Исследовательская работа «Выявление наиболее комфортной питательной среды для выращивания простейших организмов»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа № 6 г.Бикина

Бикинского муниципального района

Хабаровского края

Научно-практическая конференция

«Мир моих увлечений»

Исследовательская работа по теме:

«Выявление наиболее комфортной питательной среды для выращивания простейших организмов»

Работу выполнила:

Татарникова Анастасия

ученица 10 «В» класса

МБОУ СОШ № 6 г.Бикина

Руководитель:

Кожухаренко В.И.

учитель биологии

МБОУ СОШ № 6 г.Бикина

2019 г.

Введение

«Загрязнение почвы приводит к тому, что отравляющие вещества поглощаются человеком вместе с пищей и водой» Дэвид Пайментел

Одним из главных условий физического развития школьников является сбалансированное питание. Состав и качество продуктов оказывают влияние не только на физическое здоровье, но и на трудоспособность, эмоциональное состояние ученика, способствует укреплению его здоровья и профилактике заболеваний. Наряду с мясными и рыбными продуктами ежедневно на столе должны быть фрукты и овощи. С ними в организм будут поступать почти все необходимые организму витамины, микроэлементы и биологически активные вещества. В целом, школьник  должен употреблять не менее 400 г овощей и фруктов в день.

В тоже время, появляются случаи пищевого отравления свежими овощами и фруктами не только из-за большой концентрации нитратов, но и содержания в них патогенных микроорганизмов. В чем кроется причина данного факта?

Плодородие почвы, на которой выращиваются овощные культуры, человек повышает, внося органические удобрения. К таковым относятся растительные и животноводческие отходы или созданные на их основе компосты. Цисты простейших попадают в сад и огород, где загрязняют овощи и фрукты. Так как цисты устойчивы к внешним воздействиям, они могут попадать в организм человека через немытые овощи и фрукты вызывая различные заболевания.

Гипотеза: растительные и животноводческие отходы являются комфортной средой для размножения патогенных простейших.

Цель: Выявление наиболее комфортной питательной среды для выращивания простейших организмов

Задачи:

1.Изучить и проанализировать литературные и электронные источники информации о питательных средах, для выращивания простейших.

2. Изучить различные методики разведения простейших в домашних условиях.

3.Провести эксперимент по созданию питательных сред для роста и развития простейших животных.

4.Сделать вывод на основе проведенного исследования.

Объект исследования – питательные среды (сено, почва, навоз, банановая кожура, вода из лужи)

предмет исследования – колонии простейших

Методы исследования:

• Теоретические: изучение и обобщение учебной, научной литературы, материалов периодической печати, электронных источников по вопросу разведения простейших

• Эксперимент: создание различных питательных сред для разведения простейших

• Статистический: подсчет простейших в разных питательных средах.

1.Обзор научной литературы

1.1. Общая характеристика простейших.

Простейшие таксономическая группа микроскопических, одноклеточных, но иногда объединенных в многоклеточные колонии организмов. Эукариоты. Большинство простейших – гетеротрофы, питаются готовыми органическими веществами, присутствующими в окружающей среде. Однако некоторые виды содержат пигмент хлорофилл и, как растения, способны, используя солнечную энергию, образовывать органические вещества (углеводы) из неорганических, то есть питаться автотрофно. В связи с этим простейших относили то к растениям, то к животным, то выделяли в особую группу. Простейшие считаются самостоятельным подцарством живой природы.

Основные группы простейших:

• жгутиковые, передвигающиеся с помощью немногих, но длинных нитевидных придатков (жгутиков);

• ресничные (инфузории), использующие для этой цели обычно многочисленные, но короткие волосовидные структуры (реснички);

• амебоидные (корненожки), «перетекающие» по твердому субстрату благодаря изменениям формы клетки. 

Простейшие бывают паразитическими, поселяющихся в живых организмах и свободноживущими. Они обитают в самых различных средах – от полярных морей до дождевых тропических лесов и от лишенных света океанических глубин до сияющих на солнце горных пиков. Их постоянно можно встретить даже в таких специфических местах, как кишечник млекопитающих и глаз насекомых.

