Изучение влияния антропогенных факторов на живых организмов (4 часа)

Кафедра БЖД и экологии

Методические указания

К лабораторным занятиям

По дисциплине экология

Для студентов всех направлений подготовки бакалавров

Уфа - 2013

УДК 574: 378.147

Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета

пищевых технологий (протокол № от 2013 г.)

Составители: доценты к.б.н. Леонтьева Т.Л., к.б.н. Латыпова Г.Ф.

Рецензент: доцент каф. технологии мяса и молока, к.б.н. Миронова И.В.

Ответственная за выпуск: заведующая кафедрой БЖД и экологии,

К.б.н. Латыпова Г.Ф.

Уфа: БГАУ, кафедра БЖД и экологии

Оглавление

1. Изучение влияния абиотических факторов на живых организмов……….… 4

2. Изучение влияния антропогенных факторов на живых организмов ……..… 6

3. Определение количества антропогенных загрязнений, попадающих

в окружающую среду в результате работы автотранспорта ………..……...…8

4. Определение нитратов в продуктах питания……………………………..…...11

5. Определение органолептических и химических показателей воды…….…14

6. Биоиндикация состояния атмосферного воздуха………………………….. 18

7. Экономические механизмы управления качеством окружающей

среды. Компьютерная имитационная программа «Малая река»…………….20

Библиографический список…………………………………………………...…...25

Изучение влияния абиотических факторов на живых организмов (4 часа)

Цель работы: Определить зависимость прорастания семян растений от воздействия на них температуры, как одного из важнейших абиотических факторов.

Материалы и оборудование: Семена растений (пшеница, ячмень, горох), чашки Петри, пробирки химические (на 20 мл), термометр, горячая вода (60⁰С), водяная баня, секундомер или ручные часы, фильтровальная бумага.

Вопросы для самостоятельного изучения

1. Как проявляются законы оптимума и лимитирующих факторов по отношению к температурному фактору?

2. Какие существуют морфологические и физиологические адаптации для существования в условиях высоких и низких температур?

Теоретическое введение. А биотические факторы, то есть факторы неживой природы, постоянно воздействуют на организмы. К важнейшим из них относится тепловой режим, т.к. скорость протекания химических реакций в живом изменяется в 2-3 раза при повышении температуры на каждые 10^о. Температура очень часто является лимитирующим фактором для распространения видов во всех средах жизни. Свойства протоплазмы клеток обусловливают максимальный температурный диапазон для активной жизни 0-50^оС. Исключения редки. Например, некоторые сине-зеленые водоросли существуют в горячих источниках Камчатки и Северной Америки (77-85^оС), а некоторые дрожжи выдерживают до 90^оС. Полное промораживание выдерживают только неактивные формы жизни (споры, семена, насекомые в состоянии диапаузы).

Максимальные и минимальные температуры, при которых животные или растения не находятся в оцепенении, а активно развиваются, называются порогами развития (не путать с пределами выносливости!), а значения температуры, лежащие между ними – эффективными температурами. Для завершения каждого этапа развития организма требуется определенное количество тепла, называемое термальной константой развития (константа -постоянная величина) или суммой эффективных температур (С). При этом не важно, какими порциями поступает тепло, лишь бы его сумма достигала определенной величины. Если температура выше, тепло поступает интенсивнее и развитие ускоряется, если, конечно, не превышен верхний порог развития.

Задание 1 (закладка опыта) Положите на дно всех чашек Петри кружочки фильтровальной бумаги. К внутренней стороне крышек приклейте водой этикетки, на которых простым карандашом должны быть написаны: дата, вариант, № группы и бригады. Отберите по 10 полноценных семян всех предложенных культур, поместите их в пробирку, залейте водой, имеющей разную температуру (60⁰С, 50⁰С, 40⁰С, 25⁰С) и выдержите указанное время (10 мин.). Затем воду слейте, семена переложите в приготовленные чашки Петри. Контрольные семена не обрабатывайте. Во все чашки Петри с семенами налейте по 10 мл воды комнатной температуры и поставьте на проращивание.

