Исследовательская работа "Горький дым" - действие никотина на животные и растительные клетки.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Лицей №2

Купинского района

Исследовательская работа:

«Воздействие никотина на животные и растительные клетки»

Выполнил: Шипилов Павел Сергеевич

МБОУ Лицей №2, 10 класс

Руководитель: Гарбузова Вера Евгеньевна

преподаватель химии высшей

квалификационной категории

МБОУ Лицей №2

2019 год.

Оглавление стр.

1. Введение……………………………………………………………..2-3

1.1 История табакокурения в России …………………………………3-4

1.2 Состав табачного дыма …………………………………………… 4

1.3 Никотин и его влияние на организм человека …………………... 4- 5

2. Социологическое исследование.

2.1 Проведение анкетирования………………………………………….6

2.2 Результаты анкетирования…………………………………………..6

2.3Выводы………………………………………………………………...6

Основная часть

3.Опытно-экспериментальная работа………………………….......6 -8

3.1 Получение никотина из сигарет…………………………………….6-7

3.2 Получение вытяжки никотина………………………………………7

3.3 Действие никотина на растительные и животные клетки………...7-8

3.4 Выводы по результатам практической части работы……………...8

Заключение………………………………………………………………8-10

Список используемой литературы и Интернет-ресурсов ….……...10

Приложения………….………………………………………………….11-18

Сейчас много говорят о здоровом образе жизни. Что здоровый человек - это будущее нации. Но почему так много людей, которые не обращают внимания на своё здоровье? Почему так много курящих? Курение - самый распространённый в мире вид наркомании. Все знают, что курить вредно, но число курящих людей не уменьшается. Существует заблуждение у курильщиков: «захочу и брошу». Но тяга к курению так велика, что переходит в привычку, результатом которой является хроническая интоксикация организма никотином. Этому явлению, когда армия курильщиков курит во вред себе и окружающим, по-настоящему рискуя жизнью, считаю, есть одна и основная причина: они (курильщики) не знают (или мало знают) обо всей серьёзности последствий.

Что значит «не знают»? Дело в том, что информированность большинства курящих (особенно подростков) о последствиях табакокурения ограничена известной надписью на пачках сигарет: «Курение вредит вашему здоровью» (в разных вариантах). Почему вредит, в какой степени, чем оно грозит каждому из них - курильщики, как правило, не знают. Обычно курильщики утверждают, что хороший фильтр в сигаретах защищает организм от попадания в него вредных веществ. Так может правда в том, что курить надо хорошие (дорогие) сигареты и проблема со здоровьем будет решена?

Один из основных методов информирования школьников о вреде курения - это объяснение механизма вредного воздействия никотина табачного дыма на различные ткани животного и растительного происхождения. Может, узнав о «возможностях» никотина, кто-то из курильщиков побережёт свой организм.

Курение - это одна из проблем нашей школы. Учащиеся курят на переменах за территорией школы. Просто беседы здесь не помогают. Считаю, что большинство ребят (не только те, кто курят) не осознают последствий табакокурения, поэтому я решил принять участие в общешкольной борьбе с этим злом.

В нашей школе ежегодно проходят конференции для учащихся 9-11 классов по одной из трёх проблем: наркомания, алкоголизм, табакокурение. Я решил представить свою работу, наглядно показать опыты, провести эксперименты, доказывающие негативное действие никотина на живые объекты, на школьном мероприятии этого года о табакокурении.

Я думаю, что моя работа заставит учащихся лицея задуматься о влиянии этой вредной привычки на здоровье и о недопустимости курения вообще. Мне хочется пробудить интерес ребят к своему здоровью как основе их будущих успехов в жизни.

1. Объект исследования: сигареты с фильтром различных марок.

2. Предмет исследования: никотин табачного дыма сигарет различных марок (Рodopu,ФЭСТ, Malboro).

3. Цель исследования: изучить действие никотина, как одного из основных компонентов табака, на клетки животного и растительного происхождения и на основе результатов эксперимента способствовать изменению отношения учащихся к курению.

4. Гипотеза: если школьник знает (узнает): состав сигаретного дыма, свойства никотина, о последствиях курения, то это приведёт к изменению его отношения к курению.

