V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся Старт в науке. Влияние химических веществ на рост растений

«Влияние химических веществ на рост и развитие растений»

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №79

ОРДЖОНИКИДЗЕВСКОГО РАЙОНА ГОРОДСКОГО ОКРУГА Г.УФА

Проектная работа

Тема: «Влияние химических веществ на рост и развитие растений»

Авторы: ученицы 9 А класса

Макашева Д., Мустафина Д.

Руководитель: Тайгильдина Т.С.,

учитель химии

Уфа-2015 г.

Тема: “Влияние химических веществ на рост и развитие растений”

Цель: изучение способности накапливать ионы элементов химических веществ растениями и их влияния на рост и развитие растений и человека, сравнение информации из используемой литературы с результатами научного эксперимента.

Задачи проекта:

1. Ознакомиться с химическими элементами, относящимися к загрязняющим веществам.

2. Провести исследование влияния ионов некоторых химических веществ на рост и развитие растений.

3. Выявить: накапливаются ли ионы металлов в растении.

4. Каким образом ионы металлов (в особенности тяжёлых) влияют на организм растений и человека   

Методы исследования:

1.  Определение по научной и справочной литературе основной информации для исследования.

2. Приготовить растворы, содержащий ионы тяжелых металлов и заложить эксперимент.

3. Провести наблюдения за растениями.

4. Определить влияние ионов тяжелых металлов на цвет листьев, длину корня длину корневых волосков, развитие растений.

5. Провести химический анализ самого растения для определения содержания ионов тяжелых металлов в растении.

Содержание:

1. Введение.

2.Актуальность.

3. Теоретическая часть:

3.1. Факторы роста и развития растения.

3.2 . Влияние тяжелых металлов на рост и развитие растений.

4. Экспериментальная часть:

4.1.Результаты исследования. Анализ сухого остатка.

5. Заключение

6. Список литературы

1. Введение.

         «Человечество, взятое в целом,

становится мощной геологи-

ческой силой».

В.И. Вернадский

Любое химическое загрязнение – это появление химического вещества в непредназначенном для него месте. Загрязнения, возникающие в процессе деятельности человека, являются главным фактором его вредного воздействия на природную среду. Крупным по размерам очагом интенсивного загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами и другими химическими веществами является город Уфа. В таком густонаселенном городе необходимо учитывать воздействие химических веществ на здоровье человека как в жилищах, так в рабочих и учебных местах. В атмосферный воздух города от автомобильного транспорта поступают тысячи тонн загрязняющих веществ, около 200 наименований, большинство которых токсичны. Основная доля вредных автомобильных выбросов приходится на оксиды углерода и азота, углеводороды и соли тяжелых металлов. Загрязнение воздуха и почв начинается при превышении критической загрузки дорог транспортными средствами, что составляет более 700-800 автомобилей в сутки. Население, проживающее вблизи автодорог, испытывает воздействие повышенных концентраций токсических веществ.

2. Актуальность

Актуальность нашего исследования следует из того, что жилища и рабочие места практически всегда плохо проветриваются, а на источники тяжелых металлов обычно не обращают внимания. Особенно, вредному воздействию подвержены растения, которые есть в каждом доме или квартире. Растения легко накапливают химические вещества и не способны к активному движению. Растительная пища является основным источником поступления тяжелых металлов и других веществ в организм человека и животных. С ней поступает от 40 до 80 % ионов тяжелых металлов, и только 20-40 % - с воздухом и водой. Поэтому от уровня накопления металлов в растениях, используемых в пищу, в значительной степени зависит здоровье населения. Следовательно, по их состоянию можно судить об экологической обстановке. А поскольку растения являются биоиндикаторами, т. е многие изменения имеют специфические проявления, они идеально походят для исследовательской работы. Таким образом, в данной работе мы выясняем, как именно химические вещества влияют на рост и развитие растений.

Работа основана на сравнении данных из литературных источников и научного эксперимента, а также его анализе.

Основные факторы роста и развития растений,— тепло, свет, воздух, вода, питание. Все эти факторы одинаково необходимы и выполняют определенные функции в жизни растений.

3. Теоретическая часть:

3.1. Факторы роста и развития растения.

Жизненный цикл роста и развития делится на определенные этапы — фазы. Условия внешней среды сильно влияют на процессы роста и развития растений.

ТЕПЛО. Тепло как в воздухе, так и в почве необходимо растениям во все периоды роста и развития. Требования к теплу у различных культур не одинаковы и зависят от происхождения, вида, биологии, фазы развития и возраста растения.

СВЕТ. Основной источник света — солнце. Только на свету растения создают из воды и углекислого газа воздуха сложные органические соединения. Продолжительность освещения сильно сказывается на росте и развитии растений. По отношению к условиям освещения растения неодинаковы. Южным растениям для более быстрого цветения и плодоношения необходима длина светового дня менее 12 часов, это растения короткого дня; северным — более 12 часов, это растения длинного дня.

ВОДА. Влажность не только почвы, но и воздуха необходима растению на протяжении всей его жизни. Прежде всего вода вместе с теплом пробуждает растение к жизни. Образовавшиеся корешки всасывают ее из почвы вместе с растворенными в ней минеральными солями. Вода (по объему) является главной составной частью растения. Она участвует в создании органических веществ и в растворенном виде разносит их по растению. Благодаря воде растворяется углекислый газ, высвобождается кислород, происходит обмен веществ, обеспечивается нужная температура растения. При достаточном запасе влаги в почве рост, развитие и плодообразование протекают нормально; недостаток влаги резко снижает урожай и качество продукции.

ВОЗДУХ. Из воздуха растения получают необходимый им углекислый газ, который является единственным источником углеродного питания. Содержание углекислого газа в воздухе ничтожно и составляет всего 0,03%. Обогащение воздуха углекислым газом идет в основном благодаря выделению его из почвы. Большую роль в образовании и выделении почвой углекислого газа играют органические и минеральные удобрения, вносимые в почву. Чем энергичнее происходят в почве процессы жизнедеятельности микроорганизмов, тем активнее протекает разложение органических веществ, а следовательно, тем больше углекислого газа выделяется в припочвенный слой воздуха.

ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ. Для нормального роста и развития растениям требуются различные элементы питания. Основные из них — азот, фосфор, калий, серу, магний, кальций, железо — растения получают из почвы. Эти элементы потребляются растениями в больших количествах и называются макроэлементами. Бор, марганец, медь, молибден, цинк, кремний, кобальт, натрий, которые также необходимы растениям, но в небольших количествах, называют микроэлементами.

3.2 . Влияние тяжелых металлов на рост и развитие растений.

Тяжелые металлы - биологически активные металлы. Тяжелые металлы относятся к загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах. Термин "тяжелые металлы", характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в настоящее время значительное распространение. Пристальное внимание тяжелым металлам в окружающей среде стало уделяться, когда выяснилось, что они могут вызывать тяжелые заболевания.

 К тяжелым металлам относят более 40 металлов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 50 атомных единиц: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. В соответствии с классификацией Н. Реймерса, тяжелыми следует считать металлы с плотностью более 8 г/см3: Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.  Ионы тяжелых металлов не подвержены биохимическому разложению и могут образовывать летучие газообразные и высокотоксичные металлорганические соединения [1].

Коварство тяжелых металлов заключается в том, что они загрязняют экосистему не только быстро, но и незаметно, так как не имеют цвета, запаха, вкуса. Для выведения тяжелых металлов из экосистемы до безопасного уровня требуется весьма продолжительный период времени при условии полного прекращения их поступления.

Кобальт. Присутствуя в тканях растений, кобальт участвует в обменных процессах. Способность к накоплению этого элемента у бобовых выше, чем у злаковых и овощных растений. Кобальт участвует в ферментных системах клубеньковых бактерий, осуществляющих фиксацию атмосферного азота; стимулирует рост, развитие и продуктивность бобовых и растений ряда других семейств. В микродозах кобальт является необходимым элементом для нормальной жизнедеятельности многих растений и животных.  Вместе с тем повышенные концентрации соединений кобальта являются токсичными.

Дефицит кобальта в организме приводит к развитию Мега-лобластической анемии типа Бирмера. Избыток кобальта способствует развитию полицитемии. Это связано с тем, что кобальт регулирует процессы эритропоэза, входит в состав витамина В12, т. е. является антианемическим фактором (цианокобаламин).

Молибден особенно важен для бобовых растений; он концентрируется в клубеньках бобовых, способствует их образованию и росту и стимулирует фиксацию клубень­ковыми бактериями атмосферного азота.

Молибден оказывает положительное влияние не только на бобовые растения, но и на цветную капусту, томаты, сахарную свеклу, лен и др. Растениями-инди­каторами недостатка молибдена могут быть томаты, ко­чанная  капуста,  шпинат, салат, лимоны.

Молибден необходим не только для процесса синтеза белков в растениях, но и для синтеза витамина С и ка­ротина, синтеза и передвижения углеводов, использова­ния фосфора.

У человека молибден тормозит рост костной ткани. В процессе обмена молибден тесно связан с медью, которая корригирует его действие на внутренние органы и кость.

Никель. Растения в районе никелевых месторождений могут накоплять в себе значительные количества никеля. При этом наблюдаются явления эндемического заболевания растений, например уродливые формы астр, что может быть биологическим и видовым индикатором в поисках никелевых месторождений.

Типичные симптомы повреждающего токсического действия никеля: хлороз, по­явление желтого окрашивания с последующим некрозом, оста­новка роста корней и появления молодых побегов или ростков, деформация частей растения, необычная пятнистость, в некото­рых случаях — гибель всего растения.

Известно, что никель принимает участие в ферментативных реакциях у животных и растений. В организме животных он накапливается в ороговевших тканях, особенно в перьях. Повышенное содержание никеля в почвах приводят к эндемическим заболеваниям — у растений появляются уродливые формы, у животных — заболевания глаз, связанные с накоплением никеля в роговице.

Никель — основная причина аллергии (контактного дерматита) на металлы, контактирующие с кожей (украшения, часы, джинсовые заклепки).

Марганец. Сред­нее содержание марганца в растениях равно 0,001 %. Марганец служит катализатором процессов дыхания растений, принимает участие в про­цессе фотосинтеза.

При недостатке марганца в почвах возникают заболевания растений, харак­теризующиеся в общем появлением на листьях растений хлоротичных пятен, которые в дальнейшем переходят в очаги некроза (отмирания). Обычно при этом заболева­нии происходит задержка роста растений и их гибель.

У человека при избытке марганца забиваются канальцы нервных клеток. Снижается проводимость нервного импульса, как следствие повышается утомляемость, сонливость, снижается быстрота реакции, работоспособность, появляются головокружение, депрессивные, подавленные состояния.

Медь не­обходима для жизнедеятельности растительных организ­мов. Почти вся медь листьев сосредоточена в хлоропластах и тесно связана с процессами фотосинтеза; медь стабилизирует хлорофилл, предохраняет его от разрушения.

