Проект "Исследование микроорганизмов на руках человека"

В исследовательском индивидуальном проекте на тему "Исследование микроорганизмов на руках человека" учащийся 4 класса начальной школы изучил теоретические сведения о понятии "микроорганизм", а также рассмотрел историю его исследования, а также разобрался в методах исследования микроорганизмов и сделал их описание.
Подробнее о работе:
В рамках экспериментально-исследовательской работы на тему «Исследование микроорганизмов на руках человека» обучающийся 4 класса начальной школы провел социологический опрос знаний одноклассников по изучаемой им теме, а также изучил наличие микроорганизмов на грязных и чистых руках человека опытным путем и определил каково влияние дезинфекции рук человека на микроорганизмы.
Индивидуальный исследовательский проект по окружающему миру о микроорганизмах на руках человека учеником 4 класса отражены выводы о том, что данные, полученные им в результате опытов, помогут детям и взрослым понять, что не стоит забывать мыть руки и следует обязательно следить за своим здоровьем и чистотой окружающего их мира.
Оглавление
Введение
- Микроорганизмы и их открытие
- Методы исследования микроорганизмов
- Социологический опрос
- Материалы, инструменты и методы исследования
- Метод микроскопического исследования
- Метод выращивания микроорганизмов на питательной среде
- Результаты исследования
Заключение
Источники
Введение
Микроорганизмы играют огромную роль в жизни природы и человека. Одни необходимы нам настолько, что без них невозможно существовать, другие являются источником опасных заболеваний. В современном обществе, в условиях высокой плотности населения в городах нашей страны, ежегодно увеличивается количество учеников в школах, занятость детей в кружках, секциях.
Множественные контакты, а также перемещение в общественном транспорте, способствуют рискам передачи инфекционных заболеваний, в том числе через немытые руки. Повышение уровня грамотности населения, в особенности детей, в вопросах жизни, развития микроорганизмов и их влияния на окружающий мир, позволит оградить нас от опасностей, которые несут в себе многие болезнетворные микробы.
Цель исследования: выявить наличие микроорганизмов на руках человека после контакта с предметами окружающей среды.
Задачи работы:
- Изучить литературу по данной теме.
- Провести социологический опрос.
- Изучить наличие микроорганизмов на грязных и чистых руках человека опытным путем.
- Определить влияние дезинфекции рук человека на наличие микроорганизмов.
При написании работы были использованы методы: описание, наблюдение, чтение и анализ литературы, эксперимент.
Новизна работы заключается в том, что исследование проводилось в конкретных условиях жизни автора, образцы для исследования собирались в местах его повседневного пребывания, при проведении опыта по выращиванию микробов применена методика культивирования микроорганизмов на питательной среде в домашних условиях.
1. Микроорганизмы и их открытие
С древних времен люди всего мира болели опасными болезнями, заражались друг от друга и окружающих предметов, не зная причин. Постоянные эпидемии оказывали огромное влияние на жизнь и развитие целых стран и народов. Единственным способом борьбы с распространением инфекционных заболеваний был огонь: сжигали все, что представляло опасность.
В 17 веке голландский ученый Антони ван Левенгук открыл, при помощи собственноручно сделанного микроскопа, мир невидимых существ.
Но еще долго после этого никому в голову не приходило связать существование ничтожно малых существ – микробов – с заразными заболеваниями. Знания о болезнях, о причинах эпидемий и мерах борьбы с ними накапливались медленно и постепенно. С течением времени, медицинская наука установила, что причиной многих болезней являются невидимые микроорганизмы, которые способны передаваться от человека к человеку и влиять на его здоровье.
Из литературы известно, что микроорганизмы (микробы) – это мельчайшие живые существа. Невооруженный глаз человека способен видеть предметы диаметром около 0,1 мм – меньше толщины человеческого волоса. Но какими бы крошечными ни казались нам такие объекты, они гораздо крупнее многих живых существ, которые называются микроорганизмами, или микробами. Некоторые из них настолько малы, что увидеть их можно только в микроскоп, дающий 100-кратное увеличение.
