Исследовательская работа на тему" Изучение влияния фитонцидов на жизнедеятельность микроорганизмов"
опыты и эксперименты по экологии (5 класс) на тему

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«УЧХОЗСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА»

Краснослободского муниципального района Республики Мордовия

III-  окружная учебно- исследовательская конференция

Проектно- исследовательская работа

на тему:

«Изучение влияния фитонцидов на жизнедеятельность микроорганизмов»

Автор работы: Исайкина Алина,

учащаяся 5класса

МБОУ «Учхозская СОШ»

                                                                                                       Руководитель: Андина Н.Д.,

                                                                                                учитель биологии

с. Старое Синдрово

2018

Содержание

Введение                                                                                                                        3

Изучение влияния фитонцидов на жизнедеятельность микроорганизмов          4 - 8

1.Обзор литературы                                                                                                     4 - 6

        1.1.Фитонциды – мощное оружие растений                                                  4

        1.2.Фитонциды чеснока                                                                                    6

        1.3.Фитонциды лука                                                                                          6

2.Практическое исследование                                                                                     7 - 8

        2.1.Влияние фитонцидов лука и чеснока на развитие плесневых грибов    7

        2.2.Влияние фитонцидов лука и чеснока на повышение сопротивляемости организма к простудным заболеваниям                                                                      7

Заключение                                                                                                                     9

Литература                                                                                                                     10

Введение

«С чем у вас ассоциируется зима?» У меня зима ассоциируется, во-первых, с чудесами. От  прекрасных пейзажей – до исполнения новогодних желаний. А еще только зимой череда праздников, которых нет в другое время года. Зима – это много снега, ветра, катание на лыжах, санках, коньках. И, к сожалению,  зима – это пик развития простудных заболеваний человека.

        В весенне - зимний период людям не хватает витаминов и поэтому резко повышается процент острых респираторных (простудных) заболеваний: от банального насморка до тяжелых форм гриппа. Люди тратят много денежных средств на лечение и профилактику этих заболеваний. В нашей семье принято зимой употреблять в пищу больше чеснока и лука. Мои родители всегда говорили мне, что лук и чеснок защищают от гриппа и простудных заболеваний зимой и ранней весной. Так как возбудителями простудных заболеваний являются различные микроорганизмы, то я решила проверить, действительно ли лук и чеснок (а точнее вещества, которые в них содержатся – фитонциды)  могут подавить развитие этих микроорганизмов, тем самым предотвратить простудные заболевания.

        Гипотеза исследования: существует мнение, что если использовать лечебные свойства лука и чеснока, то можно избежать острых респираторных заболеваний в зимний период, т.к. фитонциды подавляют рост и развитие болезнетворных микроорганизмов.

        Цель исследования: исследовать фитонцидные свойства лука, чеснока на развитие микроорганизмов (плесневых грибов).

        Задачи исследования:

1. Изучить литературу и ресурсы сети Интернет;

2. Путем эксперимента, выявить влияние фитонцидов на развитие плесневых грибов;

3.Путем эксперимента и наблюдения выявить как влияют фитонциды лука и чеснока на сопротивляемость человека к простудным заболеваниям.

Предмет исследования: влияние фитонцидов на развитие плесневых грибов.

Объект исследования: фитонциды лука, чеснока, горчицы.

Методы исследования:

1. Анализ литературных источников;

2. Наблюдение;

3. Эксперимент.

        Изучение влияния фитонцидов на жизнедеятельность микроорганизмов

        1.Обзор литературы

                1.1.Фитонциды – мощное оружие растений

В 1928 г. студент Московского университета, Борис Токин наблюдал под микроскопом интересную картину: когда он на предметное стекло наносил кашицу из растертого чеснока, а рядом - капельку воды, в которой плавали инфузории, то в течение нескольких минут эти простейшие организмы погибали.

Он провел опыты с другими растениями и убедился, что многие из них, как и чеснок, способны на расстоянии угнетать бактерии. Это явление Токин объяснил тем, что многие растения в целях самозащиты выделяют специальные летучие противомикробные вещества.

Дальнейшие опыты показали, что летучие фракции - лишь первая линия химической обороны растения, а вторая, более мощная - тканевые соки. Так, смешивание тканевого сока лука, чеснока или хрена с суспензией бактерий вызывало быструю, нередко мгновенную гибель последних.

Образуемые растениями биологически активные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие бактерий, грибов и простейших, Борис Токин назвал фитонцидами (от греч. phyton – растение и лат. caedo – убиваю).

