Реферат: Международный Фестиваль «Звезды Нового Века»


Международный Фестиваль «Звезды Нового Века» - 2012

Естественные науки (от 11 до 13 лет)


Как питаются растения

Опытно-экспериментальная работа


Симонов Александр, 12 лет

ученик 6-го класса

Руководитель работы:

Елисеева Ирина Николаевна,

учитель биологии

МБОУ «Гимназия № 5» г.Брянска


СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1. Корень – орган почвенного питания 5

2. Лист – орган воздушного питания 7

3. Исследования потребления растениями

воды и минеральных солей 8

3.1 Опыты по изучению состава почвы

А) Прокаливание почвы 8

Б) Обнаружение минеральных

веществ в почве 9

В) Обнаружение в почве воды 10

Г) Обнаружение в почве воздуха 10

3.2 Опыты по изучению почвенного питания 11

А) Прохождение воды и растворённых

в ней веществ через перепонки 11

Б) Изучение корневых волосков 12

В) Обнаружение сосудов в корне

3.3 Поступление воды из почвы в корень 14

4. Опыты по изучению воздушного питания 15

4.1 Получение спиртовой вытяжки хлорофилла 15

4.1 Образование в растениях на свету

органических веществ 15

5. Заключение 17

Список использованной литературы 18

Приложения

ВВЕДЕНИЕ

В шестом классе мы начали изучать раздел биологии – ботанику - науку о растениях. На каждом уроке мы получаем новую информацию об этих удивительных организмах. Мы узнали, что растения являются основными поставщиками кислорода для всех живущих на Земле, они вносят в жизнь человека красоту и гармонию, люди не перестают восхищаться ими. Растения являются источником пищи для всех гетеротрофов – человека, животных. Люди используют в пищу зелёные части растений, фрукты, овощи, ягоды, семена.

А как же питаются сами растения? Ответ на этот вопрос мы получили на уроках в форме теоретических знаний.

У растительных организмов питание особенное, что можно проиллюстрировать следующей схемой:

^ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ

↓ ↓

ВОЗДУШНОЕ ПОЧВЕННОЕ

(ЛИСТОВОЕ) (КОРНЕВОЕ)

Почвенное (корневое) питание – это потребление воды и необходимых минеральных солей с помощью корневой системы растения (приложение №1).

Воздушное (листовое) питание – фотосинтез- является основным процессом, приводящим к образованию органических веществ в растениях. При фотосинтезе солнечная энергия в зеленых частях растений, содержащих хлорофилл (в основном, в листьях), превращается в химическую энергию, которая используется на синтез углеводов из углекислого газа и воды.

Мы захотели изучить процесс питания растений более подробно и подтвердить полученные знания с помощью опытов и экспериментов.

^ Цель работы:

изучить процессы почвенного и воздушного питания.

Задачи работы:

познакомиться опытным путём с составом почв;

выяснить, как происходит поглощение воды и минеральных солей корнем;

изучить структуры корня, осуществляющие поглощение веществ из почвы;

опытным путём установить, какие условия необходимы для фотосинтеза и какие вещества образуются в результате него;

расширить и углубить знания о процессах жизнедеятельности растений.

^ Методы исследования, которые мы использовали – это изучение научной литературы о строении корней и листьев, процессах питания растений, методик наблюдений и экспериментов, которые мы применяли в практической части своей работы. Определения этих методов дал И.П.Павлов: «Наблюдение собирает то, что ему предлагает природа, опыт же берёт у природы то, что он хочет». Наблюдая, мы собираем то, что «открывает» перед нами природа; экспериментируя же, воссоздаём происходящее в ней процессы и познаём то, что она «скрывает» от нас. Методики опытов исследовательской работы мы подобрали, изучив следующую литературу: «Методики эксперимента по физиологии растений» В.А. Тетюрева и «Физиология растений» Н.И. Якушкиной.

Полученные знания и изученные методы, мы сможем применять в практике выращивания растений, увеличения размеров вегетативных органов растения. Эти знания помогут нам в изучении других процессов жизнедеятельности растений. Приобретённым опытом работы мы сможем поделиться с другими учащимися и заинтересовать их исследовательской деятельностью.