Микроорганизмы есть во всех царствах живых существ. К микроорганизмам относятся бактерии, вирусы, простейшие, плесневые грибы и др. Многие виды микробов, попадая внутрь человеческого организма, становятся причиной заболеваний.
Наука микробиология изучает различные бактерии и вирусы, а также плесени и дрожжи, относящиеся к грибам. Другие микроорганизмы – одноклеточные водоросли и простейших животных – изучают ботаника и зоология.
2. Методы исследования микроорганизмов
Различают следующие методы исследования микроорганизмов:
микроскопический – изучение микробов в окрашенном и неокрашенном состоянии с помощью различных типов микроскопов;
микробиологический – посев материала на питательной среде;
экспериментальный – заражение микробам лабораторных животных;
иммунологический – изучение ответных реакций организма на контакт с микробами.
Микроорганизмы могут жить где угодно. Они поселяются в самых дальних и труднодоступных местах, забиваются в каждую щель человеческих жилищ. Большинство микроорганизмов обитают в воде и сырых местах.
Одно из самых излюбленных мест их обитания – почва. В одном грамме почвы может содержаться порядка 10 миллиардов клеток микроорганизмов, относящихся к тысячам различных видов.
Кроме того, они любят селиться на влажных поверхностях, в тканях и органах крупных живых существ. Это прежде всего кожа, рот и зубы, пищеварительный тракт.
В человеческом организме, в том числе на руках, обитает до 2 кг микробов. Микробы на руках живут не только на поверхности кожи, но и в глубоких ее слоях. Там в глубине кожи, находится 20% всех микробов, живущих на руках. Микробы на руках бывают постоянные и временные: постоянные живут и размножаются на коже всегда, а временные попадают на кожу рук при контакте с окружающей средой и могут вызвать разные заболевания.
Удалить из глубоких слоев кожи постоянной живущие микроорганизмы с помощью обычного мытья рук с мылом невозможно. Чтобы удалить микроорганизмы с рук полностью, прибегают к специальным способам очистки рук – гигиеническая и хирургическая дезинфекция.
Мы постоянно слышим о новых вспышках и эпидемиях заболеваний, вызванных болезнетворными микробами, в странах с разным уровнем развития медицины.
Наибольшую опасность представляют следующие гости наших рук:
Сальмонеллы (Salmonella) – некоторые виды вызывают острые кишечные заболевания (сальмонеллезы), например, брюшной тиф.
Кишечная палочка (Escherichia coli или E.coli) – отдельные штаммы приводят к тяжелым пищевым отравлениям, могут вырабатывать токсины, смертельные для детей, людей пожилого возраста или с ослабленным иммунитетом.
Шигеллы (Shigella) – вызывают целый ряд инфекционных заболеваний (шигеллезы), например, дизентерию.
Бруцеллы (Brucella) – приводят к множественному поражению внутренних органов (бруцеллезу).
Стафилококк золотистый (Staphylococcus aureus) – наиболее патогенный для человека вид стафилококка. Вызывает целую гамму заболеваний – от легких кожных (угри, фурункулы) до смертельно опасных (пневмония, менингит, сепсис). Существуют штаммы, устойчивые к антибиотикам, что ощутимо усложняет лечение.
Список микробов, вызывающих различные болезни у человека можно продолжить. Основной путь попадания в организм этих инфекций – через рот: немытые руки, грязная вода.
Приведенные примеры различных инфекций показывают, что каждый человек несет личную ответственность за соблюдение простых правил гигиены, а общий уровень грамотности населения в вопросах медицины играют огромную роль в предотвращении чрезвычайных ситуаций. Следовательно, тема «чистых рук» приобретает особенную актуальность.
3. Социологический опрос
Мною был проведен социологический опрос. Участвовали ученики 3 «Б» класса. Всего было опрошено 29 человек.
Вопрос 1: Часто ли Вы моете руки?
Ответы:
Вопрос 2: Хотели бы Вы узнать какие виды бактерий находятся на Ваших грязных руках?