Медь является жизненно важным элементом, который входит в состав многих витаминов, гормонов, ферментов, дыхательных пигментов, участвует в процессах обмена веществ, в тканевом дыхании и т.д.

При недостатке меди у человека можно наблюдать торможение всасывания железа, угнетение кроветворения, ухудшение деятельности сердечно-сосудистой системы, увеличение риска ишемической болезни сердца, ухудшение состояния костной и соединительной ткани, нарушение минерализации костей, остеопороз, переломы костей и т.д.

При избыточном содержании функциональные расстройства нервной системы (ухудшение памяти, депрессия, бессонница) и многое другое.

Цинк. В среднем в растениях обнаруживается 0,0003% цинка. Растения, развивающиеся в условиях недостаточно­сти цинка, бедны хлорофиллом; напротив, листья, бога­тые хлорофиллом, содержат максимальные количества цинка.

Под влиянием цинка происходит увеличение содержа­ния витамина С, каротина, углеводов и белков в ряде ви­дов растений, цинк усиливает рост корневой системы и положительно сказывается на морозоустойчивости, а так­же жаро-, засухо- и солеустойчивости растений. Соедине­ния цинка имеют большое значение для процессов плодо­ношения.

Если у человека нормальный уровень цинка, тогда его иммунная система работает как часы.

Избыток цинка может разбалансировать метаболические равновесия других металлов.

Железо. Содержание железа в растениях невелико, обычно оно составляет сотые доли процента. Железо входит в состав ферментов, катализирующих образование хлорофилла, принимает активное участие в окислительно-восстановительных процессах.

При недостатке железа изменяется не только окраска молодых листьев, но и фотосинтез, рост растений замедляется.

Однако избыток железа (избыточная доза 200мг и выше) вызывает зашлаковывание организма на клеточном уровне, приводит к сидерозу.

Свинец в растениях не выполняет никаких биологически важных функций и является абсолютным оксидантом.

Токсичность свинца проявляется в задержке прорастания семян и роста, хлорозе, увядании и гибели растений.

Для живых организмов свинец и его соединения относятся к ядам, действующим преимущественно на нервную систему и сердечнососудистую, а также непосредственно на кровь. Токсичное действие свинца связано сего способностью замещать кальций в костях и нервных волокнах.

Барий присутствует во всех органах растений. Биологическая роль его не выявлена, накапливается, но на развитие и рост не влияет. Для животных и человека барий ядовит, поэтому травы, содержащие много бария, вызывают отравление.

Тяжелые металлы являются необходимой частицей всех живых организмов. В биологии их называют микроэлементами. Но накопление тяжелых металлов влияет на организм растения отрицательно. Например, к снижению скорости роста, увяданию надземной части растения, повреждению его корневой системы или к изменению водного баланса и т д. У животных появляются заболевания различных систем органов: дыхательной, пищеварительной, эндокринной и нервной систем.

Причиной накопления повышенного количества металлов в растениях, является загрязнение почвы. Соли тяжелых металлов постепенно переходят в растворимую форму и поступают в корневую систему растений. Также соли тяжелых металлов в малый промежуток времени могут находится в воздухе и вызывать отравления дыхательных путей.

Когда содержание тяжелых металлов в организме превышает предельно-допустимые концентрации, начинается их отрицательное воздействие на человека. Помимо прямых последствий в виде отравления, возникают и косвенные – ионы тяжелых металлов засоряют каналы почек и печени, чем снижают способность этих органов к фильтрации. Вследствие этого в организме накапливаются токсины и продукты жизнедеятельности клеток, что приводит к общему ухудшению здоровья человека.

Вся опасность воздействия тяжелых металлов заключается в том, что они остаются в организме человека навсегда. Вывести их можно лишь употребляя белки, содержащиеся в молоке и белых грибах, а также пектин, который можно найти в мармеладе и фруктово-ягодном желе.

4. Экспериментальная часть:

4.1.Результаты исследования. Анализ сухого остатка.

Целью экспериментальной части исследования является обработка данных о влиянии солей тяжёлых металлов свинца и соли на рост и развитие растений, а так же сравнение информации с итоговыми результатами эксперимента. Влияние солей свинца и соли изучено недостаточно, что представляет особый интерес для исследования. Для проведения исследования было выбрано быстрорастущее съедобное растение из рода однолетних травянистых растений из семейства Злаки, или Мятликовые - Овес. Это растение было выбрано в связи с его нетребовательностью к различным видам почв, а так же в связи с его живучестью. Овес быстро растет и является биоиндикатором, что делает его самым удачным объектом для проведения опытов в короткие сроки.

В качестве токсичных ионов нами были выбраны ионы свинца и соли, т. к. они накапливаются в растениях и не выводятся в результате обмена веществ. Кроме этого соли свинца и соли могут вызывать тяжелые отравления организма.

Выращивание овса производилось в сентябре-октябре 2015 года. Грунт и количество почвы у всех образцов было одинаковым. В процессе эксперимента производилось регулярное наблюдение – измерение растений, зрительная оценка состояния овса в разных группах, фотосъёмка растений. Всего было взято пять контрольных групп растений, где участвовало умеренное количество зерна, которые поливались водой содержащей тяжелые металлы: сульфатом меди, хлоридом натрия, а так дождевой водой из лужи (В.Д.), удобренной водой (гумусом), и обычной отстоявшейся водой из-под водосточного крана (контроль). Два горшка, которые поливались водой из лужи (вода была собрана на улице Кольцевой). Один горшок поливался раствором воды+гумуса (был куплен в магазине). Растения, которые поливались водой, содержащей CuSO4 (сульфат меди II), концентрация 0,05г/10л. Растения, поливавшиеся водой, где содержится NaCl (хлорид натрия) -2% раствор.

Данные концентрации выбраны именно такими по причине отсутствия аналитических весов в химической лаборатории гимназии. Школьные весы позволяют взвешивать вещества с массой не менее 0,02 мг, поэтому для уменьшения концентрации веществ был взят объем воды 10 литров.

Контроль (вода). Вода́ (оксид водорода) — бинарное неорганическое соединение с химической формулой Н2O. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного — кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью. При нормальных условиях представляет собой прозрачную жидкость, не имеет цвета (в малом объёме), запаха и вкуса. В твёрдом состоянии называется льдом (кристаллы льда могут образовывать снег или иней), а в газообразном — водяным паром. Вода также может существовать в виде жидких кристаллов (на гидрофильных поверхностях).

Около 71 % поверхности Земли покрыто водой (океаны, моря, озёра, реки, льды) — 361,13 млн км2. На Земле примерно 96,5 % воды приходится на океаны, 1,7 % мировых запасов составляют грунтовые воды, ещё 1,7 % — ледники и ледяные шапки Антарктиды и Гренландии, небольшая часть находится в реках, озёрах и болотах, и 0,001 % в облаках (образуются из взвешенных в воздухе частиц льда и жидкой воды).Большая часть земной воды — солёная, непригодная для сельского хозяйства и питья. Доля пресной составляет около 2,5 %, причём 98,8 % этой воды находится в ледниках и грунтовых водах. Менее 0,3 % всей пресной воды содержится в реках, озёрах и атмосфере, и ещё меньшее количество (0,003 %) находится в живых организмах.Является хорошим сильнополярным растворителем. В природных условиях всегда содержит растворённые вещества (соли, газы).

Исключительно важна роль воды в возникновении и поддержании жизни на Земле, в химическом строении живых организмов, в формировании климата и погоды. Вода является важнейшим веществом для всех живых существ на планете Земля.

Гумус (удобрение). Основной показатель плодородия почвы – содержание гумуса – важнейшей составной части органического вещества почвы.

Почвы бедные органическим веществом (гумусом) становятся менее устойчивыми к постоянному активному воздействию почвообрабатывающих орудий в условиях интенсивного их использования и быстрее теряют такие агрономически ценные свойства, как структурность, плотность, капиллярность, водопроницаемость, влагоемкость, которые тоже являются показателями почвенного плодородия.

А если еще учесть, что именно гумус является основным источником питательных веществ, так как в его состав входит почти весь азот почвы – 98-99%; около 60% фосфора и серы, а также значительная часть других питательных элементов, то тревога специалистов сельского хозяйства по поводу резкого сокращения запасов гумуса в различных почвах понятна.

Вода из лужи (дождевая). Одна из форм атмосферных осадков дождевая вода (Д.В.). В условиях загрязненной атмосферы в дождевую воду попадают растворяющиеся в ней оксиды азота и серы, пыль.

В странах Западной Европы и во многих районах Соединенных Штатах Америки и Российской Федерации в первые минуты дождя дождевая вода оказывается более грязной, чем городские стоки (по этой причине не следует ходить под дождем с непокрытой головой).

При растворении в дождевой воде значительных количеств оксидов серы и азота выпадают кислотные дожди. Даже в сельской местности не следует использовать дождевую воду для питья.

Сульфат меди (2) (CuSO4). Сульфа́т ме́ди(II) (медь серноки́слая) — неорганическое соединение, медная соль серной кислоты с формулой CuSO4. Нелетучее, не имеет запаха. Безводное вещество бесцветное, непрозрачное, очень гигроскопичное. Кристаллогидраты — прозрачные негигроскопичные кристаллы различных оттенков синего с горьковато-металлическим вкусом, на воздухе постепенно выветриваются (теряют кристаллизационную воду). Сульфат меди(II) хорошо растворим в воде. Из водных растворов кристаллизуется голубой пентагидрат CuSO4·5h3O — медный купоро́с. Токсичность медного купороса для теплокровных животных относительно невысокая, в то же время он высокотоксичен для рыб.

Реакция гидратации безводного сульфата меди(II) экзотермическая и проходит со значительным выделением тепла.

В природе встречается в виде минералов халькантита (CuSO4·5h3O), халькокианита (CuSO4), бонаттита (CuSO4·3h3O), бутита (CuSO4·7h3O) и в составе других минералов.[2]

Обладает дезинфицирующими, антисептическими, вяжущими свойствами. Применяется в медицине, в растениеводстве как антисептик, фунгицид или медно-серное удобрение.

Хлори́д на́трия (NaCl, хлористый натрий) — натриевая соль соляной кислоты. Известен в быту под названием поваренной соли, основным компонентом которой и является. Хлорид натрия в значительном количестве содержится в морской воде, придавая ей солёный вкус. Встречается в природе в виде минерала галита (каменной соли). Чистый хлорид натрия представляет собой бесцветные кристаллы, но с различными примесями его цвет может принимать голубой, фиолетовый, розовый, жёлтый или серый оттенок. В природе хлорид натрия встречается в виде минерала галита, который образует залежи каменной соли среди осадочных горных пород, прослойки и линзы на берегах солёных озёр и лиманов, соляные корки в солончаках и на стенках кратеров вулканов и в сольфатарах. Огромное количество хлорида натрия растворено в морской воде. Мировой океан содержит 4 × 1015 тонн NaCl, то есть из каждой тысячи тонн морской воды можно получить в среднем 1,3 тонны хлорида натрия. Следы NaCl постоянно содержатся в атмосфере в результате испарения брызг морской воды. В облаках на высоте полтора километра 30 % капель, больших 10 мкм по размеру, содержат NaCl. Также он найден в кристаллах снега.

