Изучение фитонцидной активности комнатных растений
и их влияния на экологическую обстановку жилых помещений
Выполнила: Хусаинова Алсу Исрафиловна
Ученица 10 класса
МБОУ «Гимназия п.г.т. Б.Сабы
Сабинского муниципального района РТ»
Руководитель:
учитель биологии Рахимова М.М.
2013
Содержание
13 TOC \o "1-3" \h \z \u 1413 LINK \l "_Toc244345762" 14Введение....................................................................................................................315-4
13 LINK \l "_Toc244345763" 141.Литературный15 обзор.......................................................................................5-9
1.1. История открытия фитонцидов................................................................5-7
1.2 Морфология и биология фитонцидно - активных комнатных растений.8-9
2. Методика проведения исследования............10-11
3. Результаты исследования ........................................................................................12-13
13 LINK \l "_Toc244345768" 144.15 Выводы..................................................................................................................14
13 LINK \l "_Toc244345769" 14Список15 использованной литературы..................................................................15
15
Введение
На протяжении всей истории человеческого общества, цветущие растения всегда украшали жизнь людей. Комнатные растения - не просто деталь интерьера, украшающая наш дом, подобно ковру или картине. Они радуют наш глаз, напоминают о великолепии весны, впечатляют своими живыми и сочными красками.
В настоящее время комнатное цветоводство - отрасль садоводства, занимающаяся выращиванием декоративных растений в горшках, для украшения помещений. В жизни современного человека комнатные растения имеют большое значение. Общеизвестно сильное эмоциональное и эстетическое воздействие умело подобранных и размещенных в помещении растений. Они также играют важную санитарно - гигиеническую роль.
Учеными установлено, что комнатные растения обладают способностью улучшать экологическую обстановку жилых помещений. Доказано, что растения поглощают пыль, очищают воздух от избытка углекислоты и вредных примесей, способствуют увлажнению и ионизации воздуха, но что особенно ценно – подавляют и уничтожают многие вредоносные микроорганизмы благодаря выделению особых летучих веществ – фитонцидов [7].
Заинтересовавшись данным вопросом, мы поставили цель: изучить фитонцидную активность некоторых комнатных растений.
Исходя из цели, были оставлены задачи:
Изучить состояние проблемы в специальной биологической литературе;
Подобрать ассортимент фитонцидно-активных комнатных растений, изучить их биологию;
Экспериментально исследовать фитонцидные свойства комнатных растений, используемых в озеленении жилых помещений.
В качестве объектов исследования выбрали широко известные и описанные в литературе как фитонцидно-активные растения: пеларгонию зональную, бегония королевская, хлорофитум.
Согласно поставленным задачам в процессе исследования использовались следующие методы:
- изучение и анализ литературы по данной проблеме;
- морфологическое описание комнатных растений и колоний микроорганизмов,
1. Обзор литературы
1.1 История открытия фитонцидов.
Советский ученый Б. П. Токин впервые в 1928 г. описал интересное наблюдение. Если на предметное стекло нанести кашицу из растертого лука или чеснока, а рядом капельку воды, в которой плавают инфузории, то через несколько минут клетки погибнут.
Подобные опыты ставили со многими растениями и различными микроорганизмами, и результат в той или иной степени повторялся. Учёный сделал вывод, имеющий большое биологическое значение. В природе многие растения обладают замечательным свойством выделять летучие вещества, губительно действующие на живые существа различных классов: бактерий, микроскопических грибов, простейших.[6]
Ещё более активным оказался клеточный сок многих растений. Так клеточный сок лука, чеснока, хрена и многих других представителей растительного мира, если его смешать с каплей жидкости, содержащей различные микроорганизмы, вызовет быструю, нередко мгновенную их гибель. Это свойство выработалось у растений в процессе эволюции и для самих растений стало важным защитным фактором. Так были открыты фитонциды.
По определению Б.П. Токина фитонциды (от греч. phyton – растение и лат. caedo – убиваю) – образуемые растениями биологически активные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие бактерий, микроскопических грибов, простейших. Играют важную роль в иммунитете растений и во взаимоотношениях организмов в биогеоценозах. Так в 1928-1930 гг. была поставлена проблема фитонцидов, изучением которой занимались многие ученые. [6]
Помимо Б. П. Токина, пионерами исследований в области фитонцидов были такие ученые как А. Г. Филатова, А. Е. Тебякина и В. Г. Дробатько и другие, которые доказали бактериоубивающие свойства фитонцидов. Ученые установили, что растения способны выделять летучие фракции фитонцидов и фитонциды тканевых соков.