Ответы:
Вопрос 3: Влияет ли чистота рук на Ваше здоровье?
Ответы:
Вопрос 4: Знаете ли Вы 5 золотых правил мытья рук?
Ответы:
Вопрос 5: Как Вы считаете уменьшается ли количество микроорганизмов на Ваших руках после мытья?
Ответы:
Вопрос 6: Знаете ли Вы при контакте с какими предметами на руках скапливается большее количество микроорганизмов?
Ответы:
Вопрос 7: Знаете ли Вы при посещении каких общественных мест на руках скапливается большее количество микроорганизмов?
Ответы:
По результатам опроса можно с уверенностью сказать, одноклассники знают, что чистота рук влияет на здоровье человека и что количество микроорганизмов уменьшается после мытья рук. Практически все ребята знают, при контакте с какими предметами и при посещении каких общественных мест на руках скапливается большее количество микроорганизмов.
Подводя итоги анкетирования понятно, что большей части одноклассников интересен вопрос о том, какие виды бактерий находятся на их грязных руках.
С целью сбора образцов для микроскопического исследования мы отправились на автобусную остановку, перед выходом тщательно помыв руки теплой водой с мылом. В автобусе я старательно протер пальцами правой руки металлический поручень.
Затем полученный образец я доставил в домашнюю «лабораторию» и поместил на предметное стекло для исследования. Методика проведения опыта описана в соответствующей главе.
Для проведения опыта на питательной среде мы решили собрать образцы из основных мест пребывания ребенка вне дома: школа, детская площадка, общественный транспорт (автобус), контакт с домашними животными и монетами. Для сравнения - взяли пробу с чистых рук.
Из школы я принес образцы для исследования, не прибегая к каким- либо специальным действиям: прост пришел со школы домой и не помыл руки, поместил образцы на питательный раствор, следуя описанной ниже методике.
Для сбора образцов на детской площадке мы организовали увлекательную прогулку по детскому центру, посетив детскую площадку и играя на ней. Затем собранные образцы были доставлены домой и сразу помещены на питательный раствор.
Каждый раз отправляясь за сбором образцов для исследования, я тщательно мыл руки теплой водой с мылом. Для проведения опыта с чистыми руками, руки помыли в течении двух минут, несколько раз намыливая детским мылом и смывая теплой водопроводной водой. Затем вытерли стерильной сухой марлевой салфеткой и сразу провели по питательной среде.
Подготовка материала
Для опыта с использованием микроскопа мы взяли имеющийся у нас дома микроскоп, достали окуляры, объективы, предметные и покровные стекла, расположили все эти предметы на большом письменном столе и приступили к исследованию.
Для опыта с использованием питательной среды нам пришлось обратиться в интернет-магазин товаров для лаборатории. Там мы заказали один флакон агара Хоттингера и 6 чашек Петри диаметром 100 мм. Через 1 месяц нам доставили приготовленный агар и чашки Петри. До начала опыта агар и чашки мы мы хранили в темном месте с температурой 20⁰-23⁰С.
5. Метод микроскопического исследования
Микроскоп – сложный оптико-механический прибор, позволяющий получать увеличенные изображения невидимых человеческому глазу объектов и их деталей. Слово «микроскоп» состоит из двух греческих слов – «маленький» и «смотрю». Микроскоп изобретён в средние века.
Многие выдающиеся ученые того времени изучали свойства линз – Галилео Галилей, Леонардо да Винчи, Антонио ван Левенгук. Их открытия в этой области привели к созданию оптического микроскопа, который использует лучи видимого света. Со временем ученые изобрели электронный и другие виды микроскопов, которые значительно расширили возможности наблюдения за объектами.
Суть метода исследования с помощью микроскопа заключается в детальном изучении объекта при многократном увеличении его изображения.
Использованная методика
В качестве основного инструмента исследования собранного материала под микроскопом мы использовали Микроскоп Микромед «Атом» 40х, 800х.
Применялись окуляры с увеличением.