Результаты наших наблюдений представлены в следующих записях:

Наблюдения :

Вода из лужи

Раствор соли поваренной

11.09.15

Произведена посадка зерен в почву и политая определенной водой для продолжительного прорастания

12.09.15-13.09.15

Без изменений

14.09 15

Пустили корни

Без изменений

15.09.15

2 см

1см

4см

2 см

Без изменений

16.09.15

Ростков стало больше, увеличились на 1,2 см

Появились корни

17.09.15

5 см

5 см

6 см

7 см

Появились корни

18.09.15

10 см

11 см

12 см

12см

Появились корни

19.09.15

12 см

12 см

15 см

16 см

Пошли ростки

22.09.15

16 см

18 см

18 см

19 см, концы листьев подсохли, листья слегка скручены

1 см

24.09.15

19 см

17 см

20 см

22 см, концы листьев сильно подсохли

2 см

27.09.15

21 см

22 см, концы листьев подсохли, листья слегка скручены

22 см, концы листьев слегка подсохли

22 см, растение вянет

2,7 см

4.10.15

22 см, концы листьев слегка подсохли

22,5 см; растение завяло

23см, растение вянет

Концы ростков засохли, сами ростки лежат на почве

4 см

11.10.15

Срезали для выявления тяжелых металлов

Из данных, приведенных в таблице, следует, что по сравнению с контрольной группой растения поливаемые раствором гумуса росли более интенсивно, рост овса поливаемого раствором хлорида натрия(соли) был замедлен.

Анализ сухого остатка:

После окончания исследования скорости роста овса, нами был проведен анализ сухого остатка на наличие ионов свинца, меди, хлора в каждом образце. Для этого растения были высушены, каждая группа растений сожжена отдельно и растворены в горячей дистиллированной воде, раствор был отфильтрован и был проведен анализ сухого остатка. Использовали реактивы для ионов меди: раствор нашатырного спирта и сульфид натрия, для ионов свинца – иодид калия, для ионов хлора – нитрат серебра.

1. 1. Качественная реакция на ионы меди:

Cu+2 + OH-1→ Cu(OH)2↓ (голубой)

Cu+2 + S-2 → CuS↓ (черный)

1. 2. Качественная реакция на ионы свинца:

Pb+2 + I-1 → PbI↓ (желтый)

1. 3. Качественная реакция на ионы хлора:

Ag+1 + Cl-1 → AgCl↓ (белый)

В контрольной группе растений не определились ионы меди и свинца, есть следы хлора. В группе растений, поливаемых водой из лужи определились ионы свинца в небольшом количестве ( окраска была желтоватой, немного выпало черного осадка) , в очень малом количестве ионы меди и обнаружены следы хлора. В сухом остатке растений, поливаемых раствором сульфата меди, бали обнаружены лишь следы меди. В группе растений, поливаемые раствором хлорида натрия определились только ионы хлора в большом количестве. В растениях, поливаемых раствором гумуса, кроме небольших следов иона хлора ничего не было обнаружено.

5. Заключение

В результате проводимой работы, мы пришли к следующим выводам:

1. Свинец стимулирует рост овса, при этом может вызвать преждевременную гибель растения.

2. В растениях накапливается медь и вызывает небольшое замедление роста овса и ломкость стеблей.

3. Анализ растений. поливаемых водой из лужи показал, что в этой воде, собранной вдоль дороги улицы Кольцевой. содержатся и ионы свинца, и ионы меди, что губительно влияет на рост и развитие растений. Растение резко увеличивает свой рост и быстро вянет.

Проведенное нами изучение литературных источников и экспериментальное исследование дали возможность сравнивать полученные данные.

Литературные сведения: Сведения из литературы свидетельствуют о том, что при избытке свинца происходит снижение урожайности, подавление процессов фотосинтеза, появление темно-зеленых листьев, скручивание старых листьев и опадание листвы. В общем, влияние избытка свинца на рост и развитие растений изучено недостаточно. Медь вызывает токсическое отравление и преждевременную гибель. Хлор замедляет рост и развитие растений, используют для борьбы с сорняками.

Экспериментальные данные: Исследования по выращиванию растений овса в условиях поступления различных ионов тяжелых металлов ( свинец и медь), а также влияние воды из лужи на рост и развитие растения овса показало, что что они усиливают скручивание листьев, концы листьев сохнут. Гумус умеренно поддерживает рост растений. мы пришли к выводу, что литературные источники подтверждены исследованием.

Вывод:   Результаты нашей работы не утешительны. Большое содержание катионов металлов способны концентрироваться в организме растений и оказывать губительное действие, даже гибель. В нужном количестве катионы металлов необходимы всем живым организмам, как растениям, так и животным. Но их недостаток или избыток вызывает различные расстройства, недомогания и вполне серьезные заболевания. И если растение, которое питается водой богатой ионами этих металлов, попадает к нам на стол – вот оно страшное! Хочется верить, что придумают безотходные производства, не будет сточных вод, газовых выбросов и твердых отходов

6. Список литературы:

1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. - М.: Высшая школа, 1988.

2. Казаренко В.М. Мягкоступова О.В., Исследовательский практикум.

3. Крискунов Е. А., Пасечник В. В., Сидорин А. П. Экология учебник для 9-го класса издательский лом "Дрофа" 1995

4. Химия в школе. - 2007г. - №5 - с.55-62.

5. Химия в школе. -1998. - № 4 -с.9-13.

6. Добролюбский О.К. Микроэлементы и жизнь. – Молодая гвардия, 1956

7. Интернет

infourok.ru

«Влияние различных веществ на рост и развитие растений»

medznate.ru

«Влияние различных веществ на рост и развитие растений»

ГОУ Гимназия 1505

«Московская городская педагогическая гимназия-лаборатория»

Реферат

«Влияние различных веществ на рост и развитие растений»

Выполняла

ученица 9 класса «А»

Коробкова А.Д.

Руководитель:

Кудряшова Е.Е.

Москва, 2011 г.

Оглавление

Введение…………………………………………………………………………3

1. Теоретическая часть

1.1 Факторы роста и развития растения………………………………………………….5

1.2 Влияние тяжелых металлов на рост и развитие растений…………………………6

2. Экспериментальная часть

2.1. Результаты исследования. Анализ сухого остатка……………………………….14

3. Заключение……………………………………………………………………………….19

Список литературы……………………………………………………………………….21

Введение

Актуальность исследования. Крупными по размерам очагами интенсивного загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами являются мегаполисы: Москва - один из них. В таком густонаселенном городе необходимо учитывать воздействие солей тяжелых металлов на здоровье человека как в жилищах, так в рабочих и учебных местах. Актуальность моего исследования следует из того, что жилища и рабочие места практически всегда плохо проветриваются, а на источники тяжелых металлов обычно не обращают внимания. Особенно, вредному воздействию солей тяжелых металлов подвержены растения, которые есть в каждом доме или квартире. Растения легко накапливают различные вещества и не способны к активному движению. Следовательно, по их состоянию можно судить об экологической обстановке. А поскольку растения являются биоиндикаторами, т. е многие изменения имеют специфические проявления, они идеально походят для исследовательской работы. Таким образом, в данной работе необходимо выяснить, как именно соли тяжелых металлов влияют на рост и развитие растений.

Целью исследования является накопление и обработка данных о влиянии солей тяжёлых металлов на рост и развитие растений, а так же сравнение информации из используемой литературы с результатами научного эксперимента, который я собираюсь провести и затем описать в моей работе. Перед тем как начать экспериментальную деятельность мною были поставлено несколько важных задач:

- изучить научную литературу, касающуюся данного вопроса

- составить предварительный вывод о влиянии солей тяжёлых металлов на рост и развитие растений, опираясь на изученные мной литературные источники

- подтвердить или опровергнуть полученные знания путём исследования.

Работа основана на сравнении данных из литературных источников и научного эксперимента, а также его анализе. Как основные научные источники мною были выбраны несколько книг:

«Микроэлементы и жизнь» О.К. Добролюбского; «Микроэлементы и естественные радиоактивные элементы в жизни растений и животных» А.А. Дробкова и «Вредные химические вещества. Неорганические соединения I-IV групп» (Под ред. В.А. Филова и др.).

В данных книгах содержится информация о влиянии различных условий и солей тяжелых металлов на рост и развитие растений. Однако большинство данных были опубликованы давно (1956-2005гг), кроме того информация о влиянии отдельных ионов тяжелых металлов раскрыта не достаточно. В книге О.К. Добролюбского «Микроэлементы и жизнь» содержатся основные сведения о влиянии солей тяжелых металлов на организмы как при недостатке, так и при избытке. «Микроэлементы и естественные радиоактивные элементы в жизни растений и животных» А.А. Дробкова раскрывают более подробно влияние тяжелых металлов на процессы жизнедеятельности организмов (работа ферментов, гормонов, витаминов). «Вредные химические вещества. Неорганические соединения I-IV групп» (Под ред. В.А. Филова и др.) показывает влияние избытка тяжелых металлов на животных и растения.

В качестве современных источников литературы были выбраны книги Шапиро Я.С. «Биологическая химия» и «Общая химия» под ред. Ершова Ю.А.

1. Теоретическая часть

1.1 Факторы роста и развития растения.

Для успешного выращивания растений, необходимо знать основы их биологии: фазы роста, особенности развития, изменение потребностей по мере роста, а также учитывать факторы, непосредственно влияющие на их рост и развитие. Растения, находясь в постоянном развитие, увеличиваются в размере, формируют органы размножения, цветут, плодоносят и так далее. Для того что бы растение начало расти и в дальнейшем благополучно развивалось необходимы определенные факторы развития. Самыми важными и незаменимыми являются свет, тепло, вода и кислород. Рассмотрим каждый из перечисленных факторов подробнее.

1.      Свет. Свет является одним из важнейших факторов, влияющих на развитие растений, так как он необходим для синтеза органических веществ в процессе фотосинтеза. Благодаря свету растение получает тепло и энергию, свет также стимулирует активность, ускоряет созревание плодов и определяет длительность цветения. Хлорофилл, содержащийся в растении, получая достаточное количество света, преобразовывает неорганические вещества в органические. Однако чрезмерное освещение может навредить некоторым видам растений, рассаде или молодым саженцам. Поэтому некоторые из них следует искусственно притенять, используя   подручные материалы.

2.      Тепло. Температура окружающей среды также оказывает влияние на рост и развитие растений. То или иное растение произрастает в разных климатических зонах, а значит и в разных температурных пределах. В первую очередь, от показателей температуры зависят дыхание растения и количество поглощаемой им влаги. При низких температурах рост и активность растений замедляются и, как следствие, наступает период покоя. Так, слишком высокие температуры  воздуха, или наоборот слишком низкие, могут навредить растению. Различают три основные температурные точки: минимальная температура, при которой начинается рост растения; оптимальная, то есть наиболее благоприятная для роста; и максимальная, при которой, прекращается усваивание питательных веществ и растение может погибнуть.

