Исследовательский проект "Влияние факторов внешней среды на рост и развитие плесневых грибов"

Проектная декада – 2016.

Районный конкурс исследовательских проектов

«Влияние факторов внешней среды на рост и развитие

плесневых грибов»

                                                                  Работу выполнила:

                                                                                                   Гилева Анастасия,

                                                                   учащаяся 6 Д класса

                                                                                    МБОУ СОШ № 2 г. Советский

                                                        Руководитель:

Шарова Василина Александровна,

  учитель биологии МБОУСОШ № 2

Советский, 2016г.

Оглавление

I. Введение ……………………………………………………………………………..3

II. Основная часть

1.1.Характеристика плесневых грибов........................................................................4

1.2. Условия появления и развития плесени………………………………………….5

III. Практическая часть

2.1. Материалы и используемые методики………………………………..................7

2.2. Результаты исследовательской работы……………………………………………8

2.3. Выявление видов плесневых грибов ………………………………………………8

VI. Выводы. Заключение ……………………………………………………………….9

VII. Список литературы…………………………………………………………………11

VIII. Приложение………………………………………………………………………..12

                                                        2

1. Введение

        В нашей жизни плесень встречается практически везде. Появлению этих грибов способствуют различные факторы среды. После того, как на уроке биологии в 5 классе я посмотрела документальный фильм «Плесень», я стала задумываться о вопросе происхождения и размножения плесневых грибов под воздействием различных факторов внешней среды, ведь плесень появляется именно под воздействием определенных условий. Рост, развитие и жизнедеятельность плесневых грибов, их паразитическая активность в значительной мере зависят от условий окружающей среды, и прежде всего от влажности, воздействия температурных режимов, влияния фитонцидов, освещенности, химических воздействий. Влияние каждого из этих факторов может меняться в зависимости от изменения других условий. Важнейшее значение при этом имеют определенное сочетание отдельных факторов и продолжительность их воздействия.

Гипотеза: Если провести сравнительную характеристику развития плесневых грибов под действием различных факторов среды: влажность, сухость, действие фитонцидов, действие химических препаратов, то можно предположить, что плесень будет разрастаться по-разному в зависимости от условий среды. В связи с этим были поставлены следующие задачи:

Задачи:

• изучить и проанализировать информацию по теме исследования
• изучить влияние сока лука и чеснока на рост и развитие плесневых грибов
• изучить влияние солнечных лучей в дневное время на рост и развитие плесневых грибов
• изучить влияния влажности на рост и развитие грибов
• изучить влияния низких температур на рост и развитие грибов
• изучить влияние химических факторов на рост и  развитие плесневых грибов.
• опытным путем определить вид плесени,  образовавшейся на объектах
• выявить сравнения влияния факторов среды на рост плесневых грибов.
• определить значение плесени на здоровье человека

Объект исследования: плесень

Предмет исследования: условия появления плесени на продуктах кусочках хлеба. 

Методы исследования: эмпирический (эксперимент), теоретические (анализ и обобщение). 

3

2. Основная часть

1. Характеристика плесневых грибов

        Рассматривая плесневые грибы в микроскоп, можно увидеть множество переплетенных между собой прозрачных нитей различного окраса с «шапочками» на верху. Это производит положительные эмоции и вызывает интерес. То, что можно увидеть в микроскоп буквально поражает и дает ощущение чего-то красивого, необычного. Но так ли это на самом деле? Само слово «плесень» ассоциируется не с красотой, а с чем то малоприятным. Заплесневелый батон или серые пятна по углам подвала вызывают брезгливость. Ещё в недавние времена «плесенью» называли ленивых людей, подразумевая, что это явление требует презрения и уничтожения.

Плесень появилась на Земле 200 миллионов лет назад. Она убивает и спасает от смерти. Ее называют "хлебом дьявола" и "плевком Бога". Она сказочно красива, но вызывает отвращение - это всё про плесень.

