探究酸雨對植物生長的影響
結(jié)題報(bào)告
一、探究目的與意義
通過本次探究活動(dòng),學(xué)生認(rèn)識到酸雨對生物的危害,進(jìn)一步提高了對環(huán)境保護(hù)的意識；在探究中突出對學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)和科學(xué)方法的訓(xùn)練.如在探究中數(shù)據(jù)的記錄,處理；重復(fù)組和對照組的設(shè)計(jì)；對探究中冰乙酸3不發(fā)芽現(xiàn)象,作出進(jìn)一步探究.在探究中充分實(shí)現(xiàn)了對學(xué)生的情感,態(tài)度和價(jià)值觀的教育.如在活動(dòng)中學(xué)生積極而又熱情,主動(dòng)且持之以恒地到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行觀察,認(rèn)真如實(shí)地記錄,小組成員相互合作,井然有序.
二、探究的過程
[1]提出問題：
酸雨對種子發(fā)芽率和幼苗的生長有不利影響嗎?有怎樣的不利影響?不同的酸在同一PH時(shí)對同種植物種子發(fā)芽率和幼苗的生長有不同的影響嗎?
酸雨對種子發(fā)芽率和幼苗的生長有不利影響嗎?有怎樣的不利影響?不同的酸在同一PH時(shí)對同種植物種子發(fā)芽率和幼苗的生長有不同的影響嗎?
[2]作出假設(shè)：
酸雨對種子發(fā)芽率和幼苗的生長有不利影響,可能會(huì)使種子發(fā)芽率降低,幼苗葉片表面有斑點(diǎn)等現(xiàn)象.不同的酸在同一PH時(shí)對同種植物種子發(fā)芽率和幼苗的生長影響基本相近.
[3]探究方案：
⑴材料用具：①5×3×100顆青菜種子（子粒飽滿無病斑） ②5×3套培養(yǎng)皿（規(guī)格一樣） ③吸水紙 ④5支吸管 ⑤PH＝3的鹽酸溶液 ⑥PH＝3的硫酸溶液 ⑦PH＝3的冰乙酸溶液 ⑧PH＝7的清水 .
⑵探究步驟：①觀察種子的萌發(fā)和萌發(fā)后幼苗的生長狀態(tài),將青菜種子分散放在鋪了吸水紙的培養(yǎng)皿里,保持濕潤（用每組相應(yīng)的溶液濕潤）,放在向陽處,每個(gè)培養(yǎng)皿中青菜種子數(shù)為100顆.
②觀察記錄
[4]觀察記錄及分析：
1.酸雨對種子發(fā)芽率的影響
對第四天、第八天的觀察記錄進(jìn)行分析如下
注：冰乙酸3、4代表PH=3,PH=4,冰乙酸4是在冰乙酸3第四天還未發(fā)芽的情況下進(jìn)一步探究做對照得出的數(shù)據(jù).
分析：種子發(fā)芽率是指在最適宜條件下,在規(guī)定天數(shù)內(nèi),發(fā)芽的種子占供試種子的百分?jǐn)?shù).上表顯示在對照組清水中的發(fā)芽率最高：第四天為22℅,其次為鹽酸16℅,硫酸8℅,冰乙酸3為0；第八天為45℅,其次冰乙酸4為21℅,鹽酸18℅,硫酸12℅,由此說明兩點(diǎn)：一、酸雨降低了種子的發(fā)芽率,與假設(shè)相符；二、同ph的不同酸對種子發(fā)芽率影響不同,與假設(shè)不符,分析其原因有兩點(diǎn)：一是鹽酸具有揮發(fā)性,雖然培養(yǎng)皿加蓋培養(yǎng),但還是有少量的鹽酸揮發(fā)掉,降低了種子發(fā)芽時(shí)種子周圍的酸性.二是不同的酸存在電離程度的差別.分析各酸的電離方程式：HCL=H++Cl-(鹽酸是強(qiáng)酸,完全電離),H2SO4=H++HSO4-；HSO4-=H++SO42-(硫酸是二元酸,一級電離完全電離,受[H+]影響,[H+]大時(shí),二級電離平衡常數(shù)Ka=1.20×10-2),HAc=H++Ac-(醋酸是弱酸,不完全電離,在25℃時(shí),其電離平衡常數(shù)Ka=1.76×10-5.)
當(dāng)PH=3時(shí),由上分析可知,醋酸濃度最大,其次是硫酸,鹽酸.在種子萌發(fā)的過程中,隨H+被消耗,弱電解質(zhì)硫酸根離子、醋酸電離程度加大.由于硫酸根離子的Ka遠(yuǎn)大于醋酸的Ka,因而在種子萌發(fā)的酸環(huán)境中,隨著時(shí)間的推移,H+的消耗,醋酸的PH最小,其次是硫酸、鹽酸.
對第四天、第八天的幼苗爛芽、爛根、葉片出斑點(diǎn)和根周圍有霉菌等觀察記錄進(jìn)行分析.
注：冰乙酸3種子未萌發(fā)不作比較,冰乙酸4后期進(jìn)行觀察時(shí)間短也不作比較.
分析:上表顯示硫酸對幼苗的危害性大,鹽酸相對輕些.原因可能主要是硫酸是二元酸,在PH=3時(shí),其不完全電離,其酸性比鹽酸大,其對幼苗的不良影響相對也大些.
三、探究的成果
由上分析可見,酸雨的PH越小,即酸性大,對生物生長不良影響就大.其生理機(jī)制主要是酸雨中的H+降低了細(xì)胞PH值,改變了生物生長、發(fā)育和繁殖等生命活動(dòng)所需要的正常酸堿度,酸雨所帶來的過量H+會(huì)替換其它元素,包括鉀、鎂、鈣等營養(yǎng)元素,從而影響植物的生長.高濃度H+還可以溶解土壤中自然產(chǎn)生的鋁,鋁一旦被分解釋放就會(huì)妨礙植物根系吸收水分和養(yǎng)料的能力,尤其是影響鎂的吸收.缺少鎂將會(huì)導(dǎo)致植物枯萎,而重金屬如錳、鉻、鉛、汞等元素在酸性的作用下,也可變成可溶性物質(zhì),這不僅使植物遭受毒害,還會(huì)污染地下水和江河湖泊,從而嚴(yán)重危害到其他生物的生存.
四、反思
正是因?yàn)樗嵊陮χ参镉形：?從而還會(huì)威脅到人類的生存環(huán)境,所以我們應(yīng)該使用干凈無污染的能源,如太陽能,潮汐和地?zé)岬?發(fā)展沼氣,使用低硫煤.要將汽車尾氣凈化,用甲醇,燃?xì)獯嫫?另外公眾參與意識要強(qiáng),例如,我們可以在校園內(nèi)或馬路邊種植一些對酸雨敏感性植物,以觀測酸雨對環(huán)境的影響；或篩選和培植抗酸雨經(jīng)濟(jì)作物,花卉等,以改造環(huán)境.作為作為中學(xué)生更應(yīng)該提高我們的環(huán)保意識和增加環(huán)保知識.