Лучи смерти: какая продолжительность воздействия ультрафиолета убивает бактерии?

  1. Аннотация
  2. Задача
  3. кредиты
  4. источники
  5. Цитировать эту страницу
  6. MLA Стиль
  7. APA Style
  8. Вступление
  9. Условия и понятия
  10. Вопросы
  11. Лента новостей на эту тему
  12. Экспериментальная процедура
  13. Бактериальная безопасность
  14. Если вам нравится этот проект, вам может понравиться исследовать эти связанные профессии:
  15. Биохимик
  16. Биологический техник
  17. вариации
  18. Задайте вопрос эксперту
  19. Связаться с нами
  20. Ссылки по теме
  21. Ищете больше науки веселья?
  22. Исследуйте наши научные видео

Время, необходимое для сложности Среднее (6-10 дней) Предварительные условия Для этого проекта вам потребуется доступ в лабораторию с оборудованием для культивирования бактерий. Вы должны быть знакомы со стерильной техникой и правильным обращением с бактериальными культурами. Наличие материала Комплект для этого проекта можно приобрести у нашего партнера. Главная Наука Инструменты , Средняя стоимость ($ 50 - $ 100) Безопасность Требуется присмотр за взрослыми. Прочитайте и следуйте указаниям по безопасности на ультрафиолетовом излучении. Следуйте общим меры предосторожности при обращении с микроорганизмами изложены в конце процедуры для этого научного проекта.

Аннотация

Ультрафиолетовый свет может повредить молекулы ДНК. Если механизмы восстановления ДНК клетки не справляются с повреждением, результатом являются мутации. По мере накопления вредных мутаций клетка в конечном итоге умирает. Сколько ультрафиолетового света слишком много для бактериальной клетки?

Задача

Целью этого проекта является наблюдение воздействия кратковременного воздействия ультрафиолета на бактерии.

кредиты

Эндрю Олсон, доктор философии, друзья науки

источники

Этот проект основан на:

Цитировать эту страницу

Общая информация о цитировании предоставляется здесь. Обязательно проверьте форматирование, включая использование заглавных букв, для метода, который вы используете, и при необходимости обновите цитату.

MLA Стиль

Штат научных друзей. "Смертельные лучи: какая продолжительность воздействия ультрафиолета убивает бактерии?" Science Buddies , 27 декабря 2018 г., https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/MicroBio_p017/microbiology/ultraviolet-exposure-kills-bacteria. Доступ 19 мая 2019 г.

APA Style

Штат научных друзей. (2018, 27 декабря). Лучи смерти: какая продолжительность воздействия ультрафиолета убивает бактерии? Получено с https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/MicroBio_p017/microbiology/ultraviolet-exposure-kills-bacteria


Дата последнего редактирования: 2018-12-27

Вступление

Ультрафиолетовый (УФ) свет невидим для наших глаз и обладает большей энергией, чем видимый свет. «При рассмотрении влияния ультрафиолетового излучения на здоровье человека и окружающую среду диапазон длин волн ультрафиолетового излучения часто подразделяется на UVA (400–315 нм), также называемый длинноволновым или« черным светом »; UVB (315–280 нм), также называемый средней волной и UVC (<280 нм), также называемый короткой волной или «бактерицидный» ». (Wikipedia, 2006a) У коротковолнового УФ-света достаточно энергии, чтобы повредить химические связи в молекулах ДНК, которые очень стабильны в большинстве условий.

«Ультрафиолетовый свет поглощается двойной связью в пиримидиновых основаниях (таких как тимин и цитозин в ДНК), открывая связь и позволяя ей реагировать с соседними молекулами. Если он находится рядом со вторым пиримидиновым основанием, модифицированное ультрафиолетом основание образует прямые ковалентные связи с ним. Наиболее распространенная реакция образует две новые связи между соседними основаниями, образуя плотное четырехчленное кольцо (см. рисунок 1). В других случаях между двумя атомами углерода на кольцах образуется одинарная связь, образуя 6-4 фотопродукта. Эти реакции довольно распространены: каждая клетка кожи может испытывать 50-100 реакций в течение каждой секунды воздействия солнечного света ». (Goodsell, 2001)

Клетки имеют механизмы для восстановления этого повреждения, но если длительность воздействия ультрафиолета достаточна, механизмы восстановления не могут идти в ногу со скоростью модификации ДНК. Таким образом, коротковолновый УФ-свет может служить бактерицидным средством.

В этом проекте вы определите, сколько ультрафиолетового света необходимо для уничтожения бактерий в культуральных чашках.

