Исследовательская работа по окружающему миру «Изучение фитонцидной активности комнатных растений»

Городской конкурс совместных

детско-родительских исследовательских

проектов «Человек- единица природы»

ЯНАО

Г. Новый Уренгой

Исследовательская работа по окружающему миру

«Изучение фитонцидной активности  комнатных растений»

                                             Автор:

Ялчикаева Арина Ильдаровна

                                                             МБОУ СОШ №6

                                                               Г.Новый Уренгой

                                                   1 «г» класс

                                                  Родители:

                                                                             Ялчикаева Ольга Юрьевна

Ялчикаев Ильдар Зиннурович

                                                                      Научный руководитель:

Лейдерова Тамара Леонтьевна

                                                                              учитель начальных классов

МБОУ СОШ №6 г. Новый Уренгой

                                                                                  2015г.

Содержание

1.Введение   ………………………………………………………………..3

2. Объекты и методы исследования ……………………………………...6

2.1. Описание исследуемых видов     …………………………………….7            

2.2. Методы исследования ………………………………………………...8

3. Результаты исследования ………………………………………………10

4. Заключение и выводы …………………………………………………..11

5. Литература   ……………………………………………………………..13

6. Приложение   ……………………………………………………………14

1. Введение.

Природные условия на Крайнем Севере для человека значительно более тяжёлые, чем в средней полосе. Особенности климата здесь хорошо известны. Но дело не только в суровом климате и особом режиме освещённости (полярный день и полярная ночь). На Крайнем Севере на организм человека действуют космические факторы, поскольку магнитное поле Земли в этих широтах защищает Землю значительно хуже, чем в средних и низких широтах. В таких непростых для здоровья человека условиях роль живых растений в интерьере особенно важна.

  Комнатные растения создают иллюзию контакта с природой, красотой форм, приятным запахом и спокойной зелёной окраской благоприятно влияют на центральную нервную систему, помогая справиться с плохим настроением и стрессовым состоянием. Но не следует забывать о санитарной и гигиенической функции растений. Доказано, что растения поглощают пыль. Очищают воздух помещений от углекислоты, где её почти в 20 раз больше, чем под открытом небом, способствуют увлажнению и ионизации_воздуха, снижая его температуру. Но особенно ценно – подавляют и уничтожают многие вредоносные микроорганизмы, благодаря выделению особых веществ – фитонцитов (Капранова, 1989г).

Фитонциды (от греч. «фисос» - растение, и лат. «цидо» - убиваю) – образуемые растениями биологически активные вещества, убивающие рост и развитие бактерий, микроскопических грибов, простейших. Термин был предложен Б. П. Токиным в 1928 году.

Продукция фитонцидов – свойство всех растений,  выработавшееся в процессе их исторического развития. Выделение фитонцидов усиливается при повреждении растений. Химическая их природа различна. Обычно это комплекс соединений – гликозидов, терпеноидов, дубильных веществ и др. Различают фитонциды протоплазмы клеток и летучие фракции фитонцидов, выделяемые в почву, воду, атмосферу. Летучие фитонциды способны оказывать своё действие на расстоянии, например листья дуба, эвкалипта, сосны и др. Один гектар соснового бора выделяет в атмосферу за сутки около 5кг фитонцидов, можжевелового леса – около 30 кг, снижая количество микрофлоры в воздухе. (БСЭ, 1977 г.)

      Расцвет в области изучения фитонцидов пришёлся на 50 – 80 годы 20 века. Были проведены исследования противобактериального, антивирусного, иммуннотропного и других терапевтических эффектов у различных классов соединения. К настоящему времени накоплен большой опыт экспериментальных данных по абиотической активности веществ,

выделяемых высшими растениями в связи с широким их использованием в

практической деятельности. Это нашло отражение в многочисленных работах учёных: Б. Ю. Айзман, Д. Д. Вердеревского, А. М. Гроздинского, В. В. Снежко, Б. П. Токина и многих других (Ткаченко К. Г.).

