Исследовательская работа "Изучение местных и привозных сортов яблок на содержание в них ионов железа"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №9»

Изучение местных и привозных сортов яблок на содержание в них ионов железа

Выполнила:

8 класса «А»

Деревянко Вероника

Руководитель:

учитель химии

Лузина М.Г.

г.Черногорск

Содержание

1.     Введение                                                                                           3

2.     Теоретическая часть:                            

2.1.Систематическое положение яблони в системе

      органического мира                                                                        4

2.2.История внедрения плодовых культур на территорию

      Сибири                                                                                              4

2.3. История создания сибирских сортов яблони                               5

2.4. Сорта яблок                                                                                     6

     2.5. Значение железа для организма человека                                    7                                   

3.     Практическая часть:

3.1.Определение содержание железа в яблоках местных

      и привозных сортов роданидным методом                                   8

4.    Выводы                                                                                          10

     5.    Список литературы                                                                       11

     6.    Приложения                                                                                   12 

1. Введение

     В толковом словаре русского языка С.И.Ожегова и Н.Ю.Шведовой дается следующее определение здоровья – «Здоровье – ср. 1. Правильная, нормальная деятельность организма, его полное физическое и психическое благополучие. 2. То или иное состояние организма (выражение доброго пожелания в ответ на благодарность за еду, за угощение или при угощении)».

     Но, к сожалению не каждый человек может похвастаться отменным здоровьем. И часто причину недомогания связывают с низким показателем гемоглобина в крови.

     Надо заметить, что природа очень бережно относится к человеку и представляет ему все свои дары для того, чтобы человек мог жить дольше и сохранять свое здоровье. Все полезное для здоровья организма мы можем извлечь из пищевых продуктов или окружающих нас представителей растительного мира, в том числе из фруктов.

     Мы также знаем, что потребление фруктов каждый день полезно для здоровья. В нашей стране самым распространённой и любимой фруктовой культурой является яблоня. Издавна известны целебные свойства яблок. Это отмечал ещё Гиппократ и рекомендовал их при лечении малокровия, т.к. в яблоках  содержится большое количество железа.  

     В настоящее время приобрести фрукты, в том числе и яблоки, не проблема в любое время года, т.к. магазины и рынки наводнили торговцы из южных республик, предлагающие привезенный ими товар. Но, в последнее время, всё чаще можно услышать, что большинство продукции, которую мы покупаем на рынках и в магазинах не соответствует стандартам качества, так как содержит много искусственных добавок. Поэтому всегда так ценится натуральный продукт, выращенный в той же климатической зоне, в которой и продается, действительно содержащий витамины и радующий не только внешним видом и вкусом, но и полезный для здоровья.

      Исходя из этого, была выдвинута гипотеза: «яблоки, выращенные, в собственных садах содержат больше железа и являются более полезными для здоровья человека, чем привезённые из других республик».

      Целью данной работы является изучение местных и привозных сортов яблок на содержание в них ионов железа. Для достижения данной цели ставились следующие задачи:

·        Познакомиться с систематическим положением яблони в системе органического мира;

·        Изучить историю внедрения плодовых культур на территорию Сибири и историю создания сибирских сортов яблони;

·        Познакомиться с местными и привозными сортами яблок;

·        Изучить значение железа для организма человека;

·        Определить содержание железа в местных и привозных сортах яблок;

·        Сделать выводы о ценности местных и привозных сортов яблок для организма человека.

2. Теоретическая часть

2.1. Систематическое положение яблони в системе органического мира

     История яблони начинается с дикой яблони (Pyrus malus). Родом она, вероятно, из Средней Азии: южного Казахстана, Киргизстана, Таджикистана и китайской провинции Синдзянь. От дикой яблони произошли все сорта яблонь, культивируемых сегодня. Она служила подвоем, на который прививались новые виды. Яблоня распространена в странах с умеренным климатом. Дикая яблоня встречается в большинстве стран и регионов Европы, от Норвегии до Кавказа. Культурные сорта яблони выращиваются уже на протяжении более тысячи лет.

