Проект "Дрожжи"

ГБОУ школа № 482

Дрожжи

Выполнил ученик 3Е класса:

Щепин Максим

Руководитель: Едемская Н.В.

Санкт-Петербург

2018

Оглавление

Создание первых микроскопов

История этого удивительного прибора началась давно. Еще древние греки задумывались о существовании невидимых организмов. Например, отец медицины Гиппократ, который жил в 4-5 веках до нашей эры, считал, что в природе есть очень маленькие существа, которых никак нельзя рассмотреть. Долгое время многие так и думали, но доказать это было невозможно, ведь не было специальных приборов. Кроме того, Птолемей, живший во второй половине второго века, в собственной работе "Оптика" описал оптические характеристики воспламеняющих стекол. Однако в то время увеличительная способность некоторых предметов не нашла практического применения.

МИКРОСКОП - жестяная трубочка

Первые приборы, подобные микроскопам, стали появляться в конце 16 века. Голландские мастера по шлифовке стекол Ханс Янсен и его сын Захарий в 1650 году соорудили первую модель микроскопа: они поместили две линзы в одну трубку, тем самым получив увеличение в 5-10 раз.

"Оккиалино" Галилея

В начале 17 века Галилео Галилей конструировал телескопы, но однажды установил линзы в трубе так, что смог рассмотреть не далекие звезды, а мелкие предметы. Галилей обнаружил, что если сильно раздвинуть изобретенную им зрительную трубу, то можно значительно увеличить мелкие предметы. Таким образом, Галилей стал считаться изобретателем первого микроскопа, который состоял из двух линз: отрицательной и положительной. Свое изобретение он назвал "оккиалино", что переводиться как "маленький глаз". Предполагается, что микроскоп Галилея увеличивал объекты в 35-40 раз. С этого времени начинаются стремительные исследования в области микроскопии. Создаются новые приборы в Англии, Италии, Дании. В 1625 году Фабер предлагает термин "микроскоп".

Роберт Гук и обыкновенная пробка

Роберт Гук жил в Англии в 17 веке. Он решил усовершенствовать микроскоп и добиться более ясного изображения. Гук добавил еще одну линзу для чёткости и особую систему освещения. Он рассмотрел под микроскопом тонкий срез пробки и увидел, что она состоит из ячеек. Именно Гук первым назвал эти ячейки «клетками». Гук умел прекрасно рисовать и старательно зарисовывал все, что наблюдал в микроскоп.

Корнелиус Дреббель

В 17 веке изобретатель из Голландии, Корнелиус Дреббель, тоже создал один из первых микроскопов. Он был физиком и астрологом при дворе английского короля Якова I. Микроскоп Дреббеля состоял из длинной трубы, на концах которой крепились выпуклые линзы. Из Англии такие микроскопы очень быстро распространились по всей Европе.

Микромир Левенгука

Триста лет назад в Голландии, в небольшом городке Делфте, Антони ван Левенгук открыл лавку, где торговал сукном. Чтобы покупать хорошие полотна, Левенгук рассматривал их под увеличением лупы. Так можно было заметить разорванные нити или плохое переплетение. Однако пытливый Левенгук рассматривал не только ткань, но и все, что его окружало: растения, насекомых, воду из реки. Чтобы увидеть самые мелкие, невидимые частицы предметов Левенгук сам пробовал изготавливать увеличительные приспособления. По своей увеличительной силе его изобретение могло посоревноваться с современными микроскопами, ведь, Левенгук смог увидеть в него одних из мельчайших существ планеты - бактерий. Всю свою жизнь Левенгук изучал пыльцу, налет с собственных зубов, слюну, кристаллы, кровь, воду из луж и многое другое. Работать с его микроскопом было очень неудобно - ведь его нужно было подносить к самому глазу. Надо было обладать огромным усердием, чтобы бесконечно смотреть в глубины тайн природы. Левенгук не расставался со своим любимым занятием до глубокой старости. За свою долгую жизнь Левенгук изготовил около 200 микроскопиумов. За все годы Левенгук не продал ни одного своего микроскопа, а секрет изготовления линз держал в строгом секрете. И по сей день эта тайна не раскрыта. Теперь микроскопы Левенгука хранятся в музеях мира. Свои наблюдения Левенгук зарисовывал в дневниках, которые позже были изданы в виде книги "Тайны природы, открытые Антони Левенгуком". Хотя Левенгук не имел образования, он состоял в Королевском научном обществе, куда принимались только великие ученые, ведь слава о нем разлетелась по всему свету. Посмотреть на чудеса сквозь волшебные линзы его микроскопа приезжали и английская королева, и Петр Первый.

Практичность Кельпепера

Эдмунд Кельпепер – английский конструктор 18 века, который изготавливал микроскопы на трёх ножках. Со временем он стал использовать вогнутое зеркало, а столик и тубус делать из металла.