Все растения, кроме грибов обладают антимикробным  действием. Таким образом, они себя защищают, это их иммунитет. И это всё благодаря фитонцидам. Обнаружение фитонцидов в 20 – х годах считается, одним крупнейших  достижений ХХ века (Грищук Н.,2008 г.).

Название «фитонциды» прижилось и было весьма популярно в 40-70 года прошлого века. Однако в настоящее время более правильным считается термин «летучие фитоорганические вещества».(Казаринова Н.В.,Ткаченко К.Г. 2003)

Из фитонцидов высших и низших растений в настоящее время получены многие антибиотики, обладающие различной антимикробной активностью: из чеснока – аллицин, из шалфея лекарственного – сальвин, из зверобоя продырявленного – иманин, из чистотела  большого – сагвинарин (Швечикова  и др.,  1992 г).

Фитонциды  различных  комнатных растений очищают воздух. Напрмер, фитонциды бегонии снижают количество микробов в комнате на 43 %, а фитонциды хризантемы - на 66 %. В помещении, где находятся  цитрусовые, розмарин, мирт в воздухе намного меньше микробов. Фитонциды, которые выделяют герань, дезинфицируют и дезодорируют воздух. А хлорофитум  за сутки способен очистить воздух в 10 – 12 метровой комнате на 80 % (Грищук Н., 2008 г.).

Фитонциды  повышают энергию воздуха. Соединяясь с лёгкими аэриорами воздуха, фитонциды превращаются в электроаэрозоли, обладающие активным биологическим действием, поэтому благотворное влияние растений на здоровье и самочувствие людей зависит не только от химического состава фитонцидов, но и от электроаэрозолей фитонцидов (Капранова, 1989 г).

Для того,чтобы подхватить инфекцию не надо далеко ходить Болезнетворные микробы подстерегают нас повсюду: дома, в офисе, в школе, в детском саду. Неоценимую помощь в борьбе с этим «мини-людоедами» могут оказать летучие фитоорганические вещества. Размещение большого числа растений не сможет полностью обезопасить вас от инфекционных заболеваний, но значительно снизит количество бактерий в воздухе. Согласно полученным  данным на помещение размером

15-25 м2 достаточно 5-7 хорошо развитых растения (Казаринова Н. Н., 1989 г.).

Фитонциды – один из многих факторов, влияющих на микрофлору воздуха. Воздух закрытых помещений насыщен микроорганизмами, в том числе болезнетворными. Для оздоровления воздушной среды применяют комнатные цветочные  растения, многие из которых обладают высокой фитонцидной активностью. Вот почему при подборе цветов для озеленения школьных помещений  необходимо учитывать не только их декоративность, но и фитонцидные свойства (Швечикова и др., 1992 г.).

      Анализ имеющихся литературных данных позволил составить ассортимент растений для использования во внутренних интерьерах с целью медицинского фитодизайна. Хорошо зарекомендовали себя следующие растения: мирт обыкновенный, розмарин лекарственный, дифенбахия пятнистая, циссус ромбический, цитрусовые. При их присутствии отмечено снижение общего микробного числа в воздухе примерно в 20 раз по сравнению с контрольными помещениями (Ткаченко К. Г.).

      Фитонциды разных растений действуют на разные виды патогенной микрофлоры, которая содержится в воздухе закрытых помещений (Приложение3).

 Если мы правильно подберём комнатные растения, которые выделяют фитонциды, мы сможем оздоровить атмосферу помещения. Таким образом, изучение фитонцидной активности комнатных растений является актуальным.

Цель: изучить влияние фитонцидов некоторых комнатных растений на рост микроорганизмов.

Задачи:

 1)знакомство с литературой.

 2)освоение методов стерилизации микробиологической посуды, методики приготовления питательной среды и выращивания микроорганизмов из воздуха методом осаждения.

3)выявление комнатных растений с наибольшей фитонцидной активностью.

2.Объекты и методы исследования.