Царство РАСТЕНИЯ

Отдел ПОКРЫТОСЕМЯННЫЕ

Класс ДВУДОЛЬНЫЕ

Семейство РОЗОЦВЕТНЫЕ (Rosaceae)

Род ЯБЛОНЯ (Malus)

2.2. История внедрения плодовых культур на территорию Сибири

     Столетие назад считалось невозможным выращивание плодовых культур в суровых природно-климатических условиях Сибири. Для континентального климата огромного сибирского региона характерны короткое жаркое, нередко засушливое лето, продолжительные морозные зимы с оттепелями в любой месяц. Безуспешными были попытки вырастить в таких условиях европейские сорта плодовых культур, поэтому и сложилось впечатление, что «Сибирь садов не приемлет». Однако энтузиазму пионеров сибирского садоводства, И.В.Мичурина. Н.Ф.Кащенко, Вл.М.Крутовского, Вс.М.Крутовского, М.А.Лисавенко, ученых НИИ садоводства Сибири им.М.А.Лисавенко и опытных станций, ботанических садов, агроуниверситетов сибирское садоводство стало явью, и не только любительское, но и промышленное. В 1920 году на территории Урала, Сибири, Дальнего Востока садами было занято 300га земли, в 1977 году садами было занято только в Сибири 49,8 тыс. га, а в 2005 – около 80 тыс.га.

     Развитие сибирского садоводства неразрывно связано с деятельностью И.В.Мичурина,  с воплощением в жизнь его принципов и методов селекции плодовых и ягодных культур. Он настойчиво пропагандировал продвижение садов на север, в Сибирь.

     С 80-х годов Х1Х столетия и  до последних дней своей жизни И.В.Мичурин в письмах к  начинающим садоводам Сибири, в многочисленных публикациях в газетах и журналах предлагает им выводить свои, местные сорта путем посева и гибридизации. Доходчиво излагает принципы подбора исходных форм для гибридизации. Призывает использовать ценные сибирские и дальневосточные дикорастущие плодовые и ягодные растения с целью создания зимостойких сортов и обогащения породного состава садов. Высылает сибирякам семена, саженцы своих зимостойких сортов. В 1925г. И.В.Мичурин анализируя результаты работы Минусинского агронома И.П.Бердо, указывает, на целесообразность межвидовой гибридизации и повторных скрещиваний. В обращении «К жителям суровой сибирской тайги» рекомендует выводить свои и выращивать его зимостойкие сорта яблони «Таежное» и «Ермак». Желающим иметь непременно крупные яблоки указывает на положительную роль снега и возможность выращивания нежных сортов в виде кордонов.

     Создание И.В.Мичуриным зимостойкого сорта яблони «Таежное» показало сибирякам перспективность использования межвидовой гибридизации. Именно этот метод лег в основу выведения зимостойких сортов плодовых и ягодных культур Сибири.

     По инициативе И.В.Мичурина в первой половине ХХ столетия были организованы помологические отряды, опорные пункты, испытательные станции по садоводству в Красноярске, Минусинске, Горно-Алтайске.         Вовлечение в селекцию в качестве исходных форм зимостойких сибирских и дальневосточных видов (либо их потомков) – сибирской ягодной яблони обеспечило выведение зимостойких сортов с потенциально высокой продуктивностью.

     Созданные в Сибири сорта плодовых и ягодных культур, научные разработки по агротехнике обеспечили возможность массового развития садоводства в Сибири. 

2.3. История создания сибирских сортов яблони

     Первые попытки вырастить яблоню в Сибири предприняты 150 лет назад. Энтузиасты сибирского садоводства (представители ссыльной интеллигенции и крестьяне), после неудачных опытов акклиматизации южных и среднерусских сортов, под влиянием идей И.В.Мичурина, а кто и спонтанно, перешли к созданию местных сортов.

     В 30-40-х годах ХХ столетия, используя методы И.В.Мичурина, начинают селекционную работу по яблоне на Красноярской, Алтайской НИИСС, Минусинской, Новосибирской, Омской плодово-ягодных опытных станциях, в ботанических садах Томска и Новосибирска. В настоящее время в Сибири выведено множество сортов яблони, в том числе 36 сортов народной селекции, 63 сорта НИИ, 45 – Красноярской, 15 – Минусинской, 5 – Новосибирской, 22 – Центрального Сибирского ботанического сада.

