Урок 44. Лабораторная работа. Тест на загрязнение воды или почвы ионами тяжелых металлов с использованием растений

Полная версия 46 (час) лабораторных работ с видеоматериалами

Тип урока – комплексное применение ЗУН учащихся

Метод обучения - основаны на самостоятельном проведении учащимися экспериментов, исследований и выдвижение гипотезы. Определение путей ее реализации, подбор необходимых приборов и материалов самими учащимися.

Формы организации деятельности учащихся

Форма организации работы

Особенности,

признаки

В каком случае выбираем ту или иную форму на теоретическом обучении

В каком случае выбираем ту или иную форму на практическому обучении

Парная

Когда преподаватель организует выполнение работы парами: сильный учащийся – слабый учащийся. Или два равных по успеваемости.

1.В ходе актуализации опорных знаний, когда предстоящая работа требует серьезного предварительного осмысления. Пары учащихся обсуждают предстоящее задание.

2.В ходе лабораторно-практической работы возможна организация взаимоконтроля и взаимопомощи.

Во время проведения итогов возможна организация взаимной оценки работ.

1.В ходе вводного инструктажа, когда предстоящая практическая работа требует серьезного осмысления, пары учащихся обсуждают предстоящее задание.

2.В ходе практической работы возможна организация взаимоконтроля и взаимопомощи.

3.В ходе заключительного инструктажа возможна организация оценки работы

Закономерности взаимодействия организмов и экологических факторов.

Любой организм в среде своего обитания подвергается воздействию самых разнообразных экологических факторов: климатических, эдафических и биотических.

Несмотря на очень большое разнообразие экологических факторов в природе можно выявить общие закономерности их воздействия на организм и ответных реакций организма на них.

Эффект воздействия экологических факторов среды зависит от их характера, дозы, воспринимаемой организмом (высокая или низкая температура, яркий свет или темнота, дефицит или избыток влаги), его физиологического состояния и возраста.

Для каждого организма существуют наиболее благоприятные конкретные значения факторов, при которых все процессы его жизнедеятельности осуществляются наиболее активно. Наиболее благоприятное значение факторов для жизнедеятельности получило название точки оптимума. При изменении экологического фактора как в сторону снижения от точки оптимума, так и увеличения жизнедеятельность организм будет угнетаться.

Способ оценки абиотических и биотических факторов местообитания при помощи биологических систем называют биоиндикацией.

Организмы или сообщества организмов, жизненные функции которых тесно коррелируют с определенными факторами среды и могут применяться для их оценки, называются биоиндикаторами.

Тест на загрязнение воды или почвы ионами тяжелых металлов с использованием растений

В связи с развитием работ по биоиндикации компонентов биоценозов актуальными стали вопросы о комплексном тестировании загрязнения и поиск быстрых тест-систем. Настоящая работа позволяет использовать реакцию растений на ионы тяжелых металлов (например, меди, свинца, тория, кобальта, цинка, бария и др.) в качестве биотеста.

Ионы металлов необратимо связываются с 8Н-группами остатков цистеина, поэтому нарушается каталитическая активность ферментов. Они ингибируют их с образованием меркантидов:

Е - 8Н + Си2+ = Е - 8 - Си + Н+.

То есть возникает неконкурентное ингибирование, в результате чего клетка погибает.

Цель работы: изучить загрязнение воды, почвы ионами тяжелых металлов с использованием растений.

Материалы и оборудование: центрифужные пробирки; растворы солей металлов разной концентрации; листья элодеи или другого растения; бумажные фильтры; вакуумный насос; чашки Петри; центрифуга; лампа дневного света.

Ход работы.

Проведение инфильтрации. Отработку теста можно осуществлять в модельных опытах в лабораторных условиях.

Введение меди (равно как и ионов других металлов: свинца, тория и др.) в растительные ткани в эксперименте можно осуществлять методом инфильтрации, т.е. введением растворов, содержащих ионы, в межклетники тканей листа. Ниже приведено описание работы с ионами меди. Для других ионов работа проводится по той же схеме.

В центрифужные пробирки с растворами Си804 (концентрации катиона 0,001; 0,01; 0,025) поместите по 10—15 неповрежденных листьев элодеи или другого растения. В качестве контроля используйте вариант с дистиллированной водой. Центрифугируйте 10 минут при 5000 об./мин, затем резко остановите центрифугу.

Проведение теста. Инфильтрованные листья поместите в чашки Петри на смоченные дистиллированной водой бумажные фильтры, прикройте крышками и поставьте под лампу дневного света или на освещенное окно.

Наблюдения проводите через 15, 30, 60, 120 минут после выдерживания инфильтрованных листьев на свету. Действие ионов металлов должно проявляться в гибели клеток. Живые клетки очень ограничивают проницаемость внутрь органических веществ и, помещенные в раствор красителя, практически не окрашиваются. В мертвые клетки краска проникает свободно, благодаря чему их можно сразу обнаружить и учесть. Для окрашивания используйте краситель сафранин (0,25 г сафранина в 100 мл 10%-ного спирта), поскольку он обладает способностью хорошо окрашивать стенки клеток. Образцы выдержите в красителе 3—5 минут. За показатель токсичности поллютантов (ионов металлов) примите количество окрашенных клеток в процентном отношении к общей площади листа или его поперечного среза. Результаты представьте в виде графика. Кривые постройте для каждой концентрации ионов поллютанта. Сделайте выводы.

Контрольные вопросы

1.Какое влияние оказывает загрязнение тяжелыми металлами почвы, воды на растения?

2.В чем смысл метода биотестирования загрязнения воды и почвы тяжелыми металлами, который вы изучили?

Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами