Vědecké experimenty s plísní | Děti

Pěstování plísní pro vědecké experimenty zaujme vaše publikum a studium plísní je skvělý způsob, jak se dozvědět více o ekologii a biologii. Pokud si chcete vypěstovat plíseň na potravinách nebo chcete zkusit dobrodružnější projekt, jako je slizák, určitě dodržujte obvyklá bezpečnostní opatření, jako je nošení rukavic při manipulaci se vzorky.

Plísně v potravinářském projektu

Tento experiment porovnává rychlost růstu plísní na různých typech potravin skladovaných v mnoha amerických domácnostech. Některé potraviny jsou obvykle uchovávány v chladničkách, aby se prodloužila jejich trvanlivost, zatímco jiné jsou obvykle skladovány při pokojové teplotě. Toto je skvělý projekt pro nové na vědeckých veletrzích a děti mohou porozumět konceptům již v mateřské škole. To však vyžaduje pečlivou přípravu, protože bude trvat nejméně týden, než se na potravinách rozroste plíseň, a bude trvat několik týdnů, než zaznamenáte výraznější růst plísní.

materiály

• Jeden kousek chleba
• Jeden plátek amerického sýra
• Jedna jahoda
• Jedno rajče (nebo jiný produkt dle vašeho výběru)
• Čtyři papírové talíře

Instrukce

1. Umístěte chléb, sýr, jahody a rajčata na čtyři samostatné talíře.
2. Na cedulku budete muset označit datum.
3. Talíře s jídlem umístěte do spíže nebo skříně.
4. Denně kontrolujte produkty, zda nevykazují známky plísně.

Záznam výsledků

Do svého deníku budete chtít zaznamenat své výsledky. I když neexistují žádné konkrétní způsoby, jak toho dosáhnout, pomohou vám následující návrhy:

• Každý druhý den vyfoťte každý talíř. Na konci projektu tak budete moci vidět vývoj formy v čase.
• Podržte minci vedle formy a vyfoťte. To pomůže těm, kteří si prohlížejí váš projekt, porovnat, jak velký nebo malý je tvar.
• Mezi další otázky, které byste měli zvážit, patří:
  • Existují nějaké potraviny, ve kterých neplísní? proč myslíš?
  • Jak nyní lidé kontrolují růst plísní?

  Do toho

  Tento experiment ukazuje, že některé potraviny mají tendenci plesnivět rychleji než jiné, což je jeden z důvodů, proč se tyto potraviny často uchovávají v lednici. Jakými dalšími způsoby lidé brání růstu plísní? Chcete-li tento experiment posunout ještě dále, změňte experimentální podmínky:

  • Všechny potraviny dejte do lednice. Chlazení sice zpomaluje růst plísní, ale nezastaví ho úplně. Jak dlouho trvá, než jídlo zplesniví, pokud je skladováno v lednici?
  • Už jste někdy měli jídlo, na kterém neplísnivělo? Pokud ano, proč si myslíte, že se to stalo? (Tip: Hledejte konzervační látky v potravinách, ve kterých neplísní.)
  • Jaké jsou další způsoby, jak zabránit růstu plísní? Co když do jídla přidáte sůl nebo kyselinu citronovou? Zabrání to růstu plísní?

  Existuje mnoho různých variant tohoto experimentu, takže se ujistěte, že plánujete dopředu, abyste měli čas vyzkoušet různé věci.

  Experiment s plísní v Petriho misce

  Plíseň je druh hub, což je živý organismus, který není příbuzný zvířatům ani rostlinám. Plíseň se živí organickými rostlinami nebo zvířaty a vyžaduje spóry plísní, potravu (organická hmota obsahující uhlík), vlhkost a vhodnou teplotu vzduchu, aby přežila a rozmnožovala se. V tomto experimentu otestujete různé povrchy v blízkosti vašeho domova a v jeho okolí na výskyt spor plísní.

