Научно - исследовательская работа. Плесень

Нижегородская область

Починковский район

МБ ОУ Пеля – Хованская СОШ

Научно - исследовательская деятельность.

Плесень

Работу выполнил ученик 8 класса Вилков Андрей (14 лет).

Руководитель: учитель биологии Вилкова Т.М.

2012 год

с. Пеля - Хованская

Содержание.

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

1. Что такое плесень?………………………………………………………….5

2. Факты о плесени из истории…………………………..……………..…….7

3. Состав и условия жизни ……………………..……………………………..9

4. Вредные свойства плесени…………………………………….………… 11

5. Полезные свойства плесени…………………………………….………...13

6. Наблюдение за образованием плесени на разных продуктах.

Эксперимент……….. ……………………………………………………….16

Заключение………………………………………….……………………....20

Список используемой литературы……………………………………..…...21

Введение.

Плесень и плесневые грибки скрытно сопровождают нас в течение всей истории существования человечества, а появилась она гораздо раньше самого человека.

Несмотря на множество научных исследований, активное развитие микробиологии, богатый статистический опыт, плесень остается одной из загадок нашего мира, до конца не изучена и появляется каждый раз в новом качестве.

Человек сталкивается с представителями третьего царства природы – грибами - гораздо чаще, чем принято думать.

Всходит ли тесто на дрожжах, появляется ли на хлебе пятно плесени, идем ли мы по грибы в лес, отхлебываем ли прохладный квас, получаем ли укол антибиотиков - нигде не обошлось без встречи с грибами или прямыми результатами их деятельности.

Актуальность данного исследования определяется широким распространением плесени на Земле, и тем, что с каждым годом ее изучения человечество открывает новые свойства и особенности плесневых грибов. Я выбрал именно эту тему, потому что мне интересно понять, какое значение имеет в нашей жизни плесень и насколько она важна в природе и жизни человека.

Цель моей работы:

-изучить и выявить сущность природы плесневых грибков и их роли в жизни человека;

-определить и проверить на практике благоприятные условия появления и развития плесени.

Задачи проекта:

• изучить научно-популярную литературу по данной проблеме;

• провести анкетирование по отношению учащихся и их родителей к плесени;

• определить экспериментальным путем условия развития плесени на продуктах питания;

• выявить полезные и вредные свойства плесневых грибов;

• расширить общий кругозор сверстников, развить их познавательную активность;

• воспитывать активную жизненную позицию и ответственное отношение к своему здоровью.

Объект исследования: плесень на разных продуктах питания и древесине.

Тип проекта: информационный с элементами исследования.

Форма проекта: индивидуальный.

Область исследования: биология, микология, экология, здоровый образ жизни.

1. Что такое плесень?

Сначала я решил найти и изучить информацию о плесневых грибах, расширить знания, которые я получил на уроках биологии.

Грибы — это удивительное, загадочное царство живых организмов, ведь они сочетают в себе признаки и растений, и животных. Эти диковинные создания встречаются практически повсеместно, где только может существовать жизнь.
Грибы играют важную роль в общем круговороте веществ в биосфере, широко используются в народном хозяйстве для получения кормового белка, лимонной кислоты, ферментов, витаминов, антибиотиков.

Плесневые грибы появились на нашей планете около 200 миллионов лет назад. Плесень способна как лишить жизни, так и спасти от смерти. Плесень выглядит красиво, но при этом других чувств, кроме отвращения, не вызывает.

Плесневые грибы – это разнообразные грибы, формирующие ветвящиеся мицелии без крупных плодовых тел. Плесень относится к микромицетам. Это грибы и грибообразные, имеющие микроскопические размеры. Плесневые грибы широко распространены в природе, они развиваются практически повсеместно. Большие колонии растут на питательных средах при высокой температуре и повышенной влажности, причем рост плесени не ограничен при условии наличия пищи. Плесневые грибы отличаются неприхотливостью к среде обитания и пище.