Плесень - это микроскопические грибы, из которых образуется налёт на поверхности органического тела, который вызывает порчу продукта. Плесневые грибы начинают прорастать и стремительно размножаться, как правило, там, где для этого есть благоприятные условия. На одной заплесневелой буханке хлеба, например, под микроскопом можно обнаружить миллиарды грибковых спор, которых с каждой минутой становится всё больше. Для появления плесени нужны такие благоприятные условия, как повышенная влажность воздуха, высокая температура (до 30 градусов) и несоблюдение элементарной чистоты.  Для размножения плесневых грибов достаточно комнатной температуры, неэффективной вентиляции помещения и условий повышенной влажности. Плесень способна поражать такие покрытия, как бетон, дерево, штукатурка, резина, пластик и многие другие. Они обнаруживаются, как в жилище человека, так и во внешней среде. Грибкам присущи признаки растений – неподвижность, верхушечный рост. Так же как и растения, плесневые грибы всасывают питательные вещества всей своей поверхностью. Плесень, так же как и животные, потребляет готовые органические вещества в виде разнообразных растений и животных останков. 

Основной способ размножения плесневых грибов – при помощи спор.

Плесень размножается невероятно быстро. В обыкновенной хлебной плесени можно различить маленькие чёрные точки - спорангии, в которых образуются споры. В одном спорангии содержится до 50.000 спор, каждая из которых способна воспроизвести сотни

4

миллионов новых спор всего за несколько дней!  Все они находятся в воздухе. А если условия благоприятные, споры гриба прорастают и образуют целые колонии.

Грибные нити (мицелий) пронизывают тело и разрушают его. Часто плесень бывает причиной гибели плодов и овощей во время их хранения; поселяясь на растительных кормах, снижает их качество. Плесневые грибы могут вызывать многие болезни растений. Некоторые из них выделяют токсины, вызывающие отравления человека и животных, другие паразитируют на наружных покровах и во внутренних органах человека и животных.

        Плесневые грибы занимают особое положение в системе органического мира, представляя особое царство. Они лишены хлорофилла и поэтому требуют для питания готовое органическое вещество. По наличию в обмене веществ  мочевины, хитина в оболочке клеток, запасного продукта – гликогена – они приближаются к животным. С другой стороны, по способу питания путем всасывания, а не заглатывания пищи, по неограниченному росту они напоминают растения. По наличию ядра в клетке грибы относятся к эукариотам, которые могут быть как одноклеточными,  так и многоклеточными. Ведущие различный образ жизни и занимающие разные среды обитания, систематические группы грибов по – разному  к ним приспосабливаются. Изменение экологических условий ведет к изменениям в жизнедеятельности грибов.

1. 2. Условия появления и развития плесени

          Условия, которые могут влиять на появление и развитие плесени могут быть различными: влияние солнечных лучей, влажность,  влияние фитонцидов (сока лука и чеснока), воздействие низких температур, воздействие химических факторов.

Влияние солнечных лучей в дневное время суток

         Большинство грибов лучше всего развивается на рассеянном свету. Мицелий грибов обычно малочувствителен к свету, но для нормального развития органов спороношения свет, как правило, необходим. Многие грибы в темноте вообще не спороносят, другие (например, некоторые трутовики) образуют уродливые, иногда стерильные плодовые тела. Есть и такие виды, которые вообще не нуждаются в освещении. Чередование освещения и затемнения обычно стимулирует процессы роста и спороношения грибов. Прямой солнечный свет, как правило, задерживает рост мицелия, а при длительном воздействии вызывает его отмирание. Не выдерживают прямых солнечных лучей и пропагативные споры многих грибов, особенно неокрашенные. Исключение составляют мучнисторосяные грибы. Склероции, покоящиеся споры и споровместилища грибов,

5

выносливые к прямому освещению, имеют, как правило, толстые, интенсивно пигментированные оболочки.

Влажность

      Наличие воды в той или иной форме — одно из главных условий жизни грибов. Отношение к этому фактору связано с принадлежностью гриба к определенной экологической группе. От влажности питательного субстрата во многом зависит возможность его заселения. Многие представители почвенной микофлоры, в цикле развития которых образуются зооспоры, лучше всего развиваются в насыщенной влагой почве. Однако для грибов, требовательных к кислороду, избыточное увлажнение почвы неблагоприятно, так как при этом резко ухудшается ее аэрация. Почти все наземные грибы требуют повышенной влажности субстрата во время роста мицелия.

