открытый урок
план-конспект урока по биологии на тему

                        Открытый урок по биологии в 9 классе 2013г

(слайд1) «Изучение  влияния нефтепродуктов на состояние водной среды и ее обитателей»

Цель учебной деятельности:

1. Познакомить учащихся с загрязнителями воды и их влиянием на живые организмы.
2. Совершенствовать умения проводить химический эксперимент.
3. Развивать умения наблюдать, сравнивать, делать выводы на основе результатов исследований.
4. Обучать умению обосновывать выбор способа очистки воды.

Тип урока: Урок – исследование.

Оборудование: ноутбук, проектор, раздаточный материал – рабочие листы, пробирки, пробиркодержатели, спиртовки,, стаканы, стеклянные трубочки, бумажные фильтры, абсорбирующие материалы, микроскопы.

Реактивы: нефть, пробковая крошка, пенопласт, активированный уголь, перья водоплавающих  птиц, ватные палочки, моющее средство, ватные диски.

(слайд2) Люди всегда селились около воды, и первые нарушения биохимического равновесия связаны с водой. Однако на заре своего развития человек был частью природы, как и другие живые организмы. Создаваемые им загрязнения имели близкие к естественным концентрации, а воздействие на природу не нарушало естественных геобиохимических процессов. В дальнейшем с развитием земледелия и животноводства, ростом поселений и концентрацией населения на небольших территориях – появились ареалы, где уровни загрязнения стали превышать естественно-допустимые. За тысячелетия люди свыклись с загрязнениями природы и, как это ни противоестественно сбрасывали грязь и нечистоты туда, откуда брали воду для питья. (слайд3) Это нашло отражение даже в мифологии – вспомним шестой подвиг Геракла. Древнегреческий герой для очистки от навоза громадного скотного двора царя Авгия направил в него воду двух рек, которая в один день унесла весь навоз с конюшен. «Всюду, где пьет толпа – писал в XIX в. Ф. Ницше – родники отравлены».

Как возникает загрязнение воды?

Какая-то часть химических загрязняющих веществ возникает в результате природных (геологических) процессов, главным образом при выветривании пород. Но подавляющее их большинство возникает в результате деятельности человека. Такие вещества можно разделить на две основные категории:

1. вещества, которые являются сами по себе ядовитыми для водных организмов и которые за определенное количество времени делают воду непригодной для человека;
2. материалы, которые (хотя и не ядовиты сами по себе) изменяют естественное состояние воды, угрожая выживанию водных растений и животных.

Необходимо отметить, что загрязняющие вещества могут вступать в довольно сложные реакции с другими веществами, например, соединяться с компонентами осадков, выделяя при этом дополнительно токсичные химические загрязнения.

Нефть является экологически опасным веществом, которое при попадании в окружающую среду (в почву, в водоемы) нарушает, угнетает и заставляет протекать иначе все жизненные процессы: подавляет дыхательную активность и микробное самоочищение, изменяет соотношение между отдельными группами естественных микроорганизмов, меняют направление метаболизма, угнетает процессы азотфиксации, приводит к накапливанию трудноокисляемых продуктов. Например, сточные воды предприятий нефтехимии остаются токсичными даже после 6 месяцев отстаивания, а в местах пролива нефтепродукторв на почву ('коричневых пятен') трава не растет по много лет. Нефть и нефтепродукты в естественных условиях разлагаются в течение многих лет, все это время, нанося природе ущерб. Сила нефтяного загрязнения почвы (воды) выражается в массовой доле нефтепродукта в миллиграммах на килограмм почвы (м воды).

(слайд4) Наиболее яркими и общеизвестными случаями печальных последствий воздействия нефти и нефтепродуктов на окружающую природную среду, является загрязнение вод. Самый тяжелый случай - мощное загрязнение толстым слоем в местах разливов нефти. Это может произойти при авариях танкеров и разрывов на трубопроводах. (слайд5) Жуткие картины утонувших в нефти животных и птиц многократно демонстрировались в средствах массовой информации. В случае если они не гибнут от удушья и не тонут, жить в сильно загрязненном нефтью состоянии они не смогут, из-за затруднения способности двигаться и утраты меховым и перьевым покровом терморегулирующих функций.

В ряде случае толстый слой нефтепродуктов на водной поверхности может оказаться огнеопасным. Известны случаи загорания прудов отстойников на нефтеперерабатывающих заводах. Нефть и нефтепродукты способны растекаться по поверхности воды тонким слоем, покрывая огромные поверхности. Все видели радужные пленки нефти на поверхности дождевых потоков, стекающих с поверхности автодорог. Такие пленки резко затрудняют поступление кислорода из атмосферы и понижают его содержание в воде. Кроме того, нефтепродукты в воде оказывают прямое токсическое действие на рыбу, резко ухудшают ее вкусовые качества. Плавающие длительное время по воде животные и птицы за счет такой пленки могут собрать на себе достаточное количество нефтепродуктов, чтобы это привело к серьезному загрязнению меха и перьев.

