Ни для кого не секрет, что организм человека не существует один. Есть множество помощников, которые постоянно делают за него огромную работу. За это человеческий организм кормит их, дает «жилье».
Наши постоянные спутники - бактерии, грибы, вирусы. Кто-то из них помогает больше, кто-то меньше, а кто-то и вовсе приспособился только паразитировать. Симбиоз означает совместное сожительство организмов. Например, бактерии заселяют наш кишечник, кожу и так далее.
Условно современная наука выделяет несколько типов микроорганизмов, населяющих наш организм.
Что такое бифидобактерии? Насколько это полезная микрофлора, создающая условия для нормального функционирования организма?
Какие факторы приводят к снижению полезной флоры и к нарушению жизненно важных функций организма?
Можно ли в условиях лаборатории вырастить бифидобактерии и в каких средах это возможно?
Вложение | Размер |
---|---|
bifidobakterii.rar | 982.75 КБ |
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
Городского округа Балашиха
«Средняя общеобразовательная школа № 12»
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
«Физиологическое действие
бифидобактерий и выращивание их в лабораторных условиях»
Автор проекта: ученик 8 «К» класса
Хохлов Валерий
Руководитель проекта: учитель химии
Гревцева З.И.
Балашиха, 2018
Содержание
1. Введение. Обоснование актуальности темы_________________ стр. 3
2. Цели и задачи исследования _____________________________ стр. 4
3. Бифидобактерии и их значение для человека ____ ___________ стр. 4
4. Выявление актуальности проблемы для человека __________ стр. 4
5. Классификация и строение клетки бифидобактерии__________ стр. 8
6. Экспериментальная часть работы__________________________ стр.9
7. Анализ экспериментальной части проекта __________________ стр. 14
8. Заключение и выводы исследовательской работы ____________ стр.14
9. Библиографический список ______________________________ стр. 15
1.Введение
Обоснование актуальности темы
Ни для кого не секрет, что организм человека не существует один. Есть множество помощников, которые постоянно делают за него огромную работу. За это человеческий организм кормит их, дает «жилье».
Наши постоянные спутники - бактерии, грибы, вирусы. Кто-то из них помогает больше, кто-то меньше, а кто-то и вовсе приспособился только паразитировать. Симбиоз означает совместное сожительство организмов. Например, бактерии заселяют наш кишечник, кожу и так далее.
Условно современная наука выделяет несколько типов микроорганизмов, населяющих наш организм.
Что такое бифидобактерии? Насколько это полезная микрофлора, создающая условия для нормального функционирования организма?
Какие факторы приводят к снижению полезной флоры и к нарушению жизненно важных функций организма?
Можно ли в условиях лаборатории вырастить бифидобактерии и в каких средах это возможно?
Цели и задачи исследования
Объектом исследования нами были выбраны облигатные микроорганизмы Рода Bifidobacterium, вид — Bifidobacterium bifidum №1, предоставленные фармакологическим предприятием по фасовке этих бактерий для поставки в сети аптек и Bifidobacterium bifidum, смешанные с лактозой, купленные в аптеке в порошке препарата «Бифидумбактерин».
При благоприятных условиях деление клеток у многих бактерий происходит через каждые 20-30 минут. При таком быстром размножении потомство одной бактерии за 5 суток способно образовать массу, которой можно заполнить все моря и океаны. Простой подсчёт показывает, что за сутки может образоваться 72*10 в восемнадцатой степени поколения (720 000 000 000 000 000 000 клеток). Если перевести в вес - 4720 тонн.
Однако, в производстве для фармопромышленности Bifidobacterium bifidum выращиваются небольшими объёмами для продаж в аптеках.
Производственной задачей остается повышение концентрации выращиваемых бифидобактерий, а также упрощение технологии его производства.
Целью нашего исследования:
Бифидобактерии и их значение для человека
Трудно найти место на Земле, где не было бы бактерий. Они встречаются в самых разнообразных местах: в атмосфере и на дне океанов, в быстротекущих реках и в вечной мерзлоте, в парном молоке и в ядерных реакторах; однако особенно много их в почве. В верхнем слое почвы содержатся миллионы бактерий на 1 г, то есть примерно 2 тонны на гектар. Среди бактерий много форм, которые паразитируют на человеке, растениях и животных.
Бифидобактерии — одни из главных представителей нормальной микрофлоры человека. Род Bifidobacterium насчитывает свыше 20 видов. Типовой вид — Bifidobacterium bifidum. Основное место обитания бифидобактерий — тонкая и толстая кишка.