Фитонцидная активность особенно проявляется при ранении растения, «механических повреждениях». «Не раненые растения» в обычных условиях также выделяют во внешнюю среду фитонциды.
Вопросом о действии фитонцидов на болезнетворных микроорганизмов, возбудителей заразных болезней человека и животных заинтересовались медики и ветеринары. В институте микробиологии и вирусологии имени Д. К. Заболотного АН УССР проблема фитонцидов нашла всестороннее развитие. В 1945 г. при непосредственном участии академика В. Г. Дробатько был получен препарат иманин из растения зверобоя. В 1948 г. этот препарат был внедрен в медицинскую практику и применяется до сих пор при лечении гнойных ран, трофических язв и других заболеваниях. Выделяемые растениями фитонциды могут влиять на патогенные микроорганизмы. При проведении ряда опытов по выявлению действия фитонцидов на морфологию бактериальной клетки было установлено, что под их действием происходит сравнительно быстрое и резко выраженное нарушение таких структур, как клеточная стенка и цитоплазматическая мембрана; некоторые клетки разрушаются даже через 3 часа.
Работая с литературными источниками, мы обнаружили, что некоторые авторы отмечают наибольшее влияние на количественное содержание фитонцидов, оказывает температура. Ее повышение с 15 градусов до 20 приводит к значительному увеличению количества фитонцидов в воздухе. Повышение влажности воздуха отрицательно сказывается на выделении летучих фитонцидов, но дефицит влаги в засушливое время снижает фитонцидную активность. Изменение освещенности лишь незначительным образом отражается на содержании летучих фитонцидов.
Химическая природа различна – обычно это комплекс соединений гликозидов, терпеноидов, дубильных веществ и других так называемых вторичных метаболитов, не относящихся к основным классам природных соединений – белка, углеводам, жирам. [5]
Различают неэкскреторные фитонциды протоплазмы клеток (тканевые соки) и летучие фракции фитонцидов, выделямые в атмосферу, почву, воду. Летучие фитонциды способны оказывать свое воздействие на расстоянии. Мощность и спектр антимикробного воздействия фитонцидов весьма разнообразен у разных видов растений. Так, например, фитонциды чеснока, лука, хрена, горчицы убивают многие виды простейших, бактерий и низших грибов в первые минуты и даже секунды. В парах каждого из этих растений мясо может сохраняться до полугода.
Фитонциды – один из факторов естественного иммунитета растений, то есть растения защищают себя продуктами своей же жизнедеятельности. Защитная роль фитонцидов проявляется не только в уничтожении микроорганизмов, но и в подавлении их размножения. Однако фитонциды не следует рассматривать как специфическое защитное свойство. Они могут принимать участие в теплорегуляции и в иных процессах жизнедеятельности растений. Установлено, что растения одного вида тормозят или наоборот стимулируют прорастание пыльцы, рост и развитие проростков других видов. Например, фитонциды житняка и овса стимулируют прорастание пыльцы люцерны, а фитонциды тимофеевки угнетают этот процесс. Открытие этих свойств фитонцидов повлияло на возникновение исследований в области аллелопатии.
Антимикробные свойства фитонцидов используются в медицине, ветеринарии, защите растений, при хранении плодов и овощей, в пищевой промышленности. [3]
1.2 Морфология и биология фитонцидно - активных комнатных растений.
Для изучения фитонцидной активности мы выбрали три широко известных в комнатной культуре растений: пеларгонию зональную, бегония королевская, хлорофитум.
Пеларгония зональная.
