16
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
УЖГОРОДСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ РОМАНО-ГЕРМАНСЬКОЇ ФІЛОЛОГІЇ
КАФЕДРА НІМЕЦЬКОЇ ФІЛОЛОГІЇ
РЕФЕРАТ
З прочитаної німецькою мовою літератури з фаху
03.00.15 - генетика
на тему:
Вплив важких металів на ріст, розвиток та інші фізіологічні процеси в рослин
Аспіранта біологічного факультету,
кафедри генетики і фізіології рослин
Біланича Михайла Михайловича
Підтверджую: Науковий керівник докт. біол. наук
проф. Ніколайчук В.І.
Декан біологічного факультету
док. біологічних наук,
проф. Ніколайчук В. І. Викладач німецької мови - проф. Меліка Г. І.
Ужгород - 2005
Зміст
ВСТУП...................................................................................................................3
I.Важкі метали в навколишньому середовищі. Їх хімічні властивості і роль для живої природи.................................................................................5
II.Вплив важких металів на ріст і розвиток рослин..............................................................................................................9
ВИСНОВКИ..................................................................................................11 Resьmee..........................................................................................................12
Список використаних джерел літератури..................................................15
Im Referrat verwendete Terminologi............................................................16
ВСТУП
Тема впливу важких металів на живі організми є дуже актуальною, оскільки важкі метали є одними з основних хімічних забруднювачів навколишнього середовища. Важкі метали є мікроелементами, тобто містяться в мікроскопічних кількостях в рослинах. Мікроелементи - це ті елементи, які повинні бути в дуже малих кількостях (10-2 - 10-5%), щоб гарантувати ефективне функціонування організму. Вони знаходяться в різних кількостях у в ґрунтах, але за рахунок діяльності людини багато ґрунтів забруднюється великою кількістю тих чи інших металів. Далі рослини вбирають ці метали, які в великих кількості здебільшого є токсичними для них, як і для інших живих організмів. Але в визначених кількостях важкі метали є необхідними для росту і розвитку рослин. Вони виконують різні фізіологічні функції в організмах рослин і інших живих організмах. Вони зв'язуються з визначеними білками і утворюють багато ферментів. В будові ферментів ці метали входять в простетичні групи. Наприклад алкогольдегідрогеназа містить цинк. Система цитохромів містить залізо. [1].
В процесі еволюційного розвитку живі організми пристосувались накопичувати мікроелементи, оскільки в навколишньому середовищі їх було мало. Коли ж люди почали забруднювати навколишнє середовище важкими металами, які містяться в викидах автомобілів, в смітті, яке викидають і спалюють люди, в викидах різних заводів, що виробляють хімічну продукцію, підприємств гірничої промисловості і т.д., ця властивість призвела до надмірного накопичення організмами цих металів, тому що вони дуже важко виводяться з організмів.
Метою даної роботи є зібрати інформацію в німецькомовних літературних джерелах про знаходження важких металів в навколишньому середовищі, шляхи потрапляння його туди, вплив важких металів на біохімічні та фізіологічні процеси в рослин, зокрема росту та розвитку, також по можливості зібрати відомості про дію важких металів на ті ж процеси в рослин, зокрема в ячменю, хоча це не є основною метою.
Важливість теми полягає в тому, що на сьогоднішній день відбувається постійне забруднення навколишнього середовища важкими металами та іншими забруднювачами, але властивість екосистем самовідновлюватись має свої межі. Наприклад деякі екосистеми вже настільки забруднені, що неспроможні самоочищатись. В рослин також існують межі витривалості навантаження важкими металами. Тому потрібно вивчати в яких концентраціях ці речовини стимулюють, а в яких пригнічують фізіологічні процеси в рослин.
1.ВАЖКІ МЕТАЛИ В НАВКОЛИШНЬОМУ СЕРЕДОВИЩІ. ЇХ ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ І РОЛЬ ДЛЯ ЖИВОЇ ПРИРОДИ.
Метали, густина (питома вага) яких більша 5 г/см3 , називаються важкими металами. Важкі метали, являючись мікроелементами містяться в різних ґрунтах. Різні ґрунти характеризуються різним складом і різним вмістом важких металів. Одні і ті ж важкі метали в різних ґрунтах бути або в мінімальних кількостях або в надто великих дозах, в яких вони вже є небезпечними для рослин. В високих дозах ці елементи, в основному знаходяться в наслідок діяльності людини, тобто антропогенного навантаження. Природно ж у ґрунтах є лише невеликі кількості того чи іншого металу, а то й взагалі може не бути його слідів. Тому рослини і взагалі і взагалі живі організми пристосувались накопичувати ці речовини в тканинах. Але при великих дозах цих металів виведення їх з тканин не відбувається і відбувається отруєння ними живих організмів.
Важкі метали є не тільки в ґрунтах, але й в повітрі і в воді. В воду вони потрапляють з ґрунтів. В повітря, в основному при спалюванні різних складних речовин, до складу яких вони входять, наприклад при викидах газів автомобілями, тепловими електростанціями, заводами. [4].
Також ці речовини потрапляють в навколишнє середовище при викидах підприємствами гірничої промисловості залишків руд і т.д. важкі метали можуть міститися і в смітті, яке знаходиться на звалищах, наприклад в пластмасах. Адже для досягнення кращих якостей при виробництві пластмас, до їх складу добавляють різні хімічні доповнення. Це так звані стабілізатори, які захищають пластмаси проти високих температур і сонячного випромінювання. Вони є отруйними. Це фарбуючи речовини, інгібітори згорання (антипірен) і т.д. До них відносяться і важкі метали (свинець, ртуть, кадмій, бром, олово). В 1980 році вироблялося 4000 тон, а в 2003 вироблялось 8000 т таких речовин. Через деякий час пластмаси потрапляють в навколишнє середовище, як сміття і ці речовини з них вивільняються. [3].