     В настоящее время в большом объеме селекционная работа по яблоне ведется  НИИСС в двух природно-климатических зонах Алтая – в низкогорье (в г. Горно-Алтайске) и в лесостепной зоне с 1950г. (в г. Барнауле). Всего селекционерами НИИСС выведено 63 сорта яблони.

     Лучшими материнскими исходными формами оказались Лалетино, Горноалтайское, Пепенка Алтайская, Осенняя Радость Алтая, Алтайское Багряное. На их основе выведены лучшие отцовские формы Пепин Шафранный, Белокитайка, Белый Налив, Сибирский Самородок, Уэлси.  Большая часть сортов НИИСС обладает высокой устойчивостью к болезням, в том числе к парше, скороплодны, вступают в плодоношение на 3-4 год после посадки, обладают высокой урожайностью.

     Учеными Красноярской, Алтайской НИИСС, Минусинской, Новосибирской, Омской плодово-ягодных опытных станциях, в ботанических садах Томска и Новосибирска доказана возможность дальнейшего совершенствования сибирского сортимента по яблоне, создана научная база для выведения сортов с высокой адаптацией к биотическим и абиотическим стрессам, плодами высокого качества технического и универсального назначения.

2.4. Сорта яблок

    В нашей стране яблоня - одна из самых распространенных и любимых плодовых культур, насчитывающая множество сортов. Однако широкой известностью пользуются не более 200 из них. Плоды самых  ранних культур  собирают уже в июле, поздних – в сентябре – октябре. Многие сорта хорошо  сохраняются до весны, а некоторые даже до нового урожая. Яблоки обладают высокими вкусовыми качествами, транспортабельны, пригодны для переработки. Они содержат свыше 40 химических элементов, необходимых человеку: обширный набор витаминов и ферментов, легкоусвояемые сахара и клетчатку, минеральные и дубильные вещества, что позволяет отнести эти плоды к диетическим продуктам питания.  Рассмотрим некоторые сорта яблок:

·        местные сорта яблок, полученные селекционерами Красноярской, Алтайской НИИСС, Минусинской, Новосибирской, Омской плодово-ягодных опытных станциях.

     Подарок осени (осенний сорт). Деревья зимостойкие, хорошей силы роста, высокоурожайные. Плоды 100-120г приплюснуто-округлой формы, полого-ребристые желтые. Мякоть очень сочная, хрустящая, отличного вкуса. Классика. Хранятся 2 месяца.

     Белый налив — дерево умеренного роста. Плоды 100—200 г, сочные, приятного винно-кисло-сладкого вкуса. Созревают в конце июля - начале августа. Дерево вступает в плодоношение в возрасте 4—5 лет. Урожайность хорошая. Зимостойкость средняя, поражаемость вредителями и болезнями средняя. Дерево среднерослое, средней зимостойкости. Устойчивое к парше, урожайное. Плоды массой 100-120г, округло-коническое, бело-зеленое. Мякоть очень сочная, хорошего вкуса. Хранятся 1 месяц.

     Антоновка (зимний сорт) Старинный русский сорт. В плодоношение вступает с 5 лет. Плоды массой 150г, округлые, ребристые, желтовато-зеленые. Мякоть белая, сочная, плотная, мелкозернистая, кисло-сладкая, с характерным сильным ароматом. Плоды хранятся до ноября-декабря.

     Анис пурпурный (летний сорт) Дерево высокорослое с широкой кроной, с высокой ежегодной урожайностью. Высокозимостойкий, засухоустойчивый сорт. Плоды 80г, плоскоокруглые, нарядные, светло-желтые с красным штриховым румянцем, мякоть белая, сочная, отличного десертного вкуса, с характерным свежим анисовым ароматом. Созревает в конце августа.

·        сорта яблок, которые можно встретить на прилавках торговцев из южных республик и Китая.

    Бельфлер - китайка. Дерево крупное. Плоды выше средней величины, очень хорошего кисло-сладкого вкуса позднелетнего созревания.
В пору плодоношения вступает относительно поздно. Урожайность не всегда хорошая.

     Голден Делишез сорт был выведен случайно в 1905 году Андре Муллинз. Дерево высокорослое, имеет крупные плоды красного цвета. Обильно плодоносит.

