Публикация авторского материала: «Микробы - «друзья» или «враги»?» на педагогическом портале для педагогов и учащихся

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Чувашской Республики «Цивильский аграрно-технологический техникум»

Министерства образования молодежной политики Чувашской республики

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ

На тему:

«Микробы - «друзья» или «враги»?»

по дисциплине:

«Биология»

Студент: Шумов Эдуард Валерьевич

Группа: 13 МСХ «Эксплуатация и ремонт сельскохозяйственной техники и оборудования»

Руководитель индивидуального проекта: Лыскова О.С.

«___»____________2020г.

Оценка ___________________

Эксперты:

_______________________________

_______________________________

_______________________________

Цивильск – 2020

ВВЕДЕНИЕ

Что такое микроорганизмы? Как много знаем мы о них?

«Невидимые, они постоянно сопровождают человека, вторгаясь в его жизнь то как друзья, то как враги», — сказал академик В. Л. Омельянский.

Микробиологи давно доказали, что микробы окружают нас. Они есть в воздухе, в воде и в почве, в организмах всех живых существ. Они могут быть полезны: современное человечество научилось использовать микроорганизмы для лечения ранее неизлечимых болезней. А могут быть очень вредны: вызывать вспышки смертельных заболеваний, способных уничтожить целую популяцию.

Мы с помощью проекта хотим проанализировать свойства микробов. Опытным путем убедиться, где они нам «друзья», а где «враги».

Актуальность исследования. Каждый человек с детства должен заботиться о своем здоровье. Большинство студентов очень мало знают о своем организме, поэтому совершают ошибки, что приводит к серьезным заболеваниям. С раннего детства мы знаем, что надо чаще мыть руки с мылом, а грязные предметы нельзя брать в рот, ведь вокруг нас обитает множество микроорганизмов, которые могут нанести вред нашему здоровью. Тогда почему не запрещают есть продукты, в которых содержатся бактерии, а даже наоборот говорят, что они полезны?

Цель исследования: Выяснить, какую роль в жизни и здоровье человека играют бактерии, повысить внимание к здоровому образу жизни.

Задачи исследования:

- познакомится с микроорганизмами. Как они растут, размножаются, питаются и дышат;

- выяснить какие бактерии вредные, а какие полезные;

- понять о необходимости бережного отношения к своему здоровью;

- познакомиться с простыми способами борьбы с болезнетворными бактериями.

Объект исследования: различные микроорганизмы.

Предмет исследования: влияние микробов на организм человека.

Гипотеза исследования: предположения о характере влияния микробов на организм человека, проверяемые на основе полученных результатов практической части исследования.

Методы исследования: теоретические: изучение и анализ литературы, теоретическое обобщение; эмпирические: изучение опыта трудов биологов, наблюдение, анкетирование, эксперимент.

Практическая значимость работы заключается в проведении исследования о полезных и болезнетворных микроорганизмов, а также возможности использования полученных результатов исследования в дальнейшей деятельности по изучению данной темы.

Объем и структура индивидуального проекта: введение, количество глав - 2, заключение, число использованных информационных источников -5, рисунков - 5.

ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МИКРООРГАНИЗМОВ

Микроорганизмы - это группа настолько маленьких живых организмов, что они не видны человеческим зрением. Их размер меньше 1 миллиметра, а, порою, намного меньше. Хотя встречаются в этой группе и относительно большие организмы, их даже можно рассмотреть при должном усердии. Изучением их всех занимается наука микробиология.

Рисунок 1 – микроорганизмы под микроскопом.

В природе существуют десятки тысяч видов микроорганизмов, и это только те, о которых мы знаем. Они являются довольно разнообразными. Некоторые различаются средой обитания, другие - образом или условиями существования, третьи - строением. Так, практически все они одноклеточные, но встречаются среди них и многоклеточные, хоть и редко.