Успех фирмы Шевалье

Французская фирма Шевалье в 19 веке начала выпускать микроскопы с увеличением до 1000 раз. Это были отличные приборы с чётким изображением. Такой успех был связан с работой физиков-оптиков того времени, которые смогли добиться изготовления особых усовершенствованных линз, называемых ахроматическими.

Микроскопы Карла Цейса

Немецкий физик-оптик Эрнст Аббе изучал законы, по которым в микроскопе формируется изображение. Благодаря его работам появлялись все более мощные приборы. Во второй половине 19 века фирма Карла Цейса на основе работ Аббе выпускала компактные и удобные в использовании микроскопы, пользующиеся большой популярностью.

Электронный микроскоп

В начале 20 века Эрнст Август Руска создал микроскоп не со стеклянными линзами, а с магнитными. Вместо источника света в нем использовался поток электронов. Так появился первый электронный микроскоп. Хорошее изображение также получается благодаря тому, что люди научились делать тонкие срезы. В наше время электронные микроскопы дают увеличение в миллионы раз. Первые микроскопы увеличивали в десятки раз, а современные – в десятки миллионов!

История открытия дрожжей

Человечество «приручило» дрожжи еще в незапамятные времена. Согласно записям на папирусе, уже 6 тыс. лет до н.э. жители древнего Египта с их помощью варили домашнее пиво, а позже научились выпекать дрожжевой хлеб. В 1680 году нидерландскому натуралисту Антони ван Левенгуку удалось рассмотреть дрожжи при помощи микроскопа. Но движение при взгляде в окуляр оптического прибора не наблюдалось. Это помешало ученому сделать вывод, что перед ним находятся живые микроорганизмы.

Дрожжи под микроскопом

Официальным первооткрывателем дрожжей считается Луи Пастер. В 1857 году ему удалось доказать, что спиртовое брожение – не обычная химическая реакция, как считалось в то время, а биологический процесс, непосредственное участие в котором принимают дрожжи.

В 1881 году работник датской лаборатории Эмиль Христиан Хансен смог выделить отдельную культуру дрожжей. А спустя 2 года использовал ее для получения пива. С 1883 года, после удачного эксперимента Э.Х. Хансена дрожжи стали повсеместно использовать для выпечки хлебных изделий и приготовления пива. Современные хлебопекарные дрожжи представляют собой микроскопические организмы, относящиеся к семейству сахаромицетов.

После окончания Второй мировой войны начинается активная разработка методов получения дрожжей в промышленных масштабах. В 1945 году в Голландии были изобретены сухие активные дрожжи. Они представляли собой небольшие гранулы диаметром около 1 мм.

Дрожжи. Строение и жизнедеятельность

Эти грибы живут на ягодах некоторых растений, например, винограда, в почве, в нектаре многих цветов, сокотечениях берез, кленов и других деревьев, а также в кишечнике животных и человека. Эта группа грибов включает более 500 видов. От других грибов дрожжи от­личаются тем, что не имеют ми­целия и представляют собой оди­ночные шаровидные или оваль­ные клетки микроскопических размеров.

На поверхности ягод винограда мы можем увидеть светлый налёт, который легко снимается, если провести по нему пальцем. Это дрожжи, поедающие сахар с поверхности сладких ягод. Такой же белый налёт можно увидеть на темно-синих сливах.

Строение клеток

Дрожжевая клетка состоит из клеточной мембраны, цитоплазмы, внутри которой расположены органоиды (ядро, митохондрии, рибосомы, вакуоль, Гольджи аппарат) и включения (запасные вещества) в виде капелек жира. Самым главным органоидом клетки является ядро, которое является управляющим центром клетки. По мере роста дрожжевых клеток в них появляются вакуоли (водный раствор органических и минеральных веществ).

Жизнедеятельность дрожжевых клеток

Дрожжи быстро растут, что определяется необычайно высокой скоростью их обмена веществ. При этом они значительно изменяют химический состав окружающей среды. Наиболее известный процесс, который они осуществляют, – спиртовое брожение. Дрожжи питаются сахаром, превращая его в спирт. При этом выделяется углекислый газ, который способствует подниманию теста, делает его лёгким и пористым.

Дрожжи поглощают са­хара и в процессе жизнедеятель­ности выделяют в окружающую среду углекислый газ и этиловый спирт, именно этот процесс называется брожением.

Размножение дрожжей

Размножают­ся дрожжи почкованием. При почковании на материн­ской клетке образуется выпук­лость, напоминающая почку. Вы­пуклость быстро растет, превращается в самостоятельную клетку и отделяется от мате­ринской. Почкующиеся клетки дрожжей похожи на ветвящиеся цепочки. При недостатке питания и избытке кислорода в среде у дрожжей наблюдается половой процесс.