Гераневые. Пеларгониум. Пеларгония Зональная. Семейство гераниевых. Родина - субтропики Южной Африки. Род содержит около 250 видов. Пеларгония зональная - неприхотливое и очень распространенное растение, имеет довольно высокие, разветвленные стебли, достигающие высоты 70 см. Листья с прилистниками, длинночерешковые, слаболопастные, округло - почковидной формы, светло - зеленые, опушенные. Параллельно краю листа проходит темная полоса. Цветет с ранней весны до поздней осени, образуя пышные зонтики цветков. Легко размножается черенками, которые можно брать весной в феврале - марте, летом в июле – августе.[9] В последнее время пеларгонии широко используются в медицине, в парфюмерии и как инсектицидное растение. [5]
Бегония королевская
Родина – Восточная Индия (Ассам). Бегония рекс – исходный вид. От скрещивания её с бегонией ксантима, произошли многочисленные разновидности. Бегония королевская – кустовидное травянистое растение с укороченным опушенным полегающим стеблем. Листья крупные, до 30 см длиной и 20 см шириной, ассимитрично сердцевидные, основной фон зелёный с металлическим оттенком, по краю красноватая кайма, среднюю часть пластинки занимает серебристо – белая зона. Черешки 10 -20 см длиной. Крупные бело - розовые цветки в кистевидных соцветиях. В культуре известно большое число сортов, полученных в результате полигибридных и межвидовых скрещивний, объединяемых под общим названием садовой группы сортов королевской бегонии. Рекомендуется для широкого использования в интерьере в качестве одиночных экземпляров и в композициях. [7]
Хлорофитум хохлатый
Семейство: Лилейные.Род: Хлорофитум. Около 100 видов, встречается в тропиках Азии, Африки и Америки. Хлорофитум хохлатый одно из самых неприхотливых и популярных комнатных растений, часто разводится как ампельная цветочная культура. Листья в прикорневой розетке, линейные (40 Х 2 см). Во второй половине лета, после цветения, образует длинные, свисающие плети, которые заканчиваются дочерними листовыми розетками. Укоренять розетки можно в течение всего года. Хлорофитум теневынослив, отлично переносит сухой воздух помещений и крайне редко поражается болезнями и вредителями. [8]
2. Методика проведения исследования
Работа выполнялась в октябре 2012 года. Наблюдения велись в дневное время при естественном освещении и температуре воздуха 18 – 220 С.
Оборудование и материалы: чашки Петри, колбы объёмом от 100 мл, спиртовка, химические стаканы, предметные и покровные стёкла, микроскоп, шпатели, вата, марля, бумага обёрточная, карандаш по стеклу.
1. Подготовка и стерилизация микробиологической посуды. Лабораторную посуду (чашки Петри, колбы, стаканы, пипетки) моют в горячем мыльном растворе, ополаскивают чистой водой и сушат на воздухе. Затем чашки завёртывают в обёрточную бумагу и помещают в сушильный шкаф при температура не выше 100 - 1050С на 1,5 – 2 часа. Специальные иглы, петли, шпатели прокаливают на пламени спиртовки. [1]
2.Приготовление искусственной питательной среды. Питательную среду готовят в стерильных колбах. К 50 мл дистиллированной воды добавляют 2,5 г глюкозы, 1,5 г пептона и 2 г агара. Оставляют полученный раствор для набухания. Далее колбы закрывают стерильными ватными пробками и в таком виде стерилизуют содержимое трехкратным кипячением на водяной бане с промежутками между кипячением в 15-20 часов. Полученную питательную среду разливают в стерильные чашки Петри, так чтобы было покрыто дно чашки и дают возможность застыть. [14]
3.Выращивание микроорганизмов методом осаждения из воздуха Посев микроорганизмов производят, располагая чашки Петри со средой от выбранных комнатных растений. Чашки открывают на 10 минут, затем закрывают, заворачивают в бумагу и инкубируют в термостате при температуре 25-300 С. В качестве контроля производили посев из воздуха в классе, в котором отсутствовали какие-либо растения. Споры или клетки микроорганизмов, содержащиеся в воздухе, оседают на поверхности питательной среды, прорастают, делятся и образуют скопления, называемые колониями. Установлено, что за 10 мин на площадь 100 смІ осядет то количество микроорганизмов, которое содержится в 10 л воздуха. Через неделю проводят подсчёт выросших колоний, имея в виду, что одна бактериальная клетка даёт начало одной колонии. Зная количество колоний, выросших в чашке Петри, и её площадь (при 9 см она равна 63,6смІ), можно рассчитать, сколько микроорганизмов содержится в 10 л воздуха. Так, если на площадь, равную 63,6 смІ, осядет А микроорганизмов, то на площади, равной 100 смІ, содержится Х микроорганизмов: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] Умножив полученный результат на 100, определяют содержание микроорганизмов в 1 мі (или в 1000 л воздуха).
3. Результаты исследования
Нами были поставлены следующие варианты опытов:
1 группа- контроль – помещение без растений;
2 группа – фитонциды пеларгонии;
3 группа – фитонциды бегонии;
4 группа – фитонциды хлорофитум.