Апробация работы состоялась в ходе докладов, прочитанных автором на уроках природоведения в 6 классах, на занятиях факультатива в 5 классе МБОУ «Гимназия №5» г.Брянска, на научно-практической конференции учащихся МБОУ «Гимназия №5» г.Брянска «Юные ученые» в 2011-2012 учебном году.


^ 1. КОРЕНЬ – ОРГАН ПОЧВЕННОГО ПИТАНИЯ

Физиологические процессы, которые мы изучали, происходят в корнях и листьях растений. Прежде чем начать постановку опытов, мы изучили их строение и значение.

Корень в жизни растений играет важнейшую роль. Он является органом водно-минерального питания растений. Корень закрепляет растение в почве. Рост надземных органов растений зависит от деятельности корневой системы. Фотосинтетическая работа листьев тесно связана с поглощающей деятельностью корней.

Корни растения образуют корневые системы, состоящие из нескольких видов корней.

Главный корень, развивающийся из зародышевого корешка, имеет вертикальное положение; боковые корни располагаются по сторонам главного корня. Разветвляясь, боковые корни образовывают корни второго, третьего порядка и т. д.

На конце корня находится корневой чехлик, в виде колпачка, как бы защищающего нежный кончик корня от внешних повреждений.

Корни, развивающиеся на стебле или листьях, называются придаточными.

Корни многих растений способны образовывать придаточные почки, из которых развиваются надземные побеги (корневые отпрыски). На свойстве стеблей и листьев образовывать придаточные корни основано вегетативное размножение многих растений.

Различные части корня выполняют неодинаковые функции и различаются по внешнему виду. Эти части получили название зон.

Кончик корня снаружи всегда прикрыт корневым чехликом, он состоит из живых клеток, которые постоянно обновляются. Клетки корневого чехлика выделяют слизь, она покрывает поверхность молодого корня. Благодаря слизи снижается трение о почву, её частицы легко прилипают к корневым окончаниям и корневым волоскам. Под чехликом располагается зона деления, представленная образовательной тканью — меристемой. Клетки зоны деления тонкостенные и заполнены цитоплазмой, вакуоли отсутствуют. Зону деления можно отличить на живом корешке по желтоватой окраске, длина её около 1 мм. Вслед за зоной деления располагается зона растяжения. Она также невелика по протяжённости: составляет всего несколько миллиметров, выделяется светлой окраской и как бы прозрачна. Клетки зоны роста уже не делятся, но способны растягиваться в продольном направлении, проталкивая корневое окончание вглубь почвы. В пределах зоны роста происходит разделение клеток на ткани. Окончание зоны роста хорошо заметно по появлению многочисленных корневых волосков. Корневые волоски располагаются в зоне всасывания, функция которой понятна из её названия. Длина её от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. В отличие от зоны роста участки этой зоны уже не смещаются относительно частиц почвы. Основную массу воды и питательных веществ молодые корни всасывают с помощью корневых волосков. Корневые волоски — это выросты клеток поверхностной ткани, поглощающей зоны корня растения. Они увеличивают всасывающую поверхность корня, выделяют продукты обмена; находятся чуть выше корневого чехлика. Все вместе они создают впечатление белого пушка вокруг корня. У растения, только что вынутого из почвы, всегда можно увидеть прилипшие к корневым волоскам комочки почвы. Корневые волоски выделяют в почву различные вещества. Длина варьируется у разных видов растений от 0,06 до 10 мм. Продолжительность его жизни не превышает 10—20 дней. Выше зоны всасывания, там, где исчезают корневые волоски, начинается зона проведения. По этой части корня вода и растворы минеральных солей, поглощённые корневыми волосками, транспортируются в вышележащие отделы растения.


^ 2. ЛИСТ – ОРГАН ВОЗДУШНОГО ПИТАНИЯ

Лист состоит из следующих тканей:

Эпиде́рмис — слой клеток, которые защищают от вредного воздействия среды и излишнего испарения воды. Часто поверх эпидермиса лист покрыт защитным слоем восковидного происхождения (кутикулой).