В строении плесневых грибов различают ветвящиеся гифы, образующие грибницу, или мицелий. Грибы, относящиеся к плесневым, чрезвычайно разнообразны, но для них всех характерны типичные черты. Мицелий (грибница) плесневых грибов является основой их вегетативного тела и выглядит как комплекс ветвящихся тонких нитей (гиф). Гифы гриба расположены на поверхности или внутри субстрата, на котором поселился гриб. В большинстве случаев плесени образуют грибницы больших размеров, занимающие обширную поверхность. Низшие грибы имеют неклеточную грибницу, тогда как у большинства плесневых грибов грибница поделена на клетки.

Размножение плесневых грибов происходит половым путем, может быть бесполым или вегетативным. Размножение плесневых грибов осуществляется с огромной скоростью. В бесполом размножении основную роль играют споры. Споры содержатся внутри особых споровместилищ либо на краях специальных выростов грибницы – конидиеносцах. Бесполое размножение – главный способ размножения плесневых грибов.

Клетки плесневых грибов не имеют хлорофилла, в связи с чем, этим грибам требуются для питания готовые органические вещества. Плесневые грибы питаются путем всасывания органических веществ. Причем вначале плесень выделяет пищеварительные ферменты для переваривания пищи, а затем поглощает расщепленные до более простых органические соединения. Так как у плесневых грибов нет возможности передвигаться для поиска пищи, то они «обитают» в самой пищи.

Грибки могут расти на самых разных поверхностях – животного или растительного происхождения, на живом и мертвом материале. Ученые находили их даже на ракетном топливе. Плесень – единственный из простейших организмов, способный размножаться половым путем. Колония плесени делится на разнополых особей. Такой способ размножения дает плесени надежду на выживание и эволюцию в быстро меняющемся мире. Ученые уверены: даже если произойдет глобальная катастрофа, плесневые грибы не погибнут.

Черная и белая плесень на кусочке хлеба.

2. Факты о плесени из истории.

Когда в 18-м веке биолог Карл Линней составлял свою знаменитую "Систему Природы", грибы он поместил в категорию "Хаос" (с греч. "первобытный мрак, из которого возник мир"). В самых древних растениях были обнаружены следы мицелия. Считается, что именно грибной мицелий мог стать прообразом кровеносной и нервной системы живых организмов. То есть даже человек имеет общие черты с грибами. Миллионы различных видов организмов появлялись и исчезали в ходе эволюции жизни на Земле. Самыми живучими оказались человек и плесень. За кем будет последнее слово? Для науки это большой вопрос.

В начале 20-х годов английский археолог Говард Картер обнаружил  в египетской Долине Царей нетронутую гробницу. Лорд Карнарвон, финансировавший проект и лично участвовавший в открытии гробницы Тутанхамона, вскоре умер от загадочной болезни. Вслед за ним скончался и  другой участник раскопок, Артур Мейс. 

  Позже выяснилось, что в тканях легких найденных в гробнице мумий все еще жил плесневый грибок, находившийся на высокой стадии развития. Пресса заговорила о "Проклятии Тутанхамона", не обратив внимания на тот факт, что, в частности, Мейс был тяжело болен еще до начала раскопок, а лорд Карнарвон когда-то очень увлекался автоспортом, однажды попал в аварию и повредил легкое. Ослабленная иммунная система англичан оказалась идеальной средой для проявления смертоносных качеств плесени. Тем более что в гробнице жила самая опасная из всех существующих ее видов – черный гриб Аспергилус Нигер.

Для защиты деревянных деталей снаряжения войск Александр Македонский специальным указом повелел пропитывать их маслом, как и обшивку, и шпангоуты кораблей, опоры мостов.