Прикладное значение дрожжей для человека

Дрожжи имеют огромное значение для пищевой промышленности в связи со способностью превращать углеводы в спирт и углекислый газ. Эти свойства дрожжей широко используют в кондитерском и хлебопекарном производстве (сахаромицеты). По областям применения дрожжи подразделяют на шесть категорий: хлебные, спиртовые, винные, пивные, кормовые и технические. Дрожжи используют для получения спирта, для приготовления пива, кваса, различных сортов вин. Также пищевые дрожжи богаты полезными веществами, поэтому их используют в медицине и производят из них добавки к пище, а также лекарства и витамины. Их назначают ослабленным людям, при аллергиях, проблемах с кожей и кишечником. Вегетарианцы для пополнения белка в своем рационе часто употребляют препараты из дрожжей и кроме того, дрожжи – настоящая кладовая витаминов группы В. Дрожжевые добавки используют и при изготовлении кормов для животных. Это так называемые кормовые дрожжи. Некоторые виды дрожжей применяют даже для очисткизагрязненных нефтью водоёмов.Столь широкий спектр использования дрожжей определяется их способностью производить ферменты, обеспечивающие переработку разнообразного сырья и получение разной продукции.

Цель: Изучение строения и жизнедеятельности пекарских дрожжей, а также их прикладного использования в домашнем хозяйстве.

Задачи:

1. Проследить историю создания и совершенствования первых микроскопов.

2. Познакомиться с историей открытия дрожжей и сферой их применения человеком.

3. Посмотреть строение дрожжевых клеток под микроскопом.

4. В ходе опытов понаблюдать, как происходит процесс брожения и как он внешне проявляется.

5. Сделать выводы на основании проведённых опытов.

Опыт 1. Описание, этапы. Наблюдаем дрожжи под микроскопом.

Размешиваем одну чайную ложку пекарских дрожжей в трети стакана воды комнатной температуры и добавляем чайную ложку сахара. При помощи пипетки помещаем каплю данного раствора на предметное стекло. Накрываем покровным стеклом и наблюдаем при увеличении в сорок раз. Под микроскопом мы видим одиночные шарообразной формы клетки дрожжей, местами соединённые в длинные цепочки. Размножаются в питательной среде дрожжи очень быстро путём почкования. При внимательном наблюдении мы можем заметить, как на некоторых клетках периодически начинают расти крошечные почечки – это новые клетки дрожжей. Они либо отрываются от материнских клеток, либо остаются, образуя маленькие цепочки.

Повторяем опыт через 30 минут. Из той же емкости со сладкой водой с помощью пипетки берём следующую пробу и размещаем на предметном стекле. Спустя 30 минут дрожжи значительно размножились, их стало в 3-4 раза больше по сравнению с предыдущей пробой.

Опыт 2. Описание. Наблюдаем процесс дрожжевого брожения.

Дрожжи, питаясь сахаром, выделяют этиловый спирт и углекислый газ. Данный процесс называется брожением. Процесс дрожжевого брожения мы можем понаблюдать с помощью нехитрого опыта. На банку с активированными дрожжами (с добавлением сахара) надеваем резиновую перчатку и ставим в тёплое место. И наблюдаем за процессом в течение нескольких часов. Перчатка постепенно будет заполняться углекислый газом. И за пару часов полностью надуется. Тот же самый процесс протекает после замеса теста, углекислый газ, постепенно испаряясь, делает его пористым и воздушным.

Выводы

По результатам опытов можно сделать выводы и выявить определённые закономерности, а именно:

Процесс брожения – это результат жизнедеятельности дрожжевых клеток, которые активно питаются и размножаются за счет растворенного сахара в среде, что было доказано Луи Пастером в 1857 году.

Интенсивность брожения пропорциональна растущему числу клеток в питательной среде.

Процесс брожения сопровождается выделением углекислого газа, что мы смогли подтвердить опытным путём.

Заключение

Благодаря проделанной работе, мы познакомились с историей создания и совершенствования микроскопов, получили теоретические знания о строении, жизнедеятельности и размножении дрожжевых клеток. Имели возможность рассмотреть дрожжевые клетки под микроскопом, а также наблюдать процесс дрожжевого брожения. Подводя итог, можно с уверенностью утверждать о полезных свойствах дрожжей и о широком прикладном использовании данных организмов в различных отраслях: в кондитерском и хлебопекарном, пивоваренном производстве, медицине, животноводстве и иных областях промышленности.

Список литературы

Мазур О. Невидимый мир, LevenhukPress, 2016г.

Бабьева И. П., Чернов И. Ю. Биология дрожжей, М, 2004г.

https://ru.wikipedia.org, Дрожжи.

http://biofile.ru/bio/5294.html, История применения дрожжей.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/344263-proekt-drozhzhi