История изучения
Впервые бактерий увидел в оптический микроскоп и описал в 1676 году голландский натуралист Антони ван Левенгук. Как и всех микроскопических существ, он назвал их «анималькули».
Название «бактерии» ввёл в употребление в 1828 году Христиан Эренберг.
В 1850-х годах Луи Пастер положил начало изучению физиологии и метаболизма бактерий, а также открыл их болезнетворные свойства. Дальнейшее развитие медицинская микробиология получила в трудах Роберта Коха, которым были сформулированы общие принципы определения возбудителя болезни (постулаты Коха). В 1905 году он был удостоен Нобелевской премии за исследования туберкулёза.
Выявление актуальности проблемы для человека
По данным Российской Академии Медицинских Наук, почти 90% населения России в той или иной степени страдает дисбактериозами. Существует несколько групп причин, приводящих к дисбактериозам:
различные соматические инфекционные заболевания; прием антибиотиков; химио-, гормоно- и лучевая терапия; стрессовые ситуации; большие физические нагрузки и переутомление; неблагоприятная экологическая обстановка; социальные факторы (недоедание, недостаток витаминов, несбалансированное питание), переедание (употребление за один прием больших объемов пищи, вызывающее растяжение стенок желудка и нарушение ферментации пищевой смеси); алкоголизм; сезонные факторы (осенний и весенний); возраст.
Для современных российских условий характерен полный набор вышеперечисленных причин, вызывающий острые и хронические дисбактериозы.
Дисбактериоз представляет собой нарушение равновесия между количеством и качеством «полезной» и «болезнетворной» вредной микрофлоры. Причин, вызывающих такое состояние, множество. Обычно к выраженному заболеванию с появлением симптомов, беспокоящих пациентов, приводят условия, сочетающие нескольких факторов. Из факторов внешней среды резко выделяется экология. Это воздух с вредными выбросами от заводов и фабрик, тяжелые металлы в продуктах питания, радиация и многое другое.
К внешним условиям, в частности, можно отнести производственные вредности и условия проживания.
Кратковременное изменение флоры может остаться незамеченным, однако при длительном или значительном понижении колоний бифидобактерий приведет к негативным проявлениям.
Немаловажную роль играет действие антибиотиков. С одной стороны, антибиотикотерапия позволяет достичь хорошего результата - убить агрессивную болезнетворную микрофлору. С другой - они вызывают подавление «полезной флоры».
Нарушение пищеварительных процессов при дисбактериозе приводит к нарушению обмена веществ - жирового, углеводного, белкового, водно-солевого, обмена витаминов. К признакам нарушения обмена относят потерю веса, недостаток выделения желчных кислот, дефицит жирорастворимых витаминов (сухость кожи, ухудшение зрения).
Значит, люди, стремящиеся к сбросу жировых отложений, могут терпеть неудачи в этом деле просто за счет дисбактериоза, нарушающего жировой обмен. При дисбиозе происходит активное снижение усвоения кальция, что приводит к остеопорозу (ломкость костей, онемение пальцев рук и ног, судороги). Как видно, проявления дисбактериозов весьма разнообразны: от бессимптомного течения до четко очерченных тяжело протекающих клинических форм.
Лечение дисбактериозов - непростая задача. Однако восстановление нормального баланса в экосистеме "человек - окружающая среда" и коррекция микрофлоры специальными бифидосодержащими продуктами способно привести к значительному улучшению состояния здоровья при целом ряде заболеваний, плохо поддающихся общепринятой терапии.
Массовое выявление дисбактериоза в крупных индустриально развитых странах мира и, в особенности, в России, заставило человечество начать поиск надежного арсенала средств восстановительной бактериальной терапии. Учитывая, что бифидобактерии составляют основную часть микрофлоры кишечника, способом коррекции их дефицита стала терапия бифидосодержащими лекарственными препаратами - эубиотиками, а также бифидосодержащими пищевыми продуктами и напитками, которые относятся к категории так называемого функционального питания.
Классификация и строение клетки бифидобактерии
Bifidobacterium bifidum № 1 относится к роду Bifidobacterium. Бактерии рода Bifidobakterium согласно "Определителя бактерий Берджи" (1997) отнесены к семейству Actinomycetaceae 20 части класса Thallobacteria отдела Firmicutes царства Procaryotae.