В 1771 году в Москве началась эпидемия чумы, вызвавшая бунты. На усмирение прибыл фаворит Екатерины Григорий Орлов. Он победил панику жесткими активными действиями, создал госпиталь в своем дворце, велел устраивать новые отдаленные кладбища. Распорядился Орлов, как издавна повелось во время бед и напастей, бить в набатные колокола. Вскоре эпидемия пошла на спад. Недавно ученые установили, что колокола обладают частотным спектром звучания, который угнетает рост патогенных микробов и повышает иммунитет человека.

Под саркофагом 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС было обнаружено огромное количество плесени. Она росла, густея в местах усиленного радиационного излучения.

Споры плесневых грибов прикрепили к обшивке космического корабля, летавшего в космосе. Через полтора года выяснилось: в условиях безвоздушного пространства «испытуемые» выжили, стали еще агрессивнее и устойчивее. Возможно, поражения, нанесенные плесенью аппаратуре орбитальной станции «Мир», были одной из причин ее затопления.

Опасность, которую несет людям плесень, упомянута в Ветхом Завете. В библейские времена плесень считалась знаком предупреждения свыше. Господь говорил об этом Моисею.

В Средние Века плесень считали изобретением дьявола, придуманным им для того, чтобы нарушать гармонию и приводить людей в отчаяние. Науке понадобилось несколько столетий, чтобы доказать – плесень не нарушает гармонию системы, напротив, она является индикатором нарушений.

3. Состав и условия жизни

Плесень - простонародное название грибка, который, в свою очередь, бывает плесневым (растет на камне, бетона, краске), грибком синевы (растет в клетчатке дерева), грибком гниения (бактериальная, белая, бурая гниль, растущая на древесине), дрожжевым грибком (на пищевых продуктах). Плесневые грибки распространены практически всюду. Они обнаруживаются, как в жилище человека, так и во внешней среде.

Плесень распространяется по воздуху в виде микроскопических спор, которые летают по воздуху, выискивая подходящее для обитания место (температура воздуха выше 20°C, относительная влажность — более 90%). Попадая в подходящую среду, спора при необходимой температуре и уровне влажности, начинает прорастать. Она образует подобные нитям клетки, называемые гифами.

Когда гифы переплетаются между собой, образуется пушистый клубок нитей – мицелий. Это и есть то, что мы называем плесенью. Внешне плесень так же может напоминать грязь или пятна, например, когда она образуется на стенах в ванной комнате между плитками кафеля.

Посинение, позеленение поверхностей, шелушение стен, махры или растущая "борода", черные точки на потолке свидетельствуют о присутствии плесени. Порой плесень имеет вид пленок, корочек, рыхлого или порошкообразного налета на испорченных пищевых продуктах, прелых листьях, на гнилой древесине.

Колонии плесневых грибков имеют различную окраску. Плесень может быть серого, желтого, черного, голубого, белого, зеленого и красного цвета.

Излюбленные места обитания плесени — дома, где неправильно устроены водостоки и плохо изолированы полы. А еще плесень «любит» все деревянное, поскольку пористая древесина легко накапливает воду. Другие потенциальные места ее обитания — бетон, штукатурка, пластик, резина, тканевая основа линолеума, ковровые покрытия, книги, цветочные горшки.

Плесень размножается невероятно быстро. В обыкновенной хлебной плесени можно различить маленькие черные точки – спорангии, в которых образуются споры. В одном спорангии содержится до 50 000 спор, каждая из которых способна воспроизвести сотни миллионов новых спор всего за несколько дней! А если условия благоприятные, плесень быстро появится на книге, обуви или на упавшем дереве в лесу.

«Белая плесень» - Мукор на ржаном хлебе.  

  Mucor – относится к низшим плесневым грибам, класса зигомицетов, некоторые виды относятся к 4 группе патогенности и представляют серьёзную опасность для людей, хотя другие используются в медицине для приготовления антибиотиков. Часто встречается на почве и поражает собранный урожай, требователен к температуре и влажности. 