Условия и понятия

Чтобы выполнить этот проект, вы должны провести исследование, которое позволит вам понять следующие термины и понятия:

  • Ультрафиолетовый (УФ) свет
  • UVA
  • UVB
  • UVC
  • Структура ДНК
  • пиримидинов
  • Репликация ДНК

Вопросы

  • Каковы различия между UVA, UVB и UVC излучением?
  • Как УФ-свет повреждает молекулы ДНК?

Список используемой литературы

В этой статье обсуждается химический механизм, с помощью которого ультрафиолетовый свет вызывает повреждение молекул ДНК:

В этих статьях Википедии обсуждается ультрафиолетовое излучение и его использование в качестве бактерицидного средства:

  • Авторы Википедии, 2006a. «Ультрафиолет», Википедия, Свободная энциклопедия. Получено 11 декабря 2018 г. https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Ultraviolet&oldid=873163862 ,
  • Авторы Википедии, 2006b. "Ультрафиолетовое бактерицидное облучение", Википедия, Свободная энциклопедия. Получено 11 декабря 2018 г. https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Ultraviolet_germicidal_irradiation&oldid=872456978

Прочитайте и соблюдайте меры предосторожности по ультрафиолету на этом сайте:

Лента новостей на эту тему

Время, необходимое для сложности Среднее (6-10 дней) Предварительные условия Для этого проекта вам потребуется доступ в лабораторию с оборудованием для культивирования бактерий

Примечание.

Компьютеризированный алгоритм сопоставления предлагает приведенные выше статьи. Он не такой умный, как вы, и иногда может давать юмористические, смешные или даже раздражающие результаты! Узнайте больше о новостной ленте

Экспериментальная процедура

Работа с биологическими агентами

В целях охраны здоровья и безопасности научные ярмарки регулируют, какие биологические материалы могут быть использованы в проектах научных ярмарок. Прежде чем начинать этот эксперимент, вы должны проконсультироваться с Научным комитетом по научной ярмарке, чтобы убедиться, что ваш проект научной ярмарки соответствует всем местным правилам. Многие научные ярмарки следуют правилам Intel® International Science and Engineering Fair (ISEF). Для получения дополнительной информации посетите эти страницы друзей науки: Проекты, вовлекающие потенциально опасные биологические агенты а также Научно-исследовательский комитет , Вы также можете посетить веб-страницу Правила и руководство ISEF непосредственно.

Этот научный ярмарочный проект предполагает использование бактерий E. coli . Хотя кишечная палочка не считается биологически опасной или опасной бактерией, важно всегда правильно очищать и утилизировать бактерии и расходные материалы, которые соприкасаются с ними. См. Рекомендации по безопасности бактерий для более подробной информации о том, как обращаться с бактериальной очисткой и отходами.

Примечание по безопасности: для этого проекта требуется наблюдение за взрослыми. Прочитайте и соблюдайте следующие меры предосторожности при ультрафиолетовом освещении (IBC UMN, 2003):

  • Бактерицидное ультрафиолетовое (УФ) излучение, используемое в этом проекте, также повредит незащищенные клетки человека. Ваши глаза и кожа особенно подвержены воздействию ультрафиолета.
  • Воздействие ультрафиолета может привести к ожогу сетчатки или раздражению роговицы и конъюнктивы. Это может вызвать ощущение «песка в глазу» и повышенную чувствительность к свету. Симптомы появляются через 6–24 часа после воздействия и обычно исчезают в течение 48 часов.
  • Люди, у которых удалена линза глаза (например, операция по удалению катаракты), могут получить постоянное повреждение сетчатки от воздействия ультрафиолета, включая слепоту.
  • Люди, которые подвергаются воздействию фотосенсибилизирующих агентов (например, некоторых пероральных препаратов или кремов местного применения), могут не знать о повышенной чувствительности к УФ-излучению.
  • УФ излучение сжигает кожу, способствуя старению кожи и раку.
  • Если возможно, источник ультрафиолетового излучения для облучения бактериальных культур следует использовать дистанционно, чтобы исследователь не подвергался воздействию ультрафиолетового излучения.
  • Если это невозможно, источник ультрафиолетового излучения должен быть настроен таким образом, чтобы избежать прямого воздействия Исследователя (т. Е. Располагаться за барьером, блокирующим ультрафиолетовое излучение).
  • Следователь должен также использовать следующие средства индивидуальной защиты:
    • Вся кожа должна быть защищена, включая лицо, шею, руки и руки.
    • Надевайте перчатки и длинные рукава, покрывающие всю кожу над перчатками.
    • Глаза и лицо должны быть защищены лицевым щитком, предназначенным для блокировки используемых длин волн УФ. Излучение может легко попасть в глаза через открытые стороны стандартных очков, поэтому они не обеспечивают достаточной защиты.
  1. Следуйте инструкциям в наборе, чтобы восстановить высушенную кишечную палочку . Дайте восстановленной кишечной палочке сидеть при комнатной температуре в течение пяти минут.
  2. Подготовьте 15 чашек с питательным агаром с бактериями кишечной палочки : при ношении перчаток аккуратно встряхните восстановленный флакон кишечной палочки , добавьте две капли бактериальной суспензии в чашку, используйте стерильный ватный тампон, чтобы распространить бактерии по всей чашке. , Накройте тарелку и подождите 5 минут, пока она высохнет. Повторите эти действия для всех 15 тарелок, используя свежий ватный тампон для каждой третьей тарелки.
  3. Защитите половину каждой пластины от ультрафиолета, используя алюминиевую фольгу, чтобы покрыть половину крышки для каждой пластины.
  4. Вы будете использовать тарелки в пяти группах по три тарелки в каждой. Все пластины должны находиться на одинаковом расстоянии от источника ультрафиолета. В следующей таблице показано рекомендуемое время воздействия ультрафиолета для каждой группы пластин. Не забывайте читать и соблюдать меры предосторожности при ультрафиолетовом освещении (выше) при выполнении этого шага.