1.2. Значение одноклеточных в природе и жизни человека

1. В водной среде простейшие являются питанием для мелких животных
2. Простейшие, которые питаются бактериями и органическими остатками очищают водоемы от загрязнений. 3. Простейшие фототрофы насыщают воду кислородом, и уменьшают содержание углекислого газа. 4. Поддерживают плодородие почв и участвуют в почвообразовании.
5. Мел и горные породы состоят из множества микроскопических раковин. Так известные всем горные породы Урала, Крыма, Кавказа содержат тело простейшего древнего животного – фораминифера. Известняки, состоящие полностью из фораминиферов, имеют огромное практическое значение как строительный материал. Из них построены гигантские Египетские пирамиды.
6. Простейшие у человека и животных вызывают тяжелые заболевания: дизентерия, малярия, сонная болезнь, кокцидиоз.

1.3. Общая характеристика питательных сред.

Питательные среды – это субстраты, используемые для выращивания микроорганизмов в лабораториях или в производственных условиях.

Питательная среда должна содержать все вещества необходимые для роста микроорганизмов. Основными компонентами любой питательной среды для культивирования микроорганизмов являются соединения углерода и азота, серы, фосфора и ряда других элементов. Все они должны содержаться в питательной среде в доступной для микроорганизмов форме.

Классификация питательных сред по составу:

1.Натуральные (Естественные) – МПБ, солодовое сусло, дрожжевая среда, картофельная среда, почвенный экстракт – состоят из продуктов животного или растительного происхождения (овощные или фруктовые соки, животные ткани, молоко, мясо, кровь, почва).

на натуральных средах хорошо развиваются многие микроорганизмы, поскольку такие среды содержат все компоненты необходимые для роста и развития, но есть и минусы. Имеют сложный, непостоянный химический состав и мало пригодны для изучения обмена веществ микроорганизмов, их используют в основном для поддержания роста культур микроорганизмов.

2. Синтетические – в состав среды входят лишь соединения определенного химического состава, взятые в точно указанных количествах. Синтетические среды широко используются при исследовании обмена веществ, физиологии и биохимии микроорганизмов для роста или усиления биосинтеза какого-либо продукта жизнедеятельности.

3. Полусинтетические – главным компонентом этих сред являются соединения известного химического состава – углеводы, соли аммония, нитраты, фосфаты. Их используют в промышленной микробиологии для получения аминокислот, витаминов, антибиотиков

Требования, предъявляемые к питательным средам:

1.Быть питательными – содержать в легко усвояемом виде все вещества, необходимые для удовлетворения пищевых и энергетических потребностей бактерий.

2. Оптимальное рН – концентрация водородных ионов, только при оптимальной реакции среды, влияющей на проницаемость оболочки, микроорганизмы могут усваивать питательные вещества (норма рН 7,2-7,4)

3. Изотоничность – осмотическое давление в среде должно быть таким же, как внутри клетки в норме соответствует 0,5% раствору натрия хлорида.

4. Стерильность – посторонние микроорганизмы препятствуют росту исследуемой культуры.

2. Методика исследований

Проведение эксперимента по разведения простейших проводится в соответствии с общими правилами. (Приложение 1)

1. Подготовка питательной среды

Цель: создание благоприятной среды для разведения простейших

Оборудование: стеклянные стерильные банки (0,5л) – 5 штук, сенная требуха, почва, сухой навоз, ил с мутной водой из лужи, банановая кожура.

Ход эксперимента:

1. В 4 стерильные стеклянные банки (образцы №1 - №4), налита очищенная вода (300мл.), в 1 банку- вода из лужи (образец №5)

2. В подготовленную тару добавила: №1 - сенную требуху, №2- почву №3 - сухой навоз, №4 - банановая кожура, №5 - вода из лужи возле дома.

3. Банки помещены на подоконник в светлой комнате и накрыты стерильными крышками

4. Вела ежедневные записи своих наблюдений

5. Результаты наблюдений заносила в таблицу

2. Рассматривание простейших под микроскопом.

Цель: определение (по возможности) принадлежности простейших к систематической категории (до класса).

Оборудование: световой микроскоп, набор предметных и покровных стекол, пипетка для забора пробы.

Ход эксперимента:

1.Пипеткой набирается капля пробы и наносят на предметное стекло

2.Накрывается покровным стеклом.

3. Рассматривается под микроскопом

Количество особей подсчитывается в процессе определения видового состава (если возможно). Все данные заносятся в таблицу.

3. Результаты эксперимента.

1. Подготовка питательной среды

Цель: создание благоприятной среды для разведения простейших.