  Tento experiment se nejlépe provádí se studenty středních a vysokých škol, kteří se naučili pracovat s agarem a Petriho miskami. I když možná budete chtít nechat vzorky chvíli růst, plíseň by se měla objevit do týdne od odběru vzorku.

  materiály

  • Šest sterilních Petriho misek se sladovým extraktem agaru
  • Pět sterilních bavlněných aplikátorů
  • Maskovací páska a permanentní fix

  Základní pokyny

  Je důležité udržovat kalíšky pokud možno sterilní. Nejprve si proto přečtěte pokyny, abyste plně porozuměli tomu, co se chystáte udělat, a poté jednejte co nejrychleji pokaždé, když máte otevřený tampon nebo kelímek. Pracujte vždy s jednou miskou, odeberte vzorek a poté umístěte Petriho misku na místo, kde ji budete mít k pozorování, než přejdete k další misce.

  1. Nejprve označte dno Petriho misky (abyste viděli výsledky, aniž byste se misky dotkli) pomocí pásky a permanentního fixu. Musíte si poznamenat datum a místo, kde byl vzorek odebrán.
  2. Vezměte první Petriho misku se zavřeným víčkem a přiložte vatový tampon na oblast, kterou plánujete ošetřit.
  3. Uchovávejte Petriho misku s víkem, dokud nebude povrch čistý.
  4. Rozložte vatový tampon a rychle, ale důkladně otřete vybraný povrch. Po setření povrchu vezměte aplikátor do jedné ruky a rychle sejměte víko Petriho misky.
  5. Jemně, ale důkladně otřete povrch agaru v misce a zavřete víko.
  6. Možná vám pomůže nalepit po stranách malé kousky pásky nebo zajistit víko Petriho misky gumičkou. Víčka se mohou snadno sundat, a pokud k tomu dojde, váš experiment by mohl být zmařen.

  Sledování růstu plísní

  Čas od času budete muset sledovat růst plísní. I když neexistují žádná pevná pravidla, jak to udělat, můžete pro svůj projekt vyzkoušet následující nápady:

  

  • Fotografujte každý den a natáčejte zpomalená videa. Videa jsou skvělým způsobem, jak ukázat růst a změny, ale nezapomeňte do videa zahrnout informace o tom, jaké časové období pokrývá.
  • Zaznamenejte svá pozorování do deníku. Nakreslete obrázky svého tvaru za pochodu. Můžete to snadno udělat tak, že obkreslíte okraj Petriho misky na kus papíru. Poté změřte každé místo tvaru a nakreslete ho na kruh, který jste vytvořili na papíře.
  • Dodržujte pouze jeden bod. I když chcete zaznamenat všechna svá pozorování, možná budete chtít označit jedno konkrétní místo. Nezapomeňte jej změřit malým pravítkem označeným v milimetrech.

  Co ukazuje experiment

  Tento experiment demonstruje schopnost plísně růst ze spór na různých površích ve vašem domě a na vašem těle. Ukazuje, jak špinavé jsou určité povrchy, a ukazuje důležitost mytí rukou a důkladného úklidu domácnosti.

  Projekt Slizovky

  Slizovka je speciální druh plísně, která se při konzumaci chová téměř jako améba. Na práci se slizovkou je zajímavé to, že plíseň se skutečně mění a reaguje na podmínky, které zavedete, takže je na co se dívat. Tento projekt je vhodný pro středoškoláky.

  materiály

  • Dvě misky kultury plasmodium physarum polycephalum
  • Potrava pro plísně (milují především ovesné vločky)
  • Pipeta
  • Rukavice
  • Toxin, jako je odlakovač na nehty nebo ocet
  • Svítidlo

  Instrukce

  1. Noste rukavice, abyste zabránili kontaminaci během experimentu.
  2. Pomocí permanentního fixu rozdělte Petriho misku na kvadranty. To se provádí pro usnadnění kvantitativního pozorování.
  3. Vždy mějte Petriho misky zakryté, pokud do nich nepřidáváte jídlo nebo toxiny.
  4. Rychle otevřete Petriho misku a umístěte jídlo na opačnou stranu, než je vaše kultura nyní; poté zavřete víko zpět. Všechna pozorování budete muset zaznamenat během několika dnů.
  5. Poté pomocí pipety umístěte toxin (odstraňovač laku na nehty nebo ocet) do jiné Petriho misky a zaznamenejte svá pozorování.

