Табачный дым: влияние на органы, ткани и клетки растения

Московский городской конкурс социально значимых экологических проектов школьников. ГБОУ Центр образования № 1601

Табачный дым: влияние на органы, ткани и клетки растения

Выполнила: ученица 6 класса

ГБОУ Центра образования № 1601

Бечелова Мариям

Руководитель: учитель биологии

Юрьева Светлана Анатольевна

Москва 2016г.

1. Введение

Однажды, осенью мой учитель биологии предложил мне провести исследовательскую работу. Я долго думала, какую же тему мне выбрать. В момент моего раздумья я смотрела в окно и тут заметила курящего мужчину. Он стоял около дерева и курил, а этот дым попадал на деревья и некоторые растения, тогда я подумала - какой же вред причиняет никотин растениям!  

И я решила, что именно это будет темой моей исследовательской работы.

Актуальность представленной работы состоит в том, что на данный момент курение распространено и если люди поймут, что это очень вредно не только для растений, но и для самого себя, то возможно, оставят эту привычку.

Существует мнение, что растения плохо переносят табачный дым. По этому вопросу была просмотрена информация в сети-Интернет (просмотрено 6 источников (ссылки в конце работы), результаты таковы:

  • Обнаружено 2 растения, реагирующих на содержание никотина в воздухе: робиния лжеакация и карагана древовидная: робиния лжеакация – опадение листьев, карагана древовидная – опадение листьев;
  • На листьях растений образуется налёт, похожий на жировой, что может привести к нарушению покровной ткани листа - эпидермиса;
  • Происходят изменения во внешнем строении листа (см. приложение № 5);
  • Налёт, образующийся на листьях, затрудняет работу устьиц, таким образом, нарушается процесс газообмена и транспирации;
  • Вредные вещества – нитрозамины накапливаются и оседают повсюду: на поверхности мебели, коврах, обивке, подоконниках и т. д.

К моему удивлению, ознакомившись с самой разной публикацией, по интересующему меня вопросу, стало понятным, что сведения о влиянии табачного дыма на те растения, которые оказываются в зоне доступности курящих людей, очень отрывочны, предположительны и, даже, иногда, не убедительны.

Цель работы: Изучить влияние табачного дыма на организм растения.

1 этап: изучение влияния никотина на растения: на уровне органов и растительных тканей

Время работы: 31.10 – 23.11.2016 года

Задачи 1 этапа:

  • Вырастить 3 группы гороха по 3 растения в каждой;
  • Обкуривать 2 и 3 группы растений;
  • Вести дневник наблюдений;
  • Выполнить микропрепарат листа (см. приложение № 1);

2 этап: изучение влияния никотина на уровне клетки и органоидов растительной клетки: определение количества хлорофилла в листьях растения (контрольной группы и 2х групп, выращиваемых в зоне воздействия табачного дыма).

Время работы: 31.12.2016 – 23.01.2017 года

Задачи 2 этапа:

  • Вырастить 3 группы гороха по 3 гороха в каждой;
  • Обкуривать 2 и 3 группы растений (см. приложение № 2);
  • Вести дневник наблюдений;
  • Определить количество хлорофилла, в листьях растений гороха, в группах № 1, №2 и № 3.

Методы исследования:

  • Лабораторное наблюдение
  • Сравнительная микроскопия
  • Спектрофотометрия

Оборудование:

  1. Микроскоп Микромед – 2 вариант 3-20;
  2. Ноутбук (Рабочая станция ученика)
  3. Датчик Aquarius Cmp NE430 использовался для измерения концентрации углекислого газа в воздухе (см.приложение № 3);
  4. Цифровая камера TOUPCAM (UCMOS05100KPA -  заводской номер);
  5. Спектрофотометр ПЭ-5400 УФ (ООО "Экохим", Россия)
  6. Металлическая линейка.

2. Ход работы

Для исследования было выбрано растение горох посевной (вид: Pisum sativum). Выбор объясняется следующим:

Это неприхотливое, удобное для выращивания, в лабораторных условиях, растение: семена быстро прорастают, проростки также быстро развиваются, кроме этого за растением удобно наблюдать – у него крупные листочки и хорошо выраженный стебель. Особенных условий для того, чтобы растение зацвело, также не требуется. Помимо перечисленных достоинств, на мой выбор повлияло и то, что чешский учёный Грегор Мендель, также использовал это растение для своих опытов.

Условия выращивания растений (вид: горох посевной Pisum sativum)

1 группа – (контрольная) не обкуривается

2 группа – обкуривается 2 раза день, 5 мин/раз

3 группа – обкуривается 4 раза день, 5 мин/раз

Работа состоит из двух этапов:

Этап 1: изучение влияния никотина на растения: на уровне органов и растительных тканей

Этап 2: изучение влияния никотина на уровне клетки и органоидов растительной клетки: определение количества хлорофилла в листьях гороха, подвергнувшихся воздействию табачного дыма (№2, №3) и контрольной (№1) группы (выращенной без воздействия табачного дыма) – в стадии выполнения.

Первый этап исследования, частично, проводился в домашних условиях, изготовление микропрепаратов листьев гороха и фотографирование образцов (микропрепаратов) – в конвергентной лаборатории школы.