Люди давно заметили, что некоторые растения обладают антимикробными свойствами. В Древнем Риме чеснок входил в обязательный рацион легионеров, т.к., по мнению римлян, кроме целебных свойств он обладал способностью придавать воинам силу и мужество.

В Египте на строительство пирамид сгоняли тысячи рабов, которым ежедневно давали лук и чеснок, чтобы они не болели. Древние греки, а также славяне в древние и средние века считали чеснок незаменимым средством против укусов ядовитых змей.

Более 800 лет назад Низами Гянджеви писал об использовании чеснока как лечебного средства при желудочно-кишечных заболеваниях и заболеваниях полости рта, а лука - при воспалении миндалин в горле. Он рекомендовал также употреблять вареный лук при язвенных процессах. Ли Шенчжень, живший в XVI в., описал целебное действие чеснока, лука и других растений.

Фитонциды одних растений убивают микробы (т.е. обладают бактерицидными свойствами), а других - только задерживают рост и размножение микроорганизмов (т.е. обладают бактериостатическим действием). Практически все растения проявляют противомикробную активность, различия будут лишь в степени ее выраженности. Микробам труднее адаптироваться к действию фитонцидов высших растений, чем к антибиотикам, полученным из микроскопических грибов. Этот важный факт, свидетельствующий о перспективности использования фитонцидных препаратов для профилактики и лечения заболеваний.

Летучие фитонциды вызывают разнообразные изменения клетки бактерии: подавляют дыхание, растворяют и разрушают поверхностные слои и составные части протоплазмы. Действие ряда фитонцидов обусловлено их способностью к окислению. В результате жизнедеятельности растений в окружающей среде увеличивается количество озона, который легко распадается на молекулярный и атмосферный кислород. Последний, соединяясь с водой, образует перекись водорода, которая обладает антисептическими свойствами.

Фитонциды могут быть летучими, выделяясь в атмосферу, они оказывают действие на расстоянии, а могут содержаться в протоплазме клеток («тканевые соки») и действовать только при непосредственном контакте с возбудителем. Летучие фитонциды оказывают мощное влияние на состояние воздуха в лесах. 1 г соснового бора за сутки выделяет в атмосферу около 5 кг летучих фитонцидов, можжевелового леса – около 30 кг. В хвойном лесу (особенно в молодом сосновом бору), независимо от географической широты и близости населенных пунктов, воздух содержит лишь около 200-300 бактериальных клеток на 1 м3, то есть практически стерилен.

Мощность и спектр противомикробного действия фитонцидов у разных видов растений значительно варьируют. Широко известна «убойная сила» фитонцидов чеснока, лука и хрена. Они уничтожают многие виды простейших, бактерий и низших грибов буквально в течение нескольких секунд. А фитонциды, выделяемые веткой черемухи, в течение нескольких минут убивают микробы в стоящем рядом стакане. Наиболее универсальны по своему действию фитонциды хвойных деревьев – сосны, кипариса, кедра, пихты и др.

Фитонциды с успехом используют для лечения и профилактики многих заболеваний (фитонцидотерапия).

Лечение фитонцидами растений эффективно при гриппе, ангине и других заболеваниях дыхательных путей, болезнях десен и зубов, гнойничковых поражениях кожи, ряде заболеваний пищеварительной системы.

При простудных заболеваниях благоприятное действие оказывают вдыхание паров распаренного шалфея, картофельной кожуры или шелухи овса.

Фитонциды, способствуют усилению иммунологических реакций организма, усиливают восстановительные процессы в тканях. Так, в свое время учеными было показано, что вдыхание летучих веществ  пихты стимулирует некоторые формы естественного иммунитета. Стимулируют защитные силы организма так же фитонциды зверобоя, чеснока, лука, бессмертника песчаного и многих других растений.

В специальных экспериментах было убедительно показана бактерицидная эффективность лука, чеснока, эвкалипта, пихты, сосны и многих других растений. Фитонциды лука и чеснока убивают практически все виды болезнетворных микробов. Ни один антибиотик не может сравниться с ними по широте своего воздействия. Вдыхание свежеприготовленной кашицы из лука или чеснока (через 10-15 минут она теряет свои свойства) применяются для лечения заболеваний верхних дыхательных путей, острых и хронических воспалений легких. Ее можно прикладывать к трудно заживающим язвам и ранам, при этом фитонциды лука и чеснока способствуют очищению тканей и быстрому заживлению их. Выраженной бактерицидной эффективностью обладает также фитонциды хрена. Однако следует заметить, что при внутреннем употреблении этих овощей фитонцидная активность их в значительной степени теряются.

