Zadanie

Zadanie 5
Wpływ zanieczyszczeń jonami metali na kiełkowanie nasion i początkowy wzrost siewek
Na podstawie artykułów opracowała dr Anna Dzierżyńska
Wstęp
Metale tzw. ciężkie (m.in. Cd+2, Cr+6, Cu+2, Ni+2, Zn+2, Pb+2), o dużej gęstości, to grupa
pierwiastków z których wiele wykazuje własności toksyczne (np Cd, Pb). Jony metali
ciężkich mogą stanowić składniki pokarmowe niezbędne w żywieniu mineralnym roślin (np
Cu, Zn, Ni). Zarówno jednak niedobór jak i nadmiar takiego pierwiastka jest czynnikiem
stresowym, zaburzającym normalne funkcjonowanie roślin. Stopień toksyczności zależy od
rodzaju metalu, jego stężenia i formy chemicznej, od właściwości gleby, szczególnie jej
odczynu, warunków klimatycznych oraz od gatunku i wieku rośliny. Niektóre gatunki roślin,
nazywane hyperakumulatorami, wykazują zdolność do gromadzenia jonów metali w swoich
tkankach w bardzo dużych stężeniach. Mogą być one wykorzystywane w technikach
fitoremediacji. Gatunki wrażliwe, w tym gatunki wskaźnikowe używane w biotestach skażeń,
przy wysokim stężeniu pierwiastków metali ciężkich w środowisku ulegają uszkodzeniom
strukturalnym oraz zaburzeniom procesów biochemicznych i fizjologicznych, prowadzącym
do zahamowania wzrostu, nawet do śmierci komórek.
Polecany artykuł przeglądowy w języku polskim:
M SIWEK, 2008. Rośliny w skażonym metalami ciężkimi środowisku poprzemysłowym.
Część I. Pobieranie, transport i toksyczność metali ciężkich (śladowych). Wiadomości
Botaniczne 52(1/2): 7–22,
Cel
Zbadanie i porównanie wpływu jonów wybranych metali ciężkich na kiełkowanie i
początkowy wzrost siewek wybranych gatunków roślin, z uwzględnieniem stężenia metalu.
Materiał i metody
Część A
Wpływ zanieczyszczenia jonami Cd i Pb na kiełkowanie nasion i początkowy wzrost
siewek
Materiał:
nasiona/ziarniaki 3 gatunków: łubinu, pszenicy i kukurydzy
bibuła filtracyjna, pocięta na paski o dwóch rozmiarach, wg rysunku
Sprzęt:
3 zlewki, pipety, przezroczysta folia gospodarcza
Odczynniki:
roztwory soli metali CdSO4 i PbCl2 o stężeniu 0,5mM
Wykonanie:
Przygotować po 3 porcje po 15 sztuk wysterylizowanych nasion/ziarniaków każdego
z łubinu, pszenicy i kukurydzy.
Przygotować 3 zlewki: dH2O, 0,5mM Pb, 0,5mM Cd i nalać do nich wodę lub
roztwór soli metalu, zgodnie z opisem na zlewce, o objętości 150cm3.
Bibułę, podpisać ołówkiem (kierunek studiów, nazwisko wykonawcy, data, gatunek,
kombinacja- Cd, Pb lub dH2O), rozłożyć na tacy i zwilżać za pomocą pipety
roztworem soli metalu z odpowiedniej kombinacji i jako kontrolę zwilżać wodą.
Ziarniaki/ nasiona wysiać po 15 sztuk na podpisanych bibułach. Zawinąć w rulon
przygotowany wg instrukcji i rysunku.
Rulony z wysianymi nasionami 3 badanych gatunków wstawiać kolejno do
odpowiednich, podpisanych zlewek (Cd, Pb, H2O), zgodnie z rodzajem soli metalu,
którego roztworem nasączano bibułę.
Przykryć od góry przezroczystą folią gospodarczą, aby ograniczyć parowanie.
Przygotować tabelkę wyników.
Po tygodniu rozwinąć rulony i obliczyć liczbę skiełkowanych nasion, zmierzyć
długość korzeni oraz części nadziemnej siewek łubinu, pszenicy i kukurydzy i
oznaczyć ich świeżą masę z 2 kombinacji traktowanych jonami metali i kontroli.
Obliczyć wartości średnie badanych cech w kombinacji i zapisać w formie tabeli.
Zinterpretować otrzymane wyniki i wyciągnąć wnioski.
Część B
Wpływ zanieczyszczenia jonami Zn i Cu na kiełkowanie nasion i początkowy wzrost
siewek
Materiał:
nasiona/ziarniaki 2 gatunków: pszenicy i kukurydzy
bibuła filtracyjna, pocięta na paski o dwóch rozmiarach, wg rysunku
Sprzęt:
5 zlewek, pipety, przezroczysta folia gospodarcza, taca plastikowa
Odczynniki:
roztwory soli metali ZnSO4 x 7H2O, CuSO4 x 5H2O o stężeniu 0,5mM i 1mM
Wykonanie
Do 4 opisanych zlewek nalać 150 cm3 roztworów przygotowanych soli, zgodnie z
kombinacją (Cu 0.5mM, Cu 1mM, Zn 0.5mM, Zn 1mM) a do 5 wodę destylowaną
(kontrola H2O).
Przygotować 3 porcje po 15 sztuk wysterylizowanych nasion/ziarniaków pszenicy i
kukurydzy.
Podpisać ołówkiem bibuły (kierunek studiów, nazwisko wykonawcy, data, gatunek,
kombinacja – Cu 0.5mM, Cu 1mM, Zn 0.5mM, Zn 1mM, kontrola H2O).
Bibułę rozłożyć na tacy plastikowej, wysiać po 15 sztuk nasion, zwilżyć za pomocą
pipety roztworem soli cynku lub miedzi o odpowiednim stężeniu a jako kontrolę
bibułę zwilżyć wodą, odpowiednio do opisu na bibule. Zawinąć w rulon
przygotowany wg instrukcji i rysunku.
Podpisać zlewki wg kombinacji. Rulony z wysianymi nasionami 2 badanych
gatunków wstawiać kolejno do odpowiednich, podpisanych zlewek, zgodnie z
kombinacją.
Przykryć przezroczystą folią gospodarczą, aby ograniczyć parowanie. Przygotować
tabelkę wyników.
Po tygodniu rozwinąć rulony i obliczyć liczbę skiełkowanych nasion, zmierzyć
długość korzeni oraz części nadziemnej siewek pszenicy i kukurydzy i oznaczyć ich
świeżą masę z 4 kombinacji traktowanych jonami metali i z kontroli (dH2O).
Obliczyć wartości średnie badanych cech w kombinacji i zapisać w formie tabeli.
Zinterpretować otrzymane wyniki i wyciągnąć wnioski.
Wyrzucić bibułę i nasiona, wymyć zlewki.
Rysunek
A
C
B1
B2
Instrukcja
Duży pasek bibuły –A położyć na tacy, na nim położyć w połowie szerokości jeden mały
pasek bibuły B1 i zwilżyć całą powierzchnię wodą lub roztworem za pomocą pipety. Na
małym pasku wysiewać pęsetą nasiona – C. Przykryć nasiona drugim małym paskiem bibuły i
całość zrolować nasionami do wewnątrz. Wstawić rulon bibuły do naczynia z wodą lub
roztworem na podsiąk.