Проект "Влияние этанола на живые организмы"

муниципальное казенное общеобразовательное учреждение Краснозерского района Новосибирской области Майская средняя общеобразовательная школа

Секция Химия

Тема проекта:

«Влияние этанола на живые организмы»

Автор проекта:

Новикова Алена Александровна, 10 класс

МКОУ Майская СОШ, село Майское, Краснозерский

Район, Новосибирская область

Руководитель проекта: Паршина Анастасия Сергеевна

Контакты: 89139338044

p.a.s.2014.25@yandex.ru

Телефон школы: 8-(383-57)-68-149

Электронный адрес maiskayaschool1@rambler.ru

Майское 2019

Оглавление

Введение

       1. Теоретическая часть  

1.1 Что такое этанол

1.2 История возникновения этилового спирта

1.3 Влияние этанола на живые организмы с точки зрения биологии

      2. Практическая часть.

2.1 Определение влияния этилового спирта на развитие растительных организмов на разных стадиях жизни.

2.2 Определение отрицательного влияния этилового спирта на белки

2.3 Разрушение кровяных телец под влиянием алкоголя.

2.4 Этанол – растворитель жиров.

2.5 Мясной фарш при обработке спиртом.

2.6 Окисление этанола.

2.7 Качественная реакция на этанол.

       Заключение

             Список используемой литературы

             Приложения

Введение  

  Актуальность. В последнее время всё чаще можно увидеть подростков в состоянии алкогольного опьянения, всё чаще можно увидеть девушек, открыто распивающих спиртные напитки. Эта проблема коснулась и нашего посёлка. Уже с малых лет родители разрешают пробовать спиртные напитки своим детям. Затем подростки начинают употреблять алкоголь за компанию, затем пьют просто так, без причин. Частое употребление алкоголя становится вредной привычкой и может привести к алкоголизму. Причем многие до конца не понимают какое пагубное влияние оказывает этанол на живые организмы.        

Тема «Влияние этанола живые организмы» была выбрана не случайно, так как детский и подростковый возраст – это особый период в жизни человека, в это время закладываются основы физического и душевного здоровья. Развивающийся мозг повышено чувствителен к действию токсических, ядовитых веществ.

Гипотеза. Этанол оказывает негативное влияние на живые организмы.  

Основная цель, которую мы поставили при работе над исследовательским проектом – показать отрицательное воздействие алкоголя на организм.

       В связи с этим мы поставили перед собой следующие задачи:

1. Изучить  появление этанола и  алкогольных напитков в истории человечества.

 2.Изучить теоретический материал о влиянии алкоголя на живой организм.

3.Провести научно-исследовательские опыты ,показывающие отрицательное влияние алкоголя на живые организмы.

4. Поделиться результатами данного исследования с обучающимися.

Методика

     При выполнении данной работы нами были использованы следующие методы:

Наблюдение даёт возможность описать физические объекты и явления. Были проведены наблюдения за постановкой опытов для определения свойств воды.

Сравнение позволяет установить сходство и различие предметов и явлений действительности. Проводилось сравнение разных образцов воды.

Опыт - воспроизведение какого-нибудь явления экспериментальным путём, создание нового в определённых условиях с целью исследования, испытания. Проводились опыты, с помощью которых мы выявляли  изменение свойств воды в зависимости от образца.

Анализ - исследование путём рассмотрения отдельных сторон, свойств, составных частей свойств воды. Был проведён  сравнительный анализ опытных образцов воды.

Индукция - способ рассуждения от частных фактов, положений к общим выводам. Данные, полученные в ходе опытов и наблюдений, анализировались и обобщались.

Обобщение - общий вывод, выражение основных результатов в общем положении. Мы обобщили полученные данные о свойствах воды и сделали соответствующие выводы.

1. Теоретическая часть

1.1 Что такое этанол?

Этано́л (эти́ловый спирт, метилкарбино́л, ви́нный спирт или алкого́ль, часто в просторечии просто «спирт») — одноатомный спирт с формулой C2H5OH (эмпирическая формула C2H6O), другой вариант: CH3-CH2-OH, второй представитель гомологического ряда одноатомных спиртов, при стандартных условиях летучая, горючая, бесцветная прозрачная жидкость.

Внешний вид: в обычных условиях представляет собой бесцветную летучую жидкость с характерным запахом и жгучим вкусом. Этиловый спирт легче воды. Является хорошим растворителем других органических веществ. Следует избегать популярной ошибки: часто смешивают свойства 95,57 % спирта и абсолютизированного. Их свойства почти одинаковы, но величины начинают различаться, начиная с 3 — 4-й значащей цифры.