Воздух в хвойном лесу (в особенности в можжевеловом) практически стерилен, особенно он полезен больным туберкулезом и другими легочными заболеваниями. Для страдающих гипертонической болезнью весьма благотворным будет пребывание в дубовой роще. Во многом это связано с тем, что летучие фитонциды дуба оказывают гипотензивный эффект. Это позволяет улучшить состояние больных, их сон и, в целом, повысить эффективность лечения.

Лицам с пониженным артериальным давлением полезным будет вдыхание фитонцидов тополя пирамидального и сирени. Летучие вещества душицы, мелисы и хвои оказывают успокаивающий эффект, вдыхание их способствует снятию стрессовых состояний и весьма полезно при лечении психических заболеваний. Известно, что среди жителей гор значительно реже отмечаются перенапряжения нервной системы. Этот факт, видимо, связан с успокаивающим благотворным влиянием летучих фитонцидов, вдыхание которых предупреждает перенапряжение нервной системы, в результате она меньше изнашивается, а это в немалой степени способствует долголетию, так как от состояния нервной системы зависят и обменные процессы, и состояние иммунитета, и все остальные функции организма.

Свои особенности имеют и фитонциды мяты - они оказывают сосудорасширяющий эффект и благодаря этому способствуют снятию головных болей, обусловленных спастическим состоянием сосудов.

При исследовании других пищевых растений оказалось, что многие из них также обладают выраженными противомикробными свойствами. Так, под влиянием нелетучих фитонцидов, содержащихся в свежем соке земляники,голубики, винограда, смородины, сливы, яблок, петрушки,капусты и других ягод, фруктов и овощей быстро погибают патогенные для человека микроорганизмы и простейшие. Довольно сильно выражен антимикробный эффект пряностей (корицы, перца, гвоздики, хмеля,  кориандра и др.) В связи с чем они широко используются при консервации продуктов.

Хороший ранозаживляющий эффект оказывают некоторые натуральные бальзамы (пихтовый, перуанский и др.), содержащие эфирные масла, смолы и ароматические соединения. Они обладают обезболивающим, дезодорирующим (уничтожают дурной запах), противомикробным и ранозаживляющим действием. Хороший эффект на заживление ран и язв оказывают можжевельник, облепиховое, пихтовое и зверобойное масло, а также масло шиповника. Ускоряют сроки заживления открытых повреждений также отвар эвкалипта, настойка календулы, фитонциды лука и чеснока.

Таким образом, очевидно, что фитонциды являются эффективными биологическими антисептиками.

                1.2.Фитонциды чеснока

        В китайской медицине чесноку приписывали тонизирующее действие при заболеваниях органов пищеварения, дыхания, при истощении, ревматизме, болезнях кожи. В одной из популярных медицинских книг, изданной в России в 1848 г., отмечается: «Чеснок почитается всеобщим предохранительным лекарством от яда, угрызения змей, прилипчивых и заразительных болезней, а наипаче от чумы». Британские врачи во время эпидемии чумы в Лондоне в конце XVII века пропагандировали чеснок как средство для профилактики чумы.

У многих народов существовало поверье, что лук и чеснок исцеляют болезни, насланные демонами, и оберегают от них. В Восточной Европе чеснок считался надежным средством для отпугивания вампиров. С этой целью им натирали ручки дверей и оконные рамы, а под потолком развешивали целые гирлянды луковиц чеснока. Для жителей Болгарии, Венгрии, Румынии чеснок был своеобразным талисманом, его старались держать при себе в критические моменты жизни.

В XIX веке «магическое» действие чеснока объяснил французский микробиолог Луи Пастер. Проведя ряд опытов, ученый обнаружил антисептические свойства сока чеснока. Позже были исследованы фитонциды чеснока, однако их химический состав так и не удалось установить. Известно, что огромный вклад в антибактериальную активность чеснока вносит аллицин - вещество, ответственное за его специфический запах. Аллицин способен подавлять рост и развитие бактерий, будучи разведенным даже в тысячи раз. Фитонциды чеснока убивают грамположительные и грамотрицательные бактерии как аэробные, так и анаэробные, а также различные грибы. Под воздействием фитонцидов чеснока холерный вибрион, дифтерийная и дизентерийная палочки, микобактерии туберкулеза, возбудители брюшного типа, газовой гангрены и другие микроорганизмы погибают в течение нескольких минут.

В медицине применяют фитонцидные препараты из луковиц чеснока - настойку чеснока и спиртовую вытяжку, которые усиливают двигательную и секреторную функции пищеварительного тракта. Назначают их внутрь при атонии кишечника и колите для подавления процессов гниения и брожения в кишечнике, а также при гипертонии и атеросклерозе.