Исследование  проводилось весной 2012 года в кабинете № 214 МБОУ СОШ № 6 района в Коротчаево.

Подготовка питательной среды, стерилизация микробиологической посуды, термостатирование проводилось в химической лаборатории СОВ – 2 МУП ЖКХ «Лимбей».

В качестве объектов исследования использовались следующие комнатные растения:

1. Хлорофитум хохлатый.

2. Пеларгония зональная.

3. Пеларгония цитрусовая.

4. Колеус Блюме.

5. Спатифиллум Уоллиса

2.1. Описание исследуемых видов.

1. Хлорофитум хохлатый (Сhlorophytum comosum).

Грациозное многолетнее травянистое со свисающими воздушными усами и мясистыми корнями, в виде компактного куста. Его ещё называют «растение – паук». Родина хлорофитума  Южная Африка. В Европе появился в 19 веке.

Листья длинные, похожие на ленты, изогнутые бледно – зелёные, собраны в пучки. В зависимости от сорта листья могут иметь полосы различного цвета, от кремового  до жёлтого. Цветы похожи на мелкие белые звёздочки на концах белых побегов, потом превращаются в листовые розетки с воздушными корнями. Предпочитает полутень, хорошо себя чувствует в подвесных горшках, где нет сквозняков (Приложение 1.1).

2. Пеларгония зональная (Pelargonium zonale).

Родина этого растения – субтропики Южной Африки. Род содержит около 250 видов. Пеларгонии, выращиваемые в комнатах, называют обычно геранями.

Широко распространённое растение. Имеет довольно высокие, разветвлённые стебли, высотой до 70 см. Листья с прилистниками на длинных черешках  округло – почковидной формы, свело – зелёные, опушенные параллельно краю листа проходит тёмная полоса.

Цветёт с ранней весны до поздней осени, образуя пышные зонтики цветов разных оттенков, за исключением синих и золотисто – жёлтых. Неприхотливое, выносливое растение (Приложение 1.2).

3. Пеларгония цитрусовая.

Многолетнее кустовидное растение. Душистые сорта ценятся за аромат листьев: у пеларгонии цитрусовой – аромат лимонной мяты. Родина растения Южная Африка. Листья длиной 10 – 15 см зелёные с резным краем. Цветы мелкие белые, появляются обычно летом. Растение, предпочитает солнце круглые годы (Приложение 1.3).

4. Колеус Блюме.

Многолетнее невысокое кустистое растение с квадратными в сечении, сочными стеблями и очень декоративными листьями. У Колеуса Блюме насчитывается сотни гибридов. Родина растения остров Ява, тропическая Азия. Листья зубчатые, овальные и сердцевидные, цветные, с разнообразным рисунком (жёлтые, красные, пурпурные и др.) Цветёт летом. Цветы мелкие, голубоватые, собранные в соцветия. Чтобы сохранить яркость окраски колеус нуждается в хорошей освещённости. Летом прямые солнечные лучи могут обжечь листья (Приложение 1.4).

5. Сатифиллум Уоллиса.

Многолетнее вечнозелёное растение, образующее куст. Родина сапифиллума Центральная и Южная  Америка. Листья длиной от 30 до 50 см, ланцетовидные, ярко – зелёные, блестящие, дугообразные на длинных черешках. Цветы образуются в течении всего года. Белое покрывало длиной до 7см прикрывает белый, иногда бежевый початок. С возрастом покрывало становится бледно – зелёным. Растение лучше растёт при ярком свете, прямые солнечные лучи могут обжечь листья. Спатифиллум предпочитает высокую влажность воздуха. От сухого воздуха сохнут кончики листьев, листья желтеют (Приложение 1.5).

2.2. Методы исследования.

Оборудование и материалы: 

чашки Петри, колбы, стаканы, пипетки, весы, термостат, сушильный шкаф.

Ход работы.

1. Подготовка и стерилизация микробиологической посуды.

