Исследовательская работа учащегося «Изучение борьбы за существование на примере различных видов плесени»
Submitted by Елена Тимофеевна Перова on чт, 27/02/2014 - 00:24
Больше-Ломовисский филиал МБОУ Пичаевской СОШ
Пичаевского района Тамбовской области
Изучение борьбы за существование на примере различных видов плесени
Кобзев Евгений Алексеевич,
ученик 8 класса,
Перова Елена Тимофеевна,
учитель биологии и географии
Село Большой Ломовис - 2014
1.Введение
Актуальность темы: Мы не представляем себе жизни без окружающих нас животных и растений. Они дают нам все продукты питания, из них делают одежду, обувь, жилище, создают обстановку да и всю красоту природы. Но мы не видим огромный мир микроскопических существ, невидимых тружеников природы - бактерий и плесневых грибов. Чаще всего вспоминаем о них тогда, когда появляются инфекционные заболевания или когда выбрасываем заплесневелые, испорченные, с неприятным запахом продукты. Трудно поверить, что в природе почти нет процессов, в которых не проявилась бы роль этих вездесущих организмов. Плесневые грибы - могучие созидатели и разрушители. Они приносят огромную пользу человеку, но могут принести и неисчислимый вред. Плесень сопровождает человека весь период его существования. Бытует мнение, что если нашу планету постигнет глобальная катастрофа и все живое погибнет, то именно плесень останется живой и невредимой. Невидимые невооруженному глазу человека споры плесени витают везде, в воздухе и даже в наших домах. По оценкам специалистов на Земле существует около 1,5 миллиона видов этих грибов. Меня заинтересовали эти организмы, и я решил провести серию опытов по изучению борьбы за существование на примере двух видов плесени (мукор и пеницилл). Исследовательская работа включает в себя постановку опытов по выращиванию двух видов плесени (пеницилла и мукора) и опыта по выявлению межвидовой борьбы за существование плесени.
Проблема исследования. Люди хотят больше знать об особенностях биологии плесневых грибов для того, чтобы бороться с ними и использовать в практических целях.
Объект исследования- плесневые грибы.
Предмет исследования - выявление факта биологической борьбы за существование между различными видами плесени.
Цель работы: изучение борьбы за существование на примере различных видов плесени.
Задачи:
- познакомиться с теоретическим материалом по данной теме;
- вырастить два вида плесени;
- провести опыт по выявлению межвидовой борьбы;
- проанализировать полученные результаты и сделать выводы.
Гипотеза: в борьбе за пищевые ресурсы успешно будет расти плесень, для которой пищевая среда и влажность благоприятные.
Методы исследования: сравнение, анализ и синтез, экспериментальные методы.
Исследовательская работа рассчитана на повышение и расширение уровня знаний по биологии.
Ход исследования:
Изучение информации по данному вопросу.
Изучение биологических особенностей плесневых грибов.
Получение головчатой плесени (мукора).
Получение сизой плесени (пеницилла).
Наблюдение межвидовой борьбы за существование.
Подведение результатов опыта.
Выводы.
Заключение
2.Биология плесневых грибов
Грибы - особое царство живых организмов. В биосфере играют роль редуцентов. Их деятельность также необходима для существования нынешнего мира, как и активность видов-продуцентов. В процессе разложения в атмосферу выделяется углекислый газ, а азотные и другие соединения возвращаются снова в почву, где они снова могут быть использованы растениями и животными. Большинство грибов имеет нитевидное тело. Грибные нити называют гифами, а их совокупность мицелием. Отдельный гриб может за 24 часа образовать мицелий длиною более километра. Быстрый рост и нитчатое строение грибов обусловливают особый тип их взаимоотношений с окружающей средой: они контактируют с окружающей средой также тесно, как бактерии. Плесневые грибы появились на Земле 400 миллионов лет назад. За это время плесневые грибы отлично приспособились к существованию в самых разных условиях. Плесень убивает и спасает от смерти. Ее называют «хлебом дьявола» и «плевком Бога». Она сказочно красива, но вызывает отвращение.