1.3.Фитонциды лука

Античные врачи рекомендовали применять  лук при инфекциях, расстройстве пищеварения, проказе, а также для лечения ран. По свидетельству греческого историка Геродота, египтяне закупали лук и чеснок в огромном количестве и кормили рабов, строивших пирамиды. Во времена крестовых походов сарацины возвращали французских пленников в обмен на обыкновенный репчатый лук - по 8 луковиц за воина. Древние целители считали, что нет ни одного заболевания, при котором лук не принес бы пользы больному.

Целебные свойства лука обусловлены уникальным сочетанием содержащихся в нем веществ. Среди них стоит отметить эфирное масло лука с характерным острым запахом, органические кислоты (лимонная и яблочная); целый ряд витаминов и минералов, в т.ч. кальций, калий, железо, фосфор, йод, сера, селен. Однако высокая эффективность применения лука при самых различных заболеваниях объясняется прежде всего наличием в нем фитонцидов. Они губительно действуют на многие патогенные бактерии, включая возбудителей дизентерии, дифтерии и туберкулеза, золотистый стафилококк и трихомонады.

        2.Практическое исследование

В практической части работы мы исследовали самые наиболее часто используемые фитонцидные растения в быту, это лук и чеснок. Мы провели опыт подтверждающий свойство фитонцидов сдерживать рост микроорганизмов, на примере плесневых грибов.

        2.1.Влияние фитонцидов лука и чеснока на развитие плесневых грибов

Я решила вырастить плесень на хлебе, т.к. раньше очень часто замечала, что если кусок хлеба оставить в полиэтиленовом пакете примерно на неделю, то там появляется плесень. Для эксперимента я взяла 3 куска черного хлеба и сверху капнула несколько капель воды (вода – важное условие жизнедеятельности любого организма, и микроорганизмов в том числе). Первый кусок поместила в банку с луком, второй - с  чесноком, третий - оставила как контрольный образец и убрала в теплое место.

Через 7 дней я увидела, что на контрольном образце появились уже достаточно большие участки с плесенью, на остальных кусках плесени практически не было.

Через 14 дней: на контрольном образце плесени стало намного больше;  на кусках с луком и чесноком плесень появилась на большей площади. Причем плесени было несколько больше на луке.

Через  21 день контрольный образец уже полностью «цвел». Кусок хлеба с луком был покрыт плесенью больше, чем с чесноком.

Вывод: фитонциды лука, чеснока замедляют появление спор плесени. Причем чеснок обладают большими фитонцидными свойствами.

        Вывод: фитонциды лука, чеснока замедляют появление спор плесени. Причем чеснок обладают большими фитонцидными свойствами.

2.2.Влияние фитонцидов лука и чеснока на повышение сопротивляемости организма к простудным заболеваниями

В исследовании были задействованы учащиеся  1класса начальной школы. Исследование проводилось в течение двух недель с 29 января  по 10 февраля этого года, когда наблюдалась вспышка острых респираторных заболеваний. Учащиеся 1 класса носили «бидончики» на нитке, сделанные из Киндер-сюрприза, а в него положили кусочки чеснока, на подоконниках стояли тарелки с нарезкой из лука. Учащиеся 2  класса не носили талисманы,  и в кабинетах для профилактики не использовался лук  в нарезке.

Вывод. Данные исследования показали, что дети носившие «бидончики» и обучающиеся в классах, где раскладывали лук, значительно меньше подверглись вирусным заболеваниям. Следовательно, лук и чеснок, обладая фитонцидными свойствами, повышают сопротивляемость организма к заболеваниям.

        Заключение

Проводя наше исследование, мы изучили фитонцидные свойства растений, выяснили, что лук и чеснок являются сильнодействующими фитонцидами и с успехом используются при лечении и профилактике многих заболеваний. Фитонциды лука и чеснока оказывают влияние на повышение сопротивляемости организма человека к острым респираторным заболеваниям. Сок чеснока, лука репчатого можно вдыхать для профилактики простудных заболеваний, особенно в осенний период.  Фитонциды являются сильнодействующими антибиотиками (особенно сок чеснока, лука, редьки, хрена и др.) и с успехом используются при лечении и профилактике многих заболеваний. Чтобы быть здоровыми и защитить себя от простудных заболеваний, мы рекомендуем больше употреблять в пищу эти растения для лечения гриппа и острых респираторных заболеваний.