Влияние фитонцидов

Фитонциды (от греч. phiton – растение и лат. caedo – убиваю) – это образуемые растениями биологически активные вещества, убивающие микроорганизмы или подавляющие их рост и развитие. Фитонциды играют важную роль в иммунитете растений. Действие фитонцидных веществ зависит от их состава и от степени зрелости колонии плесневых грибов.

Воздействие температуры окружающей среды

     Температура окружающей среды оказывает очень сильное влияние на рост, размножение и физиологическую активность грибов. При этом наряду с грибами, температурный оптимум которых лежит около 25—30°С (а иногда и выше), известно немало видов, для которых оптимальны температуры от 5 до 10°С. Есть виды, активное развитие которых происходит при температурах, близких к 0°С. Для большинства грибов оптимальны температуры в пределах от 18 до 25°С.

При оптимальной температуре процессы обмена веществ, роста и спорообразования обычно протекают наиболее интенсивно. Большое значение имеет температура среды для прорастания спор грибов. Иногда от температуры зависят не только возможность прорастания спор, но и скорость прорастания и его характер.

Если для наилучшего развития вида необходима оптимальная температура, то для выживания и сохранения его в природе нередко более важны крайние (минимальная и максимальная) температуры, которые называют кардинальными. При минимальной температуре начинаются процессы жизнедеятельности гриба, при максимальной — они резко ослабевают или почти приостанавливаются. Покоящиеся споры, склероции, плодовые тела некоторых грибов способны в течение определенного срока выдерживать

6

экстремальные температуры, при которых полностью прекращаются все жизненные

процессы. Так, многолетние плодовые тела трутовых грибов сохраняют жизнеспособность во время сильных (до —40°С) зимних морозов.

Воздействие химических факторов

К химическим факторам, влияющим на жизнедеятельность микробов, относят: химический состав питательной среды, реакцию среды, окислительно-восстановительный потенциал среды и действие ядовитых (антисептических) веществ. Эффективность действия химических веществ на плесневые грибы зависят от природы вещества, концентрации, биологических особенностей микроорганизмов, продолжительности воздействия, температуры, состава и рН среды. Из неорганических соединений сильными ядами для микробов являются: соли тяжелых металлов (свинца, меди, цинка), различные окислители (хлор, хлорная известь, йод, аммиак и др.), минеральные кислоты (борная, серная, азотная и др.), щелочи (гидроксид натрия, гидроксид калия и др.). В отношении плесневых грибов, эффективен способ воздействия этилового  спирта, как дизенфецирующего средства против размножения плесневых грибов, вызывающих порчу пищевых продуктов. 

III. Практическая часть

2.1. Материалы и используемые методики

      Для выяснения влияния условий среды на рост и развитие плесневых грибов

был заложен опыт в домашних условиях. Для опыта в 5 чешек Петри я поместила 5 одинаковых кусочков черного («Бородинского») хлеба и закрыла их крышками.

Все чашки Петри были помещены в различные условия внешней среды на 5 дней:

№ 1: Воздействие солнечного света (объект был помещен на подоконник к освещенной части улицы, где солнечные лучи прямо попадали и температура была повышенной)

№2: Воздействие влажности(В чашку Петри поместили немного воды и поставили на полку в комнате, плесень росла при комнатной температуре в обычных условиях)

№3: Изучение влияния сока лука и чеснока на рост и развитие плесневых грибов(в чашку был помещен чеснок и перышко лука)

№4: Воздействие температуры (объект был помещен в холодильник при температуре -5)

№5: Изучение влияния химических факторов (в 6 чашку Петри был прилит медицинский спирт)  

        В течение пяти  дней, я наблюдала за ростом и развитием плесневых грибов под различными воздействиями окружающей среды.  