Задание 2 (учет результатов опыта) Через 1-2 недели после выполнения задания 1 рассмотрите образовавшиеся у вас всходы и оцените влияние температурного фактора на следующие показатели: всхожесть семян, длину проростков, развитие корневой системы. Результаты занесите в таблицу 1.

Таблица 1 Влияние температуры на прорастание семян различных культур

Разными цветами постройте графики зависимости всхожести (рис. 1) и числа корней от температуры обработки. Для зависимостей длин проростков и корней от температуры результаты представьте в виде диаграмм. Графики или диаграммы по каждому показателю должны сопровождаться выводами из них. Затем сформулируйте общий вывод о влиянии температуры на прорастание семян и формирование растения для каждой культуры.

Контрольные вопросы

1) Каково значение температуры в жизни организмов?

2) Что такое температурные пороги развития? Сколько их?

3) Что называется оптимальной температурой? Различается ли она для разных видов живых существ? Как человек использует ее на практике?

4) Дайте прогноз, как поведет себя колорадский жук (порог развития 12^оС, термальная константа, то есть сумма эффективных температур для развития от яйца до взрослого насекомого - 360^о) в областях, где за лето набирается:

а) всего 300^о выше порогового значения;

б) 450^о выше порогового значения;

в) 750^о выше порогового значения.

Изучение влияния антропогенных факторов на живых организмов (4 часа)

Цель: Определить зависимость прорастания семян растений от воздействия различных концентраций загрязняющих веществ в среде.

Оборудование: Семена (пшеница, овес, горох), чашки Петри, фильтровальная бумага, ножницы, весы, шпатели, реактивы (поваренная соль, нитрат аммония, медный купорос), колбы на 50 мл, мерный цилиндр, колба с 500 мл дистиллированной воды.

Теоретическое введение. Загрязнение среды является важнейшим примером антропогенных факторов. Загрязнение почв имеют самый разный характер. Это могут быть и пищевые вещества (поваренная соль, используемая в городах против гололеда), и удобрения (нитраты) если их количество превышает нормативы. Важнейшей группой загрязнителей являются ионы тяжелых металлов, например, меди, попадающих в среду с дымами металлургических комбинатов, котельных и т.д..

Задание 1 Разбейтесь на бригады и приготовьте по 30 мл четырех концентраций растворов солей (для поваренной соли и нитрата аммония 0, 5%, 1, 0%; 2, 5% и 5, 0%, а для медного купороса0, 25%, 0, 5%, 1, 0% и 2, 5%). Приготовьте чашки Петри для каждого варианта, положите на дно каждой кружочки фильтровальной бумаги с надписанными простым карандашом этикетками. На них должны быть указаны: дата, вариант, № группы, фамилии студентов. К внутренней стороне крышек приклейте водой точно такие же квадратные этикетки. Отберите по 10 полноценных семян всех предложенных культур, положите в приготовленные чашки Петри с фильтровальной бумагой на дне, залейте 10 мл приготовленных растворов и поставьте на проращивание. Контрольные семена залейте 10 мл дистиллированной воды.

Задание 2 Через 1-2 недели оцените влияние загрязняющего вещества в среде на всхожесть семян, длина проростков, развитие корневой системы растений. Полученные данные занесите в таблицу 2. Разными цветами постройте графики зависимости всхожести семян и среднего числа корней у разных культур от концентрации загрязняющего вещества в среде. Для средних длин проростков и корней постройте диаграммы (рисунок 2). Сформулируйте вывод о влиянии загрязнения среды на каждый изученный показатель, а затем общий вывод о влиянии загрязнения изученным веществом на каждую культуру.

Таблица 2 Влияние концентрации …… в среде на прорастание

семян различных культур

Контрольные вопросы

1. Приведите примеры антропогенных факторов, которые могут действовать на лес и его обитателей.

2. Можно ли однозначно сказать, что наличие в среде ионов Na⁺, Cl^- или NO^3- вредно для растения?

3. Как можно использовать подавление развитие микроорганизмов повышенной концентрацией соли?

4. Как может повлиять на городские деревья посыпание улиц солью для борьбы с гололедом? Как может возникнуть засоление почвы при поливе?

5. Что такое загрязнения среды? Применим ли к ним закон оптимума?