  Pozorování slizu

  Slizové plísně jsou obzvláště příjemné na pěstování, protože se snadno pěstují. Nejlepší způsob, jak zaznamenat svá pozorování, je měřit vzdálenost, kterou urazíte, a kreslit obrázky. Pomocí kvadrantů, které jste nakreslili, a pravítka vytvořte poměrně přesné popisy a kresby.

  Do toho

  Existuje několik možností pro experimenty s plísní. Pokud máte nějakou plíseň navíc, možná budete chtít vyzkoušet jednu z následujících laboratoří, abyste svůj experiment posunuli na další úroveň. Jako okrajovou poznámku nezapomeňte sledovat následující týden po vyzkoušení nové proměnné.

  

  1. Co se stane, když vynesete physarum na světlo? Jednu polovinu Petriho misky zakryjte hliníkovou fólií a na druhou polovinu posviťte světlem. Jak physarum reaguje?
  2. Zaveďte toxin, jako je odlakovač na nehty nebo ocet. Přidejte vedle fyzáru (ale ne na něj) stěr toxinu – co to dá?
  3. Sliznici můžete „naučit“ procházet bludištěm! Video níže je zrychlený časosběr. Použijte novou Petriho misku s vhodným agarem, ale bez slizu. Vytvořte si bludiště z libovolného plastu. Umístěte slizovou formu na jeden konec bludiště a jídlo na konec bludiště, jak je znázorněno níže:

  Co ukazuje experiment

  Slizovka je druh plísně, která působí spíše jako zvíře než jako houba. Při hledání potravy se pohybuje ve skupinách, pryč od toxinů a světla (které může plíseň vysušit a zabránit pohybu). Plísně se rychle množí při aktivním pohybu a konzumaci potravy. Může dokonce uvolnit chemické signály, které mu pomohou vyhnout se toxickým látkám nebo se po oddělení znovu připojit ke skupině.

  Proč plíseň roste?

  Vědecké experimenty s plísněmi ukazují, jak různé podmínky prostředí, jako je teplota, typ média nebo povrchu potravin a vlhkost, podporují růst plísní. Vzhledem k tomu, že plísně kazí potraviny a mohou způsobit onemocnění, je důležité vědět, jak omezit nebo zabránit růstu plísní.

  Doporučeno:

  Popcorn experimenty bude milovat celá rodina

  

  Nadchněte své děti STEM pomocí těchto oblíbených experimentů s popcornem

  Vědecké experimenty s gumovými medvídky

  

  Máma vždycky říkala, nikdy si nehraj s jídlem, ale to není vůbec žádná legrace! Používání zábavných potravin, jako jsou gumoví medvídci, je skvělý způsob, jak naučit děti základy hry.

  Zábavné a vzrušující vědecké aktivity pro miminka

  

  Nikdy není příliš brzy začít učit své dítě vědu. Dovednosti získané pozorováním a učením se o vědeckých procesech a konceptech mohou dětem pomoci rozvíjet se v jiných aspektech života.

  Vědecké stránky pro děti

  

  Pokud hledáte způsob, jak zlepšit přírodovědné vzdělání vašeho dítěte, tyto skvělé vědecké webové stránky pro děti nabízejí spoustu aktivit, které můžete dělat na počítači.

  

  Stručná historie problému.

  Historie mikrobiologie začala v 1632. století pozorováním nizozemského obchodníka Antona van Leeuwenhoeka (1723-2), který vynalezl první mikroskop skládající se z jediné čočky. Malá čočka byla skleněná kulička o velikosti asi 50 mm a poskytovala 300-XNUMXnásobné zvětšení, což stačilo k tomu, aby bylo vidět mikroskopickou strukturu semen a embryí rostlin a malých bezobratlých. Leeuwenhoek objevil existenci spermií a červených krvinek a provedl mnoho pozorování, která byla na svou dobu revoluční.

  

  Výkres. Leeuwenhoekův mikroskop. 1 – jehla, na které je nasazen předmět pozorování. 2 – Šroub, který nastavuje výšku předmětu vzhledem k objektivu. 3 – skleněná kuličková čočka. 4- šroub, který nastavuje vzdálenost od objektu k objektivu.