Время воздействия УФ-лучей в группе (в секундах) 1 15 2 30 3 60 4 120 5 300

  1. Сразу после воздействия УФ-света используйте постоянный маркер, чтобы указать, какая половина каждой пластины получила УФ-излучение, и продолжительность воздействия.
  2. Снимите фольгированные покрытия, затем инкубируйте чашки, перевернутые (крышка вниз и сторона агара вверх), в течение ночи при 37 ° C (или дольше, если при более низкой температуре).
  3. Подсчитайте количество колоний в обеих половинах каждой чашки.
  4. Для каждой группы чашек рассчитывают среднее и стандартное отклонение количества колоний в каждой половине чашки.
  5. Постройте график, показывающий среднее количество колоний (ось Y) как функцию времени воздействия ультрафиолета (ось X).
  6. На том же графике вы также можете использовать другой символ для нанесения среднего числа колоний на неэкспонированной (контрольной) стороне каждой пластины.
  7. Является ли среднее количество контрольных колоний одинаковым для пяти групп чашек? Почему или почему нет?
  8. Какая продолжительность воздействия ультрафиолета приводит к 50% бактериальной смертности? Есть ли планшеты со 100% бактериальной смертностью? Если да, то какая длительность воздействия ультрафиолета приводит к 100% -ной бактериальной смертности?

Бактериальная безопасность

Бактерии окружают нас в повседневной жизни, и подавляющее большинство из них не вредны. Однако для максимальной безопасности все бактериальные культуры всегда должны рассматриваться как потенциальные опасности. Это означает, что необходима надлежащая обработка, очистка и утилизация. Ниже приведены несколько важных напоминаний о безопасности.

  • Держите нос и рот подальше от трубок, пипеток или других инструментов, которые соприкасаются с бактериальными культурами, чтобы избежать проглатывания или вдыхания каких-либо бактерий.
  • Обязательно тщательно вымойте руки после работы с бактериями.
  • Правильная утилизация бактериальных культур
    • Бактериальные культуры, чашки и одноразовые материалы, используемые для манипулирования бактериями, следует вымочить в 10% растворе отбеливателя (1 часть отбеливателя на 9 частей воды) в течение 1-2 часов.
    • Соблюдайте осторожность при обращении с отбеливателем, так как он может испортить вашу одежду, если он пролился, и любое дезинфицирующее средство может быть вредным, если попадет в глаза.
    • После того, как обработка отбеливателем завершена, эти предметы могут быть помещены в ваш обычный домашний мусор.
  • Очистка вашей рабочей зоны
    • В конце эксперимента используйте дезинфицирующее средство, такое как 70% этанол, 10% раствор отбеливателя или коммерческий антибактериальный раствор для чистки кухни / ванны, чтобы тщательно очистить любые поверхности, которые вы использовали.
    • Знайте о возможных опасностях дезинфицирующих средств и используйте их осторожно.