7

2.2. Результаты исследовательской работы

        Появление плесени я наблюдала на третий день после закладки опыта во второй и третьей чашке Петри. Во второй чашке грибница развивалась значительно быстрее, чем в третьей. В первой, четвертой и пятой прорастание грибницы не наблюдалось. На третий день начали образовываться споры, которые созревая, приобретали черную окраску. В чашке, стоящей в холодильнике плесень не образовалась. В чашке, с добавлением спирта, плесень начала образовываться только на 4 день после закладки опыта. На пятый день, в чашке, стоящей в холоде, никаких изменений не произошло, так же плесени не образовалось в чашке, стоящей на подоконнике при солнечном свете. В  чашке с чесноком и луком и чеснок и хлеб покрылись плесенью. В чашке со спиртом и появился мицелий а в чашке с обильным количеством влаги, хлеб  полностью покрылся плесенью. (Приложение 1). Результаты  исследования были описаны в таблице.  (Приложение 2)

2.3. Выявление видов плесневых грибов

        Для того, чтобы определить какой вид плесени образовался на предметах исследования, необходимо было сделать сравнительную характеристику видов плесени и опытным путем определить какой из видов плесени образовался в результате исследования.

        Среди плесневых грибов наиболее известны и чаще всего встречаются в наших домах гриб мукор и гриб пеницилл. Они очень малы и их удается рассмотреть только под микроскопом.  Весьма распространенная белая или головчатая плесень (мукор). Мукор развивается в виде белого пушка на овощах, ягодах, плодах, вызывая их порчу. На концах нитей, составляющих пушок, через некоторое время образуются черные головки – спорангии. В микроскоп видно, что грибница у головчатой плесени разветвляется, со столбиками, имеющими наверху круглую головку, в которой свыше 10 тысяч спор.
      Другая распространенная плесень пенициллиум имеет грибницу с перегородками. Концы нитей грибницы образуют веточки в виде кисточек, состоящих из круглых клеточек - спор. Пенициллиум выделяет вещества, убивающие бактерии. Они называются пенициллином. Впрыскивание пенициллина в кровь спасает больных от заражений крови, воспаления мозга и легких. В настоящее время научились выращивать пенициллиум искусственным способом. Плесень питается неживыми органическими веществами. 
Асперги́лл — род высших плесневых грибов, которые могут вызывать заболевания человека и животных (аспергиллёзы). Аэробные микроорганизмы, хорошо растут на различных субстратах. В переводе с латинского аспергилл означает «косматая голова».

8

Споры у этого микроскопического гриба вырастают на поверхности крупных шаровидных клеток и под микроскопом напоминают непричесанные головки. Образуют плоские пушистые колонии, вначале белого цвета, а затем, в зависимости от вида, они принимают разную окраску, связанную с метаболитами гриба и спороношением. Мицелий гриба очень сильный, с характерными для высших грибов перегородками.

Для определения вида плесени на предметах исследования, был использован световой микроскоп. Все кусочки хлеба, на которых плесень разрослась, я исследовала под микроскопом. (Приложение 3).

        По результатам исследования, я обнаружила, что на тех кусочках хлеба, где разрослась плесень (опыт № 2, опыт № 3),  это плесневый гриб – мукор. Это было выявлено по внутреннему строению (разросшиеся гифы) и формы спорангиев.        

Активность процессов жизнедеятельности у мукоровых грибов определяется силой воздействия факторов внешней среды: наличием кислорода, температурными воздействиями, химическим составом среды обитания. (Приложение 3)

VI. Выводы. Заключение

          На основании проведенных опытов можно сделать следующие выводы:

Благоприятными для прорастания грибницы мукора являются: влажная питательная среда и влияние фитонцидов (чеснок и лук). В  этих условиях мицелий грибов появляется и развивается  быстро. Низкие температуры и  нехарактерные для клеток вещества – спирт  - нарушают процессы жизнедеятельности живых клеток плесневых грибов, способствуют их гибели. Продукты питания, которые часто являются источником органических веществ для плесневых грибов, необходимо хранить в условиях, непригодных для этих организмов (в  пониженном  температурном режиме).