У́стьица — специальные комплексы клеток, расположенные, в основном, на нижней поверхности листьев; через них происходит испарение воды и газообмен.

Мезофи́лл, или паренхи́ма — внутренняя хлорофиллоносная ткань. Верхний слой этой ткани называется столбчатой, клетки её расположены вертикально без межклеточного вещества и выполняют основную функцию — фотосинтез. Нижний слой называется губчатой тканью, так как между клетками большие межклетники. Эта ткань выполняет функцию газообмена.

Сеть жи́лок, образованных механической тканью и проводящими пучками, состоящими из сосудов и ситовидных трубок, для перемещения воды, растворённых солей, сахаров.


^ 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ РАСТЕНИЯМИ ВОДЫ

И МИНЕРАЛЬНЫХ СОЛЕЙ

В почве растения укрепляются корнями. Из почвы они добывают воду и необходимые для жизни вещества. Поэтому мы решили вначале своей работы познакомиться с составом почвы.

^ 3.1 Опыты по изучению состава почвы

А) Прокаливание почвы

Задача:

выяснить состав почвы.

Оборудование:

богатая перегноем почва, фарфоровый тигель, тигельные щипцы, спиртовка, штатив, две пробирки, спички.

Ход работы.

В тигель мы поместили немного почвы, после чего закрепили его на штативе и почву прокалили на пламени спиртовки. Такое же количество поместили в пробирку для сравнительного контроля опыта(приложение №2).

Сначала наблюдалось почернение почвы возле стенок тигеля. Это объясняется тем, что в почве содержатся органические вещества, которые при нагревании начали сгорать.

При дальнейшем прокаливании из почвы начали выделяться разные пары и газы, запах их чувствовался в помещении. Осторожно перемешивая прокаленную почву тигельными щипцами, над ней помещали горящую лучинку. Вещества, выделяющиеся из почвы, загорались и горели багрово-красным пламенем. Это служит доказательствам того, что в почве содержатся горючие вещества (приложение №3).

Прокаливание почвы продолжалось до полного удаления из неё горючих веществ – об этом можно было по исчезновению в почве черных, обугленных веществ.

Охлаждённая прокаленная почва помещалась в пробирку, и её оставшееся количество сравнивалось с количеством в контрольной пробирке. Разница в количестве значительная (приложение №4).

Вывод. В почве содержатся горючие органические вещества и негорючие минеральные вещества, причём первых во взятой нами пробе почвы значительно больше, чем вторых. Следовательно, пробы почвы, взятая нами, богата органическими веществами, которые образуются при перегнивании остатков растений и животных. От цвета перегноя зависит тёмный цвет почвы, и чем больше в почве перегноя, тем она темнее.


Б) Обнаружение минеральных веществ в почве

При прокаливании почвы выгорает перегной и остаются минеральные вещества.

Задача:

обнаружить минеральные вещества в остатке сгоревшей почвы.

Оборудование:

минеральный остаток почвы, дистиллированная вода, фильтровальная бумага, стеклянная палочка, предметное стекло, тигельные щипцы, спиртовка, пробирки, спички.

Ход работы.

В пробирку мы насыпали остаток почвы слоем около 0,03 м, прилили до половины пробирки дистиллированной воды. Пробирку закрыли, энергично взболтали, затем дали её содержимому отстояться. На дне пробирки различалось два слоя: внизу песок, а поверх его глина. Это позволило сделать вывод, что в почве имеются песок и глина. Эти вещества нерастворимы в воде.

Воду с осадка слили в пробирку через воронку. Затем стеклянной палочкой перенесли каплю воды на стекло. Стекло нагрели над пламенем спиртовки, вода выпарилась. После испарения воды на стекле осталось белое пятно – это мелкие крупинки солей, которые были извлечены из почвы. Для контроля опыта с покровного стекла выпаривали каплю дистиллированной воды. На стекле пятна не остаётся, т.к. в дистиллированной воде нет солей (приложение №5).

