущий 2: - Что происходит с ними сейчас? Представляют ли они угрозу землянам?

Космонавт: - Исследователи до сих пор изучают таинственную жизнь в космосе и, по их словам, бактерии не представляют никакой опасности для людей.

Ведущий 1: - Антон, а какие предположения есть у ученых по поводу появления бактерий на обшивке МКС?

Космонавт: - Происхождение микроорганизмов и их появление на обшивке МКС еще не полностью изучено, однако ученые утверждают, что существует крайне микроскопический шанс, что это экземпляр внеземной формы жизни. По всей вероятности, эти бактерии были привезены в открытый космос космонавтами на компьютерном оборудовании, которое используется для выхода в открытый космос. Скорее всего, планшетные компьютеры команды космонавтов были контаминированы еще внутри станции, и некоторые бактерии переместились с оборудования на ее обшивку.

Ведущий 2: - Тем не менее, даже при условии, что это не внеземные формы жизни, бактерии, способные выжить в открытом космосе, до сих пор являются захватывающей находкой для мировых ученых! Как же они смогли приспособиться к жизни в космосе?

Космонавт: - До этого в течение нескольких лет наблюдались бактерии, способные выжить и развиваться на низкой околоземной орбите, на высоте до 435 километров. Температура на поверхности космической станции очень сильно колеблется: на солнечной стороне МКС составляет +121 °C и выше, а на темной стороне часто опускается ниже -157 °C. Так что, независимо от происхождения бактерий, найденных в открытом космосе, у них было адское путешествие.

Ведущий 1: - Спасибо, Антон! Будем надеяться, что российские ученые в скором времени изучат космические бактерии и они, действительно окажутся безопасными для нас с вами.

Слайд 3 (музыкальная заставка)

Сценка 2  Интервью с Доктором биологических наук

(В студию входит доктор)

Слайд 4,5

Ведущий 2: Сегодня в нашей студии мы хотим поприветствовать ещё одного гостя – Доктора биологических наук  Андрея Васильевича.

Ведущий 1: Здравствуйте, Андрей Васильевич! Прокомментируйте, пожалуйста, недавнее заявление космонавта Антона о «прилетевших из космоса» бактериях на внешней поверхности Международной космической станции.

Доктор: Здравствуйте! Знаете, подобная формулировка не должна заставлять думать, что обнаруженные микроорганизмы действительно прибыли на Землю с других планет.

Ведущий 2: Почему вы так считаете?

Доктор: ДНК бактерий, обнаруженных на образцах с иллюминаторов, с солнечных батарей, с различных модулей, принадлежит микроскопическим жителям Земли. В основном речь идёт об экстремофилах, то есть микроорганизмах, устойчивых к экстремальным условиям. Так или иначе, никаких научных свидетельств существования внеземной жизни у нас пока нет.

Ведущий 1: Обнаруженные по прилету бактерии были жизнеспособны?

Доктор: Пока что на внешней стороне МКС не было обнаружено ни одной живой бактерии, а находки представляют собой лишь образцы ДНК, о жизнеспособности говорить пока преждевременно. Мы пока ничего не высевали. Но, судя по тому, что большие фрагменты ДНК остаются целыми под действием рентгеновского, ультрафиолетового излучения, потока протонов, сами бактерии тоже вполне могли оставаться целыми.

Ведущий 2: Могут ли эти бактерии нести угрозу для человечества?

Доктор: Эти бактерии не могут быть опасны. Из-за того, что нас часто пугают космическими вирусами, сложилось противоположное мнение. Земные бактерии в принципе имеют колоссальную скорость размножения и очень быстро мутируют. Никого не пугающие бактерии могут мутировать и стать смертоносными. С космическими этого не произойдет.

Ведущий 1: Спасибо, Андрей Васильевич, за подробный рассказ. Ждём Вас с новыми новостями!