Выполняя данную работу, мною было исследовано много литературы, содержащей информацию по данной теме. Изучение литературных источников позволило более полно изучить плесневые грибы и экспериментально выяснить условия, способствующие возникновению плесени. 
     В ходе выполнения экспериментальной части работы было доказано, что скорость возникновения плесени зависит от факторов окружающей среды: влажности, низкой температуры влияния химических воздействий, находящихся рядом (фитонцидов), солнечного света.

9

По возможному использованию результатов своего исследования могу сделать

следующие рекомендации: 
1. Довести до сведения учеников своего класса. 
2. Необходимо использовать различные способы защиты продуктов от плесени. В домашних условиях - хранить продукты в холодильнике и сушить из хлеба сухари. 
3. А для сохранения урожая от плесени в хранилищах необходимо устранять условия, которые способствуют ее развитию, т.е. следить за влажностью и температурой воздуха. 
      В ходе работы я узнал многое о царстве грибов и хотела бы продолжить работу. В разных информационных источниках много различных фактов, хотелось бы найти им практическое подтверждение и попробовать разгадать хотя бы некоторые загадки грибного царства. 

10

Список литературы

1. Журнал "Наука и жизнь", №10, 2009 год, Статья «Многоликая плесень»
2. Я познаю мир. Детская энциклопедия, Москва, «АСТ», 1996 год
3.  Иллюстрированный энциклопедический словарь/Сост. А.П. Горкин. – М.:  
4. Изд-во Эксмо; Большая Российская энциклопедия, 2003.
5. Большая школьная энциклопедия, Изд-во Махаон, 2001
6.  7. «Биологический эксперимент в школе». М., «Просвещение», 1990 
7.  Агафонов И.Б., Захарова Е. Т., Сивоглазов В. И. «Общая    биология».М. «Дрофа» 2005 
8.  Грибы. Под редакцией Горленко М.В. М., Просвещение 1976 г. 
9.  Дымшиц Г. М., Шумный В. К. «Общая биология». М., «Просвещение». 2004г. 
10.  http://ru.wikipedia.org/wiki/Penicillium_camemberti 
11.  http://ru.wikipedia.org/wiki/%CC%F3%EA%EE%F0 
12. http://ru.wikipedia.org/wiki/%C0%F1%EF%E5%F0%E3%E8%EB%EB 
13.  http://www.gardenia.ru/ 

11

Приложение 1

Опыт№1: Влияние солнечных

лучей на рост и развитие и плесени

Опыт №2: Изучение влияние

влажности на рост и развитие плесени

Опыт №3: Изучение влияния

 сока лука и чеснока на рост и  развитие плесени

Опыт №4: Изучение влияния низких

температур на рост и развитие плесени  

Опыт №5: Изучение влияния химических

 факторов (воздействие спирта)

Приложение 2

Приложение 3 

Изготовление препарата плесени для изучения под микроскопом

Изучение вида плесневых грибов под микроскопом

                                                                                  Результат увиденного -

                                                                                  плесневый гриб мукор

Аннотация

Название проекта:

«Влияние факторов внешней среды на рост и развитие плесневых грибов»

Предметная область: биология

Участники: 6 класс (1 человек)

Время реализации проекта: 1 неделя

Вид проекта: поисково-исследовательский, индивидуальный

Результат проекта: Опытно- экспериментальные показатели разрастания плесени под действием различных факторов среды.

Краткое описание проекта: Проект реализуется в предметных областях биологии в 5-6 классах. Проект несет индивидуально-поисковый характер и направлен на исследование плесневых грибков на продуктах питания под воздействием различных факторов среды.

Проект направлен на развитие:

• Практических знаний умений и навыков обучающихся
• Умение работать с различными источниками информации
• Проводить сравнительную характеристику
• Умение обобщать и делать выводы

Результаты работы позволяют ответить на вопросы, что представляет собой плесневые грибы и с помощью каких условий можно выявить разрастание плесени в жилом помещении и на продуктах. Подтвердить или опровергнуть выдвигаемые гипотезы.

Информационные  технологии:интернет-источники, дополнительная литература.

Авторы проекта:Гилева Анастасия, ученица 6 д класса МБОУ СОШ №2

Руководитель проекта:Шарова Василина Александровна, учитель биологии

МБОУ СОШ№2 г. Советский, ХМАО-Югра