ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИИ С ВНЕШНЕЙ МИКРОФЛОРОЙ В НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ШКОЛЬНИКОВ
|
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Роль молочнокислых бактерий в природе и жизни человека
1.2 Роль молочнокислых бактерий в медицине
1.3 Влияние молочнокислых бактерий на микрофлору человека
1.4 Факторы внешней среды, влияющие на микроорганизмы
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Объекты исследования
2.2 Методы исследований
2.3 Посев культур
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Характер роста молочнокислых бактерий на различных
питательных средах
3.2 Влияние среды на взаимодействие
молочнокислых бактерий с другими микроорганизмами
3.3 Влияние температуры на взаимодействие молочнокислых
бактерий с другими микроорганизмами
3.4 Использование микроорганизмов в изучении биологии
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Роль молочнокислых бактерий в природе и жизни человека
1.2 Роль молочнокислых бактерий в медицине
1.3 Влияние молочнокислых бактерий на микрофлору человека
1.4 Факторы внешней среды, влияющие на микроорганизмы
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Объекты исследования
2.2 Методы исследований
2.3 Посев культур
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Характер роста молочнокислых бактерий на различных
питательных средах
3.2 Влияние среды на взаимодействие
молочнокислых бактерий с другими микроорганизмами
3.3 Влияние температуры на взаимодействие молочнокислых
бактерий с другими микроорганизмами
3.4 Использование микроорганизмов в изучении биологии
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Современное развитие образования предусматривает последовательный процесс развития личности, направленный на формирование системы научно-практических знаний и умений, ценностных ориентаций, которые могли бы позволить ученику активно функционировать в качестве полноправного члена общества, гражданина своей страны.
У современного образования основными задачами являются развитие творческих способностей учащихся, подготовка их к различным формам деятельности, выработка нормального отношения к окружающему миру, к самостоятельности. Важно направить учеников на реализацию своего творческого потенциала, стать создателем своей судьбы, нужным обществу и окружающим людям [10].
Целью организации научно-исследовательской работы учащихся является воспитание поколения мыслящего, жаждущего получать всё новые и новые знания, способствующие формированию образованной, гармонически развитой, творческой личности; способной развивать свои знания без помощи [8].
Изучение бактерий на уровне школьной программы является поверхностным. Расширить кругозор школьников и углубить знания, привить интерес к изучению биологии можно научно-исследовательской работой по микробиологии. Такие работы наиболее целесообразно проводить для учащихся старших классов школы (9,10,11 классы), а также для учащихся СПОУ. В результате можно развить определенные интересы у старших школьников, что может повлиять на дальнейший выбор ВУЗА или профессии.
Молочнокислые бактерии (МКБ) в природе можно обнаружить: в почве, на разлагающихся остатках животной и растительной этиологии, в кишечнике позвоночных, в молоке и продуктах молочного происхождения. Вместе с растительной и другой пищей они проникают в желудочно-кишечные тракты человека и животных, представляя часть его нормальной микрофлоры. МКБ объединяют в отдельную большую группу по свойству их умения в качестве ключевого продукта брожения синтезировать молочную кислоту. Молочнокислое брожение создают бактериальные организмы, гетерогенные по морфологии: палочковидные и шаровидные (кокки сферической или эллипсовидной формы), относящиеся к родам Lactococcus, Enterococcus, Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus, Streptococcus, Vagococcus, Tetragenococcus, Carnobacterium, Bifodobacterium [9,18].
Исходя из актуальности вышеизложенного, цель работы - предложить научно-исследовательскую работу - для школьников и учащихся СПОУ по выяснению взаимодействия молочнокислых бактерии с другими микроорганизмами в различных условиях среды.
В соответствии с целью были определены следующие задачи:
1. Изучить специальную литературу по теме исследования;
2. Разработать методику исследования;
3. Экспериментально исследовать взаимодействие молочнокислых бактерий с другими микроорганизмами в различных условиях среды;
4. По результатам эксперимента предложить методику научно-исследовательской работы для школьников.
У современного образования основными задачами являются развитие творческих способностей учащихся, подготовка их к различным формам деятельности, выработка нормального отношения к окружающему миру, к самостоятельности. Важно направить учеников на реализацию своего творческого потенциала, стать создателем своей судьбы, нужным обществу и окружающим людям [10].
Целью организации научно-исследовательской работы учащихся является воспитание поколения мыслящего, жаждущего получать всё новые и новые знания, способствующие формированию образованной, гармонически развитой, творческой личности; способной развивать свои знания без помощи [8].