Слайд 6 (музыкальная заставка)

Ведущий 2: Ещё одной новостью стало то, что совсем недавно ученые опубликовали результаты исследования бактерий Escherichia coli (кишечной палочки), которые они отправили в космос. Оказалось, что бактерии кишечной палочки в космосе стали более устойчивыми к антибиотикам, чем их земные сородичи.

Сценка 3  Интервью с Микробиологом

Ведущий 1: Сегодня очень насыщенная программа и с нами на связи доктор Дженифер Койл из Калифорнийского университета, микробиолог и ведущий автор исследования.

Слайд 7 (гудки телефона)

Ведущий 2: Здравствуйте Дженифер. Вы обещали рассказать нам об исследованиях бактерий в космосе.

Слайд 8,9,10,11 (голос микробиолога в телефоне)

Дженифер: Здравствуйте! Рада буду поделиться информацией, которой владею.

Исследования показали, что некоторые виды бактерий, которым устроили дом в космосе, начали процветать. Один из видов, Bacillus safensis, чувствует себя лучше в условиях микрогравитации на Международной космической станции, чем на Земле.

Ведущий 1: Можете рассказать нашим зрителям об этом подробнее?

Дженифер: Да, конечно. Выяснилось, что подавляющее большинство 48 штаммов бактерий росли со скоростью, близкой к земной. Но Bacillus safensis росла на 60% лучше в космосе. B. safensis не привыкать к космическим путешествиям — она уже путешествовала автостопом с марсоходами.

Ведущий 2: Очень интересно! А где и кто проводил эти исследования?

Дженифер: Исследование проводилось в рамках проекта MECCURI, в рамках которого представители общественности и микробиологи собирают пробы окружающей среды, а также микробные образы и посылают их на МКС, чтобы увидеть, как они переносят слабую гравитацию и как те будут расти. Микробы в разных городах, домах и поверхностях отличаются друг от друга. Именно это различие стало толчком для создания проекта MECCURI. Создатели проекта получили тысячи образцов микроб, начиная от спортивных площадок заканчивая лабораториями. Все собранные образцы, включая образцы с космической станции, были отправлены на МКС. Это исследование показало, что в условиях невесомости микробы растут быстрее. Ученым еще предстоит выяснить причину такого поведения микроорганизмов, что в дальнейшем сможет помочь при лечении разных заболеваний.

Недавно опубликованные результаты вызвали дискуссию не только о влиянии созданных людьми космических условий на микробные сообщества, но и о том, как жизнь могла бы теоретически перемещаться между планетами во время космических путешествий.

Ведущий 1: Каково же было поведение бактерий  в космосе?

Дженифер: Поведение большинства бактерий в космосе было чрезвычайно похожим на земное. А поведение микробов в условиях микрогравитации будет иметь решающее значение для долгосрочного планирования пилотируемых космических полетов.

Как только будет что-то новое, я вам с удовольствием расскажу.

Ведущий 2: Спасибо вам большое, за то, что нашли время и рассказали нам о столь интересном исследовании. До свидания!

Слайд 12 (музыкальная заставка)

Сценка 4  Интервью с Заведующей лабораторией

Ведущий 1: И к следующим новостям.

Ведущий 2: Российские ученые выяснили, что побывавшие в космосе и вернувшиеся на Землю бациллы изменились: они начали многократно делиться, стали более живучи и повысили патогенность.

(Входит гость)

Ведущий 1: Подробнее об этом нам расскажет заведующая лабораторией микробиологии Института медико-биологических проблем РАН Наталья Валерьевна.

Ведущий 2: Здравствуйте, Наталья Валерьевна. Расскажите нам о проведённом эксперименте.

Слайд 13,14,15

Гость: Здравствуйте. Различные земные организмы смогли выжить в жестких условиях космоса на поверхности Международной космической станции в рамках проведенного российскими учеными эксперимента «Биориск». Эксперимент проводился в течение 31 месяца на внешней поверхности МКС. Наиболее существенные изменения были выявлены у бацилл. Обычно эти микроорганизмы размножаются делением на две клетки, но у вернувшихся из космоса особей отмечалось образование множества новых клеток. Кроме того, побывавшие в космосе микроорганизмы оказались более патогенны, чем их «собратья» на Земле. Также у штаммов бактерий вида Bacillus subtilis наблюдалось повышение устойчивости к антибиотикам. Таким образом, в жестких условиях открытого космоса особую «живучесть» проявили наиболее агрессивные штаммы.

