В данной работе раскрывается вопрос воздействия антибиотиков на полевые культуры.
Вложение | Размер |
---|---|
issledovanie_vozdeystviya_antibiotikov.docx | 34.35 КБ |
Областной эколого-биологический конкурс учащихся и педагогов
«Юные исследователи природы – родному краю»
Оценка воздействия антибиотиков
на полевые культуры.
Автор:
Науменко Юлия,
ученица 7 «Б» класса,
Муниципальное казенное
общеобразовательное учреждение
Калачеевская средняя
общеобразовательная школа №1
Руководители:
Шевцова Светлана Тихоновна, учитель биологии,
Шевырева Ольга Дмитриевна, учитель химии.
Калач - 2016
Содержание
1. Введение ................................................................................................3
2. Оценка воздействия антибиотиков на живые организмы..................5
2.1. История открытия и получения антибиотиков.....................5
2.2. Классификация антибиотиков ...............................................6
2.3. Производство антибиотиков...................................................7
2.4. Действие антибиотиков на организм .....................................8
2.5. Применение антибиотиков .....................................................9
2.6. Результаты социологического опроса учащихся...................9
2.7. Беседа с сотрудниками Управления сельского хозяйства....10
2.8. Методика и результаты исследования....................................12
2.9. Общие выводы...........................................................................13
3. Заключение……………………………………….................................14
4. Список использованной литературы ………………...........................15
5. Приложение………………….................................................................16
Введение
Современную жизнь невозможно представить без антибиотиков. Сегодня они применяются повсеместно: в сельском хозяйстве, бытовой химии, пищевой промышленности, медицине и т.д. Чем же все-таки объясняется столь усиленное внимание, уделяемое антибиотикам?
Безусловно, наиболее важной, хотя и не единственной причиной является их практическая ценность. Хорошо известно, что использование в медицине пенициллинов, стрептомицина, хлорамфеникола, эритромицина, неомицина, нистатина, тетрациклиновых и других антибиотиков вызвало подлинный переворот в терапии ряда заболеваний, ранее не поддававшихся радикальному лечению. Применение антибиотиков привело к практически полной ликвидации смертности при таких, например, тяжелых заболеваниях, как крупозная пневмония, генерализованный сепсис, различные формы менингита и др. Несравненно менее опасными стали чума, холера, туберкулез, дизентерия, брюшной и сыпной тиф и многие другие болезни, бывшие ранее бичами человечества. В ряде случаев своевременное применение антибиотиков очень упрощает лечение, нередко позволяя обойтись без длительной госпитализации; легче стало бороться с заболеваниями в полевых условиях, в сельской местности и т. д. Можно отметить, что за последние несколько десятилетий средняя продолжительность жизни человека увеличилась на 10—15 лет, и в этом немалую роль сыграло применение антибиотиков.
Практическая ценность антибиотиков отнюдь не исчерпывается их применением в медицине. Можно даже сказать, что в последние годы немедицинское использование антибиотиков становится если не более важным, то во всяком случае более массовым.
Несомненно, их использование значительно облегчило жизнь человеку, но так ли безопасно их бесконтрольное применение? Задумались над этим вопросом и решили провести исследование для выявления последствий применения антибиотиков.
Гипотеза: использование антибиотиков приведёт к увеличению всхожести семян различных растений.
Цель работы: выявление и анализ результата воздействия антибиотиков на всхожесть семян различных растений.
Задачи работы:
• изучить литературу по данной теме;
• провести социологический опрос среди учащихся школы о применении ими антибиотиков для лечения;
• побеседовать с работниками Управления сельского хозяйства Калачеевского района об использовании антибиотиков;
• исследовать действие антибиотиков на рост растений;
• проанализировать результаты, сделать выводы.
Объект исследования: антибиотики.
Предмет исследования: воздействие антибиотиков на живой организм.
Опытные образцы: рожь, горох, традесканция фиолетовая (пурпурная) (Tradescantia Pallida, Purpurea).
Методы исследования: статистический опрос и обработка данных; эксперимент и мониторинговые наблюдения, фотоописание.
2. Оценка воздействия антибиотиков на живые организмы.
2.1. История открытия и получения антибиотиков.
В 1942 г. З. Ваксман впервые ввел термин "антибиотик". Что же такое антибиотики и какого их значение? Для ответа на поставленный вопрос обратились к научным источникам. Как оказалось, антибиотики - химические вещества, вырабатываемые микроорганизмами, способные тормозить рост и вызывать гибель бактерий и других микробов. Противомикробное действие их имеет избирательный характер: на одни организмы они действуют сильнее, на другие – слабее или вообще не действуют[1].