3.      Вода. Вода необходима для поддержания жизнедеятельности растения. Воду растения получают из почвы или из влажного воздуха. От избытка в почве воды растение может задохнуться и погибнуть. А из-за недостаточного снабжения растения водой задерживается рост побегов и кратковременно стимулирует с последующим торможением рост корней.

4. Кислород. Также растения, несомненно, нуждаются в кислороде, так как с помощью «дыхания» в растение поставляется энергия (для ростовых процессов) и углекислый газ, который важен в процессе фотосинтеза, так как он восстанавливается до органических веществ. Избыток углекислого газа на короткое время повышает растяжимость клеточных стенок и стимулирует рост клеток растения.

1.2 Влияние тяжелых металлов на рост и развитие растений.

  Тяжелые металлы - биологически активные металлы. Тяжелые металлы относятся к загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах. Термин «тяжелые металлы», характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в настоящее время значительное распространение. Пристальное внимание тяжелым металлам в окружающей среде стало уделяться, когда выяснилось, что они могут вызывать тяжелые заболевания.

К тяжелым металлам относят более 40 металлов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 50 атомных единиц: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. В соответствии с классификацией Н. Реймерса, тяжелыми следует считать металлы с плотностью более 8 г/см3, такие как - Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.[2, стр. 9]

Тяжелые металлы, как известно, в малых количествах являются необходимой частью живых организмов. В биологии их называют микроэлементами. Но накопление тяжелых металлов может привести к сильному изменению состояния любого организма. Например, к снижению скорости роста, увяданию надземной части растения, повреждению его корневой системы или к изменению водного баланса и т д. У животных возникают заболевания различных систем органов: дыхательной, пищеварительной, эндокринной и нервной систем.

Причиной накопления большого количества металлов в растениях является загрязнение почвы. Соли тяжелых металлов частично переходят в растворимую форму и поступают в корневую систему растений.[8, стр. 3]. Также соли тяжелых металлов непродолжительное время могут находится в воздухе и вызывать отравления дыхательных путей.

Соли тяжелых металлов обладают неодинаковыми свойствами: различной растворимостью, подвижностью соединений в почве и доступностью для растений. Поступление соединений тяжелых металлов в корни растений связано с минеральным питанием растений. Чем глубже в почву проникают корни растений, тем меньше в них накапливаются тяжелые металлы. А чем ниже температура прорастания семян растений, тем активнее эти растения накапливают тяжелые металлы.[3, стр. 47]        Ионы тяжелых металлов не подвержены биохимическому разложению и могут образовывать летучие газообразные и высокотоксичные металлоорганические соединения. Из этого следует, что они очень легко могут загрязнять окружающую среду, не имея при этом ни вкуса, ни запаха, ни цвета.

Из известных 40 тяжелых металлов для описания были выбраны основные 7 (Со, Мо, Ni, Mn, Cu, Zn, Pb). Их влияние на организмы наиболее изучено и представляет интерес для изучения.

1.2.1.Кобальт

Кобальт - элемент 4 периода VIII Б группы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, довольно редкий на Земле (1,8·10-3% от массы земной коры). В природе встречается вместе с железом, серой и мышьяком в кобальтовом колчедане (CoNiFe)3S4 и кобальтовом блеске CoAsS.[4, стр 45]

В биосфере кобальт преимущественно рассеивается, однако на участках, где есть растения - концентраторы кобальта, образуются кобальтовые месторождения. В верхней части земной коры наблюдается резкая дифференциация кобальта - в глинах и сланцах в среднем содержится 2·10-3% кобальта, в песчаниках 3·10-5, в известняках 1·10-5. Наиболее бедны кобальтом песчаные почвы лесных районов.

Содержание кобальта в почвах определяет количество этого элемента в составе растений данной местности, а от этого зависит поступление кобальта в организм травоядных животных.

Кобальт применяют в сельском хозяйстве как микроудобрения – удобрения, содержащие микроэлементы (B, Cu, Mn, Zn, Co и др.), т е вещества, потребляемые растениями в небольших количествах.[3, стр 29]

В растениеводстве значение кобальта в основном определяется его ролью в развитии клубеньковых бактерий, поселяющихся на корнях бобовых растений. Поэтому бобовые культуры (клевер, люцерна, горох, фасоль, соя, бобы) в первую очередь нуждаются в этом микроэлементе.[4, стр. 45]

Кобальт обнаружен в составе особого фермента микроорганизмов – метионинсинтетазы. Благодаря этому ферменту осуществляется биосинтез аминокислоты метионина, относящейся к числу незаменимых для организма животных и человека аминокислот.[4, стр. 46]

Роль кобальта в биологических системах обусловлена тем, что он участвует в обмене белков и углеводов, входит в состав витамина В12 (цианкобаланина), необходимого для жизнедеятельности организма человека и животных. .[1, стр. 32]

В микродозах кобальт является необходимым элементом для нормальной жизнедеятельности многих животных организмов. Вместе с тем повышение концентрации соединений кобальта являются токсичными. Вредное воздействие кобальта в высоких концентрациях связывают главным образом и в первую очередь с тем, что избыточное поступление кобальта в организм сопровождается состоянием гипоксии или «ощущением» клеткой нехватки кислорода. [2, стр. 21]

1.2.2 Молибден

Молибден - элемент 5 периода VI Б группы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, довольно редкий. Молибденит MoS2 - основной минерал этого химического элемента.[4, стр. 44]

Молибден в организме растений, животных и человека постоянно присутствует как микроэлемент, участвующий преимущественно в азотном обмене. Молибден необходим для активности ряда окислительно-восстановительных ферментов (флавопротеидов), катализирующих восстановление нитратов и азотфиксацию у растений. В растениях молибден стимулирует биосинтез нуклеиновых кислот и белков, повышает содержание хлорофилла и витаминов. Растворимые молибдаты в небольших дозах вводят в состав микроудобрений. [2, стр. 25]

Больше всего молибдена находится в болотистых почвах и почвах тундр. Богатство почв органическими веществами обуславливает низкий окислительный потенциал среды. Наиболее растворимы в воде и доступны для растений соединения Мо6+ в нейтральной и слабощелочной среде. На кислых почвах молибден малодоступен растениям, поэтому в таких условиях сказывается положительно внесение молибденовых удобрений.

Молибден особенно важен для бобовых растений; он концентрируется в клубеньках бобовых, способствует их образованию и росту и стимулирует фиксацию клубеньковыми бактериями атмосферного азот.[1, стр. 41] Также Молибден незаменимый участник ассимиляции нитратного азота, входящий в состав фермента нитратредуктазы, который обеспечивает восстановление нитратов в нитриты.[4, стр. 44]

В растениях при недостатке молибдена нарушается азотный обмен: появляются признаки азотного голодания, в тканях накапливается нитратный азот. Особенно чувствительны к недостатку этого элемента бобовые, цветная капуста, помидоры и цитрусовые, выращиваемые на почвах с повышенной кислотностью.

Избыток молибдена ведёт к снижению веса, нарушению работы почек и остеохондроз у животных. Для растений избыток молибдена связан с остановкой усвоения меди.

1.2.3 Никель

Никель - элемент 4 периода VIII Б группы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, его содержание в земной коре составляет 5,8·10-3% по массе. Важнейшие минералы никеля – никелин NiAs и пентландит – сульфид никеля и железа (Fe,Ni)9S8. [4, стр. 47]

В биологических системах никель обнаружен в составе ряда ферментов растений и микроорганизмов[4, стр. 47]. Никель содержится в ферменте уреазе сои, бобов, табака, ряски.

Никель и его соединения обладают высокой токсичностью. Особенно вредны летучие соединения никеля. Растения в районе никелевых месторождений могут накапливать в себе значительные количества никеля. Повышенное содержание никеля в почвах (например в Южном Урале) приводит в эндемическим заболеваниям: в особенности у растений появляются уродливые формы.

Недостаток никеля ведет к уменьшению количества гемоглобина в крови, излишнему накоплению жира в печени и нарушению ее работы. У растений проявление недостатка никеля схоже с нехваткой кобальта.

Типичные симптомы токсического действия никеля: хлороз, появление желтого окрашивания с последующим отмиранием, остановка роста корней и появления молодых побегов или ростков, деформация частей растения, необычная пятнистость, в некоторых случаях - гибель всего растения.[3, стр. 61]. Для животных избыток никеля ведет к нарушению зрения.

1.2.4 Марганец

Марганец - элемент 4 периода VII Б группы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, достаточно распространённый в земной коре (0,1% от общей массы). Его основные руды – это пиролюзит МnО2 и гаусманит Mn3O4. Марганец концентрируют ржавчинные грибы, диатомовые водоросли, некоторые моллюски, ракообразные, а также рыжие муравьи.[4, стр. 41]

Марганец входит в состав ряда ферментов пептидаз, обеспечивающих расщепление в пептидах связи С-N, то есть участвует в обмене аминокислот и белков. Синтез жирных кислот также требует присутствия соединений Mn. [4, стр. 42]

Важна роль катионов Mn и в обмене нуклеиновых кислот. Они активируют ферменты, обеспечивающие распад фосфодиэфирной связи в молекулах ДНК и РНК.

Незаменим марганец и для азотистого обмена, прежде всего в растениях, бактериях и грибах. Он входит в состав ферментов, обеспечивающих заключительный этап восстановления нитратного азота в аммонийный.[4, стр. 42]

При недостатке марганца в почвах (низком содержа­нии либо неблагоприятных условиях для усвоения его растениями) возникают заболевания растений. Дефицит марганца вызывает появление на листьях межжилкового хлороза: жилки остаются зелёными, а ткань между ними желтеет и позднее отмирает. Обычно при этом заболева­нии происходит задержка роста растений и их гибель. У различных видов растений заболевание марганцевой недостаточностью имеет свои специфические проявления и получило соответственные названия.[2, стр. 63]

Явление недостаточности марганца у растений в виде специфических заболеваний наблюдается при значительном дефиците марганца в почвах, однако и при относительном недостатке подвижного марганца могут наблюдаться «стертые» формы недостаточности, проявляющиеся в задержке роста, уменьшении урожайности и т. п.

Обогащение растений марганцем ведет к улучшению роста, плодоношения деревьев и урожайности многих культур, что нашло практическое использование. В качестве удобрений применяют отходы марганцеворудной промышленности, отходы производства серной кислоты и др.

От избытка марганца растения теряют зеленую окраску, на стеблях появляются бурые полосы, нижние листья опадают. Избытка марганца для большинства животных не описано, однако известно, что в марганцевых шахтах у рабочих нарушается проводимость нервных импульсов.