Области применения этанола:

Этанол (этиловый спирт) наряду с водой, является основным компонентом спиртных напитков (водка, вино, пиво и др.). 

- получил широкое применение как растворитель (в лакокрасочной промышленности, в производстве товаров бытовой химии и многих других областях);

- этанол является компонентом антифризов и стеклоомывателей;

- в бытовой химии этанол применяется в чистящих и моющих средствах, в особенности для ухода за стеклом и сантехникой. Является растворителем для репеллентов.

- этиловый спирт в медицине можно отнести к антисептикам

- этанол обеззараживающее и подсушивающее средство, наружно;

- является растворителем для лекарственных средств, для приготовления настоек, экстрактов из растительного сырья и др.;

Является универсальным растворителем различных веществ и основным компонентом духов, одеколонов, аэрозолей и т. п. 

1.2 История возникновения этилового спирта

Этиловый спирт, вернее, хмельной растительный напиток, его содержащий, был известен человечеству с глубокой древности. Считается, что не менее чем за 8000 лет до нашей эры люди были знакомы с действием перебродивших фруктов, а позже — с помощью брожения получали хмельные напитки, содержащие этанол, из фруктов и мёда. Археологические находки свидетельствуют, что в Западной Азии виноделие существовало ещё в 5400—5000 годах до н. э., а на территории современного Китая, провинция Хэнань, найдены свидетельства производства «вина», вернее ферментированных смесей из риса, мёда, винограда и, возможно, других фруктов, в эпоху раннего неолита: от 6500 до 7000 гг. до н. э.

Впервые спирт из вина получили в VI—VII веках арабские химики, а первую бутылку крепкого алкоголя изготовил персидский алхимик Ар-Рази в 860 году. В Европе этиловый спирт был получен из продуктов брожения в XI—XII веке, в Италии.

В Россию спирт впервые попал в 1386 году, когда генуэзское посольство привезло его с собой под названием «аква вита» и презентовало царскому двору.

В 1660 году английский химик и богослов Роберт Бойль впервые получил обезвоженный этиловый спирт, а также открыл его некоторые физические и химические свойства, в частности обнаружив способность этанола выступать в качестве высокотемпературного горючего для горелок. Абсолютированный спирт был получен в 1796 году русским химиком Т. Е. Ловицем.

В 1842 году немецкий химик Я. Г. Шиль открыл, что спирты образуют гомологический ряд, отличаясь на некоторую постоянную величину. Правда, он ошибся, описав её как C2H2. Спустя два года, другой химик Шарль Жерар установил верное гомологическое соотношение CH2 и предсказал формулу и свойства неизвестного в те годы пропилового спирта. В 1850 году английский химик Александр Вильямсон, исследуя реакцию алкоголятов с иодистым этилом, установил, что этиловый спирт является производным от воды с одним замещенным водородом, экспериментально подтвердив формулу C2H5OH. Впервые синтез этанола действием серной кислоты на этилен осуществил в 1854 году французский химик Марселен Бертло.

Первое исследование метилового спирта было сделано в 1834 году французскими химиками Жаном-Батистом Дюма и Эженом Пелиго ; они назвали его «метиловым или древесным спиртом», так как он был обнаружен в продуктах сухой перегонки древесины. Синтез метанола из метилхлорида осуществил французский химик Марселен Бертло в 1857 году. Им же был открыт в 1855 году изопропиловый спирт, действием на пропилен серной кислотой.

Впервые третичный спирт синтезировал в 1863 году известный русский ученый А. М. Бутлеров, положив начало целой серии экспериментов в этом направлении.

Двухатомный спирт — этиленгликоль — впервые был синтезирован французским химиком А.Вюрцем в 1856 году. Трехатомный спирт — глицерин — был обнаружен в природных жирах ещё в 1783 году шведским химиком Карлом Шееле, однако его состав был открыт только в 1836 году, а синтез осуществлен из ацетона в 1873 году Шарлем Фриделем.

1.3 Влияние этанола на живые организмы с точки зрения биологии.

• На растения

Алкоголь убивает зародыши семян растений, прекращает рост и развитие растительного организма, угнетает развитие побега.

• На животных

В ходе эксперимента в качестве прикорма пчелам добавляли алкоголь, потом они вели себя буйно, а соты делать разучивались.

Ученые впрыснули мизерное количество алкоголя пауку, он суетливо забегал и разом «забыл» свои навыки плести паутину.