5.Задачи исследования:

• собрать и проанализировать информацию по теме исследования в научной литературе и Интернет – источниках о никотине и его влиянии на организм человека;

• провести социологический опрос учащихся МБОУ Лицей №2;

• проанализировать результаты анкетирования;

• изучить методику действия никотина на живые объекты;

• провести эксперимент по цели исследования;

• провести обработку результатов исследования;

• сделать выводы и дать рекомендации по результатам исследования;

• сделать отчёт по работе

6. Этапы работы:

• работа с литературными источниками; обзор информации по вопросу исследования в справочной, научной литературе. Использование Интернет ресурсов (октябрь - декабрь 2018 г.).

• создание модели проведения эксперимента (декабрь2018 г. - январь 2019 г.).

• проведение эксперимента (январь, февраль 2019г.).

• обработка результатов исследования (февраль, март 2019г.).

• отчёт о работе (март 2019 г.).

7. Методы исследования:

• работа с информационными источниками по теме;

• социологический опрос;

• эксперимент;

• физико – химический анализ;

• наблюдение;

• сравнение;

• описание;

• анализ и обобщение материалов исследования.

8. Результаты исследования:

• результаты анкетирования;

• результаты экспериментальных исследований.

1.1 История табакокурения.

Чтобы вести разговор о курении представлю историческую справку распространения табака и появления его в России.

Табак родом из Америки. История приобщения европейцев к курению связана с именем Христофора Колумба. В 1492 г. Колумб высадился на побережье Кубы. Жители встречали пришельцев с травой, употребляемой для курения, которую они называли «сигаро».

Растение, получившее свое название от имени провинции Табаго острова Гаити, начало свое победоносное шествие по странам и континентам. После второго похода Колумба, семена табака были завезены в Испанию, а оттуда они попали в соседние государства. И в период великих географических открытий морскими и караванными путями были доставлены во все уголки земного шара.

В Россию табак был завезен в 1585 году английскими купцами через Архангельск, а затем начал культивироваться на российской земле. Официально торговля табаком и курение были разрешены в годы царствования Петра I. Но наряду с распространением табака и курением началась борьба с этой привычкой. Курение преследовалось властями и духовенством. При царе Михаиле Романове запрещалась продажа, покупка и употребление «богомерзкого зелья». Существенные ограничения в отношении курения вводились в России Николаем I, но после его смерти были отменены. Александр III, сам заядлый курильщик, разрешил курение на улицах и общественных местах.

Наряду с восхвалениями табака в истории было много примеров предостережения любителям курения о вредном влиянии табака на здоровье человека.

Таким образом, даже краткий исторический экскурс свидетельствует о росте потребления табака, табачных изделий и неоднозначном отношении к курению, что ставит перед обществом многочисленные проблемы. Исследования последних лет показали, что курение не безобидная привычка, и оно наносит большой вред здоровью.

1.2 Состав табачного дыма.

Состав табачного дыма еще 40 - 50 лет назад был практически не изучен. Для исследования токсических веществ, содержащихся в табачном дыме, были использованы самые современные физико-химические методы анализа. В настоящее время известно более 4200 веществ, входящих в состав табачного дыма /Приложение№1, таблица №1/. Ингредиенты табачного дыма расположены в соответствии с их долей в общей токсичности. Из приведенных данных следует, что табачный дым представляет собой сложную физико-химическую систему, общая токсичность которой обусловлена одновременным присутствием многих веществ.

1.3 Никотин и его влияние на организм человека.

Никотин – главный компонент табачного дыма, обладающий наркотическими свойствами и являющейся сильным нервно-паралитическим ядом. Ядовитость никотина для человека примерно такая же, как и цианистого калия.

Никотин – алкалоид листьев табака и относится к гетероциклическим соединениям.

Никотин представляет собой бесцветную или светло-желтую жидкость с неприятным запахом и жгуче-горьким вкусом. На воздухе окисляется, приобретая коричневый цвет. Хорошо растворим в воде, эфире, спирте (поэтому курение с одновременным приемом алкоголя усиливает вредное действие каждого из них на организм). Никотин высоко токсичен для человека. Смертельная доза никотина для человека 0,5-1 мг на 1 кг веса. Растущий организм в 2 раза чувствительнее. В одной сигарете содержится 1,0-2,5 мг никотина.

Основной никотин сгорает при температуре ниже точки кипения, а его пары воспламеняются при 95^о С в воздухе. По этой причине большая часть никотина сгорает при выкуривании сигареты, однако вдыхаемой части достаточно для получения требуемых эффектов. Никотин легко проникает в организм человека через кожу, легкие, через желудок с пищей. Попадая в организм, никотин всасывается в кровь и обезвреживается в печени, а также в легких и почках. Никотин и продукты его превращения выделяются с мочой из организма через 10-15 часов после попадания внутрь. Этот алкалоид легко проникает в молоко кормящей матери.