Плесень размножается невероятно быстро. В обыкновенной хлебной плесени можно различить маленькие чёрные точки – спорангии, в которых образуются споры. В одном спорангии содержится до 50000 спор, каждая из которых способна воспроизвести сотни миллионов новых спор всего за несколько дней!
Как плесень «питается»? В отличие от человека и животных, которые сначала проглатывают пищу, а затем переваривают её, у плесени часто всё происходит наоборот. Если органические молекулы слишком велики или их состав очень сложен, плесень выделяет пищеварительные ферменты, которые расщепляют молекулы на более простые, легко усвояемые организмом соединения. Поскольку плесень не может передвигаться в поисках пищи, она должна жить в самой пище.
Сегодня известно, что грибы - такие же земные создания, как растения и животные, хотя отличаются от них. Как и животные грибы потребляют готовые органические вещества. Производить их сами, как это делают растения, грибы не могут, но в отличие от животных пищу, они не заглатывают, а всасывают ее все своей поверхностью, как растения.
Мукор (Мисоr), род грибов порядка мукоровых (Mucorales) класса зигомицетов. На вершине одиночных бесцветных спорангиеносцев (длина до 10 см) развивается по одному спорангию (диаметр до 180 мкм). Оболочка зрелого спорангия легко растворяется при наличии влаги, освобождая несколько тысяч многоядерных, неподвижных спорангиоспор Образовавшиеся спорангиоспоры дают начало новому поколению. Около 60 видов. Широко распространены в верхнем слое почвы. Развиваются на органических остатках растительного происхождения, продуктах питания, вызывая плесневение кормов, плодов и корнеплодов при хранении. Некоторые виды используются в качестве закваски («китайские дрожжи») для получения сброженных продуктов питания («соевый сыр» и др.), спирта из картофеля и т. п. Культуры М. раманнианового (М. ramaunianus) дают антибиотик рамицин. Некоторые виды вызывают заболевания (мукоромикозы) человека и сельскохозяйственных животных.
Пенициллы по праву занимают первое место по распространению среди гифомицетов. Естественный резервуар их - почва, причем они, будучи в большинстве видов космополитами, приурочены больше к почвам северных широт. Они наиболее часто обнаруживаются в виде плесневых налетов на самых разных субстратах, главным образом растительного происхождения, на пищевых продуктах, на почве. Грибница пеницилла состоит из ветвящихся нитей, разделенных перегородками на отдельные клетки. Этим она отличается от одноклеточной грибницы мукора. Споры пеницилла расположены не в головках, как у мукора, а на концах некоторых нитей грибницы в мелких кисточках. Развиваясь на пищевых продуктах «хлебе, овощах, фруктах», кормовом силосе некоторые виды вызывают их порчу. Иногда вызывают заболевания человека и животных, чаще заболевание растений. Так же плесень поражает переплет книг и картины. Но человек сумел использовать плесень и в своих целях. Гриб пеницилл разводят специально, чтобы получить из него лекарство пенициллин. Пенициллин широко применяют, например, при воспалении легких, воспалении среднего уха, ангине и других заболеваниях. Так же с помощью пенициллов изготовляют сыры «Рокфор», «Камамбер».
До сих пор плесень остается до конца не изученной. В одной из телепередач ученые проводили исследование на космической станции «Мир», сможет ли плесень развиваться в космосе. Оказывается, в открытом космосе она развивается еще агрессивнее, чем на земле. Ученые выяснили, что плесень лучше развивается при влажности более 50%.
Я решил вырастить плесень сам, и посмотреть, какая среда лучше подходит для мукора и пеницилла.
3.Практическая часть
3.1.Получение головчатой плесени (мукора)
Для получения мукора (Mucor Mucedo) я в банку насыпал слой влажного песка. На него поместил увлажнённые кусочки хлеба. Банку поставил в тёплое место (200С), закрыл крышкой, выложенной изнутри фильтровальной бумагой. Песок и фильтровальную бумагу всегда поддерживал во влажном состоянии. Время - неделя (Приложение 1).