Избирательно и воздействие антибиотиков на животные клетки. Вследствие чего химические вещества различаются по степени токсичности и влиянию на кровь и другие биологические жидкости. Некоторые антибиотики представляют значительный интерес для химиотерапии, поскольку применяются для лечения различных микробных инфекций у человека и животных.
Одним из первых пионеров науки стал Луи Пастер. В 1877 году он и его сотрудник обнаружили, что рост болезнетворной бактерии можно остановить, если запустить к ней другую бактерию. Они показали, что огромные количество бацилл сибирской язвы не причинят никакого вреда животным, если их давать вместе с бактериями сапрофитами. Исследования, проведенные другими учеными в последующие годы, окончательно подтвердили вердикт: материалы на основе бактерий могут убивать болезнетворные микроорганизмы.
В 1928 году Александр Флеминг сделал один из самых значительных вкладов в области антибиотиков. Проведение им различных экспериментов привело к разработке антибиотика новой эры – пенициллина, который был получен из плесневого гриба[2]. Двумя годами позже в 1932 году была напечатана инструкция, как лечить инфицированные раны при помощи пенициллина. Но, все же, невзирая, на эффективность первых результатов с пенициллином, на него пока нельзя было надеяться, и понадобились новые разработки в этой сфере. Улучшения не заставили себя ждать, и в сороковых годах Говард Флори (Howard Florey) и его соратники представили новый более плодовитый штамм пенициллиновых бактерий, который позволил заняться промышленным производством антибиотика.
К моменту получения пенициллина в очищенном виде было известно еще пять антибиотических средств (микофеноловая кислота, пиоцианаза, актиномицетин, мицетин и тиротрицин). В последующем число антибиотиков быстро росло и к настоящему времени их описано почти 7000 (образуемых лишь микроорганизмами); при этом только около 160 используется в медицинской практике.
Совершенствовался и процесс получения антибиотиков. В настоящее время их получают не только биологическим способом, но и методом производства полусинтетических препаратов и синтеза химических соединений — аналогов природных антибиотиков[3].
2.2. Классификация антибиотиков.
Огромное разнообразие антибиотиков и видов их воздействия на организм человека явилось причиной классифицирования и разделения антибиотиков на группы:
I. по характеру воздействия на бактериальную клетку на три группы:
• Бактериостатические (бактерии живы, но не в состоянии размножаться).
• Бактерициды (бактерии умертвляются, но физически продолжают присутствовать в среде).
• Бактериолитические (бактерии умертвляются, и бактериальные клеточные стенки разрушаются).
II. по химической структуре, которую широко используют в медицинской среде, на пять групп:
• Макролиды - антибиотики со сложной циклической структурой. Действие – бактериостатическое.
• Тетрациклины - используются для лечения инфекций дыхательных и мочевыводящих путей, лечения тяжелых инфекций типа сибирской язвы, туляремии, бруцеллёза. Действие – бактериостатическое.
• Аминогликозиды - обладают высокой токсичностью. Используются для лечения тяжелых инфекций типа заражения крови или перитонитов.
• Левомицетины - использование ограничено по причине повышенной опасности серьезных осложнений - поражении костного мозга, вырабатывающего клетки крови. Действие – бактерицидное.
• Противогрибковые - разрушают мембрану клеток грибков и вызывают их гибель. Действие - бактериолитическое. Постепенно вытесняются высокоэффективными синтетическими противогрибковыми препаратами[4].
2.3. Производство антибиотиков.
Как же происходит производство антибиотиков? Познакомимся более подробно на процессе производства антибиотика террамицин. Для его производства в колбе проращивают споры тщательно отобранных, высокопродуктивных штаммов плесневых грибков. Поскольку количество выращенной в колбе плесени невелико, ее продолжают выращивать в большей емкости – малом ферментере. Тем временем большой ферментер заполняют стерильной питательной средой, содержащей в нужном соотношении необходимые для роста плесени вещества. Поскольку плесень для своего роста нуждается в кислороде, через ферментер пропускают стерильный воздух. Затем содержимое малого ферментера переносят в производственный ферментер. Чтобы избежать загрязнения микробами, которые могут снизить выход антибиотика, добавки предварительно стерилизуют. Когда выход антибиотика достигает максимума, содержимое ферментера поступает на вращающийся фильтр, где плесень отфильтровывается. Фильтрат, содержащий террамицин, поступает в емкость, куда добавляют химические реагенты, осаждающие антибиотик. Затем смесь под давлением фильтруют, отделяя частично очищенный осажденный антибиотик от примесей, остающихся в растворе. Очищенный кристаллический антибиотик центрифугируют и высушивают.
Вот такой удивительно интересный путь производства антибиотика террамицина!