1.2.5 Медь

Медь - элемент 4 периода I Б группы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, содержание которого в земной коре составляет 4,7·10-3% по массе. Встречается в составе более 170 минералов, среди которых наиболее известны медный колчедан, или халькопирит CuFeS2, халькозин Cu2S, ковелин Cu5FeS4, и др.[4, стр. 36]

Наряду с железом медь входит в состав окислительно-восстановительных ферментов нитритредуктазы и гипонитредуктазы. Эти ферменты активируют в растениях и микроорганизмах (грибах и бактериях) поэтапное восстановление нитратного азота. Таким образом, от работы этих ферментов зависит усвоение растениями и микроорганизмами важнейшего биогенного элемента – азота.[4, стр. 37]

Содержащий медь фермент полифенолоксидаза регулирует активность в растениях гормонов роста и развития – ауксинов. В растениях до 75% меди концентрируется в хлоропластах, где сосредоточен белок синего цвета пластоцианин, содержащий медь. Этот белок активно участвует в транспорте электронов при фотосинтезе.[4, стр. 37]

Недостаток меди приводит к пожелтению молодых листьев растений, они теряют упругость, а в жаркую погоду увядают; задерживается образование стеблей, семян и плодов. Медное голодание усиливается при обилии в почве азота, а также железа Fe (II), которое служит физиологическим антагонистом меди.[2, стр. 64]

В то же время в больших дозах медь токсична, особенно для грибов и бактерий. На протяжении более 200 лет садоводы всего мира применяют для борьбы с грибными и бактериальными болезнями растений бордоскую медь, которая содержит в себе основную сернокислую медь CuSO4·3Cu(OH)2. В отличие от медного купороса бордоская жидкость имеет нейтральную реакцию и не вызывает ожогов у растений. Избыток меди для высших растений выражается в замедлении роста и появлению бурых пятен на нижних старых листьях.

Для человека высокая концентрация меди ведет к разрушению печени. Определить избыток меди в организме можно по желтым и зеленым кольцам на радужной оболочке глаз.

1.2.6 Цинк

Цинк - элемент 4 периода II Б группы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, относится к числу элементов средней распространённости (8,3·10-3% от общей массы земной коры) В природе встречается в виде сфалерита, или цинковой обманки ZnS, и некоторых других минералов.[4, стр. 38]

Цинк является компонентом ряда ферментных систем. Он необходим для образования дыхательных ферментов - цитохромов А и Б, цитохромоксидазы (активность которой резко падает при недостаточности цинка), входит в состав фермента алкогольдегидразы (разрушает этиловый спирт). Цинк связан с превращением содержащих сульфгидрильную группу соединений, функция которых состоит в регулировании уровня окислительно-восстановительного потенциала в клетках.

При недостатке цинка в вакуолях клеток накапливаются продукты неполного окисления углеводов и белков; в листьях обнаруживается больше редуцирующих сахаров и фосфора и меньше сахарозы и крахмала. При отсутствии цинка нарушается процесс фосфорилирования глюкозы. Недостаток цинка ведет к значительному уменьшению в растениях ростового гормона - ауксина.

Цинк является составным компонентом фермента карбоангидразы. Входя в состав карбоангидразы, цинк влияет на важнейшую фотохимическую реакцию «темновой» утилизации углекислого газа растениями и на процесс выделения СО2, то есть на процесс дыхания растений.[1, стр. 109] Растения, развивающиеся в условиях недостаточности цинка, бедны хлорофиллом; напротив, листья, богатые хлорофиллом, содержат максимальные количества цинка. В зеленых листьях цинк, возможно, связан с порфиринами. [2, стр. 75]

Под влиянием цинка происходит увеличение содержания витамина С, каротина, углеводов и белков в ряде видов растений, цинк усиливает рост корневой системы и положительно сказывается на морозоустойчивости, а также жаро-, засухо- и солеустойчивости растений. Болезни недостаточности цинка распространены преимущественно среди плодовых деревьев; могут заболевать также хвойные растения и кукуруза.

Некоторые растения особенно отзывчивы на цинковые удобрения. При использовании минеральных удобрений, содержащих 20 кг сернокислого цинка на 1 га, наблюдается больший урожай зерна кукурузы, чем от применения любой удобрительной смеси без цинка. При этом кукуруза, больная «побелением верхушки», полностью выздоравливает - исчезает хлороз, появляются нормальные зеленые листья.

Избыток цинка ведет к язве желудка и ослаблению иммунной системе человека. В растениях избыток цинка приводит к недостатку меди.

1.2.7 Свинец

Свинец – элемент 6 периода IV Б группы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, его содержание в земной коре составляет 1,6-103%. Известно около 80 минералов, содержащих свинец.

Роль свинца в жизнедеятельности организмов изучена недостаточно. Известно, что он необходим для организмов в небольших количествах. Дефицит свинца понижает скорость роста животных, нарушает обмен железа, изменяет действие некоторых ферментов и концентрацию отдельных веществ в печени, связанных со статусом железа.

Свинец и его соединения, особенно органические, весьма токсичны. Токсическое действие свинца связано с тем, что он образует связи с большим числом анионов. Соединения свинца влияют на синтез белка, (нарушает синтез гемоглобина) энергетический баланс клетки (дыхание) и ее генетический аппарат (вызывает мутации). [7, стр. 248]Установлено, что свинец – один из элементов, присутствие которых в продуктах питания влияет на развитие кариеса.

Свинец снижает урожайность растений, подавляет процесс фотосинтеза, препятствует поступлению некоторых микроэлементов в организм. Внешние признаки: появление тёмно-зелёных листьев, скручивание старых листьев, чахлая листва.

Существуют многочисленные доказательства постепенного накопления свинца в растениях, тканях животных и человека в результате повседневного загрязнения окружающей среды свинцом. С пищей, водой, атмосферным воздухом человек ежесуточно поглощает до 100 мкг свинца. (Безопасным для человека считают суточное поступление 0,2 – 2 мг свинца.)[5, стр. 326]

2. Экспериментальная часть

2.1 Результаты исследования

Целью экспериментальной части исследования является обработка данных о влиянии солей тяжёлых металлов свинца и меди на рост и развитие растений, а так же сравнение информации из используемой литературы с итоговыми результатами эксперимента. Влияние солей свинца и меди изучено недостаточно, что представляет особый интерес для исследования. Для проведения исследования было выбрано быстрорастущее съедобное растение из рода Клоповников – кресс-салат. Это растение было выбрано в связи с его нетребовательностью к различным видам почв, а так же в связи с его живучестью.[7] Кресс-салат быстро растет и является биоиндикатором, что делает его самым удачным объектом для проведения опытов в короткие сроки.

В качестве токсичных ионов нами были выбраны ионы свинца и меди, т. к. они накапливаются в растениях и не выводятся в результате обмена веществ. Кроме этого соли свинца и меди могут вызывать тяжелые отравления организма.

Выращивание растений производилось в январе-феврале 2011 года. Грунт и количество почвы у всех образцов было одинаковым. В процессе эксперимента производилось регулярное наблюдение – ежедневное измерение растений, зрительная оценка состояния кресс-салата в разных группах, фотосъёмка растений. Всего было взято четыре контрольные группы растений, каждая по 16 штук, которые поливались водой содержащей тяжелые металлы, отстоявшейся водопроводной водой и талым снегом:

1. Растения, которые поливались отстоявшейся водопроводной водой.

2. Растения, которые поливались талой водой (снег собирался в районе ул. Игральной на обочине проезжей части).

3. Растения, которые поливались водой, содержащей CuSO4 (сульфат меди II). Концентрация 0,05г/10л.

4. Растения, поливавшиеся водой, содержащей Pb(NO3)2 (нитрат свинца). Концентрация 0,02мг/10л.

Данные концентрации выбраны именно такими по причине отсутствия аналитических весов в химической лаборатории гимназии. Школьные весы позволяют взвешивать вещества с массой не менее 0,02 мг, поэтому для уменьшения концентрации веществ был взят объем воды 10 литров.

Результаты моих наблюдений представлены в следующих записях:

20.01.10

Произведена посадка 64 семян растений в почву для дальнейшего проращивания.

23.01.10

Появились первые всходы.

24.01.10

Растения окрепли. Начата поливка растений как отстоявшейся водопроводной водой, так и водой содержащей соли тяжелых металлов.

Далее представлена таблица наблюдений за растениями в период с 24 января по 13 февраля.

Таблица развития растений

1 Растения 3 и 4 группы поливались растворами, превышающими ПДК (Предельно Допустимая Концентрация)

CuSO4 - 0,05г/10л - превысили в 10 раз

Pb(NO3)2 - 0,02мг/10л - превысили в 200 раз

Из данных, приведенных в таблице, следует, что по сравнению с контрольной группой растения поливаемые раствором нитрата свинца росли более интенсивно, рост кресс-салата поливаемых талой водой и раствором сульфата меди был замедлен.

Состояние растений различных групп отличалось: через 6 дней наблюдения растения 2 и 3 группы начали ломаться, у растений 4 группы стали заворачиваться листья. У растений, поливаемых талой водой отставание в росте наблюдалось раньше других (через 8 дней), кресс-салат со свинцом опередил в росте растения контрольной группы.

2.2. Анализ сухого остатка на ионы свинца и меди.

После окончания исследования скорости роста кресс-салата, мной был проведен анализ сухого остатка на наличие ионов свинца и меди в каждом образце. Для этого растения были высушены, каждая группа растений сожжена отдельно, и проанализирована на наличие ионов. Далее приведены примеры качественных реакций на ионы свинца и ионы меди:

1. Качественная реакция на ионы свинца: ионы свинца в растворе определяют с помощью йодид иона I-

Pb2++2I-=PbI2

В качестве источника йодид- ионов был взят раствор йодида калия.

2. Качественная реакция на ионы меди: ионы меди в растворе определяют с мощью сульфид ионов S2-

Cu2++S2-=CuS

В качестве источника сульфд-ионов был взят раствор сульфида натрия.

Результаты анализа:

В контрольной группе растений не определился ни один из исследуемых ионов. В группе растений, поливаемых талым снегом определились ионы свинца и в очень малом количестве ионы меди. В сухом остатке растений, поливаемых раствором, содержащим меди были обнаружены лишь следы меди. В группе растений, поливаемых раствором нитрата свинца определились ионы свинца только на следующий день.

В результате проводимой работы, я пришла к следующим выводам:

1. Свинец стимулирует рост кресс-салата, при этом вызывает скручивание листьев и преждевременную гибель растений.

2. В растениях накапливается медь и вызывает небольшое замедление роста кресс-салата и ломкость стеблей.

3. Анализ растений, поливаемых талой водой показал, что в снеге собранном вдоль дороги на ул. Игральная содержатся и ионы свинца и ионы меди, что губительно влияет на рост и развитие растений.

3. Заключение

Проведенное изучение литературных источников и экспериментальное исследование дали возможность сравнивать полученные данные.

3.1. Литературные сведения

Сведения из литературы свидетельствуют о том, что при избытке свинца происходит снижение урожайности, подавление процессов фотосинтеза, появление темно-зелёных листьев, скручивание старых листьев и опадание листвы. В общем влияние избытка свинца на рост и развитие растений изучено недостаточно.