Добавка алкоголя в корм птицам снижает их яйценоскость со 120 до 48 яиц в год.

• На человека

Характер влияния алкоголя на организм человека давно и подробно изучен физиологами и медиками. Острое алкогольное отравление приводит к значительным изменениям деятельности сердечнососудистой системы, проявляющимся в побледнении кожных покровов, акроцианозе, тахикардии и приглушенности сердечных тонов. Характерным проявлением алкогольного отравления является многократная рвота. Даже единичное употребление небольших доз спиртных напитков сопровождается у подростков выраженными проявлениями интоксикации, особенно нервной системы.

Средняя продолжительность жизни пьющих снижается на 10-15 лет. Алкоголь губительно действует на клетки головного мозга и на половые центры, расположенные в спинном мозге. Учеными доказано, что 100 г водки губят 7,5 тыс. активно работающих клеток мозга. Регулярно употребляя спиртные напитки в больших дозах, человек заставляет мозг постоянно бороться с его депрессивным воздействием. Если такой человек перестает пить, его мозг по инерции продолжает свою компенсаторную деятельность, отчего тот становится возбужденным, нервным, суетливым, у него дрожат руки, и это продолжается, пока он не выпьет еще.

Алкоголь поступает в кровь с такой скоростью, что через мгновение он уже содержится во всех соединительных тканях, органах и секрециях.

Выдающийся русский медик, физиолог, основатель Санкт-петербургского психоневрологического института Владимир Михайлович Бехтерев доказал, что даже малые дозы алкоголя ослабляют умственные способности.

В 50-ые годы XX века советским гражданам начали рассказывать про псевдонаучную теорию – теорию «культурного пития». Пропагандисты этой теории утверждали, что она призвана научить население выпивать и при этом не спиваться. После внедрения этой теории в массовое сознание граждан количество алкоголиков всего за 20 лет выросло в 11 раз.

Приобщение людей к алкоголю начинается с раннего детства. Дети в детском саду уже знают как надо «по-взрослому» отмечать праздники. Всё это результат массовой пропаганды теории «культурного пития» через средства массовой информации – рекламные ролики, фильмы, телепередачи.

Так как же действует алкоголь на организм человека? Давайте поподробнее рассмотрим данный вопрос. Для этого мы более подробно проанализировали информационный материал, представленный в списке литературы данной работы.

Алкоголь влияет на все органы человека, но все же больше всего на головной мозг, сердечно-сосудистую систему, пищеварительную и половую. Если у человека изначально была поражена одна из систем, алкоголь окажет на нее большее отрицательное влияние.

Головной мозг.

Алкоголь нарушает процесс переработки информации мозгом. Когда алкоголь попадает в кровь, он обезжиривает поверхность эритроцитов, и они текут не поштучно, а в виде гроздей слипшихся эритроцитов. Как только гроздь эритроцитов достигает отдельных сосудов головного мозга, сосуд закупоривается и кровь не может пройти. Клетки головного мозга, которые испытывают кислородное голодание, физиологически отмирают. Когда начинается гибель отдельных микро участков головного мозга, человек и испытывает то самое состояние опьянения. Уничтожение клеток мозга неизбежно, даже при небольшом опьянении. Поражают фотографии головного мозга пьющих людей: он сморщенный, уменьшенный в объеме, покрытый рубцами, язвами, отеками, с множеством расширенных (часто разорванных) сосудов, кист в местах омертвления участков мозга (рис.1).

Рис. 1. Мозг здорового человека (слева) и алкоголика (справа)
Печень.

Печень, как и головной мозг, страдает от алкоголя в первую очередь. Негативное влияние алкоголя в печени усиливается за счет окисления этанола до ацетальдегида – вещества довольно опасного и высокотоксичного. Печень недаром называют главной химической лабораторией нашего организма. Здесь с помощью специальных ферментов совершаются основные химические превращения составных элементов пищи, и алкоголь не является исключением. Если же человек продолжает (даже изредка и понемногу) выпивать, клетки печени, не выдерживая хронической алкогольной интоксикации, погибают. Развивается цирроз печени. Место погибших клеток занимает соединительная ткань, печень покрывается рубцами. Таким образом, печень перестаёт выполнять свои функции. Человек погибает (рис.2).

Рис.2. Здоровая печень и «больная»
Желудочно-кишечный тракт.