Изучение бактерий на уровне школьной программы является поверхностным. Расширить кругозор школьников и углубить знания, привить интерес к изучению биологии можно научно-исследовательской работой по микробиологии. Такие работы наиболее целесообразно проводить для учащихся старших классов школы (9,10,11 классы), а также для учащихся СПОУ. В результате можно развить определенные интересы у старших школьников, что может повлиять на дальнейший выбор ВУЗА или профессии.
Молочнокислые бактерии (МКБ) в природе можно обнаружить: в почве, на разлагающихся остатках животной и растительной этиологии, в кишечнике позвоночных, в молоке и продуктах молочного происхождения. Вместе с растительной и другой пищей они проникают в желудочно-кишечные тракты человека и животных, представляя часть его нормальной микрофлоры. МКБ объединяют в отдельную большую группу по свойству их умения в качестве ключевого продукта брожения синтезировать молочную кислоту. Молочнокислое брожение создают бактериальные организмы, гетерогенные по морфологии: палочковидные и шаровидные (кокки сферической или эллипсовидной формы), относящиеся к родам Lactococcus, Enterococcus, Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus, Streptococcus, Vagococcus, Tetragenococcus, Carnobacterium, Bifodobacterium [9,18].
Исходя из актуальности вышеизложенного, цель работы - предложить научно-исследовательскую работу - для школьников и учащихся СПОУ по выяснению взаимодействия молочнокислых бактерии с другими микроорганизмами в различных условиях среды.
В соответствии с целью были определены следующие задачи:
1. Изучить специальную литературу по теме исследования;
2. Разработать методику исследования;
3. Экспериментально исследовать взаимодействие молочнокислых бактерий с другими микроорганизмами в различных условиях среды;
4. По результатам эксперимента предложить методику научно-исследовательской работы для школьников.
Наши эксперименты показали, что решающую роль в росте исследованных микроорганизмов играет состав питательной среды. Наилучший рост молочнокислые бактерии (Bifidobacteriumи Lactobacillus') показали на среде Блаурокка, свойства которой максимально приближены к естественной среде обитания этих бактерий. Эта среда является для них накопительной, так как:
• совокупность компонентов среды обеспечивают питательные потребности, необходимые для данных бактерий;
• полужидкая среда в сочетании с цистеин гидрохлоридом создают анаэробные условия.
Достаточно хорошими условиями для роста молочнокислых бактерий обладали среды Эндо и МПА, вследствие наличия пептона, хлорида натрия, лактозы,
Кишечная палочка (E. coli)наилучший рост показала на среде Эндо, свойства которой максимально приближены к естественной среде обитания этих бактерий. Эта среда является накопительной для микроорганизмов кишечной группы, так как:
• входящий в состав среды пептон является богатым источником витаминов, минеральных солей и аминокислот;
• лактоза обеспечивает углеродом и энергией.
Менее хорошими условиями для роста кишечной палочки обладала среда МПА, так как:
• более бедный состав среды.
Эпидермальный стафилококк (St. Epidermidis)наилучший рост показал на среде ЖСА. Данная среда является накопительной для микроорганизмов стафилококковой группы, так как:
• повышенная концентрация хлорида натрия (8-10%).
Тем не менее, эта среда не препятствует размножению стафилококков в отличие от других микроорганизмов.
Достаточно хорошими условиями для роста эпидермального стафилококка обладает среда МПА вследствие наличия мясо-пептонного агара богатого различными компонентами.
Таким образом, хороший рост молочнокислые бактерии и кишечная палочка показали на средах Эндо и МПА. А молочнокислые бактерии и эпидермальный стафилококк хорошо росли на среде МПА. Это дало возможность изучить взаимовлияние бактерий друг на друга. Оказалось что:
1. кишечная палочка в присутствии молочнокислых бактерий дает менее обильный рост;
2. эпидермальный стафилококк может расти как в присутствии молочнокислых бактерий, так и без них неизменно;
3. на молочнокислые бактерии не оказывают влияния ни кишечная палочка, ни эпидермальный стафилококк.
Кишечная палочка (лат. Escherichia coli)условно-патогенная бактерия, широко распространённая в нижней части кишечника человека, способная вызывать эшерихиоз, то использование молочнокислых бактерий в продуктах питания способно предотвратить это заболевание. В настоящее время известны разнообразные положительные эффекты молочнокислых пробиотических бактерий, подтвержденные многочисленными клиническими исследованиями. Прежде всего, необходимо отметить, что эти бактерии играют важную роль в поддержании колонизационной резистентности, то есть оказывают выраженную антагонистическую активность в отношении патогенных микроорганизмов, продуцируя различные органические кислоты, перекись водорода, антибиотики и бактериоцины Подобные выводы встречается и у других авторов [29, 30].
