Организация исследования при изучении особенности строения прокариот

Работа - участника конкурса Школьникам-исследователям

по теме Организация учебного исследования в области основ цитологии

Автор работы: Оксана Петрова

Раздел «Пробиотики»

Основополагающий вопрос

Как малое видится в большом?

Проблемный вопрос: Как определить полезность?

Вопросы темы учебной программы

Клеточные формы жизни – прокариоты и эукариоты.

Особенности строения прокариот.

Форма работы: обобщающая.

Темы исследований школьников

• Что способствует поддержанию нормального баланса микрофлоры кишечника человека?

• От чего зависит полезное влияние молочно-кислых бактерий на организм?

Проблема: Все молочнокислые продукты приносят одинаковую пользу?

Материалы по проблеме

http://journal.issep.rssi.ru/contents.php?year=2004&number=2 - самые разнообразные статьи ведущих ученых на сайте Соросовского образовательного журнала

http://journal.issep.rssi.ru/?id=1 - тематический каталог «Биология» на сайте Соросовского образовательного журнала. Здесь можно найти информацию по всем интересующим проблемам, обозначенным в теме.

http://www.issep.rssi.ru/sej_str/RUB49.htm - статьи Соросовского образовательного журнала, посвященные теме свободных радикалов и фотобиологии.

http://www.chemport.ru/microbiology.shtml - основы микробиологии

http://www.cuhinso.ru – значение микробиологии

http://www.antibiotic.ru/cmac/ - научно-практический журнал «Клиническая микробиология» Межрегиональной ассоциации по клинической микробиологии и антимикробной химиотерапии и Научно-исследовательского института антимикробной химиотерапии СГМА. Посвящён проблемам клинической микробиологии и инфекционных болезней. Учредитель: Межрегиональная ассоциация по клинической микробиологии и антимикробной химиотерапии.

Гипотезы

• степень полезности молочно-кислых продуктов зависит от условий хранения;

• степень полезности молочно-кислых продуктов зависит от срока годности;

• степень полезности молочно-кислых продуктов зависит от количества микроорганизмов в 1 грамме и видового разнообразия.

Цели исследования

выявить признаки для осознанного выбора молочно-кислых продуктов, влияющих на поддержание нормального баланса микрофлоры кишечника человека.

План хода исследования

Методы: эксперимент и наблюдение

Для работы предлагается следующий план:

• Пригласить в чат всех учащихся виртуального класса, где предложить для обсуждения основополагающий и проблемный вопросы. (Если по каким-то причинам нет возможности провести чат, то обсуждение можно провести на форуме, но это менее эффективно) Здесь «мозговым штурмом» происходит определение и анализ проблем, выбор тем исследований, чрезвычайно важна здесь роль педагога как фасилитатора. Здесь же формируются группы по любым критериям (случайно, по выбранным проблемам или темам исследований и т.д.).

• В результате формулируются цепочки вопросов для исследования:

-что такое пробиотики?

-какие пробиотики могут содержаться в кисло-молочных продуктах?

-от каких факторов зависит положительное воздействие на организм кисло-молочных продуктов?

-как определить: живые микроорганизмы или нет содержатся в продуктах?

• Дальнейшая работа строится в группах по предложенной схеме:

-определение проблемы;

-определение темы исследования;

-переписываясь друг с другом в группе, сформулируйте гипотезы исследования;

-познакомьтесь с теоретическими вопросами по данной проблеме;

-совместно сделайте выбор методики исследований и условий корректного применения данной методики (для этого необходимо познакомиться с материалом);

- индивидуально проведите исследования в трехкратной повторности и заполнените паспорт продукта (пример смотри ниже);

-если у вас небольшая погрешность и ваши результаты почти не отличаются от результатов других членов группы, приступайте к выполнению следующего задания. Если разница в повторах или других результатов превышает допустимую погрешность, проверьте корректность проведенных исследований, и повторите все действия вновь. В случае затруднений, проконсультируйтесь с преподавателем;

-обсудив с группой и выбрав структуру таблицы, оформите ее и обменяйтесь по почте друг с другом, сделайте необходимые корректировки;

-сравнените полученные результаты, для этого используюйте отсканированные рисунки (если есть в школе электронный микроскоп, то используйте цифровые микрофотографии);

-обсудите по внутренней почте выводы;

-работая в группе, общаясь по электронной почте, оформите памятку «Как сохранить здоровье с помощью молочно-кислых продуктов». В памятке сформулируйте основные выводы по теории вопроса о пробиотиках. Предложите рекомендации по результатам исследований. В графическом виде проиллюстрируйте зависимость содержания живых микроорганизмов от времени, прошедшем со дня производства продукта. Памятка, паспорт продукта вывешивается на форуме.

• План исследования

Оборудование: микроскопы, пипетки, стаканчики с водой, предметные и покровные стекла, фильтровальная бумага, препаровальные иглы, кисломолочный продукт бифилайф, кефир, питьевой йогурт со сроком хранения не более двух недель, йогурт длительного хранения и т.д.

Ход работы «Изучение молочно-кислых бактерий под микроскопом»

(за основу взята лабораторная работа из пособия Обухов Д. К., Кириленкова В. Н. Клетки и ткани: учебное пособие для учащихся. – М.: Дрофа, 2007.)

1. Выяснить, что такое пробиотики и их особенность и роль в жизнедеятельности организма.
2. Выбрать кисломолочные продукты. Определить их состав, срок хранения и дату выпуска.
3. Отфильтровать продукты.
4. На середину чистых предметных стекол пипеткой нанесите по капле фильтратов.
5. Накрыть покровным стеклом.
6. Рассмотреть сначала на малом, затем на большом увеличении.
7. Описать то, что наблюдаете. (Например, видим неподвижные или слегка «качающиеся» в жидкости клетки. Они шарообразны по форме, могут соединяться по паре или в цепочки. Больше всего «качающихся» мы увидели в __________. Клетки, которые увидели, имеют шаровидную, палочковидную, либо раздвоенную формы. Присутствуют здесь и цепочки клеток, V-образные клетки и т.д.)
8. Полученные результаты занести в совместно составленную таблицу и паспорт продукта.