Все микроорганизмы можно поделить на 2 группы: безъядерные (прокариоты) и обладающие клеточным ядром (эукариоты).
Прокариоты - это одноклеточные живые организмы, не имеющие клеточного ядра. Иногда их называют доядерными, а в 20-ых веках именовали монерами, но сейчас этот термин не используется. Представителями прокариотов являются всего 2 домена живых организмов: бактерии и археи. Полагают, что существуют миллионы видов микроорганизмов, относящихся к этим доменам. Но найти то, что не видишь невооружённым взглядом, довольно сложно, поэтому на сегодняшний день известно около десятка-другого тысяч видов [4, с. 70].

Микроорганизмы, относящиеся к домену Эукариоты, могут быть как многоклеточными, так и одноклеточными. Главная их особенность - наличие ядра в клетке, поэтому их также называют ядерными. К слову, практически все живые организмы, имеющиеся в природе, относятся к Эукариотам. Исключением являются бактерии, археи, и вирусы.
Микроорганизмы, обладающие клеточным ядром, не очень многочисленны. Их объединяются в одну группу - протисты, хотя входят туда не все ядерные микроскопические организмы.

1.1. Бактерии: их описание и типы

Бактерии - это домен микроорганизмов (чаще всего одноклеточных), не имеющих ядра. В природе их существует огромное количество видов, сотни тысяч, и даже миллионы, вероятно.

Дело в том, что они настолько малы, что их довольно трудно находить, и уж тем более изучать. Описано лишь около десяти тысяч видов бактерий. Ну а их количество, понятное дело, даже не поддаётся исчислению. Но можно сказать, что практически все из них выполняют некую роль в природе, и обладают некими уникальными свойствами. И исходя из этих знаний, делят бактерий на различные типы, классы, семейства и рода [5, с. 92].

Всего науке известно 4 типа бактерий, но каждый из них включает немалое количество видов: Tenericutes (Тенерикуты),  Firmicutes (Фирмикуты – золотистый стафилокок, столбнячная палочка), Gracilicutes (Грациликуты – кишечная палочка), Mendosicutes (Археобактерии).

1.2. Археи: их описание и типы

Археи представляют собой домен одноклеточных живых организмов, не имеющих ядра и мембранных органелл. Исходя из особенностей видов этих микроорганизмов, делят их на 8 типов (6 основных и 2 предполагаемых). А каждый из типов, в свою очередь, делится на один или несколько классов архей, обладающих уникальными свойствами. Классы включают в себя семейства и роды архей [2, с. 16].

Типы архей:  Thaumarchaeota (Таумархеоты - участвуют в круговороте веществ, особенно в круговороте азота), Korarchaeota (Корархеоты - обнаружены в горячих геотермальных источниках), Nanoarchaeota (Наноархеоты - могут обитать в различных средах и при разных температурах, предпочитая места погорячее – геотермальные источники), Aigarchaeota (Эйджархеоты - встречаются они в геотермальных источниках, рудниковых водах, а также в океанических термальных системах), Euryarchaeota (Эвриархеоты - являются настоящими вредителями), Crenarchaeota (Кренархеоты - обитают в экосистемах с повышенной температурой (50-100 °C)).

1.3. Протисты: описание и типы

Протистами называют группу живых организмов, относящихся к домену Эукариоты (их клетки имеют ядро), и не входящих в состав животных, растений, грибов и хромистов. Создана она по «остаточному принципу». И, соответственно, включает в себя различные живые организмы, сильно отличающиеся друг от друга.

Исходя из их способа перемещения в пространстве, протистов делят на 3 типа. А каждый из этих типов, исходя из иных особенностей видов, делят на классы, семейства и рода:

- Инфузории - тип протистов, относящихся к группе Альвеоляты (Alveolata). В состав данной группы простейших организмов входит около 6-7 тысяч видов.

Инфузории обладают большим разнообразием форм, размеров и внутреннего строения. Бывают они как подвижными, так и прикреплёнными. Могут существовать поодиночке, а могут - колониями. Обитают как в воде, так и на суше. Могут существовать сами по себе, а могут - в симбиозе с кем-то, или и вовсе паразитировать на других организмах.

Самым известным представителем данного типа простейших является Инфузория-туфелька - модельный организм молекулярной биологии.