3.2.Получение сизой плесени (пеницилла)
Методика выращивания сизой плесени почти та же, что и мукора. Отличие заключается в составе питательной среды. Для получения пеницилла в банку насыпал слой влажного песка. На него поместил разбавленное варенье. Банку поставил в тёплое место, закрыл крышкой, выложенной изнутри фильтровальной бумагой. Песок и фильтровальную бумагу всегда поддерживал во влажном состоянии. Время - неделя (Приложение 1).
3.3.Наблюдение межвидовой борьбы за существование
Взял 6 химических стаканов с ватными пробками. В 3 стакана положил по кусочку хлеба. В 3 стакана положил разбавленное варенье. Для проведения опыта брал разные питательные среды, так как для развития разных видов плесени являются разные среды. Каждый вариант опыта закладывается в трёх стаканах с одинаковой питательной смесью: два стакана контрольные, так как они заражаются одним видом плесени, а третий опытный, в нём одновременно присутствуют оба вида плесени.
Все питательные среды увлажнил одинаковым количеством воды и простерилизовал в течение 30 минут на водяной бане. После этого стаканы закрыл ватными пробками, предварительно опалёнными на огне.
Когда среды остыли, в каждую из трёх пробирок с одинаковой средой перенёс: в одну - споры белой плесени, в другую - кистевой плесени, в третью - обоих вместе. Стаканы закрыл пробками, подписал и поставил в тёплое место, чтобы ускорить развитие плесени (Приложение 2).
3.4 Результаты опыта
Опыты были поставлены с 10 по 29 ноября 2013 года. Наблюдения проводились ежедневно. Наблюдая за развитием плесени в стаканах, отмечал, какая плесень, и на какой среде появилась раньше. Вот что получилось (Приложение 3).
13 ноября - появилась белая плесень в стаканах, в которых содержались в качестве питательной среды кусочки белого хлеба.
14 ноября - появилась сизая плесень в стаканах, в которых содержалась в качестве питательной среды разбавленное варенье.
20 ноября - в стакане с хлебом для выращивания мукора и пеницилла преобладает развитие белой плесени (мукор).
24 ноября - мукор угнетается в стакане с разбавленным вареньем для выращивания мукора и пеницилла, преобладает развитие сизой плесени.
27 ноября – сизая плесень в стакане с хлебом угнетена, обильно развивается мукор, а в стакане с разбавленным вареньем господствует сизая плесень.
Среда
Плесень
Результаты
Хлеб
Мукор
Обильное разрастание
Пеницилл
Слабое развитие
Мукор+пеницилл
Мукор вытесняет пеницилл
Варенье
Мукор
Слабое развитие
Пеницилл
Обильное развитие
Мукор+пеницилл
Пеницилл вытесняет мукор
4. Выводы
В каждой серии из трёх стаканов с одинаковой питательной средой раньше появляется тот вид плесени, для которого данная среда является наиболее благоприятной. Белая плесень появляется раньше в серии из трёх стаканов, содержащих в качестве среды кусочки хлеба. Сизая плесень появляется раньше в серии из трёх стаканов, содержащих в качестве среды разбавленное варенье. При нахождении в стакане обоих видов плесени вместе преобладает развитие того вида, для которого данная питательная среда является наиболее благоприятной, а развитие другого вида плесени угнетается.
5. Заключение
Подводя итоги нашего исследования, мы пришли к выводу, что: в природе существует межвидовая борьба за существование, которая выражается, в частности, в борьбе за пищевые ресурсы между представителями разных видов и может привести к процветанию и высокой плодовитости одного вида и понижению плодовитости и гибели части особей другого вида. По принципу конкурентного исключения, лучше будет чувствовать себя тот вид плесневого гриба, для которого пищевая среда благоприятна. Развитие другого вида будет угнетено. Наша гипотеза подтвердилась.
6.Используемые ресурсы
Бинас, А. В. Биологический эксперимент в школе : кн. для учителя/ А. В. Бинас и др. – М. : Просвещение, 1990. – 192 с.
Рейвн П., Эверт Р., Айкхорн С. Современная ботаника: в 2-х т. Т1: Пер. с англ. – М: Мир, 1990. – 348с.
Кирилл и Мефодий «Большой Энциклопедический словарь», 2003