Для більшої частини живих організмів необхідні майже 80 елементів, частина яких являється важкими металами. Кожен з них відіграє важливу роль і в рослинному організмі. Вони з білками можуть утворювати ферменти, являються комплексоутворювачами і т. д. Наприклад, марганець має здатність змінювати валентність і тому бере участь в реакціях окислення-відновлення в процесах фотосистеми 2; сприяє проходженню темнової фази фотосинтезу і т.д. Мідь входить до складу ферментів, що забезпечують процеси дихання (аскорбіноксидази, поліфенолоксидази), до пластоціаніну, який входить до фото системи 1, утворює комплекси з ДНК. Молібден входить до складу ферментів нітрогеназного комплексу, нітратредуктази, яка перетворює нітрати в нітрити, ксантиноксидази. Молібден стимулює синтез вітаміну С. Кобальт входить до складу вітаміну В12, який є коф актором ферментів метилування. Він відповідає за утворення тироксину. Цинку накопичується в нормі до 60 мг/кг сухої речовини. Входить до складу багатьох ферментів: пептидаз, карбоангідрази, алкогольдегідрогенази, лактатдегідрогенази, глутаматдегідрогенази. Залізо комплекси з вітамінами, білками, вуглеводами, підвищує каталітичну функцію ферментів у тисячі разів.[8].
Особливістю важких металів є те що багато з них може утворювати хімічні комплекси. Наприклад,
Sn + 2NaOH + 2H2O =Na2[Sn(OH)4] +H2
Pb + 2 NaOH + 2H2O = Na2[Pb OH)4] +H2
Вивченням таких комплексів займається робоча група доктора Ф. Готчальха. [5].
Кобальт і нікель. Кобальт являє собою сріблясто-сірий метал. Температура плавлення рівна 1492 С°. Густина - 8,84 г/см3.
Нікель має сріблясто-білий колір. Його температура плавлення - 1455С°. Густина - 8,91 г/см3. В хімічних реакціях кобальт і нікель менш активні, ніж залізо, вони розчиняються в розбавлених кислотах з виділенням водню і утворенням солей кобальту і нікелю. Для кобальту в сполуках характерні ступені окислення +2 і +3. Він утворює оксиди СоО і Со2О3. Для нікеля характерна ступінь окислення + 2, рідше + 3,. Він утворює один оксид NiO. Масові частки кобальту і нікелю в земній корі складають відповідно 3·10-3 і 8·10-3 %. Важливішими мінералами кобальту і нікелю являються кобальтин СоАsS, ліннеїт Со3S4, петландіт (Fe, Ni)S, нікелін NiAs. Кобальт і нікель часто є супутниками в природі. [ 7]є
Олово і Свинець. Масові частки їх в земній корі рівні відповідно 4·10-3 і 1,6·10-3%. Олово - сріблясто-білий м'який метал, легко плавиться (температура плавлення - 213,9 Сє). Це звичайна модифікація , так зване біле олово. При температурі нижче 14 Сє стійке сіре олово. При охолодженні металічне олово переходить в сіре і в результаті розсипається. Це явище відомо під назвою „олов'яна чума”. Деякі cполуки олова: SnCl2, Na2[Sn(OH)4], H2SnO3, SnSO4.
Свинець - м'який пластичний синювато сірий метал з температурою плавлення 237,4 Сє. Олово і свинець розчиняються в водних розчинах лугів при нагріванні утворюючи комплексні сполуки.
Цинк, кадмій, ртуть. Проявляють в сполуках ступінь окислення +2 (ртуть і +1).
Масова частка цинку в земній корі складає 5 · 10-3 %. Він зустрічається лише в складі сполук, наприклад ZnS, ZnCO3. Це сріблясто-білий метал. Плавиться при температурі 419,5 Сє. Володіє хорошою тепло- і електропровідністю. Цинк хімічно активний метал який при нагріванні взаємодіє з різними неметалами. Сульфат цинку використовують як мікродобриво.
Масова частка кадмію в земній корі складає 5·10-5 %. Його найважливіші мінерали - CdS i CdCO3. Здебільшого вони э супутниками мінералів цинку. Температура плавлення кадмію 321 Сє Кадмій і ртуть сріблясто-білі метали. В звичайних умовах ртуть - рідина, її температура плавлення рівна -38,9Сє. Це метал, що само легше плавиться. Масова частка ртуті в земній корі складає 7·10-6%. В хімічному відношенні кадмій хімічно активний метал а ртуть малоактивний. Також важкими металами є залізо, ванадій та інші.
2.РОЛЬ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ ДЛЯ ЖИВИХ ОРГАНІЗМІВ
Важкі метали в невеликих концентраціях потрібні всім живим організмам, оскільки входять в склад ферментів і беруть участь у багатьох фізіологічних реакціях і процесах, які в них проходять. Наприклад цинк входить до каталази, яка являється одним з самих ефективних ферментів, які є відомими. Міліграм каталази каталізує процес утворення не менше, ніж 2740 л кисню з пероксиду водню за годину.
Важкі метали можуть змінювати валентність і тому беруть участь в окисно-відновних реакціях організмів. Як і мікроелементи, важкі метали можуть утворювати сполуки з протеїдами. Наприклад, молібден може сполучатись з ферментом флавопротеїном і утворювати нітратредуктазу, яка має важливе призначення. Флавін і молібден розуміються як тимчасові носії електронів. Одні з найважливіших мікроелементів, або елементів „сліду” - це Cu, B, Zn и Мо. [8]. Проміжне становище між мікро і макроелементами займає марганець.
Страницы: 1, 2