4. Вредные свойства плесени

Плесень способна выделять токсические вещества - микотоксины, которые могут нанести вред организму людей и животных. Действие плесени ощущается, когда ее споры проникают через вдыхаемый воздух, через поверхность кожи или проглатываются вместе с пищей.

Плесень способна вызвать разные заболевания от аллергии до онкологических заболеваний. Уже доказано, что воздух, если помещение не проветривается, содержит много спор плесени, которые оседают в наших легких. Наши легкие могут отфильтровывать разные микробы, но споры плесени осаживаются глубоко в легких и проникают в легочную ткань. Было установлено, что там, где проживали астматики и аллергики в 80% из 100% была обнаружена плесень. 

Считается, что причиной, казалось бы, необъяснимой смерти людей, вскрывавших гробницы египетских фараонов, является так называемая желтая плесень, выделяющая опасное вещество афлатоксин. Желтая плесень поражает пищевые продукты (наиболее подвержены поражению рыба, молоко, рис, земляные орехи).

Что касается черной плесени, то она опасна тем, что от нее практически невозможно избавиться, так как она мутирует и становится более агрессивной. Биологи нашли препарат, который может подавить влияние черной плесени – эфирное масло монарда (растения). В древности считалось, что дом, который поразила черная плесень, необходимо сжечь. 

Открывая банку с бабушкиным клубничным вареньем, мы часто видим сверху небольшой слой плесени. В голове сразу же всплывает что-то про пенициллин и что-то еще, не менее полезное. На самом же деле эта "безобидная" плесень - настоящий яд, который может накапливаться в организме и приводить к раку печени.

Плесень в банке с малиновым вареньем.

Вот краткий перечень заболеваний, связанных с плесенью: мигрень, насморк, отит, бронхит, ринит, бронхиальная астма, сердечно-сосудистые нарушения, микотоксикоз. Иногда у людей со сниженным иммунитетом возможны плесневые поражения внутренних органов. Все перечисленные заболевания носят хронический характер течения и вызывают трудности при лечении.

Некоторые плесневые грибы, существенно снижая урожай, могут оказывать неблагоприятное действие на здоровье сельскохозяйственных животных.

Грибы поражают запасы зерна, фураж, солому и сено. Иногда продукты становятся непригодными к использованию из-за токсичности метаболитов гриба.

При сильном развитии плесневых грибов в соломе возможно саморазогревание и даже воспламенение стогов.

Плесень на деревянном шкафу.

5. Полезные свойства плесени

Но у плесени, кроме вредных, есть и полезные свойства.

В 1928 году английский микробиолог Александр Флеминг случайно обнаружил антибактериальное свойство зеленой плесени, которая способна убивать бактерии, но безвредна для человека и животных. На первый взгляд она вызывает отвращение, но именно благодаря ей, а точнее пенициллину, который изготавливается на основе плесени, во Вторую Мировую войну 95% военнослужащих с инфицированными ранами вылечились. Это открытие положило начало производству пенициллина, который считается «самым действенным средством в современной медицине».

«Зеленая плесень» - пеницилл на хлебе.

В 1945 году Флеминг и его коллеги Хоуард Флори и Эрнст Чейн удостоились за свой труд Нобелевской премии в области медицины. С тех пор плесень стали применять для получения различных лекарственных препаратов, например лекарств от мигрени, для лечения болезни Паркинсона и предотвращения образования тромбов.

Плесень так же открыла двери в восхитительный мир вкуса. Взять, к примеру, сыр. Некоторые виды плесени полезны, например, голубая и белая, красная плесень, с помощью которых готовят вкусные сыры. Польза сыров с плесенью: содержат кальций, белок, витамины группы В, положительно воздействуют на кровеносную систему, улучшают работу кишечника. Однако их нельзя употреблять беременным женщинам, а также аллергикам. Знаете ли вы, что такие сорта сыра, как бри, камамбер, голубой датский сыр, рокфор обязаны своим особенным вкусом некоторым видам плесени рода пенициллиум.

Сыр с плесенью.