  Za hlavní Leeuwenhoekův úspěch je ale považováno objevení světa mikrobů. Jako první popsal zástupce všech hlavních skupin jednobuněčných organismů, které dnes nazýváme „prvoci“: řas, kvasinek a bakterií. Po Leeuwenhoekovi se poznatky o mikroorganismech dále hromadily v podobě různých pozorování a vědeckých debat o typech, původu a původu mikroorganismů, ale kvalitativní průlom v mikrobiologii nastal o více než 100 let později.

  V roce 1861 francouzský vědec Louis Pasteur publikoval důležitou studii „Memoir on the Organized Bodies in the Atmosphere“. V této práci autor ukázal, že ve vzduchu kolem nás jsou mikroorganismy, které přímo ovlivňují proces fermentace a kažení potravin. Pokud produkty sterilizujete a eliminujete jejich kontakt s vnějším prostředím, pak se kažení a fermentace prakticky zastaví. Dnes pijeme například pasterizované mléko, možná aniž bychom tušili, že název pochází z příjmení velkého vědce.

  V následných Pasteurových studiích bylo zjištěno, že mikroorganismy provádějí životně důležitou aktivitu, která se redukuje na biologické a chemické procesy, v důsledku čehož se mění složení prostředí obklopujícího mikroorganismy. Mikroorganismy „dýchají“ vzdušný kyslík nebo využívají energii chemických vazeb větších molekul k udržení života, což určuje složení jejich odpadních produktů. Na základě této charakteristiky se bakterie dělí na aerobní a anaerobní.

  Rozvoj mikrobiologie usnadnily ryze praktické výzvy, které na lidi vrhla příroda. Například v letech 1845-1849 došlo v Irsku k přírodní katastrofě, která výrazně ovlivnila historii země. Katastrofa se stala známou jako „bramborový hladomor“. Neúroda brambor měla za následek smrt 800 000 až 1 000 000 lidí v důsledku hladomoru.

  

  Fotografie. Brambory napadené plísní.

  Obrovské množství Irů se přistěhovalo do Ameriky. Jak zjistil Miles Joseph Berkeley (1803-1889), chorobu brambor způsobila houba, která byla později pojmenována „plíseň pozdní“ (Phytophthora), přivezená lodí ze stejné Ameriky. Zhruba v této době se slovo „nemoc“ začalo používat společně se slovem „mikroorganismy“

  V roce 1840 bylo zjištěno, že mikroorganismy jsou zodpovědné za mnoho lidských nemocí. Mladý anglický chirurg Joseph Lister (1827-1912) zavedl používání antiseptik v chirurgii v domnění, že právě přítomnost patogenních mikroorganismů ve vzduchu operačního sálu, na nástrojích a rukou lékařů vede k pooperační sepsi (infekci). Listerova metoda výrazně snížila počet úmrtí po operaci a stala se široce používanou v medicíně.

  Skutečná revoluce nastala, když německý venkovský lékař Robert Koch (1843-1910) zkoumal příčiny šíření antraxu. Zjistil, že původcem antraxu jsou mikroorganismy (bakterie), kterým se později říkalo „Kochovy bacily“. Koch zjistil, že za každou infekční nemocí se skrývá specifický patogen, charakteristický pro tuto konkrétní nemoc. Právě po Kochových objevech nastal rychlý pokrok v lékařské biologii. Před Kochem existovala teorie pleomorfismu, podle níž se mikroorganismy stejného druhu přizpůsobují různým chorobám změnou svého tvaru. Teorie se však nepotvrdila a vyšlo najevo, že existuje mnoho různých typů patogenních mikroorganismů a mikroorganismů obecně, které se projevují v jim příznivém prostředí. Biologové tuto myšlenku nazývají „monomorfismus“.

  Historie mikrobiologie se samozřejmě neomezuje na několik jmen; je prostě nemožné zmínit vše v pár odstavcích. Více podrobností o tom lze nalézt v literárních odkazech uvedených na konci článku. Uvedená fakta vypovídají o historii mikrobiologie a obecně odpovídají na otázku: „Kdo to potřebuje a proč? Je třeba dodatečně poznamenat, že mikroorganismy jsou zodpovědné nejen za některé specifické procesy spojené s chorobami rostlin, zvířat a lidí, ale hrají také zásadní roli v biologicky důležitých cyklech hmoty na Zemi. To platí zejména pro globální cykly dusíku, uhlíku a síry.