Действие никотина на органы человека и их системы:

Центральная нервная система:

- в малых дозах – возбуждает дыхательный центр, а в больших – угнетает его,

- оказывает паралитическое действие на дыхательные мышцы,

- отрицательно влияет на передачу импульса с нерва на мышцу,

- угнетает расположенные в спинном мозге нервные центры, регулирующие половую функцию.

Сердечно-сосудистая система:

- вызывает сужение и спазмы сосудов, особенно головного мозга и сердечной мышцы,

- приводит к стенокардии, гипертонии, развитию атеросклероза.

Дыхательная система:

- у курящего человека возникает трахеит (воспаление трахеи), воспаление гортани, рак трахеи, рак гортани,

- бронхит, энфизема и рак легких.

Желудочно-кишечный тракт:

- снижает аппетит,

- уменьшает желудочную секрецию,

- вызывает катар желудка и язву двенадцатиперстной кишки,

- способствует развитию рака пищевода, рака и язвы желудка, рака поджелудочной железы.

Кожные покровы:

- на лице курильщика, особенно вокруг рта и глаз, появляются глубокие морщины, кожа имеет серый цвет, изможденность, а также бывает окрашена в оранжевый, пурпурный или красный тон,

- происходит поражение белков соединительной ткани (коллагена и эластина), что приводит к снижению эластичности и упругости кожи.

Железы внутренней секреции:

- снижает уровень гормонов вырабатываемых поджелудочной железой и, в частности, инсулина,

- воздействует на щитовидную железу, в результате чего она увеличивается в размерах, и это может привести к появлению признаков, свойственных базедовой болезни,

- уменьшает выделение желчи печенью.

Опорно-двигательная система:

- остеопороз конечностей (никотин вымывает кальций из костей),

- невриты, артрозы и артриты, гангрена конечностей.

Еще курению сопутствуют желтые зубы, неприятный запах изо рта, ухудшение зрения.

2. Социологическое исследование.

2.1 Анкетирование.

Для выявления масштабов курения в школе, а также причин, способствующих приобщению школьников к курению, я провёл анкетирование среди учащихся 8-10 классов. Анкетирование проводилось анонимно, чтобы у ребят было желание ответить на вопросы откровенно и полно. В анкете были представлены следующие вопросы:

1. Пробовали ли курить?

2. Курите ли вы?

3. Почему вы курите?

4. Знаете ли вы о составе сигарет и табачного дыма?

5. Знаете ли вы о влиянии курения на организм?

6. Как вы относитесь к курению и курящим людям?

2.2 Результаты анкетирования.

Всего в анкетировании приняли участие 60 человек. Результаты анкетирования представлены в приложении № 2 «Результаты анкетирования».

2.3. По результатам анкетирования были сделаны следующие выводы:

- большинство из учащихся пробовали курить,

- каждый шестой учащийся курит,

- большинство опрошенных считают себя достаточно информированными о вреде курения,

- меньше половины учеников знают о химическом составе табачного дыма и сигарет,

- есть ученики, которые знают о воздействии курения на организм и продолжают курить, но как мы видим, эти знания недостаточные, так как учащиеся не изменяют этой привычке,

- больше половины опрошенных уч-ся относятся к курению нейтрально, и лишь небольшая часть ребят считают курение вредной привычкой.

Проанализировав результаты анкетирования, я еще раз убедился в правильности моего решения вести разговор о вреде табака, основываясь на экспериментальной доказательной базе.

Основная часть

3.Опытно-экспериментальная работа

3.1 Получение никотина из сигарет.

Для эксперимента приготовил «курительный аппарат» /Приложение № 3, фото № 1 - 4/ . Он состоит из стеклянной емкости с пробкой, из которой выходят две стеклянные трубки с резиновыми наконечниками. В склянке находится кусочек ваты, на которую осели вещества, выделяющиеся при «курении» сигареты. На конце одной трубки прикреплена сигарета, а на конце другой – резиновая груша. Свободный конец сигареты поджигал. Сжимая и разжимая грушу – имитировал процесс курения. Вещества, осевшие на вате, попали бы в легкие курильщика.

Используя данный прибор, я пропускал табачный дым сигарет трёх разных марок (Рodopu,ФЭСТ, Malboro), через вату. При этом вата в трёх образцах была осмолена хоть и в различной степени, но достаточно сильно.

3.2 Получение вытяжки никотина.