Допустимая норма содержания нефтепродуктов в воде 0,05 мг/л, при более высоком содержании все живое может погибнуть.

После попадания в воду нефть начинает перемещаться под влиянием ветра, течения, приливов и отливов. Содержание нефти в воде изменяется в результате природных процессов, таких, как испарение и растворение. Происходит образование эмульсий, усвоение живыми организмами и выпадение в осадок. Состав нефти, загрязняющей воду, постоянно меняется.

Все виды нефти содержат легкокипящие компоненты, которые быстро испаряются. В течение нескольких дней 25% нефтяного пятна испаряется, низкомолекулярные компоненты выводятся в результате растворения, причем ароматические углеводороды растворяются быстрее, чем парафины. Однако парафиновые углеводороды легче разлагаются бактериями, поэтому циклопарафины и ароматические углеводороды исчезают из океанской среды с гораздо меньшей скоростью. Содержание питательных веществ и кислорода в воде является ключевым фактором в микробиологическом разложении.

(слайд6) Л/р «Очистка загрязненной нефтепродуктами воды».

Опыт №1.

Возьмите сосуд с водой и добавленной в нее нефтью. Положите жгут (свернутый из марли), создайте буферную зону с боновыми заграждениями между берегом и нефтяным пятном и попробуйте его протащить к краю. Вывод. Зона разлива нефти локализуется.

Опыт 2.

Возьмите сосуд с водой и добавленной в нее нефтью. При невозможности установки заграждений и для исключения загрязнения береговой полосы, рассыпьте сорбент в воду вдоль берега. Используя пенопласт, активированные угли, пемзу, пробковую крошку. Через некоторое время пропитанный сорбент соберите с поверхности воды. Вывод.

• Недостатками известных способов являются их малая эффективность и ограниченность применения, большая трудоемкость.
• Нефтяное пятно обрабатывается сорбентом. Способ нанесения сорбента выбирается исходя из возможностей и создавшихся условий.

Влияние нефтепродуктов на перо водоплавающей птицы

(слайд7) Все тело птицы покрыто перьями. Снаружи расположены контурные маховые перья и покровные, а под ними - пуховые. Контурные перья как бы очерчивают тело птицы, создают определенный контур. Самые крупные контурные перья образуют летательную поверхность крыльев. Их называют маховыми. Контурные перья хвоста -рулевые. Перья покрывают тело птицы и защищают его от ветра и дождя.

Контурное перо состоит из стержня и расположенного по его бокам опахала. (слайд8)

Значение перьев в жизни водоплавающих птиц

Как ни странно, но и утки, которые из воды почти не вылезают, чтобы промыть все перья, должны…купаться. Когда они плавают, вода омывает снаружи лишь перья на животе. К внутренним перьям и к коже она не проникает.

У нырковых уток, например, перьевой «водолазный костюм» устроен так хитро, что даже крылья целиком укрыты от воды. Поэтому, когда утки ныряют, а ныряют они постоянно, крылья их не намокают, а, вынырнув, птица тут же может взлететь. (слайд9) Оказывается, утка, которая несколько дней не купалась, не ухаживала за оперением, может…утонуть. А если не утонет, то плавать будет плохо, тело у нее будет почти полностью погружено в воду.

Итак, с грязными перьями птицы ни летать,  ни плавать не могут. Почему?

Тончайшие щетинки пера, так называемые бородки, цепляясь друг за друга микроскопическими крючочками, делают перо прочным, а без воды слипаются и ломаются.

Но и после купания или если вы взяли, скажем, птицу в руки (вот почему они так этого не любят) бородки теряют взаимную связь: перо рассекает воздух не упруго, а мягко, как нож масло, и поэтому не получается нужного для полета упора, необходимых аэродинамических сил. Но, если перо сильно встряхнуть, микрокрючочки его «запоров» автоматически войдет в соединение друг с другом, и оно снова станет упругим.

Поэтому, искупавшись и выбравшись на берег, птицы клювом отжимают воду, отряхиваются – трясут сначала всем телом, потом головой. Сильной встряской птицы не только сбрасывают воду с перьев, но и восстанавливают их структуру, без чего летать не могут.