Во время первого этапа осуществлено: выращивание трёх групп гороха; обкуривание второй и третьей групп; выполнение микропрепарата листа первой, второй и третьей групп (см. приложение № 1); оформление результатов.

3. Результаты 1 этапа

Время проведения этапа: с 31.10 – 23.11.

  • Выяснилось, что табачный дым не оказывает заметного влияния на рост и развитие растения: внешних признаков, указывающий на то, что табачный дым влияет на развитие проростков, обнаружено не было;
  • При этом, при рассматривании микропрепарата листа группы № 1, № 2 и № 3 на поперечном срезе листа в группах № 2 и № 3 были замечены чёрные пятна, похожие на смолу от никотина (см. приложение № 4).


4. Выводы.

  • Эксперименты первого этапа показали, что воздействие табачного дыма не привело к видимому изменению развития гороха.
  • На поверхности листа обнаружен налёт в виде тёмных пятен (он может затруднять работу устьиц), при этом, в группе № 1 он отсутствует, а при сравнении группы № 2 и № 3 количество этих пятен возрастает.

Обнаруженные факты противоречат информации, обнаруженной в интернет источниках, о том, что никотин (в составе табачного дыма) приводит к разрушению растительного организма, при этом такие разногласия можно объяснить следующим:

  • Горох является однолетним растением, поэтому никотин не успевает оказать слишком угнетающего воздействия (т.е. чтобы произошло воздействие на растение, требуется больше времени), как в случае с двухлетними или многолетними растениями;
  • Воздействие табачного дыма на растение, в этой исследовательской работе, оказывалось непродолжительное время, в течение месяца, что также могло не оказать разрушающего действия на горох (возможно, при более длительном влиянии внешние изменения растения были бы заметны);
  • Т.к. окуривание растений проводилось курящим человеком, концентрация табачного дыма в воздухе была «обычной» для помещений, где курят, в то время, когда эксперименты, о влиянии никотина на растения (в представленных источниках) проводились в условиях гораздо более высокого содержания никотина в воздухе, т.к. экспериментальные растения выращивались либо в закрытых сферах, либо в очень ограниченном пространстве;
  • Табачный дым оказывает разрушительное влияние только при длительном воздействии на растительный организм.

Таким образом, первый этап исследования, помимо обнаруженных фактов, побуждает рассмотреть растения на другом уровне, на уровне клетки, а это уже задачи второго этапа.

5. Неожиданные вопросы

Желая, чтобы условия, в которых выращивался горох, были охарактеризованы максимально, я замерила концентрацию углекислого газа в воздухе, для контрольной группы гороха и для группы №2 и №3. Оказалось, что содержание углекислого газа в воздухе обкуриваемых растений, оказалось выше, чем у контрольной группы гороха (см. приложение №3). Пока мне непонятно, чем это можно объяснить?


Приложение № 1. Микропрепараты листов групп №1, № 2 И № 3.

Группа № 1 (контрольная) не обкуривается.

D:\Зарема\Desktop\1\1-111.bmp

Малое увеличение

D:\Зарема\Desktop\1\1-112.bmp

Среднее увеличение.

D:\Зарема\Desktop\1\1-3.bmp

Большое увеличение

Группа № 2 обкуривается 2 раза/день (5 мин/раз)

D:\Зарема\Desktop\2\2-11.bmp

Малое увеличение

Среднее увеличение

Большое увеличение

Группа № 3 обкуривается 4 раза/день (5 мин/раз).

Малое увеличение

Среднее увеличение

Большое увеличение

Приложение № 2.  Обкуривание групп № 2 и № 3.

Приложение № 3. Концентрация углекислого газа в воздухе.

Концентрация углекислого газа в воздухе

вовремя обкуривания групп № 2 и № 3

D:\Зарема\Desktop\25.11. 1 раз 2 и 3.bmp

Концентрация углекислого газа в воздухе группы № 1

D:\Зарема\Desktop\1раз 1 группа.bmp

Приложение № 4. Чёрные пятна, похожие на никотиновую смолу.

Группа № 2. Малое увеличение.

Группа № 3. Среднее увеличение.

Приложение № 5. Изменения во внешнем строении листа – эидермисе.

Эти изменения произошли в опыте, который был проведён во время практикума для шестых классов «Влияние табачного дыма рост растений»

Это фотография здорового листа, который не подвергался курению.

А это фотография листа, который обкуривался на протяжении недели.

Список используемой литературы

  1. http://kineziolog.su/content/sovremennye-metody-issledovaniy-v-biologii

  - Современные методы исследований в биологии

  1. http://bio.1september.ru/article.php?ID=200000607 

- журнал «Биология» №6/2000

  1. http://u-center.info/libraryschoolboy/compleхresearches/rabota-9-155 

- Библиотека исследовательских работ обучающихся

  1. http://www.nosmoking - Медицинский центр Бехтерев
  2. http://www.kakprosto.ru/kak-13111-kak-podgotovit-semena-k-posadke 

- «Как Просто!»

  1. http://greeninhouse.ru/kak-vyrastit-gorox-v-domashnix-usloviyax.html 

- « GREEN in  HOUSE»

  1. http://vyrastisad.ru/posadka-goroha.html 

- Вырасти сад!