Ведущий 1: Наталья Валерьевна, Вы затронули очень важную тему – устойчивость бактерий к антибиотикам. Если вспомнить историю развития антибиотикотерапии, то надо отметить, что за почти 90 лет антибиотики спасли сотни миллионов жизней. Тяжелые бактериальные инфекции капитулировали перед смертоносной силой новых лекарств. Вплоть до 60-х годов прошлого столетия медики были уверены в безоговорочной победе над бактериями, однако все оказалось не так просто. Микробы постепенно стали адаптироваться к антибиотикам, вырабатывая к ним устойчивость. И сегодня это одна из серьезнейших проблем, которая может обернуться настоящим апокалипсисом для человечества.  

Гость: Хочу добавить, что в 2014 году Всемирная организация здравоохранения забила тревогу в связи с тем, что все больше бактерий начинают выходить из-под контроля. Настоящей катастрофой резистентные формы антибиотиков становятся для отделений интенсивной терапии, где имеется множество патогенных микробов с устойчивостью ко многим антибактериальным препаратам.

Ведущий 1: Спасибо за визит в нашу студию и любезно предоставленную нам информацию! Ждём вас снова у нас в гостях, с новыми новостями.

Слайд 16 (музыкальная заставка)

Слайд 17 Заключительное слово ведущих

Ведущий 2: Ну и последняя на сегодня новость. Американские биологи выяснили, что геномы микробов, обитающих на Международной космической станции, схожи с геномами микроорганизмов с поверхности стен и мебели в квартирах.

Ведущий 1: Как показали замеры, "космические" бактерии оказались похожи на их земных сородичей — они имели схожий видовой состав. При этом численность микробов в целом была достаточно высокой. Подобные результаты "переписи" удивили ученых, так как они не ожидали увидеть, что на МКС, куда микробы никогда не попадают из "внешней" окружающей среды, присутствует столь же богатый и большой набор бактерий, как и в обычных квартирах, куда они могут спокойно проникать с улицы.

Ведущий 2: Последние наблюдения за жизнью "космических" микробов показывают, что работа многих их клеточных систем сильно меняется в условиях невесомости. Это повышает риск того, что болезнетворные бактерии могут подорвать здоровье экипажа, чей иммунитет и так подвергается опасности в условиях космоса.

Это открытие вызвало дискуссии о том, могла ли жизнь быть занесена на Землю из космоса и могут ли живые организмы "путешествовать" подобным образом между планетами и даже звездными системами.
Ведущий 1: На этом наша программа подошла к концу. С вами были ее ведущие. До скорых встреч на «Микроб-ТВ».

Слайд 18 (музыкальная заставка)

Использованная литература:

1. Бетина В. Путешествие в страну микробов. – М.: ИД Мир,1976.
2. Поль де Крюи Охотники за микробами / Пер. с англ. О. Червонского. – М.: ТЕРРА- книжный клуб, 2001
3. Сакс Джессика Снайдер Микробы хорошие и плохие / пер. с англ. Петра Петрова – Москва: АСТ, 2015 - 496 с.

Интернет-ресурсы:

1. Сайт о полезной информации из книг https://bio.wikireading.ru/1566
2. Видеогалерея Госкорпорации «РОСКОСМОС» https://www.roscosmos.ru/203/
3. Видеохостинговый сайт https://www.youtube.com/watch?v=LFd0b1xUEi8
4. Сайт ВГТРК «Россия» https://www.vesti.ru/doc.html?id=2735653&tid=107634
5. Портал о здоровье  http://ru.likar.info/infekcia/article-79914-ustojchivost-k-antibiotikam-pod-ugrozoj-apokalipsisa/