По морфологическим признакам клетки бифидобактерий рода Bifidobaсterium представляют собой неспорообразующие, грамположительные бактерии палочки, размером 0,5-1,3 × 1,5-8 мкм. Форма клеток варьирует от прямых палочек в форм в виде ком, с булавовидными утолщениями на конце, иногда ветвящиеся (В-, Т-форм), зернистые; в чистых культурах они более полиморфны.
Размещение клеток одинарное, парами, иногда цепочками или розетками. Иногда встречаются раздутые клетки коковидной формы. Анаэробы. Некоторые виды могут расти в атмосфере воздуха, обогащенный 10% СО2.
Бактерии – это примитивные одноклеточные организмы, в цитоплазме которых нет оформленного ядра. Ядерное вещество распределено по всей цитоплазме.
Экспериментальная часть работы
Объектом исследования нами были взяты:
Выращивание Bifidobacterium bifidum в физиологической растворе с разными показателями pH
а) в нейтральной среде;
б) в кислой среде;
в) в щелочной среде.
Физиологический раствор – это водный раствор, свойственный плазме крови. Простейшим раствором такого типа является 0,9%-й водный раствор хлорида натрия (NaCl). Нами физиологический раствор был приобретён в аптеке.
Для создания кислой среды с pH = 6,0 была добавлена уксусная кислота (количество кислоты определялось по изменению окраски индикаторной бумаги).
Для создания нейтральной среды с pH = 7,4 была добавлена пищевая сода. Её количество также определялось аналогичным способом. Подобная среда является свойственной pH толстого кишечника человека.
Выращивание бифидобактерий проводили (по причине отсутствия сушильного шкафа) в установке для подогрева детского питания.
Результаты данной части эксперимента:
Наблюдения проводились визуально. Количественного подсчета не ставилась задача. Рост на жидких питательных средах наблюдается в виде равномерного помутнения или выпадения гомогенного или, реже, зернистого осадка. Образование пленки не характерно.
Вывод: Для роста и размножения бактерий Bifidobacterium bifidum необходима щелочная среда.
Выращивание Bifidobacterium bifidum на желатине
Желатин разводили физиологическим раствором по инструкции, после набухания кипятили и разливали в бюксы с притёртыми крышками.
Затем с помощью стерильной палочки вносили Bifidobacterium bifidum чистой культуры и из аптечного порошка.
Результаты данной части эксперимента:
Бифидобактерии проросли очень плохо в 2-х бюксах и не проросли совсем а 1-ом бюксе.
Вывод: Для роста бактерий Bifidobacterium bifidum необходимо питательная среда
Выращивание Bifidobacterium bifidum на питательных средах
Питательная среда для культивирования бифидобактерий в промышленности является Среда Блаурокка, которая состоит из многих компонентов, таких как: печеночный бульон, пептон ферментативный, лактоза, цистеина гидрохлорид, натрия хлорид, агар.
Нами был приготовлен подобный раствор, состоящий из желатина, говяжего бульона с добавлением поваренной соли и глюкозы.
Препарат, в количестве необходимом для приготовления конкретной смеси питательной среды, тщательно размешивали в 100 мл воды дистиллированной, кипятили в течение 1 мин, периодически перемешивая, до полного расплавления желатина, фильтровали и разливали по 9,0 мл в стерильные чашки Петри, заселяли бактериями аналогичным способом и ставили для прорастания и размножения бифидобактерий на батарею на 3-ое суток в перевернутом виде для удаления конденсата.
Готовая питательная среда была желтовато-коричневого цвета, рН 7,4.
Через некоторое время появлялись пятна на том месте, где были сделаны уколы стеклянной палочкой с бактериями. Потомство получилось из однородных бактерий, состоящее из однородных клеток и свободное от посторонних организмов.
Результаты данной части эксперимента:
Колонии типа «комет», «гвоздиков», «тяжей», «шариков» различной степени четкости, расположенные по всему объему столбику среды и с прозрачной зоной в верхней его части. Размещение клеток одинарное, парами, иногда цепочками или розетками. Иногда встречаются раздутые клетки коковиднои формы.
Вывод: На плотных питательных средах Bifidobaсterium bifidum образуют колонии, небольшого размера диаметром 2-5 мм, с ровным краем, выпуклые, плоские, блестящие, непрозрачные, белого или светло серого цвета. Таким путем можно разводить бактерии, а также сосчитать количество пятен, то есть число колоний бактерий.
Заключение и выводы исследовательской работы
Библиографический список:
Заповеди детства и юности
Растрёпанный воробей
Космический телескоп Хаббл изучает загадочную "тень летучей мыши"
Рисуем ананас акварелью
Лягушка-путешественница