От действия алкоголя также страдают органы пищеварения: пищевод, желудок, поджелудочная железа. Здесь влияние алкоголя на организм человека проявляется в повреждении и разрушении клеток внутренней поверхности пищеварительных органов, ожогу и омертвению их тканей; атрофии желез, выделяющих желудочный сок; гибели клеток поджелудочной железы, вырабатывающих инсулин. Это, в свою очередь, приводит к нарушению процессов всасывания питательных веществ, угнетению выделения пищеварительных ферментов, застою пищи в желудке. Влияние алкоголя на поджелудочную железу обусловлено ее неспособностью расщеплять составляющие спиртных напитков. Главная опасность разрушительного влияния спиртного есть развитие панкреатита – разрушение тканей поджелудочной железы собственными ферментами. Если человек часто употребляет алкоголь, в поджелудочной железе формируются белковые пробки, в которых собирается кальций.

Сердце.

Употребление алкоголя в небольших дозах предотвращает большинство заболеваний сердечно-сосудистой системы — так долгое время считали врачи. Но недавние исследования показали, что даже разовый прием бокала вина повышает давление на несколько дней и постепенно вызывает необратимые процессы в сердечной мышце. Во время циркуляции алкоголя в крови (обычно это 6–7 часов), сердце работает в непродуктивном режиме — кровь намного медленнее доносит кислород к его тканям, а пульс повышается до 100 ударов в минуту. Небольшие кровеносные сосуды и капилляры сжимаются и лопаются, так как кровь в них становится гуще. Особенно это заметно на лице и называется «синдром красного носа». При постоянном употреблении алкоголя в сердце накапливается большое количество жира, а ткани становятся вялыми и дряблыми. Это приводит к возникновению сердечной недостаточности даже у людей совсем молодого возраста. Возникают различного рода аритмии, что выражается в головокружениях, одышке и давящих болях в грудной области. Иногда для обозначения данного состояния специалисты употребляют выражение «алкогольное сердце». У людей с таким диагнозом отмечаются утолщение стенок и расширение полостей сердца, фиксируются аритмии. Всё это может привести к инфаркту миокарда и, как следствие, смерти.

Влияние алкоголя на половые клетки мужчин и женщин.

Большое влияние на зачатие ребёнка оказывает именно «пьяный» сперматозоид. Учеными доказано, что алкоголь быстрее всего проникает в семенную жидкость, что оказывает на сперматозоиды патологическое воздействие. Алкоголь пагубно сказывается на физическом и, особенно, психическом здоровье его потомства. Но если мужчина прекратил употреблять алкоголь, то полное обновление сперматозоидов происходит только через три месяца.

В отличие от мужских, женские половые клетки формируются внутриутробно, ещё до рождения самой женщины. Яйцеклетки являются самыми долгоживущими клетками организма. Оболочка яичников надёжно защищает эти клетки от воздействия практически любых вредных факторов, кроме этилового спирта. Этиловый спирт, будучи отличным растворителем, проникает внутрь яичника и поражает часть клеток, из которых могут быть зачаты дети. И с каждым бокалом алкоголя процент пораженных клеток возрастает. И может получиться так, что через несколько лет оплодотворится именно та клетка, которая была отравлена тем самым бокалом шампанского на Новый год. Этот бокал может дать начало больному ребёнку с серьёзными умственными или физическими отклонениями. По данным Минздравсоцразвития ежегодно в России рождается порядка 100 тыс. детей с аномалиями развития.

2. Практическая часть

2.1 Определение влияния этилового спирта на развитие растительных    организмов на разных стадиях жизни.

Цель: доказать, что этиловый спирт убивает зародыши семян, угнетает рост и развитие растительных и животных организмов.

Определение влияния этилового спирта на прорастание семян гороха.

Ход опыта: 

В две чашки поместили бинт и несколько семян гороха. В одну чашку добавили водопроводной воды, а в другую 20% раствор спирта. Через 3 дня уже можно было наблюдать, что в чашке №1 семена начинают прорастать, а в чашке №2 семена не только не проросли, они сморщились, деформировались.

Гипотеза подтверждается: семена не развиваются в среде, содержащей алкоголь.

2.2 Определение отрицательного влияния этилового спирта на белки

Белок - основа жизни. Всем известно, что белки являются «кирпичиками» живого организма, в том числе человека. Основа тканей организмов и органов – молекулы полипептидов белков.

Для исследования мы взяли пищевой продукт, содержащий достаточное количество белка животного происхождения (куриное яйцо ).

Цель: определение влияния этилового спирта на белки: альбумин, содержащийся в курном яйце; продемонстрировать необратимые изменения белков под воздействием спирта.