- Споровики - это тип протистов, относящихся к группе Альвеоляты (Alveolata). В состав данной группы простейших организмов входит примерно 5 тысяч видов. А поскольку все Споровики - облигатные паразиты, некоторые из видов являются возбудителями опасных заболеваний (малярия, саркоцистоз, токсоплазмоз, кокцидиоз и другие).

Своё название Споровики получили за способ развития в клетках живых организмов. Попадая в кишечник в начальной стадии своего развития (спороцисты и спорозоиты), паразиты проникают в клетки кишечного эпителия, после чего начинают развиваться. А спустя некоторое время приступают и к размножению, путём множественного деления [2, с. 16].

- Саркомастигофоры - группа протистов, рассматривавшаяся ранее как тип (в некоторых источниках информации это сохранилось). Включает группа около 18 тысяч видов простейших, обладающих схожими свойствами. Хотя не все они одинаковы: часть Саркомостигофоров является паразитами, а другая - свободноживущими (существуют без помощи других организмов).

1.4. Роль микроорганизмов в природе

Микроскопические организмы встречаются практически везде, где имеется вода. Оптимальной температурой для них является 0-50 °C (сильно приблизительно), хотя могут они существовать и при более экстремальных температурах. Рекордно высокая температура для них, как и для всех живых существ, составляет 122 °C. Только стоит понимать, что такую температуру выдержит вовсе не каждый представитель данной группы живых существ. Каждый из видов обладает своими особенностями [3, с. 83].

Основная роль микроорганизмов в природе заключается в осуществлении обмена веществ. А поскольку обитают они практически повсеместно, то роль эта очень велика. В большинстве случаев они являются редуцентами, то есть, перерабатывают остатки живых существ. Но иногда выполняют роль продуцентов, производя органические вещества из неорганических. А в силу того, что могут эти существа обитать там, где не выживут другие живые организмы, иногда они являются единственными продуцентами экосистем.

Для человека микроорганизмы могут являться как полезными, так и не очень. Например, благодаря им осуществляет самоочищение воды в различных водоёмах. А ещё они принимают участие в круговороте различных элементов: железа, фосфора, серы и других. Это явная польза, если и не прямая, то как минимум косвенная. Но также существует множество видов организмов, приносящих вред. Некоторые, к примеру, загрязняют водоёмы (если вспомнить, что другие их виды занимаются очищением, это можно счесть забавным). А некоторые вызывают порчу продуктов. А есть даже вредители, которые действуют не опосредованно, а прямо. Речь о патогенных микроорганизмах, или условно-патогенных. Они вызывают инфекционные заболевания [1].

ГЛАВА 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ И ПАТОГЕННЫХ БАКТЕРИЙ

И МИКРООРГАНИЗМОВ НА ОСНОВЕ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И АНКЕТИРОВАНИЯ

2.1. Опыт № 1: Полезное применение микроорганизмов на примере дрожжей

Замесили тесто из муки, воды, соли, сахара:

А) Одну порцию мы замесили без дрожжей

Б) Во вторую порцию мы добавили дрожжи.

Рисунок 2 – Тесто без дрожжей Рисунок 3 – Тесто с дрожжами

Булочки испекли в духовке.

А) Булочка из теста без дрожжей очень маленькая, жесткая, не вкусная.

Б) Вторая булочка на дрожжах получилась пышная, ароматная, очень вкусная.

Рисунок 4 – Результат выпечки с дрожжами и без дрожжей

Вывод: опыт № 1 открыл нам полезные свойства дрожжей. Дрожжи выполняют нужную работу: вырабатывают углекислый газ и тесто поднимается, становится пышным.

2.2. Опыт № 2 «Определение бактерий в сточной воде»

На предметное стекло капнули немного сточной воды, накрыли вторым стеклом и поместили под микроскоп.

При наблюдении я увидел палочковидные бактерии, кокки, цианобактерии (сине-зеленые водоросли), цветные бактерии, частицы песка, плесени.

Вывод: В сточной воде были палочки, а это вредные бактерии. Они образуются из-за долгого застоя воды. В раковину проникают частицы пищи, а их разлагают бактерии. Именно бактерии известны и полезны тем, что они перерабатывают мусор и частицы пищи, которые попадают в сточную воду, то есть, являются бактериями гниения.