Вывод. В минеральном остатке почвы содержатся песок и глина, а также растворимые в воде минеральные соли. Именно эти соли растения вместе с водой потребляют корнями из почвы.


В) Обнаружение в почве воды

Во влажной почве воду легко обнаружить на ощупь. На поверхности почва нередко бывает сухой на ощупь.

Задача:

обнаружить в сухой почве воду.

Оборудование. Сухая почва, пробирка, держатель, спиртовка, спички.

Ход работы. В сухую пробирку насыпали сухую на ощупь почва. Пробирку нагрели на пламени спиртовки в горизонтальном положении.

Внутри на стенках пробирки осели капельки воды(приложение №6).

Вывод. Даже в сухой на ощупь почве содержится вода.


Г) Обнаружение в почве воздуха

Легко представить себе, что в рыхлой почве между комочками находится воздух. Но содержится ли воздух внутри комочков почвы?

Задача:

обнаружение воздуха в комочках почвы.

Оборудование.

Комочки сухой почвы, стаканы с водой.

Ход работы.

В стакан с водой осторожно опускал комочек сухой почвы. Вода быстро проникала в комочек почвы и вытесняла из него воздух; пузырьки воздуха, выходя из комочка, отрывались от него и поднимались на поверхность воды.


Вывод. Воздух содержится не только между комочками сухой почвы, но и внутри них.

После наблюдений результатов этого опыта нам стало ясно, в почве содержится больше воздуха до дождя или полива, чем после них. Поэтому сразу после увлажнения почвы её необходимо рыхлить.


3.2 Опыты по изучению почвенного питания растений

А) Прохождение воды и растворённых в ней веществ через перепонки

Задача

наблюдение проникновения через перепонки воды и растворённых в ней веществ.

Предварительная работа. Изготовление мешочков из подскорлуповой оболочки куриного яйца.

Разбивалось с тупого конца свежее яйцо, а затем прорывалась находящаяся под скорлупой плёнку, выливалось все содержимое яйца. Скорлупа с подскорлуповой оболочкой погружалась в стакан с разбавленной соляной кислотой. Под действием кислоты скорлупа растворялась, подскорлуповая плёнка оставалась неповреждённой и мы её доставали пинцетом. Вынутую плёнку тщательно промывали в нескольких водах для удалёния кислоты (приложение №7).

Опыт № 1.

Оборудование. Мешочек из поскорлуповой плёнки, раствор сахара (сироп), химический стакан с «носиком», стеклянная трубка, резиновая трубка того же диаметра, ножницы, нитки, штатив для бюреток.

Ход работы. Мешочек наполнялся сахарным сиропом, в него вводился конец стеклянной трубки и фиксировал резинкой. Раствор сахара немного выступал из мешочка в трубку.

Уровень жидкости в трубке замечался узким резиновым кольцом. Мешочек помещался в стакан с чистой водой и трубка укреплялась в зажиме штатива так, чтобы края мешочка находились над уровнем воды в стакане.

Вскоре становилось заметно, что уровень жидкости в трубке начинал довольно быстро подниматься. Этот факт свидетельствовал о том, что вода проникала через перепонку мешочка из раствора с меньшей концентрацией в раствор большей концентрацией (приложение №8).


Опыт №2.

Оборудование. Мешочек из поскурлуповой плёнки, жидкий крахмальный клейстер, слабый раствор йода, стеклянная воронка, резиновая трубка того же диаметра, ножницы, нитки, штатив, химический стакан с «носиком», стакан.

Ход работы. Таким же образом как в пошлом опыте мешочек подвязывался к стеклянной воронке, а затем в мешочек наливался крахмальный клейстер; мешочек обмывался водой для того, чтобы смыть остатки клейстера, и опускался в стакан со слабым раствором йода, трубка штатива укреплялась в штативе.

Вскоре стало видно, что крахмальный клейстер в мешочке синеет. Это наблюдение свидетельствовало о том, что йод проникал через стенку мешочка и соединялся с крахмалом. Крахмал через стенку мешочка не проходил и жидкость в стакане не окрашивалась.