Вывод: в образце №3 быстрее всего появились простейшие организмы по сравнению с образцами 1, 2, 4. Образец № 5 является естественной экосистемой, поэтому там простейшие организмы уже присутствовали. Следовательно, из представленных образцов № 3 – навоз, является наиболее комфортной для размножения простейших. (Приложение 2)

2. Рассматривание простейших под микроскопом.

Цель: определение (по возможности) принадлежности простейших к систематической категории (до класса).

Вывод: наибольшее разнообразие простейших наблюдается в образце №5 – луже, так как это естественная среда обитания данных видов простейших. Однако в навозном настое также обнаружены живые организмы, систематическую принадлежность, к сожалению, не смогла определить.

(Приложение 3)

Заключение

1. В ходе проведенного эксперимента моя гипотеза подтвердилась. Опытным путем установила, что простейшие активно размножаются в растительных и животноводческих отходах.

2. Однако определить простейших к патогенным не представилась возможным, так как возможности светового микроскопа ограничены.

3. В других образцах присутствовали простейшие рачки, колонии простейших, которые не являются паразитами человека.

4. Смею предположить, что болезнетворные простейшие попадают в овощи именно путем внесения органических удобрений.

Проведенный мной эксперимент имеет практическое значение. Любителям аквариумных рыбок можно самим в домашних условиях выращивать простейших, в частности веслоногих рачков – Дафний и Циклопов, которые являются прекрасным кормом для рыб. Тем самым сэкономим семейный бюджет.

В связи с не совсем успешным результатом эксперимента – не удалось определить систематическую принадлежность простейших, я предполагаю продолжить работу в данном направлении. А именно:

1. Провести химический анализ питательных сред с целью выявления содержания веществ благоприятных для жизнедеятельности простейших.

2. Провести эксперименты, позволяющие определить воздействие факторов среды на жизнедеятельность простейших в исследуемых питательных средах.

3. Использовать результаты проведенных опытов при составлении рекомендаций для применения органических удобрений

Список литературы:

1. Злыгостев А.С. «Библиотека по биологии», глава 7 «Питательные среды»

2. Издательство «Лицей» «Лабораторный практикум по зоологии»

3. Шабалина М.Г. «Лабораторный практикум по общей биологии 10-11 классы)

4. Универсальная научно-популярная энциклопедия «Кругосвет» - https://www.krugosvet.ru/

5. [Электронный ресурс]- «Мир животных»

6. [Электронный ресурс] - https://scienceland.info

7. [Электронный ресурс] - https://ru.wikipedia.org/wiki/Парамеции

8. 10 000 советов аквариумисту / Авт.-сост. Н.В. Белов. – Мн.: Современный литератор, 2000. – 608 с.

9. [Электронный ресурс] – https://www.aqvium.ru/13-kak-vyrastit-infuzoriyu-tufelku-v-domashnikh-usloviyakh

10. [Электронный ресурс] –  http://www.aqua-set.ru/forum.php?t=129

11. [Электронный ресурс] – https://www.kp.ru/guide/zdorovoe-pitanie.html

Приложение 1.

Правила разведения простейших

1. Для получения сборной культуры простейших применяется только стеклянная посуда из прозрачного (не зеленовато-бутылочного) стекла. Можно использовать любую стеклянную посуду емкостью от 300 мл до 3—4 литров. Металлическая посуда непригодна из-за вредного влияния на животных металла, растворенного в воде, хотя бы даже в ничтожных дозах.

2. Водопроводная вода непригодна, так как она хлорированная. Самая надежная вода для разведения простейших — это дождевая, талая, озерная, прудовая, предварительно подвергается кипячению, а затем фильтруется через густое шелковое сито пли бумажный складчатый фильтр.

3. Температура воды - благоприятная температура в пределах 18—23°С

4. Банки с культурой ставят вблизи окна, но защищают от не благоприятного воздействия прямых солнечных лучей (занавесками, ширмой, картонной пластинкой).

5.Устранить всякую возможность загрязнения воды каким-либо химическим веществом.

6.Нельзя переносить банки с культурами с одного места на другое во избежание встряхивания жидкости.

7.Держать банки закрытыми стеклянными пластинками, что уменьшает испарение воды и загрязнение культуры пылью.

Приложение 2.

Результаты эксперимента

Приложение 3.

№1 сенная требуха

№1 сенная требуха

№4 кожура банана

№3 навоз

№5 лужа

№5 лужа

№5 лужа

12