2.3. Опрос по теме: «Микробы – друзья или враги?»

После того, как я познакомился с информацией о бактериях и провел собственное мини- исследование, мне стало интересно узнать, насколько ребята, которые учатся вместе со мной, владеют этой информацией. Были опрошены 20 студентов 1 курса нашего техникума. В опрос были включены вопросы о бактериях и их значении в жизни человека (Приложение 1, Анкета 1).

Проанализировав результаты, я узнал, что:

1) знают о существовании бактерий –18 обучающихся;

знают, что бактерии могут вызывать различны

е заболевания человека –20 студентов

;

3) 20 - знают, что не все бактерии вредны для человека;

4) 20 студентов, т.е. все знают, что в организме человека живут бактерии, 16 из них - считают, что они помогают переваривать пищу и восстанавливают защитные силы организма;

многие ребята знают, что человек использует бактерии в хозяйственной деятельности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Работая над проектом, я узнал, что бактерии обитают повсюду. Они играют положительную роль в хозяйственной деятельности человека.

- уксуснокислые бактерии используют для силосования кормов животным, для консервирования овощей, вина;

-молочнокислые бактерии используют для производства разнообразных молочнокислых продуктов, сыра, кефира, масляной и уксусной кислот и т.п.;

- специальные виды бактерий используют для получения сильных антибиотиков (стрептомицин, тетрациклин и т. п.) - вещества, убивающие или подавляющие развитие болезнетворных организмов;

- применяют  для очистки сточных вод;

- получение кормового белка для животных.

Находясь в нашем организме, полезные микробы помогают ему быть здоровым и не дают вредным бактериям наносить вред человеку.

Отрицательная роль принадлежит болезнетворным, или патогенным, бактериям. Они способны проникать в ткани растений, животных и человека и выделять при этом вещества, угнетающие защитные силы организма. Известен целый ряд других болезней человека бактериального происхождения (бактериальная пневмония, туберкулез, коклюш, брюшной тиф, дизентерия, бруцеллез, холера)

Поэтому гипотеза о том, что бактерии могут быть как вредными для человека, так и полезными, полностью подтвердилась.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бухарин О.В. Анаэробная микрофлора человека. / О.В. Бухарин, А.В. Валышев. – Екатеринбург. – 2016.

2. Джапаридзе Л.А. Изучение микробиома человека как основы для коррекции инфекционных и неинфекционных патологий. / Л.А. Джапаридзе, А.Н. Суворов. // Региональная экология. – 2018. – № 4 (54). – С. 16-27.

3. Дружинин В.Г. Роль микробиоты в поддержании гомеостаза и индукции мутагенеза в соматических клетках человека. / В.Г. Дружинин, В.Ю. Буслаев, Е.Д. Баранова, Л.В. Начева. // Фундаментальная и клиническая медицина. – 2018. Т. 3. – № 4. – С. 83-92.

4. Епифанов В.Д. Микробиология сточных вод. / В.Д. Епифанов, А.В. Епифанов, Е.П. Евсеев, В.Ф. Бабкин, А.Л. Гусев, Ю.Н. Шалимов, В.В. Шитов. // Международный научный журнал Альтернативная энергетика и экология. – 2018. – № 18 (158). – С. 70-76.

5. Хараева З.Ф. Патогенные свойства бактерий рода serratia . / З.Ф. Хараева, Л.З. Блиева, Л.В. Накова, Е.Б. Барокова. // Современные проблемы науки и образования. – 2018. – № 6. – С. 92.

[Приложение 1]

Анкета 1 – Микробы – друзья или враги?

1. Знаете ли вы о существовании бактерий? Если да, приведите примеры.

2. Могут ли бактерии вызывать различные заболевания у человека?

3. Как вы думаете, есть ли патогенные микроорганизмы?

4. Есть ли в организме человека бактерии? Если да, какие?

5. Используются ли бактерии человеком в хозяйственной деятельности? Где?