Если вам нравится этот проект, вам может понравиться исследовать эти связанные профессии:

Микробиолог

Микроорганизмы (бактерии, вирусы, водоросли и грибы) являются наиболее распространенными формами жизни на Земле. Они помогают нам переваривать питательные вещества; делать продукты, такие как йогурт, хлеб и оливки; и создать антибиотики. Некоторые микробы также вызывают заболевания. Микробиологи изучают рост, структуру, развитие и общие характеристики микроорганизмов, чтобы способствовать здоровью, промышленности и базовому пониманию клеточных функций. Прочитайте больше

Биохимик

Выращивание, старение, переваривание - все это примеры химических процессов, осуществляемых живыми организмами. Биохимики изучают, как эти типы химических воздействий происходят в клетках и тканях, и отслеживают влияние новых веществ, таких как пищевые добавки и лекарства, на живые организмы. Прочитайте больше

Биологический техник

Что общего между секвенированием человеческого генома, ежегодным производством миллионов единиц жизненно важных вакцин и созданием новых устойчивых к засухе сортов риса? Все они были выполнены благодаря тяжелой работе биологических техников. Ученые могут придумать всеобъемлющие планы, но повседневный труд, стоящий за достижениями биотехнологии, часто является работой квалифицированных биологических техников. Прочитайте больше

вариации

Обязательно следуйте Меры предосторожности при ультрафиолетовом освещении для всех этих экспериментов.

  • Являются ли некоторые штаммы бактерий более восприимчивыми к УФ-повреждению ДНК? Являются ли некоторые штаммы бактерий менее восприимчивыми к УФ-повреждению ДНК? Проведите предварительное исследование, чтобы разработать гипотезу, а затем спланируйте эксперимент, чтобы проверить ее.
  • Является ли UVB light эффективным бактерицидным средством? Разработайте эксперимент, чтобы сравнить воздействие UVB на воздействие UVC. Убедитесь, что вы проверяете диапазон длин волн, излучаемых каждым источником света (см. Спецификации производителя).
  • Насколько хорошо солнцезащитный крем при блокировании UVB лучей? Может ли он защитить бактерии от бактерицидного освещения? Вы можете использовать протокол, аналогичный приведенному здесь, но вместо фольги нанесите равномерный слой солнцезащитного крема на половину крышки пластины.

Задайте вопрос эксперту

Форум «Спросите эксперта» предназначен для того, чтобы студенты могли найти ответы на научные вопросы, которые они не смогли найти с помощью других ресурсов. Если у вас есть конкретные вопросы о вашем научном проекте или научной ярмарке, наша команда ученых-добровольцев может помочь. Наши эксперты не сделают работу за вас, но они сделают предложения, предложат рекомендации и помогут вам устранить неполадки.
Задайте вопрос эксперту

Связаться с нами

Если вы приобрели комплект для этого проекта у Science Buddies, мы с удовольствием ответим на ваши вопросы.
В своем электронном письме, пожалуйста, следуйте этим инструкциям:

  1. Какой у вас номер заказа набора Science Buddies?
  2. Пожалуйста, опишите, как вам нужна помощь, насколько это возможно:
    Примеры
    Хороший вопрос Я пытаюсь выполнить Экспериментальную процедуру, шаг № 5, «Очистить изоляцию от провода ...» Как я знаю, когда я достаточно соскоблил?
    Хороший вопрос. Я на шаге 7 в Экспериментальной процедуре: «Переместите магнит назад и вперед ...» и светодиод не горит.
    Плохой вопрос Я не понимаю инструкции. Помогите!
    Хороший вопрос. Я покупаю свои материалы. Могу ли я заменить диод 1N34 диодом 1N25, указанным в списке материалов?
    Плохой вопрос Могу ли я использовать другую часть?

Связаться с нами

Ссылки по теме

Лента новостей на эту тему

Примечание.

Компьютеризированный алгоритм сопоставления предлагает приведенные выше статьи. Он не такой умный, как вы, и иногда может давать юмористические, смешные или даже раздражающие результаты! Узнайте больше о новостной ленте

Ищете больше науки веселья?

Попробуйте одно из наших научных мероприятий для быстрого изучения науки в любое время. Идеальная вещь, чтобы оживить дождливый день, школьные каникулы или момент скуки.

Найти активность

Исследуйте наши научные видео

Как сделать Bristlebot

Игрушечный парусник с килем

Скользкие склоны - деятельность STEM

Спасибо за ваш отзыв!

Сколько ультрафиолетового света слишком много для бактериальной клетки?
Смертельные лучи: какая продолжительность воздействия ультрафиолета убивает бактерии?
Лучи смерти: какая продолжительность воздействия ультрафиолета убивает бактерии?
Как УФ-свет повреждает молекулы ДНК?
Php?
Php?
Является ли среднее количество контрольных колоний одинаковым для пяти групп чашек?
Почему или почему нет?
Какая продолжительность воздействия ультрафиолета приводит к 50% бактериальной смертности?
Есть ли планшеты со 100% бактериальной смертностью?

Реклама