Для получения никотиновой вытяжки, я залил дистиллированной водой отдельно фильтры и кусочки осмоленной ваты, и оставил настаиваться в течение часа. Полученные растворы я отфильтровал и получил вытяжку никотина, желто-коричневого цвета, которую в последствии использовал для проведения опытов.

При сравнении цвета двух растворов установил, что фильтрат из осмоленной ваты окрашен интенсивнее, чем фильтрат из осмоленных фильтров. /Приложение №3, фото № 5-8/

Основываясь на наблюдениях, сделал первые выводы:

- фильтры различных марок сигарет в разной степени лишь частично задерживают вредные вещества, но их большая часть все же беспрепятственно проходит через фильтр и вместе с табачным дымом попадают в организм,

- в обоих случаях содержание никотина в фильтрате очень велико.

3.3 Действие никотина на растительные и животные клетки.

Для экспериментального доказательства вредного воздействия яда никотина на живые организмы взял лист комнатного растения – растительная клетка /Приложение № 3, фото №9/, белок сырого куриного яйца (белковая клетка) /фото №10/, слюну некурящего человека /фото № 1 1/ и мышечную ткань свиного мяса (животная клетка) /фото № 12/.

В ходе эксперимента поочередно добавлял вытяжку никотина (никотин) в образцы и наблюдал за происходящими изменениями.

Опыт № 1. «Действие никотина на растительную клетку».

Лист имеет тонкую кожицу, окрашен в ярко – зеленый цвет. Перед опытом я проверил рН листа в воде. Индикатор показал слабощелочную реакцию среды (рН ~ 6). При обработке листа никотиновой вытяжкой я наблюдал следующее: окраска листа меняется с зеленой на светло-коричневую. /Приложение № 3, фото№ 13/. Это происходит за счет ферментов листа, которые являются индикаторами на щелочную среду (рН7).

Вывод: При взаимодействии никотина на растительную клетку происходит проникновение никотина в структуру растительной клетки, и происходит ее разрушение. /Приложение № 3, фото№ 17/.

Опыт № 2. «Действие никотина на клетку белка» (животную клетку)

Белок яйца густой, прозрачный с бледно-желтоватым оттенком. При добавлении никотина в белок сырого куриного яйца (для опыта взял именно белок куриного яйца, так как его структура сходна со структурой слизистой человека) я наблюдал: окрашивание белка, разрушение нитей белка, изменение консистенции – из густого белок превратился в жидкий. /Приложение № 3 , фото № 14/

Вывод: никотин внедряется в структуру белковой молекулы и изнутри разрушает её. Следовательно, также он действует и на слизистые оболочки ротовой полости, дыхательных путей, желудка. Именно поэтому у людей, которые курят, желтоватый цвет лица, рук. /Приложение № 3, фото№ 18/.

Опыт № 3. «Действие никотина на слюну»

Собранная слюна была прозрачной, бесцветной, с большим количеством пузырьков.

В слюне содержится белковый фермент амилаза, она катализирует гидролитическое расщепление углеводов в ротовой полости в процессе переваривания пищи.

При действии никотина на слюну я наблюдал: слюна окрасилась в светло-коричневый цвет, происходит разрушение структуры слюны. Количество пузырьков уменьшилось, причем очень быстро. /Приложение № 3 , фото № 15/

Вывод: следовательно, через слизистую оболочку ротовой полости, дыхательных путей, альвеолы легких и со слюной никотин попадает в желудок, потом в кровь, которая разносит яд по всему организму. Каталитическая функция амилазы слюны нарушена. /Приложение № 3, фото№ 19/.

Опыт № 4. «Действие никотина на мышечную ткань (животные клетки).

При добавлении никотина к кусочку свежего свиного мяса розово-красного цвета, через непродолжительное время я увидел изменения: исходная окраска исследуемого образца стала беловато-коричневой, в растворе появились белые хлопья. Через два часа волокна легко отделялись друг от друга. /Приложение № 3, фото № 16/

Вывод: все эти изменения показывают, что в мышечных волокнах происходит разрушение белка (денатурация), так как никотин проникает в клетки мышечных волокон. /Приложение № 3, фото№ 20,21/.

3.4 Выводы:

- химическое вещество никотин, внесенное в структуру живой – растительной или животной клетки, способно разрушить ее, то есть способно навредить здоровью и даже лишить жизни это живое.

- никотин внедряется в структуру любой растительной или живой клетки и в конечном итоге идет ее полное разрушение!