Медь вызывает токсические отравления и преждевременную гибель растений.

3.2 Экспериментальные данные

Проведенное нами исследование по выращиванию растений кресс-салата в условиях поступления различных ионов тяжелых металлов (свинец и медь), а также влияние талого снега на рост и развитие салата показало, что свинец вызывает усиленный рост растений при скручивании листьев; медь замедляет скорость роста и усиливает ломкость стеблей. Талый снег вызывает раннее отставание в росте и усиленную ломкость растений.

3.3 Выводы

Сравнивая данные из литературных источников и полученные экспериментальные данные, мы пришли к выводу, что литературные источники подтверждены исследованием. Однако имеются особенности: мы не проводили исследование влияния свинца на урожайность растений, интересным является тот факт, что свинец в группе растений поливаемых раствором нитрата свинца, определялся только на следующий день. Дополнительное изучение литературных данных показало, что свинец накапливается в первую очередь в корнях растений.[8] Для анализа сухого остатка на ионы свинца и меди мы брали только надземную часть побега. Повышение концентрации ионов меди в растворе в 200 раз от ПДК не дало ожидаемых результатов – вместо предполагаемой скорой гибели кресс-салата, наблюдалось отставание в росте. Наличие ионов свинца и меди в талом снеге не вызвало суммарного эффекта (усиленный рост растений и ломкость стеблей), а замедлило скорость роста и развития растений при повышении ломкости.

Приложения

Всходы кресс-салата

Развитие растений кресс-салата

Видимые отличия в состоянии растений

Ломкость стеблей в отдельных группах кресс-салата

Список литературы.

1. Добролюбский О.К. Микроэлементы и жизнь,- М.: Мол. Гвардия, 1956.

2. Дробков А.А. Микроэлементы и естественные радиоактивные элементы в жизни растений и животных, - Научно-популярная серия., М.: АН СССР, 1958.

3. Вредные химические вещества. Неорганические соединения I-IV групп, Под ред. проф. Филова. В.А. - М.: Химия, 1988.

4. Шапиро Я.С.  Биологическая химия,  М.- Издательский центр Вентана-Граф, 2010.

5. Общая химия, Под ред. Ершова Ю. А., - М.: Высшая школа, 2005.

6. Подгорный П. И. Растениеводство, - М.: Издательство сельскохозяйственной литературы, журналов и плакатов, 1963.

7. Соболева Е. В., Ковековдова Л. Т. Свинец в почвах и растениях г. Уссурийска и Уссурийского района, - Эл. журнал Исследовано в России, 2003. /articles/2003/182.pdf

8. Медицинский справочник.

refdb.ru

V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся Старт в науке

Влияние химического состава отработанных батареек на рост и развитие комнатных растений

1МКОУ Тогучинского района "Сурковсая средняя школа"

1МКОУ Тогучинского района "Сурковская средняя школа"

Текст работы размещён без изображений и формул.Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение.

Очень часто слышно, что использованные батарейки нельзя выкидывать и закапывать в землю, а надо увозить на переработку. Я спросила почему? И мне сказали, что они отравляют землю и уничтожат растения растущие в ней.

В нашем кабинете биологии есть много микроскопов, которые работают от батареек. И осенью 2016 года микроскопы вышли из строя из за выхода из строя батареек и их решили поменять. В итоге образовалось много использованных пальчиковых батареек. Было решено провести опыты по влиянию отработанных батареек на комнатные растения. Ведь в СМИ постоянно можно слышать о отрицательном воздействии химических веществ, содержащихся в батарейке, на окружающую среду. О правильной утилизации использованных батареек тоже очень часто и говорят и пишут. Было решено испытать действие батареек на комнатные растения.

Цель работы: определить влияние химического состава отработанных батареек на рост и развитие комнатных растений.

Задачи:

Выявить химический состав элементов питания и их влияние на окружающую среду и здоровье человека

Определить количество используемых батареек среди учащихся нашей школы и их родителей методом анкетирования

Исследовать влияние химически активных веществ, находящихся в батареях на рост и развитие комнатных растений.

Гипотеза- комнатные растения, посаженные в почву, содержащую батарейки - развиваться не будут

Обзор литературы.

История открытия батареек

Явление возникновения электрического тока при контакте разных металлов было открыто итальянским физиологом, профессором медицины Болонского университета Луиджи Гальвани в 1786 году. Гальвани описал сокращения мышц задних лапок свежепрепарированной лягушки, закрепленных на медных крючках, при прикосновении стального скальпеля. Наблюдения были истолкованы первооткрывателем как проявление «животного электричества».

Итальянский физик и химик Алеcсандро Вольта, заинтересовавшись опытами Гальвани, увидел совершенно новое явление — создание потока электрических зарядов. Проверяя точку зрения Гальвани, А. Вольта проделал серию опытов и пришел к выводу, что причиной сокращения мышц служит не «животное электричество», а наличие цепи из разных проводников в жидкости. В подтверждение А. Вольта заменил лапку лягушки электрометром и повторил все действия. В 1800 году А. Вольта впервые публично заявляет о своих открытиях на заседании Лондонского королевского общества, что проводник второго класса (жидкий) находится в середине и соприкасается с двумя проводниками первого класса из двух различных металлов... Вследствие этого возникает электрический ток того или иного направления. Русский ученый Петров в 1802 году использовал гальванический элемент для построения электрической дуги [3].

Виды элементов питания

Широкое распространение получили марганцево-цинковые элементы, не содержащие раствора электролита (сухие элементы, батарейки). Так, в солевых элементах Лекланше цинковый электрод служит анодом, электрод из смеси диоксида марганца с графитом служит катодом, графит служит токоотводом. Электролитом является паста из раствора хлорида аммония с добавкой муки или крахмала в качестве загустителя.

Щелочные марганцево-цинковые элементы, в которых в качестве электролита используется паста на основе гидроксида калия, обладают целом рядом преимуществ, в частности существенно большей ёмкостью, лучшей работой при низких температурах и при больших токах нагрузки.

Солевые и щелочные элементы широко применяются для питания радиоаппаратуры и различных электронных устройств.

Также существуют щелочные аккумуляторы. Наибольшее применение получили никель-кадмиевые и никель-металлгидридные аккумуляторы, в которых электролитом служит NiOH.

В различных электронных устройствах (мобильные телефоны, планшеты, ноутбуки), в основном, применяются литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы, характеризующиеся высокой ёмкостью и отсутствием эффекта памяти[6].

Состав батареек и их действие на здоровье человека и окружающую среду

Минприроды предупреждает о вреде элементов питания (батареек) для окружающей среды и для человека и рекомендует отдавать предпочтение аккумуляторам, а использованные батарейки выбрасывать в специальные контейнеры. Известно, что одна пальчиковая батарейка, выброшенная на мусорную свалку, загрязняет тяжёлыми металлами землю вокруг себя (по некоторым данным до 20м2), а в лесной зоне это территория обитания двух деревьев, двух кротов, одного ёжика и нескольких тысяч дождевых червей.

В батарейках содержатся: ртуть, никель, кадмий, свинец, литий, марганец и цинк, имеющие свойство накапливаться в живых организмах, в том числе и в людях, поэтому даже небольшое их количество опасно и наносит существенный вред здоровью.

Избыток никеля встречается очень часто. Особенно токсичны хлорид и сульфат никеля, так как они растворимы в воде – нерастворимые соединения в десятки раз безопаснее. Карбонильный никель и никелевая пыль – попадая в организм, накапливаются в нём, и действуют на него разрушающе. Если всё время контактировать с никелем, то может развиться такое заболевание, как контактный дерматит – острое воспаление кожи, артриты или астма. Когда в тканях избыток никеля, структура клеток страдает и начинает разрушаться, деятельность ферментов и гормонов замедляется, а клеточный иммунитет ослабевает. Наблюдаются и другие симптомы избытка никеля: витилиго, кератит, изъязвление роговицы, заболевания щитовидной железы и репродуктивных органов, нарушение обмена азота и углеводов, проблемы с пищеварением, нарушения в работе нервной и сердечнососудистой системы, дистрофия почек и печени, ухудшение состава крови. При избытке никеля в организме возникают анемия и тахикардия, отёки мозга и лёгких, аллергические реакции; увеличивается вероятность развития доброкачественных и злокачественных новообразований кожи, почек или лёгких; возбудимость нервной системы повышается; снижается общий иммунитет организма [12].

Если цинка становится чрезмерно много, он из друга превращается во врага. Когда цинка в организме человека содержится количестве 150-600 мг, наступает состояние отравления со всеми признаками интоксикации. То есть появляется тошнота, слабость. Такое количество цинка можно получить, если пить воду, которая продолжительное время стояла в посуде с оцинкованными стенками. Кроме того, такая вода отрицательно подействует на желудок [6].

При больших дозах свинец накапливается в почках, селезёнке и костных тканях. Во время свинцового токсикоза первыми поражаются органы создания крови, почки и нервная система. Свинец способен проникать в грудное молоко у женщин. Свинец нарушает работу сердечно-сосудистой системы. Вызывает нарушение сосудистого тонуса, повреждает стенки сосудов. Приводит к сильным патологическим изменениям в нервной системе, сосудах, крови. Влияет на синтез белка. Препятствует окислению жирных кислот, нарушает белковый, углеводный и липидный обмены. Занимает кальций в костях. [7].

2.Методы и Методика исследований.

Методы: анкетирование, наблюдение, измерение, анализ, фотографирование

Методика взята из ресурсов Интернет

3. Результаты исследований.

3.1.Результаты анкетирования родителей и учащихся школы.

Было опрошено 22 человека, заданы вопросы:

В каких приборах вы применяете батарейки?,

Сколько пальчиковых батареек приблизительно выходят из строя за один год?

Куда вы их утилизируете?

Результаты анкетирования представлены в таблице № 1 и в диаграмме Рис № 1

Таблица № 1 Использование батареек в быту среди родителей и учащихся Сурковской школы

Рис № 1 Утилизация использованный батареек

Как видно из таблицы № 1 и диаграммы 1больше всего батареек используется для пульта телевизора, почти в два раза меньше батарейки применяются для цифрового фотоаппарата и еще меньше для часов. Утилизация же батареек оставляет желать лучшего - 81% опрашиваемых просто выбрасывают их мусор. Сейчас в России никто не перерабатывает батарейки. А, следовательно, и не могут принимать. Если кто-то принял у вас батарейки, то он отдаст их на специальный полигон для соответствующего захоронения – это 13% от утилизации.

3.2.Результаты проведения опытов с комнатными растениями

Использовались батарейки KING RING, которые были извлечены из микроскопов, смотри рис №2

Рис № 2 Фото батареек, используемых для экспериментов

В цветочные горшки одинакового размера положили батарейки, насыпали земли и посадили растения

Испытывали два вида комнатных растений: герань зональная и бегония Клеопатра Посадка проводилась не укоренившимися черенками в цветочные горшки объемом 0,33 литра.