     Фуджи Большие крупные яблоки желтого цвета с красными бочками. Сорт был выведен в Японии. Сохраняет свои вкусовые качества даже после термической обработки, что обеспечивается твердой кожурой и густой сладкой мякотью. Собирают осенью, хранится до мая.

     Боровинка. Сорт народной селекции. Дерево умеренного роста. Плоды средней величины с красным полосатым румянцем, кисло-сладкого вкуса. Дерево вступает в плодоношение на 5-6-й год. Урожайность высокая, зимостойкий, лёжкость плодов непродолжительная. Устойчив к парше, транспортабелен.

2.5. Значение железа  для организма человека

     Железо присутствует в организмах всех растений и животных как микроэлемент, то есть в очень малых количествах (в среднем около 0,02%). Однако железобактерии, использующие энергию окисления железа(II) в железо(III) для хемосинтеза, могут накапливать в своих клетках до 17-20% железа.

     Основная биологическая функция железа — участие в транспорте кислорода и окислительных процессах. При недостатке железа растения не образуют хлорофилла, что нарушает процесс фотосинтеза, растения заболевают хлорозом, теряют возможность ассимилировать углекислый газ и выделять кислород.  Железо входит в состав гемоглобина, миоглобина, различных ферментов и других, сложных железобелковых комплексов. В организме взрослого человека имеется 4-5г железа, из них 65% в крови.

       Железо стимулирует функцию кроветворных органов. Красный пигмент крови – гемоглобин – осуществляет перенос кислорода от органов дыхания к тканям и обратный перенос  углекислого газа от тканей к лёгким. Гемоглобин содержит белок (глобин) и комплексное соединение железа (гем).

     

     Этот белок, одна молекула которого включает около 4 500 атомов железа, концентрируется в печени, селезенке, костном мозге и слизистой кишечника млекопитающих и человека.

      При недостатке железа в организме развивается железистая анемия. При снижении уровня гемоглобина в эритроцитах снижается способность транспортировать газы крови. В связи с этим возникает гипоксия тканей (снижение обеспеченности кислородом). Чем тяжелее анемия, тем более выраженная гипоксия.

     Суточная потребность человека в железе (6-20 мг) с избытком покрывается пищей. Железом богаты многие продукты – это мясо, печень, яйца, хлеб, шпинат, гранаты, свекла и в том числе яблоки.

3. Практическая часть

3.1. Определение содержания железа в яблоках местных и привозных сортов роданидным методом

     Соединения железа существуют в природе в виде ионов Fe⁺² точные результаты могут быть получены при определении суммарного железа. Для этого необходимо перевести соединения железа в форму, пригодную для анализа, добавляя к пробе сильную кислоту (HNO₃, HCl, H₂SO₄) до уровня  pH 1-2 (в естественных условиях окислителем является аскорбиновая кислота). В школьной практике наиболее пригоден роданидный метод определения общего железа. В этом случае формы Fe⁺² окисляют до Fe⁺³, используя концентрированную HNO₃. Этот метод основан на взаимодействии ионов   Fe ⁺³ с роданид – ионами в кислотной среде:

Fe ³⁺ + nSCN^- =Fe ( SCN )n ^3-n (n= 1-6).

      Для работы брались яблоки местных сортов: «Антоновка», «Подарок осени»; и привозных сортов: «Голден Делишез», «Фуджи» и определялись на содержание в них ионов железа. Все наблюдения и опыты проводились в трехкратной повторности.

     Визуальное определение по срезу.

     Бытует мнение, что чем богаче яблоки железом, тем быстрее они на срезе «ржавеют».  При визуальном рассмотрении срезов яблок местных и привозных сортов было выявлено, что быстрее всех «ржавеют» яблоки местного сорта «Антоновка», при этом срез приобретает интенсивную коричневую окраску. Менее интенсивную окраску на срезе имеют яблоки местного сорта «Подарок осени» и привозного сорта «Голден Делишез», Медленнее всего «ржавеют» яблоки привозного сорта «Фуджи», при этом они приобретают едва заметный коричневатый оттенок .