  Pro studium různých mikroorganismů je nutné izolovat tzv. „čistou kulturu“. K izolaci čisté kultury bakterií je nutné vytvořit příznivé podmínky pro jejich vývoj, to znamená vytvořit živnou půdu vhodnou pro pozorování a experimentální techniky, které umožňují oddělit jednu bakterii od druhé.

  Dále v článku jednoduše vysvětlíme, jak to lze udělat doma a jak vidět růst bakterií a plísní běžných v každodenním životě.

  Živné médium.

  Různé bakterie se velmi liší v požadavcích na živiny a každé živné médium může podporovat život relativně malé části přirozeně se vyskytujících bakterií. K pozorování vývoje mikroorganismů nepotřebujete mnoho místa; stačí zkumavka, baňka nebo Petriho miska. Většina bakterií, kvasinek, myceliálních hub a jednobuněčných řas je schopna se množit na povrchu nebo uvnitř gelovitého média na bázi agar-agaru (přírodní polysacharid získávaný z hnědých řas) nebo želatiny (zpracovaný produkt živočišného pojiva). Obě ingredience lze zakoupit v obchodě s potravinami.

  Gelové médium je vhodné, protože drží tvar, je průhledné a lze do něj přidávat různé nutriční složky, které napomáhají růstu mikroorganismů toho či onoho druhu.

  Moderní mikrobiologové mají velké množství receptur na živná média, z nichž mnohé jsou poměrně složité a pro amatéry nedostupné, takže můžeme použít recept, který (nebo přibližně stejný) používali biologové před více než 100 lety před nástupem biochemie. Recept vznikl jako výsledek několika experimentů se směsí živin na bázi agaru a různých přísad do ní. Jak se ukázalo, některé plísně a bakterie dobře rostou na naší základně.

  Jako základ směsi bylo zvoleno alkoholické pivo (u nealkoholického byly výsledky horší). Musíte vzít 100 ml. zapalte pivo a vařte ho v běžném hrnci, dokud se alkohol zcela neodpaří; může zůstat mírný alkoholový zápach, ale je lepší se ho pokusit zbavit. Bude to trvat 10-15 minut. Dále do horkého roztoku po malých dávkách přidávejte agar-agar v celkovém množství 1 gram na každých 100 mililitrů. Agar se musí rozpustit; za tímto účelem po přidání agaru přiveďte roztok téměř k varu za mírného míchání. Agar se rozpouští při teplotách nad 75 stupňů Celsia. Proces rozpouštění je třeba provádět opatrně, agar přidávat po malých dávkách do tekuté báze při teplotě blízké varu. Pokud do vroucího roztoku hodíte hodně agaru najednou, vypění a vytvoří hrudky. To se nesmí připustit. V důsledku toho byste měli získat hustou, průhlednou, nažloutlou tekutinu. Musí sedět 5-7 minut při pokojové teplotě, aby mohly uniknout vzduchové bubliny. Dále je třeba horký roztok piva a agaru nalít do čistých skleněných nebo plastových Petriho misek ve vrstvě přibližně 3-4 mm, aby roztok nedosahoval k horním okrajům. Kelímky by měly být zakryty víčky a roztok by měl být přeměněn na gel nebo poměrně tvrdé želé. Po ztuhnutí želé by se měly uzavřené Petriho misky obrátit dnem vzhůru a umístit například do horní komory chladničky. Proč to obracet? Faktem je, že při procesu změny vnější teploty dochází v šálcích ke kondenzaci vody, která se usazuje na dně. Tento kondenzát bude překážet experimentům, pokud je na povrchu živného média. Proto Petriho misky obracíme. Kondenzace se tvoří na víčku, nikoli na živném médiu. Při pěstování bakterií budeme kultivační misky ukládat i dnem vzhůru. V zásadě je vše připraveno k experimentům.