Дата посадки и начала опыта: 16.11.2017.

Дата окончания наблюдений: 04.05.17.

Наблюдения длилось больше 6 месяцев.

Варианты опыта представлены в таблице № 2

Таблица № 2 Варианты опыта

Все время опыта вели дневник наблюдений и делали фотографии, который предоставлен в таблице № 3, более подробные фотографии - Приложение № 1

Таблица № 3Дневник наблюдения

Из дневника наблюдений можно увидеть, что все черенки прижились хорошо и во всех вариантах. Начальное развитие растений было практически одинаковое во всех цветочных горшках. Затем примерно через месяц в развитии стали отставать растения в вариантах №4 – это почва с высыпанным содержимым батареек. Через два – три месяца наглядно видно отставание в развитии растений и в вариантах под № 3( в почве сильно измятые батарейки) – растения постепенно останавливают рост. Через 5 месяцев погибают растения с бегонией в вариантах № 3,4. Варианты № 1 без изменений. В варианте № 2 растения начинают отставать на 4 - 5 месяц наблюдений и гибнут в 6 месяцу наблюдений. Пеларгония более устойчива. Гибели растений пеларгонии не наблюдали, к маю все растения даже зацвели. Причем быстрее зацвели растения в варианте № 4, затем № 3, а потом уже в № 1,2. Самые крупные растения были в вариантах под № 1, меньше под № 2, еще меньше под № 3, и самое маленькое под № 4

Выводы

Исследуя химический состав элементов питания, было выяснено, что в состав входят такие вещества, как никель, свинец, цинк и др. Даже небольшое их количество опасно и наносит существенный вред здоровью.

Проведено анкетирование среди родителей и учащихся школы. Опрошено 22 человека, которые используют примерно 224 батарейки в год, причем 13% из них вроде бы правильно утилизируют использованные данные элементы питания

На рост и развитие комнатных растений химический состав батареек влияет выборочно. Бегония погибает с разной скоростью во всех вариантах с наличием батареек – целая, мятая, разбитая. Пеларгония жива, только в почве с батарейками размеры меньше пропорционально химическому веществу батареек, но зацвела быстрее.

Наша гипотеза частично подтвердилась. Комнатные растения бегонии, посаженные в почву, содержащую химические вещества, находящиеся в батарейках и сами батарейки - долго не растут, а герань устойчива, только уменьшается в размерах

Во всём мире отработанные батарейки собирают и утилизируют отдельно от бытового мусора. Нам же остается собирать их и сдавать для захоронения на специальных полигонах!!! Только не знаем куда?

Список литературы.

1.Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания.

2.Экологическая химия: Пер. с нем. / Под ред. Ф. Корте. — М.: Мир, 1996.

— 396 с., ил.

3.Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать?:Учебное пособие / Под ред. Проф. В. И. Данилова - Даниляна. — М.: Изд-во

МНЭПУ, 1997. — 332 с.

4.Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир: В 2-х т. Т. 1,2.

Пер. с англ.- М.: Мир, 1993. - с., ил.

5. Ревель П., Ревель Ч. Среда нашего обитания: В 4-х книгах. Кн. Загрязнения воды и воздуха: Пер с англ. - М.: Мир, 1995. - с., ил.

6.http://www.inflora.ru/directory/vitamins-and-minerals/zinc.html

7.http://svinec-listy.ru/informatsiya/vred_ot_izbitka_svintsa.html

8.http://xn--80aaabwyh9bq.org/

9.http://www.greenpeace.org/russ...

10.http://www.proothody.com/?page...

11.http://www.infoeco.ru/index.ph...

12. http://www.inflora.ru/directory/vitamins-and-minerals/nickel.html

Приложение

Изменения, происходящие с бегонией в почве с батарейками и без за 6 месяцев

Ноябрь

Декабрь

Январь

Февраль - Март

Апрель

Изменения , происходящие с растением Пеларгония за 6 месяцев в почве с батарейками и без

Ноябрь

Декабрь

Январь

Март

Просмотров работы: 100

school-science.ru

Реферативно-экспериментальная работа. Влияние химических веществ на рост растений

34 часа (1 раз в неделю)

Календарно-тематическое планирование по биологии «Растения. Бактерии. Грибы. Лишайники». 6 класс 34 часа (1 раз в неделю) Учебник. Автор: Понамарева И.Н. Биология «Растения. Бактерии. Грибы. Лишайники»

6 КЛАСС (68 ч) Введение

БИОЛОГИЯ. «ЖИВОЙ ОРГАНИЗМ». 6 КЛАСС (68 ч) Введение Биология наука о живых организмах. Из истории развития биологии. Современная биология. Важность биологических знаний для развития медицины, сельского

Отложенные задания (30)

Отложенные задания (30) Вставьте в текст «ДНК» пропущенные термины из предложенного перечня, используя для этого цифровые обозначения. Запишите в текст цифры выбранных ответов, а затем получившуюся последовательность

Zn2+ ЦИНК и ЕГО ДЕЙСТВИЕ. ГОРОС21.РУ

ЦИНК и ЕГО ДЕЙСТВИЕ. Как показало большинство исследований, цинк обладает отличным эффектов в борьбе против диареи. Благодаря цинку диарея длится гораздо меньшее количество времени, животные болеют реже,

Пояснительная записка.

Пояснительная записка. Рабочая программа элективного курса «Общие вопросы общей биологии» составлена на основе федерального компонента государственного образовательного стандарта среднего общего образования,

1. Планируемые результаты

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Рабочая учебная программа по биологии для 6 класса разработана в соответствии с: Федеральным государственным стандартом основного общего образования, утв. Приказом Минобрнауки России

Химия. Пояснительная записка

Химия Пояснительная записка Примерная программа учебного предмета «Химия» на уровне основного общего образования составлена в соответствии с требованиями к результатам основного общего образования, утвержденными

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Рабочая программа по биологии 6 класс составлена на основе примерной программы основного общего образования по биологии; Пасечник В.В., Пакулова В.М., Латюшин В.В., Маш Р.Д. Согласно

Инструкция по выполнению работы

1 Инструкция по выполнению работы На выполнение работы по биологии отводится 45 минут. Работа включает в себя 21 задание. Ответы к заданиям 1 17 записываются в виде одной цифры, которая соответствует номеру

Тест «Грибы», «Водоросли», «Мхи» Вариант 1 Выберите один правильный ответ из нескольких 1. Биологи объединяют все грибы в систематическую группу: А) род; Б) отдел; В) царство; Г) семейство; 2. Плесневый

Пояснительная записка

Пояснительная записка Программа В.В. Пасечника для 10 класса предусматривает изучение общей биологии в количестве двух часа в неделю (68 часов в год). В федеральном базисном учебном плане сокращено количество

Основные принципы питания дошкольников

Советы родителям Перед поступлением ребенка в детский сад родителям рекомендуется приблизить режим питания и состав рациона к условиям детского коллектива, приучить его к тем блюдам, которые чаще дают

Пояснительная записка

Пояснительная записка Рабочая программа по химии для 8 класса составлена на основе Основной образовательной программы МОУСОШ 9 и авторской программы О.С.Габриеляна «Программы курса химии для 8-11 классов

Пояснительная записка

Пояснительная записка Рабочая программа по биологии для 10 класса составлена в соответствии со следующими нормативно-правовыми актами и инструктивно- методическими документами: 1. Федеральный компонент

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО УДК 633.11:631.8 ВЛИЯНИЕ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА НА РАННИХ ЭТАПАХ РОСТА И РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В.А. Исайчев, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Е.В. Провалова,

ЗАДАНИЕ 3. Примеры решения задач

ЗАДАНИЕ 3 Примеры решения задач Пример 1. В четырех пробирках без надписей находятся растворы следующих веществ: сульфата натрия, карбоната натрия, нитрата натрия и йодида натрия. Покажите, с помощью каких

СОЛЬ и Ваше здоровье

СОЛЬ и Ваше здоровье Если Вы желаете знать больше о взаимосвязи здоровья и питания, зайдите на www.toitumine.ee. СОЛЬ И ЗДОРОВЬЕ Соль необходима нам для того, чтобы регулировать количество воды в тканях,

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО ХИМИИ ДЛЯ 9 а КЛАССА

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа 15 имени Н.А.Хардиной городского округа Самара Рассмотрено на заседании МО Протокол от 2014г «Согласовано» Заместитель

1-3 1,2,3, стр.8. 2, стр. 32

Муниципальное образовательное учреждение открытая (сменная) общеобразовательная школа 94 Химия 9 класс Программные вопросы Внимание! Тренировочные работы и задания из учебника выполняются в отдельной тетради

Пояснительная записка

Пояснительная записка Программа элективного курса «Живой организм» составлена на основе авторской программы В.И. Сивоглазова и И.Б. Агафоновой. Москва «Дрофа» 2006. В соответствии концепцией модернизации

БИОЛОГИЯ. 6 класс МОСКВА «ВАКО»

БИОЛОГИЯ 6 класс МОСКВА «ВАКО» УДК 372.857 ББК 74.262.8 К64 Рецензент доктор биологических наук И.В. Серёгин. Под редакцией Л.А. Поповой, учителя биологии высшей квалификационной категории. К64 Контрольно-измерительные

Если хочешь, будь здоров!

Станица Стародеревянковская Каневского района Краснодарского края Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа 5 им. В.И. Данильченко Если хочешь, будь здоров! Классный

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Рабочая программа составлена основе Федерального компонента государственных образовательных стандартов начального общего, основного общего и среднего (полного) общего образования

«Природные индикаторы»

МБОУ «Лицей 9 имени А.С Пушкина ЗМР РТ» Научно исследовательская работа «Природные индикаторы» Выполнила: Челюканова Карина Владимировна ученица 8 класса Научный руководитель: Чугунова С.А., учитель химии

Рабочая программа по химии 8 9 класс

Рабочая программа по химии 8 9 класс Рабочая программа составлена на основе Примерной программы основного общего образования по химии для 8-11 классов общеобразовательных учреждений (базовый уровень )

БИОХИМИЯ МОЛОКА САМАРА 2011

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П.КОРОЛЕВА (национальный

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Рабочая программа среднего (полного) общего образования по биологии (профильное обучение) составлена на основе Федерального компонента базисного учебного плана для образовательных

Минеральное питание растений

Белорусский государственный университет УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе А.Л. Толстик _июня_ 013 г. Регистрационный УД-14/5/р. Минеральное питание растений Учебная программа учреждения высшего образования

Рабочая программа по элективному курсу

МБОУ «Приморская средняя школа» «УТВЕРЖДАЮ» Директор МБОУ «Приморская СШ» /Л.В. Зеновская/ СОГЛАСОВАНО Заместитель директора школы по УВР /С.А. Кучина/ 2015 г. Рабочая программа по элективному курсу «Подготовка