     Т.о. предположили, что наиболее богаты ионами железа яблоки местного сорта «Антоновка»; яблоки же сорта «Фуджи» содержат незначительное количество железа. Для подтверждения воспользовались роданидным методом определения ионов железа.

     Качественное определение с приближенной количественной оценкой.

     Наливают в пробирку 10 мл исследуемого раствора, добавляют 2 капли концентрированной HNO₃ и 1мл 20%-ного раствора роданида аммония. Содержимое пробирки перемешивают и визуально (см.приложение 3) определяют приблизительную концентрацию железа в соответствии с таблицей.не

Визуальное определение приблизительной концентрации железа в исследуемом растворе.

Окрашивание при рассмотрении сбоку.	Окрашивание при рассмотрении сверху вниз.	Содержание, мг/л.
Окрашивания нет.	Окрашивания нет.	Менее 0,05.
Едва заметное желтовато-розовое.	Очень слабое желтовато-розовое.	0,1.
Очень слабое желтовато-розовое.	Слабое  желтовато-розовое.	0,25.
Слабо желтовато-розовое.	Светлое желтовато-розовое.	0,5.
Светло – желтовато-розовое.	Желтовато-розовое.	1,0.
Сильно желтовато-розовое.	Желтовато-красное.	2,0.
Светло-желтовато-красное.	Ярко-красное.	Более 2,0.

      Результаты показали, что наибольшее содержание железа в яблоках местного сорта «Антоновка» более 2 мг/л и наименьшее в китайском сорте «Фуджи» 0,1мг/л (см. приложение 1), т.о. химические исследования подтвердили визуальные определения содержания ионов железа по срезу яблока.

Выводы

1.     Изученная литература показала, что история внедрения плодовых культур на территорию Сибири и создание сибирских сортов яблони неразрывно связано с именем В.И.Мичурина.

2.     Созданные в Сибири сорта плодовых и ягодных культур, научные разработки по агротехнике обеспечили возможность массового развития садоводства и плодоводства в Сибири. Селекцией созданы сорта, способные выживать и плодоносить в жёстких условиях Сибири.

3.     Значение железа очень велико для нормальной жизнедеятельности живого организма, как растения, так и человека.

4.     Химические исследования показали, что более ценными по содержанию железа оказались местные сорта яблок – «Антоновка» и «Подарок осени», менее ценными являются яблоки китайского сорта «Фуджи» (см. приложение 2).

5.     Химические исследования подтвердили верность бытующего мнения о зависимости «ржавения» яблока и содержания в нём ионов железа.

6.     Химические исследования показали, что более полезными для здоровья человека являются яблоки местных сортов.

7.     Т.о. гипотеза, что «яблоки, выращенные, в собственных садах содержат больше железа и являются более полезными для здоровья человека, чем привезённые из других республик» оказалась верной.

     У англичан есть пословица: «An apple a day keeps the doctor away» - «Яблоко в день, и доктор не нужен совсем». Давайте не забывать о полезном лакомстве, которое дарит нам природа. И будьте здоровы!

Список литературы

1.     Гусева И. Советы садоводам-любителям «Яблони»., комплект 18 фото. М.: «Планета», 1989.

2.     Курсы по выбору: выбор за вами/ Ред.-сост.Л.Г.Пройчева.-М.: Центрхимпресс, 2007.

3.     Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. – М.:Химия, 1967.

4.     Помология. Сибирские сорта плодовых и ягодных культур ХХ столетия. Сиб.отд-ние, ГНУ НИИСС им. М.А.Лисавенко. – Новосибирск: ООО «Юпитер», 2005.

5.     Ромашов Ф.Н., Фролов В.А. Жить без лекарств. – 3-е изд., перераб и доп, - М.: Сов.Россия, 1983.

6.     Скурихин И.М. Все о пище с точки зрения химика. – М.: Высшая школа, 1991.

7.     Трайтак Д.И. Книга для чтения по ботанике: для учащихся/ сост.Д.И.Трайтак. – 2-е изд., перераб. - М.:Просвещение, 1985.