Перенос исследуемых образцов с пальцев руки на предметное стекло производили методом соскабливания, применяя в качестве скребка покровное стеклышко. Далее, на предметное стекло с образцами капнули одну каплю чистой кипяченой воды из водопровода и накрыли покрывным стёклышком.
Подготовленные таким образом образцы поместили на предметный столик микроскопа для исследования с увеличением .
6. Метод выращивания микроорганизмов на питательной среде
Для определения наличия, количества и видов микроорганизмов ученые используют метод выращивания, или, как говорят, - культивирования, микробов. Выращивают микробов на специализированной питательной среде – на мясных или рыбных бульонах и отварах. Микробы некоторых видов требуют особой питательной среды. В бульон добавляют желатин или агар-агар – в этом случае питательная среда приобретает вид студня. На поверхность студня с помощью специальных петель из проволоки либо ватного тампона помещают микроорганизмы.
Эту стадию опыта называют посевом. Микробы, при определенной температуре, начинают размножаться на питательной среде и примерно через сутки вокруг места посева появляются скопления размножившихся микроорганизмов – колонии. Колонии разных видов микробов заметно отличаются друг от друга формой, окраской и плотность.
Использованная методика.
Исследование на питательной среде проводилось с применением агара Хоттингера производства ООО «Научно-исследовательский центр фармакотерапии», а также чашек Петри диаметром 100 мм.
Следуя указанным инструкциям, мы сняли алюминиевый колпачок, заменили пробку на ватно-марлевую. Выдержали флакон с агаром на кипящей водяной бане до полного растворения студня (примерно 40 минут), охладили до температуры 50⁰ (около 30 минут) и разлили в стерильные чашки Петри слоем 4-5 мм, после загустения (30-40 минут) подсушили чашки на батарее в течении 45 минут.
Таким образом мы приготовили 6 порций раствора и поставили в холодильник, где согласно инструкции, он может храниться до 10 дней.
Для переноса исследуемых образцов на питательную среду я проводил пальцами по загустевшему питательному раствору в чашке Петри. Это действие совершалось в течение 2-3 секунд и затем чашка сразу закрывалась крышкой для предотвращения попадания микробов из воздуха.
В нижнюю половину чаши осуществлялся перенос образцов после тщательного мытья рук с мылом. Перед нанесением образцов чашка с раствором в течение нескольких минут выдерживалась при комнатной температуре. После нанесения чашка оборачивалась тонкой пленкой и сразу ставилась в теплое место.
С целью создания наиболее благоприятной температуры для размножения микробов, мы использовали духовку на режиме “расстойка теста”. В данном режиме предусмотрена оптимальная температура для выращивания микроорганизмов 35⁰. Образцы мы складывали в лоток и для усиления теплового эффекта сверху его покрыли фольгой. Таким образом, используя предметы домашнего обихода, мы добились постоянства и нужного значения температуры. Время выдержки микробов при нужной температуре составляло не менее 24 часа.
7. Результаты исследования
Опыт с микроскопом
Опыт с микроскопом Микромед «Атом» позволил нам обнаружить мельчайшие частицы, невидимые невооруженным глазом. Так, в поле зрения при минимальном 40-а кратном увеличении на исследуемом образце мы ничего не увидели. При 80-ти кратном увеличении находилось большое количество черных и темно-серых частиц неправильной формы разного размера, волоски, песчинки и т.п. Но невозможно было понять, где там микробы. При больших увеличениях становилось только темнее, потому что, чем меньше был обозреваемый участок, тем меньше света в него попадало. При увеличении крат мы вообще не увидели ничего, кроме темноты.
Сделать заключение о наличии микроорганизмов среди наблюдаемых объектов не удалось. В то же время, логично было предположить наличие микробов на исследуемом образце, что и подтвердилось впоследствии в опыте на питательной среде, когда принесенные на руках образцы из автобуса образовали многочисленные колонии.
Опыт с питательной средой
Опыт с питательной средой дал положительный результат.
При исследовании образцов, принесенных на руках из школы, через 24 часа после их нанесения на питательную среду на поверхности раствора в чашке Петри можно было наблюдать большое количество белых пятен неправильной формы (рис. ).