Инструкция по выполнению работы

Экзаменационная работа для проведения государственной итоговой аттестации выпускников IX классов общеобразовательных учреждений (в новой форме) по БИОЛОГИИ Район Город (населенный пункт) Школа Класс Вариант

docplayer.ru

Влияние обработки семян фасоли растворами химических веществ на рост и развитие растений

univerfiles.com

Реферативно-экспериментальная работа. Влияние химических веществ на рост растений

Реферативно-экспериментальная работа Влияние химических веществ на рост растений Выполнила: Нестерова Алина Алексеевна, учащаяся 6 класса Муниципального общеобразовательного учреждения Средней общеобразовательной школы 17 Руководитель: Жемчугова Татьяна Александровна Учитель биологии, МОУ СОШ 17

ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 3 Глава I. Обзор литературы: 1.1. Роль растений в природе и жизни человека 4 1.2. Влияние различных химических веществ на живые организмы 4-6 Глава II. Методика проведения эксперимента 7 Глава III. Результаты собственных исследований и их анализ 8-10 Заключение.10 Список литературы 11 Приложение 12

ВВЕДЕНИЕ Растительный организм состоит из множества клеток. Клетки представляют основные биологические единицы в строении тела растений. Во всех клетках происходят важнейшие жизненные процессы, и прежде всего процесс обмена веществ. Различные клетки приспособлены к различным видам жизнедеятельности. Однако, растение не простая совокупность клеток. Все клетки, ткани и органы тесно связаны между собой и составляют единое целое. Разные клетки специализированы в разных направлениях, они не могут жить без других клеток. Например, клетки корня не могли бы жить без зелёных клеток мякоти листа. Важную роль в жизни растений играет минеральное питание, осуществляемое корнем растения. Недостаток или избыток любого химического элемента в питании растений отрицательно сказывается на его росте и развитии. Целью моей работы стало исследование влияния химических веществ на рост растений. Для решения поставленной цели сформулированы следующие задачи: изучение литературы по данному вопросу; изучение влияния некоторых химических веществ на растения (на примере лука). Таким образом, объектом исследования стало растение лука репчатого. Данное растение было выбрано, потому что в 5 классе при изучении темы «Строение клетки», я научилась готовить микропрепарат кожицы лука. Используя микропрепараты, можно изучить влияние химических веществ не только на рост растений, но и на развитие клеток растения. Предметом исследования стало влияние химических веществ на рост растения. Была сформулирована гипотеза исследования некоторые химические вещества могут негативно повлиять на рост и развитие растений 3

Глава I. Обзор литературы 1.1. Роль растений в природе и жизни человека Представим, что на свете не осталось ни одного растения. Что же тогда случится? То, что не красиво будет, - это полбеды. А вот то, что без растений мы не сможем жить это действительно очень плохо. Ведь у растений есть один очень важный секрет! В листьях растений происходят удивительные превращения. Вода, солнечный свет и углекислый газ тот, который мы выдыхаем, превращаются в кислород и органические вещества. Кислород необходим нам и всем живым существам для дыхания, а органические вещества для питания. Так, что можно сказать, что в растениях находится настоящая химическая лаборатория по производству жизненно необходимых веществ. Кроме того, выделяемый растениями кислород поддерживает озоновый слой атмосферы. Он защищает всё живое на Земле от губительного воздействия коротковолновых ультрафиолетовых лучей. Растения играют важную роль в нашей жизни, участвуя в пищевых экологических цепочках, являясь производителями кислорода воздуха, выполняя средозащитные функции. Поэтому особенно важно знать, как реагируют растения на разные химические вещества. 1.2. Влияние различных химических веществ на живые организм Химические вещества состоят из элементов. Минеральные элементы играют большую роль в обмене веществ растений, а также химических свойств цитоплазмы клетки. Нормальное развитие, рост не могут быть без минеральных элементов. Все питательные элементы делятся на макро- и микроэлементы. К макроэлементам относят те, которые содержатся в растениях в значительных количествах это углерод, кислород, водород, азот, 4

фосфор, калий, сера, магний и железо. К микроэлементам относят те, которые содержатся в растениях в очень незначительных количествах, это бор, медь, цинк, молибден, марганец, кобальт и др. Все растения не могут нормально развиваться без этих элементов, так как они входят в состав важнейших ферментов, витаминов, гормонов и других физиологически активных соединений, играющих большую роль в жизни растений. Макроэлементы регулируют рост вегетативной массы и определяют величину и качество урожая, активизируют рост корневой системы, усиливают образование сахаров и их передвижение их по тканям растений; микроэлементы участвуют в процессах синтеза белков, углеводов, жиров, витаминов. Под их влиянием увеличивается содержание хлорофилла в листьях, улучшается процесс фотосинтеза. Исключительно важную роль играют микроэлементы в процессах оплодотворения. Они положительно влияют на развитие семян и их посевные качества. Под их воздействием растения становятся более устойчивыми к неблагоприятным условиям, засухе, поражению болезнями, вредителями и др. Некоторые элементы, например бор, медь, цинк необходимы в незначительных количествах, в более высоких концентрациях очень ядовиты. Токсическое действие на растение оказывает избыточное содержание в почве марганца. Вредное влияние этого элемента усиливается на кислых (песчаных, супесчаных, торфяных), а также уплотненных или избыточно увлажненных почвах, содержащих мало подвижных соединений фосфора, кальция. Недостаток этих элемента усиливает поступление марганца в растение и его вредное воздействие на ткани. На картофеле это проявляется в виде коричневой пятнистости на стеблях и черешках листьев, стебли и черешки становятся водянистыми, ломкими. Ботва преждевременно засыхает. Параллельно с вредным влиянием марганца на растении могут 5

проявляться также и признаки голодания от недостатка молибдена и магния, поступление которых в растение, в этом случае резко ослабевает. Долгое время не удавалось установить роль йода в обмене веществ растений. Известно, что овощи и грибы им более богаты, чем фрукты. Причем йода больше в надземных частях растений, чем в корнях. Наземные растения содержат в несколько раз меньше йода, чем морские, в которых он достигает 8800 мг/кг сухой массы. Для сравнения в капусте, например, может накапливаться йода от 0,07 до 10 мг на кг сухого вещества. Какова же роль йода в жизни растений? Оказалось, что в низких концентрациях йод стимулирует рост растений и улучшает качество урожая. Происходит это за счет того, что йод оказывает влияние на азотный обмен, в частности на соотношение белкового и небелкового азота и регулирует активность некоторых ферментов. Используя стимулирующие свойства, раствором йодистого калия (0,02%) обрабатывают семена перед посевом. Содержание натрия в организме растений составляет в среднем 0,02 % (по массе). Натрий важен для транспорта веществ через мембраны, входит в так называемый натрий-калиевый насос (Na + /K + ). Натрий регулирует транспорт углеводов в растении. Хорошая обеспеченность растений натрием повышает их зимостойкость. При его недостатке замедляется образование хлорофилла. Натрий входит в состав поваренной соли, которая негативно сказывается на жизни растительной клетки. Под действием раствора поваренной соли наблюдается плазмолиз клетки (приложение). Плазмолиз отделение пристеночного слоя цитоплазмы от клеточной оболочки растительной клетки. Растворы солей или сахаров высокой концентрации не проникают в цитоплазму, а оттягивают из нее воду. Плазмолиз обычно обратим. Если клетку переместить из солевого раствора в воду, то она снова энергично будет поглощаться клеткой и цитоплазма станет занимать первоначальное положение. 6

Глава II. Методика проведения эксперимента Исследования проводились в 2015 г. Для работы мне понадобился репчатый лук, чтобы его прорастить, и в дальнейшем подкармливать химическими веществами. Для определения влияния химических веществ были выбраны наиболее доступные вещества, которые встречаются в домашних условиях: поваренная соль, марганцовка (перманганат калия), йод. Для изучения влияния химических веществ было сделано 5 проб, которые подкармливались разными химическими веществами 2 раза в неделю (рис. 1): 1 контрольный образец (водопроводная вода, без добавления химических веществ) 2 святая вода 3 раствора перманганата калия 4 раствор поваренной соли 5 раствор йода После наблюдения за развитием корневой системы, опытные образцы были препарированы, полученные срезы рассмотрены под цифровым микроскопом, и сделаны снимки. 7

Глава III. Результаты собственных исследований и их анализ В ходе исследования я установила, что в пробах с добавлением перманганата калия и поваренной соли корневая система в течение трех недель развивалась слабо. Самая мощная корневая система была в контрольном образце 1 без добавления химических веществ (рис. 2). Следует обратить внимание на образец 5 раствор йода. У растения лука репчатого, хорошо выражены не только корни, но и листья. Во время опыта я наблюдала интенсивное развитие листьев со второй недели. Рассматривая клетки лука под микроскопом были получены следующие результаты: 1) Контрольный образец 1имел ровные светлые клетки без признаков какой-либо деформации (рис.3) 8

2) Образец 2, святая вода, имел ровные клетки без признаков какой либо деформации, но по сравнению с клетками контрольного образца размер клеток был меньше (рис.4) 3) Клетки лука из опытного образца с добавлением перманганата калия 3 приобрели оттенок синего цвета. Клетки имели ровную структуру (рис.5) 4) В образце 4 с добавлением поваренной соли наблюдается плазмолиз - пристеночного слоя цитоплазмы отделяется от клеточной оболочки растительной клетки (рис. 6) 9

5) Образец 5 с добавление йода имел ровные светлые клетки без признаков деформации, подобно клеткам контрольного образца (рис.7) Заключение В результате работы было установлено, что некоторые химические вещества могут накапливаться в клетках растений и негативно влиять на их рост и развитие, таким образом, выдвинутая гипотеза подтвердилась. Избыток перманганата калия окрашивает клетки в более тёмный цвет и замедляет рост корневой системы. Избыток поваренной соли разрушает клетки растения и прекращает его рост. По изученным источникам литературы, я опытным путём подтвердила стимулирующее влияние йода на рост растений. 10

Список литературы 1. Артамонов В.И. Занимательная физиология растений М.:Агропромиздат,1991. 2. Добролюбский О.К. Микроэлементы и жизнь. М., 1996. 3. Илькун Г.М. Загрязнители атмосферы и растения. Киев: Наукова думка, 1998. 4. Орлова А.Н. От азота до урожая. М.: Просвещение, 1997 5. Школьник М.Я., Макарова Н.А. Микроэлементы в сельском хозяйстве. М., 1957. Интернет-ресурсы: dachnik-odessa.ucoz.ru bio.1september.ru biofile.ru 11

Приложение Плазмолиз растительной клетки 12

docplayer.ru

• 
  Растения бывают одноклеточными и многоклеточными организмами
• 
  Актара для комнатных растений как использовать
• 
  Грунт своими руками для комнатных растений
• 
  С родственниками мы обсудили какое растение
• 
  Растения ульяновской области фото с описанием
• 
  На листьях комнатных растений коричневые точки
• 
  Колба для полива для комнатных растений
• 
  В земле комнатных растений завелись черви
• 
  Чем полезен куриный помет для растений
• 
  Почвопокровные растения для аквариума для начинающих
• 
  Проект лекарственные растения в начальной школе