Ход опыта:

Поместили в две пробирки яичный белок. В одну из них добавили этиловый спирт. Через 2-3 минуты спирт осаждает белки из раствора. Белок уплотняется, становятся заметны изменения физических и химических свойств. Под действием этилового спирта белок свернулся – произошла денатурация белка. Спирт отнимает у белка воду, осаждает и необратимо изменяет его структуру.

Вывод: Спирт денатурирует белок, отнимает у него воду, осаждает и необратимо изменяет его структуру.

2.3 Разрушение кровяных телец под влиянием алкоголя.

Цель опыта: показать, что спирт разрушает кровяные тельца.

Оборудование :пробирка, кровь

Ход опыта: Кровь помещаем в пробирку и добавляем этанол. Взбалтывают содержимое и рассматривают на свет. Мы наблюдаем изменение цвета с бордового на  бледно-розовый  с появление хлопьев.

Вывод. Спиртные напитки вызывают разрушение кровяных телец –эритроцитов и склеивает их.

2.4 Этанол – растворитель жиров.

Цель: выяснить, растворяет ли этанол жиры.

Оборудование и реактивы: 2 пробирки, этиловый спирт, вода, растительное масло.

Ход опыта:

В 1 пробирку налить 1 мл воды, во вторую пробирку –

1 мл этанола, в каждую добавить 1-2 капли растительного жира.

Вывод:

 Этиловый спирт растворил жир, а вода – нет, так как спирт хорошо растворим в жирах, скорость прохождения молекул спирта больше скорости прохождения воды, следовательно, этиловый спирт быстро всасывается в кровь.

2.5 Мясо при обработке спиртом коагулирует.

Цель: выявить влияние спирта на мясной фарш.

Оборудование и реактивы : фарш, этиловый спирт , пробирка.

Ход работы:

В фарфоровую чашку положили мясо, прилили к нему этиловый спирт.

Через 2 дня мясо поменяло цвет, так как белки, находящиеся в нем денатурировали.

Вывод:  мясо при обработке спиртом коагулирует, т.е происходит  склеивание белковых частиц и выпадение их в осадок, это происходит при удалении их гидратной оболочки

Вывод

В процессе работы, целью которой, было определения негативного действия этанола на живые организмы изучена литература по данному вопросу, информация в Интернете; проведены эксперименты доступный в условиях школьной лаборатории. Исследование позволило изучить новый фактический материал, увидеть ранее неизвестные нам превращения и взаимодействия, на практике проверить химические и биологические методы исследования. Ответы на все эти вопросы представляют собой дальнейшую перспективу в работе по данному направлению.

Вернемся к гипотезе исследования. «Этанол оказывает негативное влияние на живые организмы».

Проведенный эксперимент и наблюдения за ним убедительно подтверждают, что алкоголь (этиловый спирт) и его продукты уничтожают или резко снижают активность жизнедеятельности всех белковых форм жизни.

Гипотеза подтверждена:

1. Семена бобовых культур, проращиваемых в среде этилового спирта, погибли;
2. Белок куриного яйца - денатурировал;
3. Ткани и органы приобрели аномальную структуру.

 Алкоголь отравляюще действует и на организм человека, который тоже состоит из клеток и живет по тем же самым законам, как и остальные живые существа на Земле.

Безусловно, для нас данное исследование имеет большое значение: мы научились самостоятельно проводить эксперимент, наблюдать, анализировать и делать выводы.

В наше время очень много алкогольной продукции на прилавках магазина и на нее большой спрос. Парадокс 21 века в том, что человек сначала травит себя за большие деньги, затем лечит за большие деньги, что бы потом снова травить себя за большие деньги!

Еще одна проблема: практически ни один праздник не обходится без алкоголя, а также, стоит заметить, что люди предпочитают выпивать дорогой алкоголь, хотя он вреден вне зависимости от стоимости.

Мы надеемся, что сумели вас разубедить и ваше мнение изменилось.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. АртеменкоА. И. Удивительный мир органической химии. М, 2004.
2. Степин Б. Д., Аликберова Л. Ю., Рукк Н. С. Домашняя химия. Химия в быту и на каждый день. М, 2001.
3. Химическая энциклопедия (под ред. Кнунянца И.Л.). М, Большая российская энциклопедия. 1992

Интернет источники:

1.  https://alkogolizma.com/napitki/etanol.html
2. http://mirnovogo.ru
3. http://www.alcoholic.com.ua/spirt.html
4. https://ru.wikipedia.
5. http://regenerators.ru/pageetanol
6. https://studwood.ru/1879255/bzhd/vliyanie_spirta_organizmy