CC BY
45
ротка крови и волосы) и причиной нарушений металло-лигандно-го гоместаза в организме подростков г. Амурска.
Список литературы:
1. Панченко Л.Ф. Клиническая биохимия микроэлементов / Л.Ф. Панченко, И.В. Маев, К.Г. Гуревич. - М.: ГОУ ВУНМЦ М3 РФ, 2004. - С. 8-31.
2. Экологии человека / Под ред. Ю.П. Пивоварова. - М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2008. - С. 383
ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ВЛИЯНИЯ ТЯЖЁЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА РЯСКУ МАЛУЮ (LEMNA MINOR L.) В РАМКАХ БИОТЕСТИРОВАНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДЫ
© Сердюков С.Ю.*
Курский государственный университет, г. Курск
Доказана целесообразность использования в биотестировании метода анализа комплексного влияния поллютантов на объект исследования на примере тяжёлых металлов, которые при заданных концентрациях по отдельности приводят к гибели относительно большого числа клеток тест-организма, а в смеси не так опасны.
Ионы металлов являются непременными компонентами природных водоемов. В ряду тяжелых металлов одни крайне необходимы для жизнеобеспечения человека и других живых организмов и относятся к так называемым биогенным элементам. Другие вызывают противоположный эффект и, попадая в живой организм, приводят к его отравлению или гибели. Эти металлы относят к классу ксенобиотиков, то есть чуждых живому. Металлы способны накапливаться в различных организмах и передаваться в возрастающих количествах по трофической цепи.
Общие закономерности поведения загрязнителей в отдельных компонентах агроценоза (почве, растениях, воде, атмосфере), достаточно хорошо изучены. Вместе с тем, последствия комплексного воздействия поллютантов на биоценозы и фитопопуляцию в реально встречающихся концентрациях исследованы недостаточно. Загрязнители и продукты их распада вступают в сложные взаимодействия различного характера, включая антагонизм, синергизм, аддитивность. Вот почему смеси поллютантов обычно не подчиняются закономерностям, установленным для индивидуальных веществ в искусственных условиях на моделях.
* Студент кафедры Общей биологии и экологии. Научный руководитель: Балабина И.П., доцент кафедры Общей биологии и экологии, кандидат биологических наук, доцент.
Представители семейства рясковых (Lemnaceae) уже в течение ряда лет применяются для тестирования почвы и воды. Важными преимуществами данного тест-объекта является быстрая скорость размножения и простота морфологического строения.
Для выявления ответных реакций L. minor на комплексное воздействие тяжелых металлов был проведен эксперимент по биотестированию на уровне отдельного организма и популяции ряски малой в целом с использованием метода витального окрашивания.
Исследовательская работа проводилась на базе кафедры Ботаники Курского государственного университета.
Подготовка к проведению эксперимента включала несколько этапов.
1. Определение тяжелых металлов для исследования. Используя имеющуюся информацию в данной сфере исследования, были отобраны три металла по принципу их различного воздействия на ряску малую: медь (Cu) -действует резко выражено уже при очень маленькой концентрации, свинец (Pb) - при различных концентрациях оказывает примерно одинаковый (не сильно выраженный) ответ, цинк (Zn) - с увеличение концентрации усиливается выраженность воздействия.
2. Определение воздействующих концентраций тяжелых металлов. Концентрации металлов были взяты с учетом известных данных по их влиянию на L. minor [1, с. 195-198], при этом главным условием выбора было то, что эти концентрации, по возможности, не должны давать резкие различия в реакциях непосредственно листецов, чтобы не была утрачена целесообразность витального окрашивания. Исходя из этого, было решено взять выбранные металлы в следующих концентрациях (мг/мл): 0,025 (Cu - 25000 ПДК, Zn - 2500 ПДК, Pb - 150000 ПДК); 0,001 (Cu - 1000 ПДК, Zn - 100 ПДК, Pb - 6000 ПДК); 0,0001 (Cu - 100 ПДК, Zn - 10 ПДК, Pb - 600 ПДК).
3. Приготовление серии растворов из ацетатов выбранных металлов (табл. 1). В качестве контрольного раствора выступала отстоянная родниковая вода.
Таблица 1
Состав растворов солей тяжёлых металлов, использованных в данной работе
Раствор, № Металл Конечная концентрация (в растворе), мг/мл
1 Cu 0,25
Zn 0,25
Pb 0,25
2 Cu 0,001
Zn 0,001
Pb 0,001
3 Cu 0,0001
Zn 0,0001
Pb 0,0001
4. Предварительная подготовка к отбору проб и выполнению биотестирования, а также методика и условия посева с дальнейшем выращиванием ряски на контрольном и опытных растворах были соблюдены [1, с. 190-192].