        Литература

1. Токин Б.П. Целебные яды растений. Повесть о фитонцидах. – Л.: изд.-во университета, 1980.
2. Вердерский Д.Д. Иммунитет растений к паразитарным болезням. – М.: Сельхозиздат, 1959.
3. Летучие биологически активные соединения биогенного происхождения. Отв. редакторы М.М. Телитченко и А.Х. Тамбиев. – М.: Изд.-во МГУ, 1971.
4. Макарчук Н.М. Фитонциды в медицине. – Киев: Наукова думка, 1990.
5. http://belki.com.ua/fitoncidi.html
6. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B8%D1%82%D0%BE%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B4%D1%8B
7. http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/144976/%D0%A4%D0%B8%D1%82%D0%BE%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B4%D1%8B

Выступление

Добрый день, уважаемые члены жюри и участники конференции! Я, Исайкина Алина – ученица 5 класса МБОУ « Учхозская СОШ», представляю вам свою проектно-исследовательскую работу на тему «Изучение влияния фитонцидов на жизнедеятельность микроорганизмов». ( слайд 1.)

        ( слайд 2) В весенне - зимний период людям не хватает витаминов и поэтому резко повышается процент простудных заболеваний: от обычного насморка до тяжелых форм гриппа. Люди тратят много денежных средств на лечение этих заболеваний. В нашей семье принято зимой употреблять в пищу больше чеснока и лука. Мои родители всегда говорили мне, что лук и чеснок защищают от гриппа и простудных заболеваний зимой. Так как возбудителями простудных заболеваний являются различные микроорганизмы, то я решила проверить, действительно ли фитонциды лука и чеснока их убивают

        ( слайд 3) Гипотеза исследования: если использовать лечебные свойства лука и чеснока, то можно избежать  заболеваний в зимний период

        ( слайд 4) Для подтверждения данной гипотезы была поставлена следующая цель: исследовать фитонцидные свойства лука, чеснока

        ( слайд 5) Задачи исследования представлены на слайде

        Свою работу мы разделили на несколько этапов.

        ( слайд 6) На первом этапе я изучила литературу по данному вопросу и нашла очень много интересных фактов:

1. Фитонциды – вещества, губительно действующие на болезнетворные бактерии, низшие грибы . 
2. Они были открыты в 1928 году отечественным учёным профессором Б.П.Токиным.
3. Фитонциды обнаружены во всех растениях.Особенно много их  в луке, чесноке, редьке, томате, хрене, лютике, черной смородине, черемухе, чернике.
4. В Египте на строительство пирамид сгоняли тысячи рабов, которым ежедневно давали лук и чеснок, чтобы они не болели.

( слайд 7) На втором этапе был проведен эксперимент.  Я решила вырастить плесень на хлебе, т.к. раньше очень часто замечала, что если кусок хлеба оставить в пакете примерно на неделю, то там появляется плесень. Для эксперимента я взяла 3 куска белого хлеба и сверху капнула несколько капель воды . Первый кусок поместила в банку с луком, второй - с  чесноком, третий - оставила как контрольный образец и убрала в теплое место.

 ( слайд 8 ) Через 7 дней я увидела, что на контрольном образце появились уже достаточно большие участки с плесенью, на всех остальных кусках плесени  не было.

Через 14 дней: на контрольном образце плесени стало намного больше;  на кусках с луком и чесноком плесень появилась на большей площади. Причем плесени было несколько больше на луке.

Через  21 день контрольный образец уже полностью «цвел». Кусок хлеба с луком был покрыт плесенью больше, чем с чесноком.

Вывод: фитонциды лука, чеснока замедляют появление спор плесени. Причем чеснок обладают большими фитонцидными свойствами.

( слайд 9) На третьем этапе я провела исследование, в котором выяснила, как помогают фитонциды лука и чеснока справится с болезнями человеку.  Я изготовила  « чудо- талисманы» из « Киндер- сюрприза».

( слайд 10)  В исследовании участвовали учащиеся  1класса . Исследование проводилось в течение двух недель в начале февраля этого года, когда наблюдалась вспышка заболеваний. Учащиеся 1 класса носили «чудо- амулеты» на нитке, а в него положили кусочки чеснока, Учащиеся 2  класса не носили талисманы

 ( слайд 12) Данные исследования показали, что дети носившие «талисманы» в итоге не заболели. Следовательно, лук и чеснок, обладая фитонцидными свойствами, помогают организму не заболеть.

( слайд 13)  Выводы по работе: проводя наше исследование, мы изучили фитонцидные свойства растений, выяснили, что лук и чеснок являются сильнодействующими фитонцидами, особенно чеснок. Чтобы быть здоровыми и защитить себя от простудных заболеваний, мы рекомендуем больше употреблять в пищу эти растения для лечения гриппа.

        Спасибо за внимание! ( слайд 14)