Вывод. Опыт №1 показывает проникновение через перепонки воды, то опыт №2 –проникновение через неё растворённых в воде веществ. Аналогично происходит проникновение веществ через мембраны корневых волосков.

Б) Изучение корневых волосков

Растения всасывают из почвы воду с растворёнными в ней солями корневыми волосками.

Задача

рассмотреть на корнях корневые волоски.

Оборудование. Семена пшеницы набухшие или наклюнувшиеся, стаканы, блюдца, марля. Нитки, горшки с песком.

Ход работы. Стакан обвязывался марлей, затем в него наливалась вода так, чтобы она смачивала марлю. На ней раскладывалось несколько набухших или наклюнувшихся семян пшеницы. Помещалось в теплое место на свет. Одновременно высевалось несколько семян в горшок с песком и тоже помещалось в теплое светлое место. Песок по мере надобности увлажнялся. Через несколько дней можно было увидеть отросшие в воде корешки пшеницы с длинными корневыми волосками (приложение 9). После этого из горшка с песком выкапывалось растение и осторожно отряхивался песок с его корешков. Зона корневых волосков, как муфтой, была покрыта приставшими к ней песчинками, это показывало, как плотно соприкасаются корневые волоски с частицами почвы, из которой они всасывают воду с растворенными минеральными солями.

Рассматривая корневой волосок под микроскопом, обратили внимание на то, что структура его кожицы напоминает кожицу лука. Однако есть важная отличительная особенность – у кожицы корня большинство клеток удлиненные и имеют тонкие продолговатые отростки. Таким образом, корневой волосок – это удлиненная клетка кожицы корня.

Вывод. Корневые волоски выполняют важные функции в организме растения. Поэтому при пересадке растений нужно очень аккуратно транспортировать корни. Оптимальный вариант – производить посадку растения вместе счастью почвы, чтобы не повредить корневые волоски.


В) Обнаружение сосудов в корне

Всасываемая корневыми волосками вода с растворёнными в ней солями поступает затем в сосуды корня. Строение сосудов мы изучали по таблицам и рисункам.

Задача. Обнаружить в корнях сосуды.

Оборудование. Корни лиственных кустарников (малины), стакан с водой.

Ход работы. Корень очищался. Один конец корня опускался в стакан с водой, а в другой конец корня я продувал воздух. Из нижнего конца корня вылетали многочисленные пузырьки продуваемого воздуха.

Вывод. Сосуды – это видоизменённые клетки, имеющие вид очень тоненьких трубочек; они соединяются своими концами и тянутся вдоль всего корня.

3.3 Поступление воды из почвы в корень

Корни растения обычно находятся во влажной почве и всасывают из неё воду. Следующий опыт иллюстрирует всасывание корнями воду.

Задача. Наблюдение всасывания воды корнями.

Оборудование. Прибор для демонстрации всасывания воды корнем, растение хлорофитума, штатив.

Ход работы. Для опыта осторожно выкопали растение хлорофитума с корнями, затем отмыли с них почву. Нижнюю часть растения вложили в канал просверленной и разрезанной пробки прибора. Края пробки обмазали размягчённым воском. Наполнили прибор водой комнатной температуры, опустили корни растения в широкое колено и вставили в него, плотно и глубоко пробку, вводя её вращательными движениями пока под пробкой не останется пузырьков воздуха. Чтобы воздух не мог проникнуть в прибор через щели в пробке, их тщательно смазали воском. Прибор укрепили в зажиме штатива, отметили уровень воды в узком колене прибора, надев на это колено тонкое резиновое кольцо. Через несколько дней отметили понижение уровня воды в приборе (приложение №10).

Вывод. Вода всасывается корнем.

Результаты этого опыта и опыт иллюстрирующий прохождение воды через перепонки объясняют, что вода поступает из почвы в корень потому, что раствор клеточного сока в корне более высокий концентрации, чем раствор солей в почве.

