Проект «Оценка морфометрических показателей фасоли белой (Phaseolus vulgaris) при воздействии воды из загрязненного природного водоёма»

МОУ «Школа № 93 им. Н.П. Жердева г. Донецка»

Номинация: «Юный ботаник»

Тема работы: «Оценка морфометрических показателей фасоли белой (Phaseolus vulgaris) при воздействии воды из загрязненного природного водоёма»

Выполнил работу:

Авраменко Константин Дмитриевич

учащийся 8 класса, МОУ «Школа № 93 им. Н.П. Жердева г. Донецка»

Научный руководитель:

Линник Александр Васильевич

учитель биологии МОУ «Школа № 93 им. Н.П. Жердева г. Донецка»

тел.: 0713201626

Донецк 2021

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1ОБЗОР ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ 4

1.1 Физический анализ воды. 4

1.2 Биологическая характеристика фасоли .4

1.3 Полезные свойства фасоли (Phaseolus vulgaris) 5

2 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 7

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 10

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ 11

ПРИЛОЖЕНИЯ 12

ВВЕДЕНИЕ

Данная работа посвящена теме «Развитие фасоли в разных условиях при воздействии воды из загрязненного природного водоёма.

Из курса ботаники известно, что необходимыми условиями для прорастания семян являются вода, тепло, кислород. Так как семена фасоли являются живыми организмами, то при влиянии особых факторов среды на прорастание семян и дальнейшее развитие проростков будет напрямую зависеть от воздействия этих веществ.

Исследовательская работа посвящена воздействию воды из загрязненного природного водоёма на рост и развитие проростков фасоли белой. Работа имеет практическую значимость с точки зрения экстраполяции полученных данных на живые организмы, в том числе и на организм человека. А также заключается в возможности использования материалов данной работы на уроках биологии, химии и экологии.

Предмет исследования. воздействие воды из загрязненного природного водоёма на обменные процессы в живых организмах.

Объект исследования. Развитие проростков фасоли в условиях химической нагрузки (загрязненная вода).

Актуальность темы. Человечество в современном мире использует воду для различных нужд, для питья, для приготовления пищи, поэтому важно знать, как загрязненная вода может повлиять на процессы жизнедеятельности. Известно, что такая вода угнетает обменные процессы в живых организмах, оказывает влияние на развитие живого организма различно.

Цель данного исследования: изучить жизнеспособность фасоли белой (Phaseolus vulgaris) при воздействии воды из природного водоёма.

Задачи:

1.Оценить токсичность природной воды при помощи семян фасоли.

2. Изучить морфометрические показатели проростков фасоли белой при прорастании на природной воде. 3. Сделать выводы о жизнеспособности фасоли в загрязнённых водах, сравнивая её с контрольной группой семян, проращиваемой в дистиллированной воде.

Наблюдение, описание, анализ: по истечении времени наблюдали особенности развития проростков фасоли белой и изменения, происходящие с растительными объектами, описывали их и делали выводы.

1ОБЗОР ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ

1.1 Физический анализ воды

Мутность воды связана с присутствием в ней твердых частиц. Для определения мутности воду взбалтывают, наливают в пробирку так, чтобы высота воды была ровна 10 см и рассматривают в проходящем свете. Мутность характеризуется описательно: слабая, заметная, сильная. Прозрачность воды зависит от присутствия взвешенных частиц и определяется путем чтения стандартного, хорошо освещенного шрифта через столб воды, налитой в градуированный цилиндр с плоским дном. Воду в цилиндр наливают постепенно, следя за четкостью шрифта до тех пор, пока буквы будут плохо различимы. Высота столба воды, налитой в цилиндр, выраженная в сантиметрах, является показателем прозрачности. Осадок обусловлен оседанием взвеси, которая имелась в исходной воде. Характеризуется количественно (ничтожный, незначительный, заметный, большой - толщина слоя по отношению к объему пробы воды) и качественно (аморфный, кристаллический, хлопьевидный, илистый, песчаный и так далее), а также по цвету.

Цветность - окраску определяет, как цвет воды: желтый, светло-желтый, зеленоватый, бурый и так далее.

Запах определяют при комнатной температуре и при нагревании до 50-60 градусов Цельсия, характеризуя качественно (ароматический, гнилостный, болотный, землистый, рыбный...) и количественно [2, 6].