  Laktobacily.

  Nejprve odebereme tři šálky a přidáme vzorky odebrané z různých fermentovaných mléčných výrobků, které máme v lednici. Ať je to kefír nebo kyselé mléko, sýr nebo jogurt. Podle růstu kolonií pochopíme, který produkt má více laktobacilů. Laktobacily se také nacházejí v kysaném zelí, pivu, víně a přírodních šťávách. Vzorky aplikujeme pomocí ocelového drátu nahřátého v ohni. Drátek lze ponořit do mléčného výrobku a následně použít k propíchnutí povrchu ztuhlého gelu v Petriho misce na několika místech. Zopakujme (protože je to důležité), že Petriho misky s rostoucími vzorky skladujeme na tmavém místě dnem vzhůru. V tomto případě se vzniklý vodní kondenzát neusazuje na povrchu živného gelu, ale na obráceném víčku Petriho nádobky. Pokud budete vzorky skladovat dnem vzhůru, kondenzát bude padat na povrch gelu a neuvidíme lokalizované kolonie bakterií, protože vše smyje voda. Většina laktobacilů je mezofilních, což znamená, že se vyvíjejí při mírné teplotě 30-40 stupňů Celsia, proto by Petriho sklenice se vzorky měly být umístěny na poměrně teplém, ale ne horkém místě.

  

  Fotografie. Laktobacily 2 dny po výsevu.

  

  Foto (zvětšeno). Laktobacily 4 dny po výsevu.

  

  Fotografie. Laktobacily 4 dny po výsevu.

  Bakterie mléčného kvašení většinou patří mezi tzv. fakultativní anaeroby. To znamená, že jejich zdrojem energie je fermentační proces a ke svému růstu nepotřebují kyslík. Jako zdroj energie využívají například mléčnou laktózu, ale mohou využít i jiné sacharidy. Na druhou stranu slovo „nepovinné“ znamená, že mohou existovat s přístupem atmosférického kyslíku. To vše je vidět z fotografií kolonií, které jsme vypěstovali. Většina kolonie se nachází pod povrchem živné směsi, kde je omezený přístup vzduchu, zatímco část vystupuje nad povrch. Pro každý fermentovaný mléčný výrobek se používají jiné bakterie.

  Jiné domácí bakterie a plísně.

  Po pokusech s bakteriemi mléčného kvašení můžete přejít k dalším pokusům, nanášením vzorků do živné směsi odebraných například z půdy pokojové rostliny, z úst nebo z vnitřku dřezu v kuchyni. Takové vzorky budou obsahovat různé mikroorganismy a v naší Petriho misce poroste několik kultur najednou. Jak rostou, budou si konkurovat a my budeme moci pozorovat proces pohlcování jedné kultury druhou.

  

  Fotografie. Vzorek půdy z pokojové rostliny

  

  Fotografie. Ukázka z kuchyňského dřezu. Růst a konkurence mezi dvěma odlišnými kulturami.

  Když vidíme, že několik kultur bakterií nebo hub roste a soutěží v Petriho misce, můžeme znovu nasadit, abychom dosáhli růstu kterékoli z nich. Na poslední fotografii je vidět, že na živné směsi rostou minimálně dvě plodiny. Ke kultivaci druhé je potřeba pomocí tenkého drátku odebrat vzorek z povrchu vyvíjející se kolonie bakterií a přenést jej do nové Petriho misky s živným roztokem. Při opětovném výsevu uvidíme pouze kolonie bakterií, které nás zajímají.

  

  Fotografie. Opakovaný výsev s izolací jedné kultury.

  Svět bakterií je obrovský a abychom mohli určit, s jakými bakteriemi máme co do činění, musíme být profesionálové, ale začínající amatér má určité znalosti k dispozici. Existuje mnoho publikací s recepty na živná média a fotografiemi bakterií a hub na nich pěstovaných. Lze docílit např. vybarvení kolonií a provádět složitější pokusy i doma. Více o tom v následujících článcích.

  Literatura: Steinier R., Edelberg E., Ingram J. Svět mikrobů. Ve 3 svazcích. M. Mir. 1979. Vol.1.

  Morozov P.V. května 2020