Антибиотики влияют лишь на процессы, протекающие в клетках патогенного микроорганизма. Эти лекарства имеют строгую классификацию в зависимости от влияния, оказываемого на жизнедеятельность. Некоторые из антибиотиков. Например, такие препараты, как цефалоспорины, пеницелиновый ряд призваны подавить синтез внешней мембраны клетки бактерии, попросту отсутствующей в организме человека. Другая группа - это антибиотики тетрациклинового ряда, аминогликозидов и макролидов практически полностью прекращают полноценный синтез белка внутри клеток бактерий.
Помимо того препараты делятся не только по своему принципу воздействия на микроорганизмы, но и по противобактериальной активности: широкого спектра действия (активные по отношению к различным бактериям) и узконаправленностью - действуют лишь на определенные группы болезнетворных организмов.
Антибиотики не могут оказать никакого влияния на вирусы, так как эти организмы имеют совершенно другое строение, нежели бактерии и функционируют также по-другому.
Антибиотики часто используются при разных инфекциях дыхательных путей, однако это не всегда оправдано, ведь в среднем каждый ребенок переносит около шести подобных болезней в год. Они не могут вылечить насморк и кашель, они всего лишь уничтожают возбудителей болезни[5]. Для того чтобы антибиотики давали терапевтический эффект, необходимо соблюдать определенные правила:
Итак, антибиотики произвели революцию в лечебной практике. используются для предотвращения и лечения воспалительных процессов, вызванных бактериальной микрофлорой. Среди многочисленных антибиотиков, широко применяемых в качестве химиотерапевтических средств, в наибольших количествах используются пенициллины, цефалоспорины, стрептомицин и другие аминогликозиды, хлорамфеникол, тетрациклины и эритромицин. Кроме того, важное значение имеют бацитрацин, полимиксин, неомицин, нистатин и гризеофульвинне.
С целью выявления частоты применения антибиотиков различного спектра действия, решили провести опрос у учащихся школы. Ребятам были заданы следующие вопросы:
1. В ваших семьях принято использовать антибиотики при заболеваниях?
2. Какие антибиотики вы применяете?
3. Всегда ли приём антибиотиков был назначен врачом?
4. Считаете ли вы, что использование антибиотиков всегда приносит пользу?
5. На ваш взгляд, можно ли отказаться от приёма антибиотиков?
В анкетировании приняли участие учащиеся параллелей 5-9-х классов, всего 100 человек. По итогам социологического опроса выяснили, что 88% семей учащихся применяют антибиотики, но 12% принципиально их не используют. Среди самых популярных можно выделить Ампициллин (15%), Пенициллин (9%), Левомицетин (8%), Цефалексин (5%), Цефотаксим (7%), Тетрациклин (4%) (Приложение 1). 44% респондентов применяют антибиотики без назначения врача, занимаясь самолечением. В пользе антибиотиков уверены 28% учащихся, сомневаются 72% опрошенных (Приложение 2). Отказаться от приёма антибиотиков готовы 55% анкетируемых (Приложение 3). Социологический опрос показал, что довольно много семей учащихся используют антибиотики при лечении заболеваний даже не советуясь с врачом, тем самым подвергая своё здоровье опасности.
2.7. Беседа с сотрудниками Управления сельского хозяйства
Сегодня не только в медицинских учреждениях используют широко антибиотики, но и в сельском хозяйстве – растениеводстве и животноводстве. С целью выяснения применения антибиотиков в сельском хозяйстве и частоты применения их в хозяйствах разного ранга на территории Калачеевского района встретились с сотрудником Управления сельского хозяйства Алещенко Эдуардом Михайловичем. Ему были заданы вопросы:
1. Применяются ли антибиотики в растениеводстве и животноводстве в нашем районе?
2. Какова доля хозяйств, использующих антибиотики?
3. Есть ли контроль со стороны вашего управления за качеством продукции, выращенной с применением антибиотиков?
4. По вашему мнению, оправдано ли их применение?
5. Можно ли на современном этапе отказаться от использования антибиотиков в сельском хозяйстве?
Проанализировав ответы на поставленные вопросы, мы выяснили что на территории Калачеевского района в сельских хозяйствах антибиотики широко применяются только в ветеринарной практике.
В растениеводстве же использование антибиотиков заключается в применении пестицидов, химических средств, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений, а также с различными паразитами, вредителями зерна и зернопродуктов, древесины. Пестициды относятся к ингибиторам (отравителям) ферментов (биологических катализаторов). Под действием пестицидов часть биологических реакций перестаёт протекать, и это позволяет бороться с болезнями (антибиотики), дольше хранить пищу (консерванты), уничтожать насекомых (инсектициды), уничтожать сорняки (гербициды).
Некоторые фермеры добавляют антибиотики в корм для ускорения роста домашней птицы, свиней и коров. Эта практика вызывает определенные возражения, потому что многие ученые считают, что она способствует распространению болезнетворных микроорганизмов, резистентных к действию антибиотиков, и тем самым угрожает здоровью человека.
