Эксперимент разработан учителями химии штата Вашингтон (США), и описан в книге: "Химия. Интересные уроки: Из зарубежного опыта преподавания / Авт.-сост. Головнер В.Н. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2001, с.52-56.", первоисточник, приведенный в книге: Journal of Chemistry Education, 1995, №1, p. 49-50.
По ходу работы учащиеся проводят опыты над беспозвоночными - дафниями, подвергая их воздействию алкоголя, никотина, кофе и ряда лекарственных препаратов. Наблюдая за поведением дафний, учащиеся определяют степень токсичности веществ, их минимальную токсическую концентрацию и характер токсического действия. Всем известно, об опасности никотина и алкоголя для здоровья человека. И тем не менее мировое потребление табака и алкоголя от этого не снижается. Зато возможность увидеть своими глазами результаты воздействия этих веществ на живое существо может остановить в будущем от злоупотребления алкоголем и курением. Важно и то, что в процессе эксперимента становится понятно, что в определенной дозировке даже безвредные вещества (кофе, лекарства) могут быть опасны.
Выполнение работы не требует специальных знаний по химии или биологии, и потому исследование может быть проведено учащимися любой возрастной группы.
Для опытов нужны не сами вещества, а их растворы:
1) кофе - крепкий свежесваренный;
2) аспирин - растворить таблетку (500 мг) в 10 л воды;
3) димедрол - растворить 1 капсулу в 10 мл воды;
4) столовое вино - разбавленное;
5) жевательный табак - смешать 1 г с 10 мл теплой воды и взбалтывать, пока раствор не окрасится.
Порядок работы
В 5 пробирок, содержащих примерно по 10 мл прудовой воды, помещают по одной дафнии. Из мерной пипетки в первые четыре пробирки добавляют один из исследуемых растворов в количестве 1, 2, 3 и 4 капель соответственно. Пятая пробирка - контроль, если в ней дафния умирает, то остальные результаты считаются недостоверными. При наблюдениях фиксируем видимые изменения в движениях, изменения сердечного ритма и движения жабер. Обычно табак даже в малых дозах приводит к быстрой гибели дафнии. Столовое вино вначале замедляет сердечный ритм, а при увеличении концентрации вызывает смерть. Аспирин и димедрол приводят к летальному исходу только в больших дозах. Кофе лишь ускоряет сердечный ритм.
Важнейшей развивающей частью является обсуждение результатов. Вопросы, на которых стоит заострить внимание:
1. Что является активным компонентом в каждом из исследуемых веществ? Обычно принято считать активными компонентами те вещества, которые указаны в таблице
2. Почему одни вещества токсичнее других? Используя табличные данные (из той же таблицы на фото 3), нужно рассчитать минимальную токсическую концентрацию (МТК). Результаты расчетов представляются в виде диаграммы
3. Можно ли утверждать, что токсичные для дафнии вещества токсичны и для человека?
Основываясь на табличных значениях летальной дозы для млекопитающих, исследователи могут расположить испытуемые вещества по возрастанию LD50 в следующий ряд: кофеин, никотин, димедрол, ацетилсалициловая кислота, этанол. Все испытуемые вещества действуют на млекопитающих и на дафний одинаково.
Заканчивая обсуждение результатов работы, следует еще раз напомнить об опасности употребления сильнодействующих препаратов и о соблюдении умеренности в употреблении даже безобидных на первый взгляд веществ.
Яд от лекарства отличает только доза, говорил еще в XVI в. выдающийся естествоиспытатель и врач Парацельс.
Не вдаваясь в долгие пояснения:
1) вместо выловленных в естественных условиях дафний можно воспользоваться готовыми наборами, как на фото;
2) тем, кто заинтересовался темой, могу выслать более подробное обсуждение результатов (материал из книги).
Больше про научно-исследовательские работы школьников по естественным наукам (идеи, формы организации работы с юными исследователями их группами поддержки, адаптированные для детских работ методики (как из занимательных опытов, так и из практикумов для средних и высших УЗ), структура, литература, особенности оформления, информация о конкурсах Малых академий наук, электронных СМИ и т.п.), а также множество интереснейших фактов из химии, физики, биологии, экологии, наук о человеке и здоровом образе жизни в https://vk.com/club134922633, открытая группа Есения (ЕСтЕственно-Научные ИсследованиЯ)