Отряхнувшись после купания и приведя перья в надлежащий порядок, утки, гуси и все птицы, у которых есть копчиковая железа, смазывают ее жиром свои перья. Бакланы после купания сушат еще хвост и крылья, раскинув их в стороны.

Кожа птиц не похожа на кожу зверей: она совершенно сухая. У млекопитающих каждый волосок снабжен у основания собственной сальной железой, которая смазывает его, чтобы не ломался. У птиц, и то не у всех, есть только одна такая железа: над хвостом на копчике.  Она окружена, обычно, щитком из твердых перьев. У зверей каждая шерстинка как бы автоматически смазывается. Птицы же вынуждены это делать сами.

Этот каждодневный ритуал выполняется всегда в строгом порядке. Знание его получено с рождения вместе с другими инстинктами. Птицы давят клювом железу, выжимают из нее, как из тюбика, жировую смазку, берут ее в клюв и натирают сначала перья груди, потом бока, спину, крылья, живот, хвост. Перья на бедрах и в последнюю очередь голову. Так как до головы клювом, естественно, нельзя, ее смазывают, потирая круговыми движениями о спину, либо, сняв когтями жир с клюва, расчесывают ими перья на голове.

Хорошо смазанное утиное перо «вмещает» много воздуха. Понятно, что «надутое» воздухом оперение весьма облегчает и плавание, и полет.

Плотность и смазка обеспечивают почти полную изоляцию от холодной воды.

(слайд10) Нефть и нефтепродукты разрушают структуру перьев, и они больше не защищают кожу птицы от охлаждения. Вдобавок у птицы нарушается способность плавать из-за отсутствия воздушной прослойки между телом и перьями. В результате птица глубже погружается в воду и часто уже не может больше добывать себе пищу. Если птица не умирает от голода, то рано или поздно она погибнет от переохлаждения. Но несчастное существо может еще некоторое время плавать  с сердцем, бьющимся в два раза чаще для того, чтобы компенсировать потерю тепла. Может быть, конец будет ускорен проглатыванием некоторого количества нефти или продуктами ее переработки, которая действует как яд. Но если птица спасена, имеются ли у нее шансы выжить? Еще ни разу спасение птиц не было успешным. Сейчас по-прежнему большинство операций кончаются неудачно. Птицу сначала чистят, затем сушат. Однако ее хрупкие системы быстро не восстанавливаются, и лишь немногие птицы могут перенести чистку и плен, оставаясь подчас инвалидами.   Пройдет много времени, прежде чем экосистема реки придет к нормальной жизни. Цена расплаты очень высока! И для людей, и для растений, и для животных.

(слайд11) Л/р «Способы очистки перьев водоплавающих птиц от нефти»

Ход работы:

1.             Возьмите и рассмотрите перо водоплавающей птицы. Обратите внимание на его внешний вид и вес.

2.         Рассмотрите с помощью микроскопа бородки первого и второго порядка, а также крючочки, при помощи которых, бородки второго порядка соединяются между собой.

3.         Разъедините опахало в нескольких местах, а затем попробуйте пальцами соединить его, имитируя действия птицы. Удалось ли вам это сделать?

4.         Возьмите клеенку, положите на нее перо птицы. С помощью ватной палочки покройте небольшой участок пера нефтью.

5.         Оцените воздействие нефти на перья птиц.

6.         С помощью воды (моющих средств) попробуйте очистить перо. Удалось ли вам это?

7.      Оцените  эффективность современных способов очистки перьев от нефти и продуктов ее переработки, предложите свои способы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Существование человечества без пресной воды невозможно. Поэтому в последние годы вопрос о чистоте воды и воздуха ставится на многих всемирных форумах. Эта проблема возникла в связи с огромными масштабами промышленного, сельскохозяйственного и коммунального использования вод. В настоящее время во многих районах земного шара ощущается острый водный голод. Использование пресной воды в таких огромных масштабах приводит к изменению физико-химического состава воды. Для уменьшения вредного влияния промышленного и сельскохозяйственного использования воды на экологию земного шара необходима более глубокая очистка вод.

Проведя небольшое исследование, удалось выяснить, что разлив нефтепродуктов действительно угрожает жизни водоплавающих птиц. Вымазанные перья, слипаясь, становятся тяжелыми, нарушается их водонепроницаемость.  Птицы с таким  оперением не смогут ни летать, ни плавать. Кроме этого нефть растворяет жир на перьях водоплавающих птиц, и птицы могут погибнуть от переохлаждения. Если люди  и отмоют часть птиц с грязным оперением, то все равно птицы вряд ли выживут. Ведь нарушается структура их перьев, необходимая для аэродинамики. (слайд12)