Применение антибиотиков в ветеринарии оправдано и на данном этапе от них отказаться нельзя. Но контроль со стороны управления за качеством продукции, выращенной с применением антибиотиков, должен быть жестким.
2.8. Методика и результаты исследования.
Для опыта было взято 9 пластиковых стаканчиков, 30 семян ржи, 9 семян гороха и три черенка традесканции. В питательный грунт посадили по 10 семян ржи, по 3 горошины и по одному черенку растения (Приложение 3). Стаканчики пронумеровали, номерки при помощи липкой ленты приклеили к боковой стенке стаканчиков. Опытные образцы поливали по определённой схеме два раза в неделю:
№1 - водопроводной водой;
№2 - раствором антибиотиков с просроченным сроком годности;
№3 - раствором антибиотиков с не истёкшим сроком годности.
Наблюдения велись в течение одного месяца. Результаты мониторинга заносились в календарь наблюдений.
В результате исследований были получены следующие данные:
• из 10 зерен ржи при поливе раствором антибиотика – пенициллина 8 проросли, при поливе водой – 5, а просроченным пенициллином – 6 зерен (Приложение 4,5);
• из 3 семян гороха при поливе раствором антибиотика – пенициллина 3 проросли, при поливе водой – 3, а просроченным пенициллином – 2 зерна (Приложение 6);
• черенки традесканции быстрее развивались при поливе раствором антибиотика, а признаки увядания появились у образцов, обрабатываемых антибиотиками с истёкшим сроком годности (Приложение 7,8).
Полученные результаты измерений обработали математически и вычислили средний размер растений ржи и гороха по формуле:
L ср. = L1 + L2 + L3 + L4 +.../ количество растений, где L - высота растения.
Результаты занесли в таблицу (Приложение 9).
2.9. Общие выводы.
1. В определённой концентрации антибиотики способны увеличивать всхожесть семян, ускорять развитие растения, стимулировать корнеобразование. Проникая в растение через корни и листья, распространяюсь по тканям, они значительно повышают устойчивость растений к грибным и бактериальным болезням.
2. Полив семян раствором просроченного антибиотика – пенициллина, замедлил всхожесть и прорастание семян пшеницы. Но, не смотря на просроченность, обработка им дала положительный эффект по сравнению с контрольными образцами.
3. Длительно применять антибиотики нельзя. Из-за систематического воздействия на растения химическими веществами происходит их увядание (приложение 10).
Предположение было подкреплено обработкой статистических данных по инфекционным заболеваниям учащихся школы, которые показали рост заболеваемости среди учащихся.
В ходе исследования проанализировали результат воздействия антибиотиков на всхожесть семян различных растений (Приложение 11).
На основании проведенных наблюдений можно сделать следующие выводы:
1. Современную жизнь невозможно представить без антибиотиков.
2. Они применяются повсеместно: в сельском хозяйстве, бытовой химии, пищевой промышленности, медицине.
3. Противомикробное действие их имеет избирательный характер.
4. Для того чтобы антибиотики давали эффект, необходимо знать спектр его действия и дозу, необходимую для подавления роста и размножения микробовозбудителя.
5. Большие дозы антибиотиков приводят к негативному влиянию – угнетению процессов жизнедеятельности. В этом нам помогли убедиться наши исследуемые растения.
Выдвинутая гипотеза была подтверждена.
4. Список использованной литературы.
1. Абдуллин И.М., Антибиотики в клинической практике, Саламат, 1997;
2. Гаузе Г. Ф., Лекции по антибиотикам, 3 изд., М., 1958;
3. Мецлер Д., Биохимия, тт. 1–3. М., 1980;
4. Стейниер Р., Эдельберг Э., Ингрэм Дж. Мир микробов, тт. 1–3. М., 1979;
5. Шемякин М. М. [и др.], Химия антибиотиков, 3 изд., т. 1—2, М., 1961;
6. Ресурсы сети Интернет.
http://yandex.ru/yandsearch?lr=193&msid=22897.852.1426052411.76174
http://womanadvice.ru/spisok-antibiotikov
[1] Гаузе Г. Ф., Лекции по антибиотикам, 3 изд., М., 1958
[2] Стейниер Р., Эдельберг Э., Ингрэм Дж. Мир микробов, тт. 1–3. М., 1979
[3] Мецлер Д., Биохимия, тт. 1–3. М., 1980
[4] Абдуллин И.М., Антибиотики в клинической практике, Саламат, 1997
[5] Шемякин М. М. [и др.], Химия антибиотиков, 3 изд., т. 1—2, М., 1961
Филимоновская игрушка
Ель
Как нарисовать осеннее дерево акварелью
Свинья под дубом
Ломтик арбуза. Рисуем акварелью