Примерный паспорт продукта

Название продукта Ацидофилин

Состав в 100 граммах:

-белок 2,9

-жир 2,5

-углеводы 4,0

-микроэлементы 0

-витамины 0

Микроорганизмы: Три вида бифидобактерий

Содержание живых микроорганизмов: 1.107 КОЕ/г

Срок годности: 10 дней

Количество дней, прошедших со дня изготовления: 1 день

Рисунок поля зрения микроскопа

9. Проведите исследование на выявление живых микроорганизмов. Для этого в пробирку с фильтратом добавляют метиленовую синь и ставят на водяную баню. Если раствор обесцвечивается, то бактерии живые. Для сравнения берут один и тот же продукт, но с разным сроком, прошедшим со дня выпуска в пределах срока годности. Например, кефир одной и той же фирмы, одинаковой жирности и другим показателям сегодняшнего дня выпуска, вчерашнего и т.д.

10. Составьте график, демонстрирующий зависимость количества микроорганизмов от количества дней, прошедших со дня производства продукта. Графики должны демонстрировать зависимость времени полного обесцвечивания раствора фильтрата от количества дней, прошедших со дня производства. В группе между собой обменяйтесь составленными графиками по внутренней почте, обсуждите выводы. Окончательный вариант обсуждите с преподавателем. (Примечание: Преподаватель задает уточняющие вопросы, проверяющие корректность проведенных исследований и выводов). После этого графики разместите в памятке.

Примерные выводы:

1. Пробиотики – это живые бактерии, которые важны для восстановления нормальной микрофлоры кишечника человека.
2. Наиболее часто используемые пробиотики на практике – это лактобактерии Lactobacillus и Streptococcus, а также Bifidobacerium.
3. Их применяют при профилактике и лечении таких серьезных заболеваний, как непереносимость лактозы, гастроэнтерит диареи.
4. Кишечные палочки, энтерококки, бифидобактерии и ацидофильные палочки в условиях нормально функционирующего кишечника способны подавлять рост вредных микроорганизмов.
5. Внутренняя поверхность кишечника надежно защищена от проникновения чужеродных белков, микробов и вирусов. Важную роль в организации этой защиты играет иммунная система организма. Кишечная микрофлора же стимулирует иммунную защиту. Если эксперимент проведен корректно, то результаты каждого участника группы будут совпадать с незначительной погрешностью, на основании этого можно формулировать выводы.
6. Наличие живых микроорганизмов зависит от срока реализации – если срок реализации более 14 дней, то микроорганизмов в продукте не наблюдали.
7. Количество микроорганизмов зависит от времени, прошедшего со дня выпуска, чем меньше время, тем больше живых микроорганизмов.

Формы педагогических измерений и контроля

• Преподавателю высылается таблица с выводами.

• Паспорта продуктов, Памятка с графиками, демонстрирующими зависимость наличия количества живых микроорганизмов от количества дней, прошедших со дня выпуска, рисунками или микрофотографиями результатов исследования размещенных в логической последовательности «Как сохранить здоровье с помощью молочно-кислых продуктов» созданная в любой программе на выбор учащихся (удобнее всего в Publisher) размещается на форуме.

• Учащиеся выполняют тест индивидуально:

Общий план строения клеток живых организмов(по материалам Обухов Д. К., Кириленкова В. Н. Клетки и ткани: учебное пособие для учащихся. – М.: Дрофа, 2007.)

I. Укажите букву, которая обозначает выбранный вами ответ.

№п/п	Вопрос	Варианты ответов
1.	К прокариотам относятся:	а) бактерии; б) грибы; в) растения; г) животные.
2.	Бактерии, способные образовывать нити, напоминающие гифы грибов, называют:	а) бациллами; б) кокками; в) микобактериями; г) вибрионами.
3.	Сферические бактерии называют:	а) бациллами; б) кокками; в) микобактериями; г) вибрионами.
4.	Плазмиды – это:	а) небольшие кольцевые молекулы ДНК; б) небольших кольцевые молекулы РНК; в) мембранные органоиды; г) впячивания плазматической мембраны.
5.	В цитоплазме бактериальных клеток имеются:	а) митохондрии; б) эндоплазматический ретикулум; в) аппарат Гольджи; г) мезосомы;
6.	Модельным объектом молекулярных биологов, генетиков, биохимиков и цитологов является:	а) микоплазмы; б) стрептококки; в) энтеробактерии; г) хламидии.
7.	Способностью к фотосинтезу с помощью специального фоточувствительного пигмента – бактериородопсина обладают:	а) энтеробактерии; б) пурпурные серные бактерии; в) стрептококки; г) хламидии.
8.	Молочнокислые бактерии, осуществляющие брожение, относятся к:	а) коккам; б) энтеробактериям; в) микоплазмам; г) хламидиям.

II. Выберите три элемента, характеризующие особенности прокариотической клетки.

а) В центральной части цитоплазмы находится зона, где располагается одна кольцевая молекула ДНК.

б) Имеются митохондрии – энергетические станции клетки.

в) Ядро и ядерные структуры предназначены для обеспечения сохранности генетической информации.

г) В цитоплазме нет мембранных органоидов.

д) Имеются внутриклеточные мембраны – это впячивания плазматической мембраны (мезосомы) или отдельные плоские мембранные пузырьки (ламеллы).

е) Важнейшей отличительной структурой являются пластиды.