То же самое можно сказать и о салями, соевом соусе и пиве.

Кроме того, плесень применяется в виноделии. Ягоды винограда, на которых образовалось нужное количество плесени, собирают в определённое время и используют в производстве элитных десертных вин.

Плесень ботритис серый, или благородная плесень, повышает концентрацию сахара в виноградных ягодах, благодаря чему вкус вина становится более насыщенным. В винном погребе, где происходит процесс брожения, особая погребная плесень придаёт вину его окончательный вкус. Если перефразировать пословицу венгерских виноделов, можно сказать: «Благородная плесень делает хорошее вино».

Да что уж тут, возьмем к примеру «самую страшную» плесень на сей момент Аспергиллус Нигер. Черная плесень, которая вызывает страх и ужас. Но, мало кто слышал, что с её помощью производятся в промышленных масштабах:

1. Лимонная кислота (Е330)

2. Глюконовая кислота (Е574)

3. Пектиназы, глюкоамилазы и ещё много других ферментов

4. Являются основным агентом в ферментации некоторых сортов чая

( Пуэр)

1. Заменитель сахара (кукурузный сироп, который добавляют в разные напитки, йогурты и т.д.).

У «черной плесени» есть еще родственник, который более 2000 лет используется для производства соевого соуса и сокэ.

Черная плесень на хлебе.

Как видите, путем селекции выведены и укрощены маленькие «дойные коровки», которые делают именно то, о чем их попросили.

1. Наблюдение за условиями образованием плесени на разных продуктах. Эксперимент.

Для опытов взял ржаной хлеб и тертую морковь.

Опыт с хлебом:

Вывод №1 Для развития плесени на хлебе благоприятными условиями являются:

• Наличие влаги,

• Тепло,

• Отсутствие кислорода.

Наличие света значения для развития плесени не имеет.

Опыт с морковью:

Вывод № 2: Плесень более интенсивно развивается при следующих условиях:

• Наличие влаги,

• Наличие тепла,

• Отсутствие кислорода.

Замедленный рост плесени наблюдается при пониженной температуре, доступе воздуха и уменьшении влажности субстрата.

В разных условиях на одном и том же субстрате может развиваться разная плесень.

Заключение:

• Плесень для человека и друг и враг. Человек научился использовать её в пищу и в производстве лекарств, а плесень в свою очередь атакует дома, пищу, инструменты из дерева, мебель и многое другое.

• Экспериментальным путем были выявлены благоприятные условия для развития плесневых грибков. В основном это: влага, тепло и когда перекрыт доступ кислорода.

• На разных субстратах образуется разная плесень.

• В разных условиях на одном и том же субстрате может развиваться разная плесень.

• Но даже пониженная температура (в условиях холодильника) и наличие кислородной среды не спасут наши продукты питания от развития на них плесени.

• Будьте внимательны! Обращайте внимание на сроки и условия хранения продуктов питания.

• Я понял, что личная гигиена, регулярная уборка и проветривание комнаты обязательное условие для сохранения моего здоровья и здоровья моей семьи. 

Будьте здоровы!

Список использованной литературы.

• Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия (10 издание 2005г.) 

• Энциклопедия «Я познаю мир. Ботаника». Автор Ю.Н. Касаткина («Астрель» Москва 2006г.) 

• Биология для увлеченных. Автор Н.И. Околитенко («Феникс»Ростов-на-Дону 2006г.) 

• Грибковые инфекции. Руководство для врачей. Сергеев А.Ю., Сергеев Ю.В.(ООО "Биномпресс").                                                                                                                                              

 Интернет сайты.

• http://beaplanet.ru/griby/plesnevye_griby.html

• http://medivin.ru/default_941.html

• http://www.artofcare.ru/poleznie-soveti/1495.html

• http://www.prog132007.narod.ru/Issl_rab/Plesen.htm

• http://www.probiotica.ru/folder86/folder17/folder30/

11