Прижизненное окрашивание рясок проводилось 0,1-процентным водным раствором эозина в течение 15 минут через 24 и 72 часа после начала эксперимента путем извлечения 1 особи ряски при каждом новом окрашивании и обратном её помещении в раствор (при следующем окрашивании бралась другая особь). Подсчет процента окрашенных клеток проводился под микроскопом при 40-кратном увеличении. Количество окрашенных клеток в процентном отношении к общей площади листеца принято за показатель токсичности поллютантов.
В ходе пятидневной экспозиции (17.05.10-22.05.10) при 4-х кратном опыте были получены следующие усреднённые данные (табл. 2).
Таблица 2
Реакции Lemna minor L. на смеси катионов некоторых тяжёлых металлов в различных концентрациях
Время экспозиции, ч Раствор, № Тестовые реакции Окрашенные клетки,% Коэффициент роста (r)
Окраска листецов Рассоединение листецов Корни
24 Контроль Зелёные Нет Есть 0 0,33
1 Зелёные Есть Есть 10 0
2 Зелёные Есть Отпали 25 0,1
3 Зеленые Нет Есть 0 0
72 Контроль Зелёные Нет Есть 7 1,67
1 Светло-зелёные Есть Есть 30 0
2 Жёлто-зелёные Есть Отпали 70 1,33
3 Светло-зелёные Есть Есть 5 1,67
120 Контроль Зелёные Нет Есть - 2,6
1 Бледно-зелёные Есть Есть - 0
2 Жёлтые Есть Отпали - 1
3 Бледно-зелёные Есть Есть - 3
Оценивая результаты эксперимента, можно утверждать, что комплексное воздействие металлов на ряску малую не однозначно. Очевидно, что растворы с высокой и средней концентрациями катионов металлов, в конечном счёте, оказывают более негативное влияние на ряску, чем раствор с наименьшей их концентрацией, о чем свидетельствуют результаты витального окрашивания, коэффициент мгновенного роста популяции, а также хлороз и гибель корней в растворе № 2. Малые концентрации катионов металлов в смеси обусловили самый высокий коэффициент роста, хотя листе-цы рассоединились и окраска потеряла интенсивность.
Сравнивая результаты опыта с имеющимися данными по отдельному влиянию металлов на ряску [1, с. 195-198], можно предположить, что за рассоединение листецов, гибель корней и окраску отвечает в большей сте-
пени медь, а свинец обусловливает вегетативное размножение. Роль цинка не совсем очевидна.
Таким образом, результат фитотестирования с применением метода витального окрашивания для более точного анализа указывает на то, что действие смеси катионов задействованных в эксперименте металлов на тестовый организм L. minor однозначно менее негативно, чем их влияние по отдельности, т.е. проявляется так называемый эффект «антагонизма ионов». Это показывает целесообразность модификации уже имеющихся методик биотестирования и создание новых на принципе комплексного подхода для более точной оценки возможных последствий загрязнения окружающей природной среды для её обитателей.
Список литературы:
1. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование: учеб. пособие для студ. высш. уч. заведений / О.П. Мелехова, Е.И. Сарапульцева, Т.И. Евсеева и др.; под ред. О.П. Мелеховой и Е.И. Са-рапульцевой. - 2-е изд., испр. - М.: Изд. центр «Академия», 2008. - 288 с.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОБЛЕМНОГО ОБУЧЕНИЯ НА УРОКАХ БИОЛОГИИ
© Цветкова Л.И.
Ульт-Ягунская средняя общеобразовательная школа, с.п. Ульт-Ягун
Цель данной работы: показать эффективность технологии проблемного обучения, которая способствует развитию познавательной, коммуникативной, практической, творческой деятельности учащихся, становлению личности ученика, готовности выпускников школы использовать усвоенные знания, умения в реальной жизни для решения практических задач. Педагогическая проблемная ситуация создается с помощью активизирующих действий, вопросов учителя, подчеркивающих новизну, важность, красоту и другие отличительные качества объекта познания. Проблемные ситуации могут создаваться на всех этапах процесса обучения: при объяснении, закреплении, контроле. Анализ современной педагогической и психологической литературы позволил установить, что в данное время актуальным остается изучение применения проблемных методов обучения. Их применение позволяет активизировать познавательные процессы учащихся, так как проблемное обучение обеспечивает переход от регламентации, алгоритмизации процесса обучения к интенсивным поисковым формам и методам, создает условия для нормального, разностороннего развития личности. Планируя учебно-воспитательный процесс с применением проблемных методов, учитываю содержание материала, уровень подготовленности уча-