Методом осаждения из воздуха на питательной среде в чашках Петри нами были выращены колонии микроорганизмов: бактерий и грибов. При микроскопировании колоний бактерий в основном были выявлены бактерии рода сарцина – Sarcina.[1] Колонии Sarcina окрашены в желтый или оранжевый цвет, диаметр колоний 4-5 мм. Sarcina имеет форму кокков, клетки средних размеров (2-6 мкм), встречаются скоплениями по 4-8 клеток вместе. Sarcina – аэроб, широко распространенный в почве и воздухе, разлагает мочевину и белок.[2]
В результате проведенного исследования оказалось, что фитонцидная активность различных комнатных растений дал разный количественный рост микроорганизмов на чашках Петри. Средние данные подсчетов числа колоний приведены в таблице 1.
Название
опыта
1 опыт
2 опыт
3 опыт
1) Контрольный посев
30
10
26
2) Фитонциды пеларгонии
13
6
12
3) Фитонциды бегонии
10
13
8
4) Фитонциды хлорофитума
19
22
10
Таблица 1. Количество колоний микроорганизмов.
В условиях контроля на чашках Петри выросло значительно больше количество микроорганизмов – 10-30 колоний.
Расчет числа микроорганизмов в 1 м3 показал следующие результаты (таблица 2)
Таблица 2. Содержание микроорганизмов в воздухе шт./ 1мі
Название
опыта
Количество микроорганизмов
1) Контрольный посев
10377
2) Фитонциды пеларгонии
4874
3) Фитонциды бегонии
5031
4) Фитонциды хлорофитума
8019
Как уже отмечалось, среди выросших на питательной среде в чашках Петри колоний отмечались, как колонии бактерий, так и колонии грибов. Среди грибов преобладали колонии пеницилла и мукора.
Выводы
Фитонциды – биологически активные вещества, основным свойством которых является подавление жизнедеятельности или даже гибель многих болезнетворных микроорганизмов. Они являются природными антибиотиками, которые человек научился использовать в практических целях.
На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы: 1. Все исследованные комнатные растения ярко выраженными фитонцидными свойствами, что сказывается на микрофлоре помещений. 2. Было выявлено, что максимальной фитонцидной активностью обладает пеларгония зональная и бегония королевская.
3. В воздухе классных помещений присутствуют бактерии и микроскопические грибы.
На основании полученных данных можно сделать вывод, что все исследованные растения обладают не только декоративными, но и фитонцидными свойствами и могут быть использованы в озеленении школьных помещений с целью уменьшения уровня бактериального загрязнения, что приведет к улучшению самочувствия и работоспособности учащихся.
список использованной литературы
Аникеев В.В., Лукомская К.А.. Руководство к практическим занятиям по микробиологии.- М.: «Просвещение», 1983. С. – 127.
Васильева 3. В., Кириллова Г. А. и другие. Лабораторные работы по микробиологии. М.: Просвещение, 1979.
Вердеревкский Д. Д. Фитонциды, их биологическая роль и значение для медицины и народного хозяйства. К., 1967.
Горбачева Г. Н., Мамедова Э. Т. Комнатные растения. Энциклопедия. – М.: ЗАО «Фитон +», 2001.
Гродзинский А. М. Проблемы биосферы и фи тонциды. В кн.: Фитонциды. Киев: Наукова дум ка, 1975.
Токин Б. Л. Целебные яды растений. 3-е изд. Л.: Лениздат, 1980.
Капранова Н.Н. Комнатные растения в интерьере. Изд-во Московского университета, 1989. - С. 5 -7.
Семенин А.Ф. Всё о цветах. – Екатеринбург. У – Фактория 2003. С. 194.
Быховец С.Л. Энциклопедия комнатных растений. – Москва АСТ, Минск Харвест, 2000. - С. 113 – 119.
Васильева З.П., Кириллова Г.А., Ласкина А.С. Лабораторные работы по микробиологии. – М.: «Просвещение», 1979. – С. 17-18.
Голышенков П.П. Лекарственные растения и их использование. – Саранск. Мордовское книжное издательство, 1990. - С.29-30.
Гортинский Г.Б., Яковлев Г.П. Целебные растения в комнате. – М.: Высшая школа, 1993. – С.98-100.
Швечикова А.П., Косогова Т.М., Луценко А.И. Комнатные растения и чистота воздуха в помещении./ Биология в школе, 1992. -№1-2.- С. 66 – 67.
Творогова А.С. Микробиологический эксперимент в школе. - Саранск, Нива, 1987.
13PAGE 15
13PAGE 15
13PAGE \* MERGEFORMAT141515
Приложенные файлы