Стафилококк в микрофлоре человека, первую очередь, обнаруживается на поверхностных слоях кожи. В обычных условиях взаимодействие между стафилококком и молочнокислыми бактериями наблюдается крайне редко, возможно, поэтому у молочнокислых бактерий нет механизмов конкуренции со стафилококком.
Температура также оказывает влияние, как на развитие чистых культур микроорганизмов, так и на рост смешанных культур. В большинстве случаев, оптимальной температурой для развития культур оказалась + 37 градусов С. Высокие температуры приводят к коагуляции структурных белков и ферментов микроорганизмов, что приводит к их гибели. Для сохранения жизнеспособности микроорганизмов наиболее благоприятны низкие температуры, они чаще не приводят к гибели, а лишь приостанавливают их развитие и размножение. Чем больше температура отличается от оптимальной, тем больше ее влияние. Этот вывод подтверждается и в других работах [31, 32].
• совокупность компонентов среды обеспечивают питательные потребности, необходимые для данных бактерий;
• полужидкая среда в сочетании с цистеин гидрохлоридом создают анаэробные условия.
Достаточно хорошими условиями для роста молочнокислых бактерий обладали среды Эндо и МПА, вследствие наличия пептона, хлорида натрия, лактозы,
Кишечная палочка (E. coli)наилучший рост показала на среде Эндо, свойства которой максимально приближены к естественной среде обитания этих бактерий. Эта среда является накопительной для микроорганизмов кишечной группы, так как:
• входящий в состав среды пептон является богатым источником витаминов, минеральных солей и аминокислот;
• лактоза обеспечивает углеродом и энергией.
Менее хорошими условиями для роста кишечной палочки обладала среда МПА, так как:
• более бедный состав среды.
Эпидермальный стафилококк (St. Epidermidis)наилучший рост показал на среде ЖСА. Данная среда является накопительной для микроорганизмов стафилококковой группы, так как:
• повышенная концентрация хлорида натрия (8-10%).
Тем не менее, эта среда не препятствует размножению стафилококков в отличие от других микроорганизмов.
Достаточно хорошими условиями для роста эпидермального стафилококка обладает среда МПА вследствие наличия мясо-пептонного агара богатого различными компонентами.
Таким образом, хороший рост молочнокислые бактерии и кишечная палочка показали на средах Эндо и МПА. А молочнокислые бактерии и эпидермальный стафилококк хорошо росли на среде МПА. Это дало возможность изучить взаимовлияние бактерий друг на друга. Оказалось что:
1. кишечная палочка в присутствии молочнокислых бактерий дает менее обильный рост;
2. эпидермальный стафилококк может расти как в присутствии молочнокислых бактерий, так и без них неизменно;
3. на молочнокислые бактерии не оказывают влияния ни кишечная палочка, ни эпидермальный стафилококк.
Кишечная палочка (лат. Escherichia coli)условно-патогенная бактерия, широко распространённая в нижней части кишечника человека, способная вызывать эшерихиоз, то использование молочнокислых бактерий в продуктах питания способно предотвратить это заболевание. В настоящее время известны разнообразные положительные эффекты молочнокислых пробиотических бактерий, подтвержденные многочисленными клиническими исследованиями. Прежде всего, необходимо отметить, что эти бактерии играют важную роль в поддержании колонизационной резистентности, то есть оказывают выраженную антагонистическую активность в отношении патогенных микроорганизмов, продуцируя различные органические кислоты, перекись водорода, антибиотики и бактериоцины Подобные выводы встречается и у других авторов [29, 30].
Стафилококк в микрофлоре человека, первую очередь, обнаруживается на поверхностных слоях кожи. В обычных условиях взаимодействие между стафилококком и молочнокислыми бактериями наблюдается крайне редко, возможно, поэтому у молочнокислых бактерий нет механизмов конкуренции со стафилококком.
Температура также оказывает влияние, как на развитие чистых культур микроорганизмов, так и на рост смешанных культур. В большинстве случаев, оптимальной температурой для развития культур оказалась + 37 градусов С. Высокие температуры приводят к коагуляции структурных белков и ферментов микроорганизмов, что приводит к их гибели. Для сохранения жизнеспособности микроорганизмов наиболее благоприятны низкие температуры, они чаще не приводят к гибели, а лишь приостанавливают их развитие и размножение. Чем больше температура отличается от оптимальной, тем больше ее влияние. Этот вывод подтверждается и в других работах [31, 32].