Приложение 1

Содержание железа, мг/л.	Сорта яблок
	Антоновка	Подарок осени	Фуджи	Голден Делишез
Менее 0,05.
0,1.			+
0,25.
0,5.
1,0.				+
2,0.		+
Более 2,0.	+

     Приложение 2

Приложение 3

Визуальное определение приблизительной концентрации железа в яблоках привозных сортов «Фуджи» и «Голден Делишез»

            Сорт «Фуджи»                                           Сорт «Голден Делишез»

Визуальное определение приблизительной концентрации железа в яблоках местных сортов «Антоновка» и «Подарок осени»

                Сорт «Подарок осени»                          Сорт «Антоновка»

• 1 слайд

  Изучение местных и привозных сортов яблок
  на содержание в них ионов железа
  Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №9»
  Выполнила: ученица 8 класса «А» Деревянко Вероника
  г.Черногорск
  

• 2 слайд

  «Здоровье – ср. 1. Правильная, нормальная деятельность организма, его полное физическое и психическое благополучие. Состояние здоровья. Беречь з. Расстроить з. 2. То или иное состояние организма. Крепкое, слабое з. Как з.? Твоё (ваше) з. или за твоё (ваше) з. (обращение к тому, за кого поднимают тост). На з. (выражение доброго пожелания в ответ на благодарность за еду, за угощение или при угощении)»
  С.И.Ожегов и Н.Ю.Шведова
  

• 3 слайд

  «Яблоня – и.ж. фруктовое дерево семейства розоцветных с шаровидными сладкими или кисло-сладкими плодами. Яблоко – плод яблони»
  С.И.Ожегов и Н.Ю.Шведова
  

• 4 слайд

  Гипотеза: «яблоки, выращенные, в собственных садах содержат больше ионов железа и являются более полезными для здоровья человека, чем привезённые из других республик»
  Цель: изучение пользыдля здоровья местных и привозных сортов яблок по содержанию в них ионов железа
  

• 5 слайд

  Систематическое положение яблони
  Царство РАСТЕНИЯ
  
  Отдел ПОКРЫТОСЕМЯННЫЕ
  
  Класс ДВУДОЛЬНЫЕ
  
  Семейство РОЗОЦВЕТНЫЕ (Rosaceae)
  
  Род ЯБЛОНЯ (Malus)
  

• 6 слайд

  «Сибирь садов не приемлет»
  Иван Владимирович Мичурин
  (1855 - 1935)
  

• 7 слайд

• 8 слайд

• 9 слайд

  Гемоглобин
  Fe
  

• 10 слайд

  Антоновка
  Старинный русский сорт. В плодоношение вступает с 5 лет. Плоды массой 150г, округлые, ребристые, желтовато-зеленые. Мякоть белая, сочная, плотная, мелкозернистая, кисло-сладкая, с характерным сильным ароматом. Плоды хранятся до ноября-декабря.
  Подарок осени
  Деревья зимостойкие, хорошей силы роста, высокоурожайные. Плоды 100-120г приплюснуто-округлой формы, полого-ребристые желтые. Мякоть очень сочная, хрустящая, отличного вкуса. Классика. Хранятся 2 месяца.
  Голден Делишез
  Сорт был выведен случайно в 1905 году Андре Муллинз. Дерево высокорослое, имеет крупные плоды зелёного цвета. Обильно плодоносит.
  Фуджи
  Большие крупные яблоки желтого цвета с красными бочками. Сорт был выведен в Японии. Сохраняет свои вкусовые качества даже после термической обработки, что обеспечивается твердой кожурой и густой сладкой мякотью. Собирают осенью, хранится до мая.
  

• 11 слайд

  Сорт «Фуджи» Сорт «Голден Делишез»
  

• 12 слайд

  Сорт «Подарок осени» Сорт «Заветное»
  

• 13 слайд

  Сорт «Антоновка» Сорт «Медовое»
  

• 14 слайд

  1 2 3
  4 5 6
  Сорт «Подарок осени»
  Сорт «Заветное»
  Сорт «Антоновка»
  
  
  
  
  Сорт «Медовое»
  Сорт «Фуджи»
  Сорт «Голден Делишез»
  

• 15 слайд

  Визуальное определение приблизительной концентрации железа
  в исследуемом растворе.
  

• 16 слайд

• 17 слайд

  «An apple a day keeps the doctor away» -
  
  «Яблоко в день, и доктор не нужен совсем»
  Английская поговорка