1.2 Биологическая характеристика фасоли

Фасоль представляет собой однолетнее растение, относящееся к семейству бобовых. У нее прямой стебель, сильно ветвящийся, не вырастающий более 1 метра в высоту. Однако есть сорта фасоли с вьющимися стеблями, у которых длина достигает 3 метра. Листья фасоли очередные, располагающиеся на длинных черешках. Цветки фасоли бывают розового, белого или фиолетового окраса. Цветки собраны по 2–6 штук в соцветия, находящиеся на длинных цветоносах. Плоды фасоли – бобы плоской или цилиндрической формы, имеющие перегородки между семенами. Семена фасоли – крупного размера, окрашены в различные цвета. Фасоль цветет с июля по август. Созревают плоды в период с августа до сентября. Дикорастущая фасоль не встречается. Её культивируют во многих странах, в том числе и в России [5, 11].

1.3 Полезные свойства фасоли (Phaseolus vulgaris)

В этой фасоли содержится уникальное количество цинка и меди. Она легко усваивается организмом человека. Белая фасоль может похвастаться содержанием калия, и сочетание магния и кальция [4, 7, 8].

Рисунок 1. Фасоль обыкновенная

Плоды фасоли представлены в виде бобов, в которых содержится около 8–10 семян. В зависимости от сорта, их длина может варьироваться от 5 до 25 мм (рис.1). Оттенок семян фасоли может быть и красным, и белым, и фиолетовым, и серым, и даже темно-коричневым. Кроме того, различаются бобы в зависимости от необычного строения створок. Можно выделить спаржевые, лущильные и полусахарные сорта. Поскольку фасоль является теплолюбивым растениям, её семена могут прорасти только при температуре выше 10 градусов тепла [7, 9, 10, 12].

2 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Мы провели эксперимент по проращиванию семян фасоли обыкновенной в лабораторных условиях. Что бы выяснить, как влияет природа воды на всхожесть семян фасоли. Сколько времени требуется на прорастание семян в разных водах. Какой процент всхожести семян в разных водах. Производили оценку морфометрических показателей: длины стебля, длины первого корня, длины второго корня и длины листа. Выращивания проростков проходило в течение 21 дня.

2.1 Биологическая характеристика объекта исследования

Объект исследования – Фасоль обыкновенная

Phaséolus vulgáris

Семейство — Бобовые — Fabaceae (Leguminosae).

Используемые части — семена, бобы.

Фасоль обыкновенная — однолетнее травянистое растение длиной до 3-х метров (первоначальный вид семян представлен в приложении 1).

Стебель вьющийся у одних растений, у других — прямой, покрыт редкими волосками, высотой до 70см. Листья зелёные, тройчатосложные парноперистые, расположенные на длинных черешках.  Цветки различного цвета — белые, розовые, лиловые, фиолетовые, тёмно-пурпурные (в зависимости от сорта фасоли), мотыльковые, до 1,5см в длину, собраны в пазушные кисти. Фасоль обыкновенная цветёт в июне — августе. Плод — висячий, прямой или изогнутый боб, до 20см длины, с 2-8 семенами, прямой или изогнутый, сплющенный или почти цилиндрический, от бледно-жёлтых и зелёных до тёмно-фиолетовых. Семена округлые, до 15мм длины, от белых до темно-лиловых и черных, однотонные или мозаичные, пятнистые (в зависимости от сорта фасоли). Плоды начинают созревать в августе.

2.2 Координаты водоёма

Пробы воды отбирали в первой половине дня в утреннее время. В качестве исследуемого водоема был выбран «11 ставок» или «черепаший пруд», который расположен в г. Донецке, Кировском районе, около ул. Карла Маркса («11 ставок» или «черепаший пруд» представлен в приложении 6).

2.3 Описание эксперимента

Искажённым фактом являются механическое повреждение семян до данного опыта. Измерительный прибор линейка 300 мм.

Опыт проходил в домашних условиях группы семян проращивались отдельно, в пластиковых поддонах, освещаемых лампой накаливания 60 Ватт. В контрольной и опытной группе было по 8 семян, которые аккуратно выкладывали на двойной слой марли, который регулярно увлажняли водой при комнатной температуре около 20^оС.

Контрольным образцом является фасоль белая (обыкновенная) Phaséolus vulgáris, проращиваемая в пластиковом поддоне. Корни семян были обёрнуты марлей во избежание их спутывания. Также в поддоны укладывали кусочки ваты, для лучшего удержания влаги. Полив дистиллированной водой по мере необходимости, не реже 1 раза в сутки (контроль 21 день представлен в приложении 2).

Опытным образцом является фасоль белая (Phaséolus vulgáris), проращиваемая в пластиковом поддоне. Семена лежали между двумя слоями марли. Полив водой из водоёма по мере необходимости, не реже 1 раза в сутки. Эксперимент проводился с 1 по 28 декабря 2020 года (опыт 21 день представлен в приложении 3).