Лабораторную посуду (чашки Петри, стаканы, колбы, пипетки) моют в горячем мыльном растворе, ополаскивают чистой водой и сушат на воздухе. Затем посуду заворачивают в обёрточную бумагу и помещают в сушильный шкаф на 1,5 – 2 часа при температуре 100 – 105 градусов (М. Н. Лебедева, 1973 г).

2. Приготовление питательной среды на основе мясного бульона, пептона, глюкозы и желатина.

2.1. Приготовление мясной воды.

Говядину пропускают через мясорубку, заливают холодной водой из расчёта 1 ч мяса – 2 части воды и кипят в течение часа, снимая накипь. Охлаждают и если необходимо убирают образовавшийся на поверхности жир. Фильтруют через ватно – марлевой фильтр до полной прозрачности и доливают водой до первоначального объёма.

2.2. Приготовление мясо – пептонной желатины.

К 350 см3 мясной воды добавляют 3,5 г пептона, 3,0 г глюкозы  нагревают, постоянно помешивая,  до полного растворения фильтруют и устанавливают рн = 7,2 – 7,4, добавляя раствор гидрокарбоната натрия.

Затем добавляют 35 г желатина, дают набухнуть и нагревают до полного растворения.  Кипятят в течение 1 часа, фильтруют в горячем виде в стиральные колбы и закрывают стерильными ватными тампонами. Стерилизуют,  содержимое трёхкратным кипячением на водяной бане в течение 1 часа с промежутками между кипячением в 15 – 20 часов (М. Н. Лебедева, 1973).

Стерильную среду разливают в горячем виде в стерильные чашки Петри, там чтобы было покрыто дно чашки и дают возможность застыть.

3. Выращивание микроорганизмов методом осаждения.

Посев микроорганизмов производят, располагая чашки Петри со средой рядом с выбранными растениями. Чашки открыли на 10 минут, затем закрыли и термостатировали при температуре 25 градусов в течение 10 дней.

В качестве контроля использовали посев из воздуха в классе на расстоянии 5 6

метров, от каких – либо растений. Споры или клетки микроорганизмов,

содержащихся в воздух оседают на поверхности среды, прорастают, делятся и образуют скопления, которые называются колониями. Через 10 дней проводят подсчёт выросших колоний, считая, что одна бактериальная клетка даёт начало одной колонии микроорганизмов. Для пеларгонии зональной ещё одну чашку мы установили на расстоянии 2 м от растения. Посев проводили в кабинете № 214 после занятий (Приложение 2).

                     3. Результаты исследования

    Методом осаждения из воздуха на питательной среде в чашках Петри были выращены колонии микроорганизмов.

       В результате проведенного исследования оказалось, что разные ком –натные растения обладают разной фитонцидной активностью. Данные подсчета числа колоний приведены в таблице 1.

Таблица 1. Количество колоний микроорганизмов в зависимости от  вида растения

Виды растений	Число колоний  в контроле	Число колоний микроорганизмов
Герань зональная	15	5
Хлорофитум хохлатый		6
Герань цитрусовая		9
Колеус Блюме		10
Спатифиллум Уоллиса		11

В условиях контроля на чашках Петри выросло значительно больше

Микроорганизмов - 15 колоний.

Кроме того эксперимент с пеларгонией зональной показал,что в зависи-

мости  от удаления от растений количество микроорганизмов на чаш-

ках Петри возрастает(таблица 2).

Таблица 2.Количество колоний микроорганизмов в зависимости от

удаления от растения

Вид растения	Число колоний     в контроле	Расстояние       0,1 м	Расстояние        2 м
Пеларгония зональная	15	5	9

                                     4. Заключение и выводы

         Фитонциды – биологически активные вещества, основным  свойством которых является подавление жизнедеятельности или даже гибель многих болезнетворных бактерий.Они являются природными  антибиотиками, которые человек научился использовать в практических целях. Проведенные нами исследования по изучению влияния фитоцидов некоторых комнатных растений на рост микроорганизмов это подтвердили. Из изученных нами комнатных растений наибольшей  фитонцидной ативностью обладает пеларгония зональная и хлорофитум хохлатый.