Они заняли всю верхнюю часть часть чашки, появившись в местах проведения пальцами и вокруг них, и имели размеры примерно от 3 мм до 20 мм. Пятна имели пупырчато-слизистую структуру, причем с одной стороны было больше слизи, а с другой стороны бугорков-пупырышков. Слизистая часть пятен матовая, гладкая, края ровные. Другая часть шероховатая, на ней встречаются бугорки диаметром до 3 мм, края зубчатые.
Вокруг пятна можно было увидеть несколько круглых непрозрачных островков, напоминающих пузыри, диаметром 1-3 мм. Из чашки распространялся резкий крайне не приятный запах. Очевидно, что эти пятна не что иное, как скопление (колонии) различных размножившихся микроорганизмов. Еще через 12 часов более 80% площади чашки заняли колонии микроорганизмов.
В нижней части чаши можно было наблюдать результаты посева после контакта с питательной средой вымытой с мылом руки. Через 24 часа на поверхности раствора были видны мелкие (менее 0,5 мм) кружки их в небольшом количестве в местах проведения пальцами по раствору. Неприятный запах отсутствовал.
При исследовании образцов, принесенных из общественного транспорта, через 24 часа после их нанесения на питательную среду на поверхности раствора в чашке Петри наблюдалось большое количество разного диаметра кружков белого и бежевого цвета.
Белые кружки диаметром от 2 мм до 37 мм, бежевые – до 7 мм. Также примерно 5% чашки заняло мутное слизистое пятно с прожилками и размытыми краями. Из чашки распространялся резкий неприятный запах. Еще через 12 часов колонии микробов заняли более 40% площади чашки.
В нижней части чаши можно было наблюдать результаты посева после контакта с питательной средой вымытой с мылом руки. Через 24 часа на поверхности раствора были видны мелкие (менее 0,5 мм) кружки их в небольшом количестве в местах проведения пальцами по раствору. Неприятный запах отсутствовал.
При исследовании образцов, принесенных с детской площадки, через 24 часа после их нанесения на питательную среду на поверхность раствора чашки Петри мы увидели белое матовое пятно правильной формы размером от 1 мм 7 мм. Из чашки распространялся резкий неприятный запах.
Эти пятна имели четкие границы и гладкую поверхность. Вокруг пятна и на нем наблюдались белые матовые островки круглой формы диаметром 0,05-3 мм. Некоторые из них напоминали бугорки. По истечении еще 12 часов площадь колоний увеличилась незначительно, но многие бугорки стали более выпуклыми и приобрели бежевый оттенок.
В нижней части чаши можно было наблюдать результаты посева после контакта с питательной средой вымытой с мылом руки. Через 24 часа на поверхности раствора были видны мелкие (менее 0,5 мм) кружки их в небольшом количестве в местах проведения пальцами по раствору. Неприятный запах отсутствовал.
При исследовании образцов, взятых с денег, монет номиналом 1 руб., 2 руб., 5 руб., 10 руб., через 24 часа после их нанесения на питательную среду на поверхность раствора чашки Петри мы увидели большое количество белых матовый пятен правильной формы размером от 0,5 мм до 2 мм. Из чашки распространялся резкий неприятный запах.
В нижней части чаши можно было наблюдать результаты посева после контакта с питательной средой вымытой с мылом руки. Через 24 часа на поверхности раствора были видны мелкие (менее 0,5 мм) кружки их в небольшом количестве в местах проведения пальцами по раствору. Неприятный запах отсутствовал.
При исследовании образцов, взятых при контакте с домашними животными, кошкой Бусей, через 24 часа после их нанесения на питательную среду на поверхности раствора в чашке Петри наблюдалось большое количество разного диаметра кружков белого и бежевого цвета.
Белые кружки диаметром от 0,5 мм до 2 мм. Также примерно 30% верхней части чашки заняло мутное слизистое пятно с прожилками и размытыми краями. Из чашки распространялся резкий неприятный запах. Еще через 12 часов колонии микробов заняли более 50% площади чашки.