А это значит, как только начинают происходить изменения на клеточном, а затем – тканевом уровне, в итоге страдать начинают органы и системы органов, следовательно, и организм человека в целом. Именно поэтому так велико число заболеваний, приобретаемых курильщиком, перечень которых в моей работе далеко не полный. И не важно, дорогие сигареты, или не очень, курит человек!

4. Заключение

Изучив различные источники информации, я убедился в том, что никотин – это яд медленного действия, он разрушает организм изнутри, на протяжении многих лет. Болезни, вызванные курением, подкрадываются тихо, незаметно, вылечить же человека, вернуть ему здоровье очень трудно, а в ряде случаев, к сожалению, невозможно.

Данные исследования подтверждают, что курение процветает среди учащихся нашей школы. В школе из 60 опрошенных учащихся регулярно курят около 17%.

Имея теоретические знания о курении, учащиеся видят его опасность для здоровья лишь в отдаленной перспективе. Поэтому любые рекомендации, при условии их позитивного восприятия школьниками, будут способствовать положительному результату в том случае, если каждый приложит к этому свои усилия.

Результаты моих экспериментальных исследований дают возможность подтвердить гипотезу, что к изменению отношения к курению могут привести только глубокие знания о табаке и табачном дыме и высокая культура отношения к этим знаниям. Возможно, полученные мною результаты воздействия никотина и компонентов табачного дыма на живые клетки, помогут предостеречь кого-то от злоупотребления курением в будущем (ближнем или далеком).

Необходимо помнить о своем здоровье и начинать заботится о нем с самого раннего возраста, зная, что предупреждение всегда эффективнее лечения, и что в наших собственных силах начинать заботу о нем уже сегодня.

Те задачи, которые я ставил в своей работе, считаю выполненными, работа с литературой помогла мне не только лучше узнать о предмете исследования, но глубже вникнуть в данную проблему. Эксперимент ответил на вопрос: как влияет один из главных ядов, никотин, на живое. Считаю, что результаты моих экспериментов в дальнейшем могут оказать сильное воздействие на ребят при проведении бесед о курении.

Перспективы деятельности:

- продолжить изучение химического состава табачного дыма, используя химический эксперимент:

- провести обнаружение непредельных соединений, фенолов, алкалоидов и других вредных веществ;

- провести исследование действия никотина на рост и развитие семян, комнатных растений, простейших организмов;

- провести анкетирование среди учащихся 5-7 классов для выявления отношения к данной проблеме, классные часы и беседы с использованием результатов данного исследования,

- создать группу ребят для проведения бесед о вреде курения в 1-4 классах, так как есть дети, которые пробуют курить в 6-7 лет.

- в рамках общешкольной программы «Здоровье в твоих руках» приобщить курящих ребят к участию в дальнейших исследованиях.

Список литературы и интернет ресурсов

1.Ягодинский В.Н. Школьнику о вреде курения и алкоголя. – М.: Просвещение, 1986;

2.Кузьмин В.Д. Курение, мы и наше потомство. – М.: Советская Россия, 1989.

3.Химия в школе. – 2009. - №9.

4. История табака [Электронный ресурс] - http://www.tabacum.ru/01history.html

5.Факты о курении [Электронный ресурс] http://www.takzdorovo.ru/privychki/glavnoe/fakty-o-vrede-kureniya

6. Влияние табака на организм [Электронный ресурс] http://tvereza.info/tobacco/teffects/torganismeffects_ru.html

Приложение № 1.

Таблица № 1 «Состав табачного дыма»

Приложение № 2 Результаты анкетирования.

Приложение № 2 (продолжение).

Приложение № 3.

Фото № 1 «Курительный аппарат»

Фото № 2,3 «Извлечение никотина»

Фото №4 «Осмоленные вата и фильтры»

Приложение № 3.

Фото № 5,6 «Получение вытяжки никотина»

Фото №7,8 «Фильтрование вытяжки никотина и сравнение интенсивности окраски »

Приложение № 3

Фото № 9 «Лист комнатного растения» Фото №10 «Белок куриного яйца»

(до опыта) (до опыта)

Фото №11 «Слюна некурящего человека» Фото №12 «Свиное мясо»

(до опыта) (до опыта)

Приложение № 3

Фото №13,14 «Проведение опытов с зелёным листом и белком куриного яйца»

Фото №15,16 «Проведение опыта со слюной и свиным мясом»

П риложение№4

Фото №17 Фото №18

Фото №19

Фото №20 Фото №21

«Исследуемые образцы после действия на них вытяжкой

никотина»

15