Прорастание семян началось только на 3 день после начала эксперимента, первые два дня после проклёвывания семена развивались примерно одинаково, но затем стало заметно, что быстрее пошли в рост семена, замоченные в дистиллированной воде (табл. 2 и табл. 3).

Таблица 2– результаты измерений семян фасоли на 14 день

По дате прорастания ростки из опытной группы отстают на незначительную разницу, между датой прорастания самых поздних семян из 1 и 2 группы в первый день.

Таблица 3 – результаты измерений семян фасоли на 21 день

Средняя длина стебля в группе 2 в 10 раз меньше, чем группе 1. Кроме того, длины корешков в контрольной и опытной группе отличались в 2-3 раза.

Процент всхожести семян был вычислен по следующей формуле:

ω = n/n(общ) х 100 %, где ω - процент всхожести семян, n - количество проросших семян, n (общ) - общее количество семян. Данные занесены в таблицу (табл. 1).

Таблица 1– Процент всхожести контрольных семян фасоли и семян, замоченных в загрязненной воде

Из таблицы видно, что большее количество семян проросло в дистиллированной воде, они имели хорошо развитые побеги зелёного цвета, а смена замоченные в воде с загрязненного водоёма имели побеги заметно меньше.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Гипотеза подтвердилась, что прорастание семян зависит от качества воды, чем чище вода, тем больше прорастёт семян. Вода важное условие не только для прорастания растений, но также для роста и развития всех живых организмов.

Морфометрические измерения показали, как сильно ростки из опытной группы отстают в развитии по сравнению с контрольной группой.

По дате прорастания ростки из опытной группы отстают на незначительную разницу, между датой прорастания самых поздних семян из 1 и 2 группы в первый день (см. табл. 2).

По итогам морфометрических показаний 21 дня:

Средняя длина стебля в опытной группе была практически в 10 раз меньше, чем в контрольной группе. Кроме того, длины корешков в контрольной и опытной группе отличались в 2-3 раза. Длинна листа в контрольной группе больше в 7 раз длинны листа в опытной группе (см. табл. 3).

Ростки группы контроль здоровы: зелёного цвета, имеют вегетативные почки стебель среднего диаметра, листья упругие. У каждого ростка уже по 3-4 листа.

Ростки групп опыт явно нездоровы: плохо развиты, несимметричный стебель, корешки буроватого цвета, листья деформированы, на многих ростках завелись плесневые грибы.

Такие результаты показывают, что вода из этого водоёма крайне негативно влияет на рост и развитие растений. Это явно выражено по степени угнетённости ростков опытной группы по сравнению с ростками из контрольной группы. Это вызвано сильно загрязнением водоёма сточными водами.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ

1. Алексеев, Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Агропромиздат, 1987. - 170 с.

2. Аскочинская, H.A. Водный режим семян различных экологических групп / H.A. Аскочинская // Водный режим растений в связи с разными экологическими условиями. Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1978.1. C. 146-153.

3. Ахманов М. В., «Вода, которую мы пьем», М: «Просвещение», 2002.

4. Бабушкин, Л. Н. Газоустойчивость растений / Л.Н. Бабушкин. – М.: Природа, 1975, №8. – С.45-56.

5. Бериня Д.Ж., Карелина Л.В., Цекулиня В.А. Нагрузки выбросов автотранспорта и загрязнение почв придорожной зоны металлами // Загрязнение природной среды выбросами автотранспорта. Рига. 1980. С. 1628.

6. Ботаническая характеристика фасоли [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.ayzdorov.ru/tvtravnik_fasol.php

7. Влияние железа на организм человека [Электронный ресурс]. Режим доступа:http://polzavred.ru/zhelezo-polza-i-vred-zheleza-dlya-organizma.html Э

8. Влияние меди на организм человека [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://bot52.ru/cu.htm

9. Влияние цинка на организм человека [Электронный ресурс]. Режим доступа:http://www.vashaibolit.ru/2408-cink-ego-vliyanie-na-organizm-cheloveka.html.

10. Крицман В.А., Станцо В.В. «Энциклопедический словарь юного химика» для среднего и старшего школьного возраста. М: «Педагогика», 1990.

11. Свойства, характеристики и особенности состава никеля. Режим доступа: http://stroyres.net/metallicheskie/vidyi/tsvetnyie/nikel/svoystva-osobennosti-sostava.html

12. Чижевский А.Е. Энциклопедия «Я познаю мир. Экология», М: «Просвещение», 2004.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Первоначальный вид семян

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Контроль 21 день

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Опыт 21 день

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

«11 ставок» или «черепаший пруд»