 На  основании полученных результатов можно сделать  следующие выводы:

1)        все изученные комнатные растения обладают фитонцидной актив-ностью

2)        максимально это свойство выражено у пеларгонии зональной и хлорофитума хохлатого

3)        количество микроорганизмов в воздухе классного помещения уве-личивается по мере удаления от растения

4)        фитонциды продолжают свое действие даже при значительном удалении от растения. 

                      Практические рекомендации.

Рекомендуем использовать фитонцидные  растения ( хлорофитум, ге-рань) для озеленения школьных помещений, так как выделяемые ими летучие вещества благоприятно влияют на экологическую обстановку помещений.

5. Литература

1) Большая советская энциклопедия, 1977 г, т.27, - С. 239

2) Грищук Н. Что такое фитонциды и для чего они нужны. Интернет

              ресурс http:// www. Skolazhizni. Ru

3) Казаринова Н.В., Ткаченко К.Г.  Здоровье дарят комнатные           

     растения. – С-П.: «Нева», 2003,- С. 13-15, 18-19

4) Капранова Н.Н. Комнатные растения в интерьере. : Издательство

     Московского университета, 1989 – С. 5-7 

5) Комнатные растения (Большая иллюстрированная энциклопедия)-

    М.: «Эксмо», 2009, - С. 258, 261, 283-284, 360                                                                                                                                                                                              

          6) Лебедева М.Н. Руководство к  практическим занятиям  по меди-

               цинской микробиологии. – М. : «Медицина», 1973, - С. 69-75

           7) Ткаченко К.Г. Фитодизайн и медицина. Интернет-ресурс http://

               www. Gardenia. ru

           8) Швечикова А.П., Косогорова Т. М., Луценко А.И. Комнатные рас-

              тения и чистота воздуха в помещении. / Биология в школе, 1992-

           № 1-2 С. 66-67

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Объекты исследования

Приложение 1.1.

              Хлорофитум хохлатый (Chlorophytum comosum)

Приложение 1.2.

            Пеларгония зональная (Pelargonium zonale)

 

                                 Приложение 1.3.

                    Пеларгония цитрусовая (Pelargonium x. citrusum)

Приложение 1.4.

                        Колеус Блюме (Coleus blumie)

Приложение 1.5.

              Спатифиллум Уоллиса (Spathiphyllum wallisii)

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Этапы работы

 1.Подготовка и стерилизация микробиологической посуды

2.Приготовление и стерили-       

   зация питательной среды

                                                                  

                                                                   3.Разливаем питательную

                                                                    среду по чашкам Петри

                                

4.Посев микроорганиз-

 мов методом осаждения

5.Контрольная чашка на рас-

стоянии более 4 метров от

растений

6.Чашки со средой рядом

с пеларгонией зональной

и на расстоянии 2 метра

7.Выросшие колонии микрооргаризмов

        контроль                    герань цитрусовая  

Приложение 3.

Растения, летучие вещества которых обладают абиотической

активностью.                  

Название растений	Стафилококки	Стрептококки	Сарцина	Кишечная палочка	Сине гнойная палочка	Клебсиелла	Сборы грибов
Агава							+
Алоэ							+
Антуриум	+	+	+		+	+
Бегония	+						+
Бересклет	+	+	+	+	+
Герань	+	+		+			+
Гибискус	+	+	+		+
Дифенбахия	+
Каланхоэ	+		+
Колеус	+		+	+	+
Лаванда	+	+	+	+	+	+	+
Мирт	+	+	+		+		+
Молочай				+
Монарда	+	+	+		+	+	+
Пеллиония	+		+
Пеперомия	+	+
Плющ	+	+	+		+
Примула	+	+	+		+
Сансевиера	+	+	+				+
Фикус	+		+		+
Циссус	+		+		+		+