В нижней части чаши можно было наблюдать результаты посева после контакта с питательной средой вымытой с мылом руки. Через 24 часа на поверхности раствора были видны мелкие (менее 0,5 мм) кружки их в небольшом количестве в местах проведения пальцами по раствору. Неприятный запах отсутствовал.
Обсуждение результатов
Проведенные опыты значительно расширили наши познания в области медицины и биологии.
Благодаря исследованию с микроскопом, нам удалось наблюдать невидимые невооруженным глазом объекты.
Большое количество колоний микроорганизмов, полученное в результате опыта с питательной средой, наглядно демонстрирует наличие микробов на немытых руках. А очень незначительное количество колоний при контакте чистой руки со средой, убеждает нас в эффективности способа очищения рук от микробов с помощью мыла и воды.
После опыта с чистой рукой у нас возник вопрос: почему, несмотря на тщательную процедуру мытья руки, микробы все же остались в незначительном количестве и образовали маленькие колонии? Вероятно причина этого в невозможности полного удаления микробов с поверхности и из глубоких слоев кожи обычным способом очистки рук, который мы использовали.
В ходе проведения исследования в рамках проекта "Исследование микроорганизмов на руках человека" мы заметили, что во всех случаях первые видимые признаки размножения микроорганизмов на питательном растворе появились после 12 часов выдерживания при нужной температуре. Однако, интенсивность роста колоний была немного выше в опытах с немытыми руками.
Очевидно, различия формы и строения колоний, выросших в опытах с немытой рукой. Вероятно, причина этого - разные виды принесенных микроорганизмов.
По результатам исследования можно сделать следующие выводы:
- Множество микроорганизмов появляется на руках человека после контакта рук с предметами окружающей среды: в школе, в общественном транспорте, на детской площадке.
- Большинство микробов, находящихся на руках человека, смываются при обработке рук водой и мылом.
- Обработка рук водой и мылом является эффективным способом очищения рук от микробов.
- Заботясь о чистоте рук, мы уменьшаем риски попадания в наш организм болезнетворных микробов.
Заключение
В заключении исследовательского индивидуального проекта об исследовании микроорганизмов на руках человека следует сказать, что невидимый мир приоткрыл нам свои тайны. Мы убедились в наличии множества различных микробов на немытых руках и доказали эффективность способа очистки рук от микробов с помощью воды и мыла.
Основываясь на данных медицинской науки, можно предположить, что изученных нами микроорганизмов присутствовали болезнетворные микробы. Ответ на вопрос «Зачем мыть руки?» становится очевидным: «Мойте руки, чтобы смывать болезнетворных микробов! Мойте руки, чтобы быть здоровым!».
Мы надеемся, что убедившись в наличии огромного количества «всякой живности» на немытых руках, дети и взрослые не станут забывать мыть руки и вообще следить за своим здоровьем и чистотой окружающего их мира. И пусть привычка к содержанию в чистоте собственных рук станет «питательной средой» для таких замечательных качеств характера, как аккуратность, бережливость и ответственность.
Будьте здоровы!!!
Источники
- Аникеев В.В., Лукомская К.А. Руководство к практическим занятиям по микробиологии.- М.: “Просвещение”, 1983.
- Александрова В. П., Болгова И. В., Нифантьева Е. А. Экология живых организмов: Практикум с основами экологического проектирования. 6-7 классы. – М.: ВАКО, 2014.
- Гусев М. В., Минеева Л. А.. Микробиология. Третье издание. – М.: Рыбари, 2004.
- https://new-science.ru/11-boleznej-kotorye-vy-mozhete-zarazitsya-ot-zhivotnyh/
- http://tipsbeauty.ru/tipy-bakterij-najdennye-na-dengax/
- https://iz.ru/1294616/denis-gritcenko/zagriaznennye-igry-na-kakikh-detskikh-ploshchadkakh-zhivet-bolshe-bakterii?ysclid=lhszyth2y9489890679
- Какие инфекции встречаются в общественном транспорте: данные статистики | MedAboutMe