^ 4. ОПЫТЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ ВОЗДУШНОГО ПИТАНИЯ

Процесс воздушного питания – фотосинтез происходит в зелёных органах растений. Зелёная окраска листьев связана с тем, что в их клетках содержится зелёный пигмент хлорофилл. Именно благодаря этому пигменту в листьях происходит процесс фотосинтеза.

4.1 Получение спиртовой вытяжки хлорофилла

Задача. Извлечение из листьев хлорофилла.

Оборудование. Листья хлорофитума, спиртовка, пробирка, держатель для пробирок, этиловый спирт.

Ход работы. Лист хлорофитума поместили в пробирку, залили его спиртом, закрепили в держателе, стали нагревать на огне спиртовки. Спирт в пробирке окрасился в красивый изумрудный цвет, а лист обесцветился(приложение№11).

Вывод. В листьях содержится зелёное красящее вещество – пигмент хлорофилл, который может быть извлечён из листьев; листья при этом обесцвечиваются.

4.2 Образование в растениях на свету органических веществ.

В зелёных растениях на свету образуется органическое вещество – крахмал.

Задача. Наблюдение одного из самых замечательных явлений в природе – фотосинтеза.

Оборудование. Зелёные растения, чёрная бумага, спиртовка, спирт, раствор йода.

Ход работы. Растение на пять дней поставили в тёмный шкаф. В этих условиях находящийся в листьях крахмал превращается в сахар, который затем оттекает из листьев.

Через пять дней растение достали из шкафа и затенили часть листа снизу и сверху чёрной бумагой. После этого выставили растение на яркий свет. За время в листьях образуется и накапливается крахмал (Приложение 12).

Лист, затенённый чёрной бумагой, сначала обрабатывается кипящей водой для того, чтобы убить клетки листа и клейстеризовать находящийся в них крахмал. Для этого лист я кипятил в воде в течение 3-5 минут.

После этого лист обрабатывался в кипящем спирте для извлечение хлорофилла.

Обесцвеченный лист промывал в горячей воде для его размягчения, так как после обработки в спирте лист стал жестким. Размягчённый лист оботали слабым раствором йода. Та часть листа, которая находилась на с свету постепенно синеет, так как в ней образовался крахмал. Часть листа, которая была затенена окрашивается в жёлтый цвет – крахмала в ней нет (приложение №13).

Вывод. У растений на свету в зелёных листьях образуется крахмал. За счёт этого крахмала затем образуются многие органические вещества. Из органических веществ, образуемых в листьях а также из воды и минеральных веществ, добываемых корнями, растение строит своё тело.


5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучив процессы питания растений, мы убедились в том, что питание растений – фотосинтез и водно-минеральное питание - удивительные процессы непохожие на питание всех других организмов. О значении этих процессов очень точно написал К.А. Тимирязев: « Животное и растение разделили между собой труд: животное расходует то вещество и ту энергию, которые запасаются растением; в свою очередь растение необходимую для него энергии получает от солнца. Животное зависит от растения, растение зависит от солнца. Роль растения - роль посредника между солнцем и животным миром. Растение или, вернее, самый типичный его орган - хлорофилловое зерно - представляет то звено, которое связывает деятельность всего органического мира, все то, что мы называем жизнью, с центральным очагом энергии в нашей планетной системе. Такова космическая роль растения.

...Дайте самому лучшему повару сколько угодно свежего воздуха, сколько угодно солнечного света и целую речку чистой воды и попросите, чтобы из всего этого он приготовил Вам сахар, крахмал, жиры и зерно, - он решит, что вы над ним смеетесь. Но то, что кажется совершенно фантастическим человеку, беспрепятственно совершается в зеленых листьях растений».

Результаты исследований мы продемострировали учащимся 5 класса, изучающим в настоящее время на уроках природоведения жизнедеятельность растений, с целью заинтересовать их исследовательской работой в этой области и показать, что растения, как и все живые организмы, нуждаются в заботе и охране со стороны человека, протому что от растений зависит жизнь всех организмов на Земле.

Изучая питание растений, мы заинтересовались другими физиологическими процессами, протекающими в растениях: передвижением веществ, дыханием, испарением воды листьями. Думаем, что следующие наши работы будут посвящены изучению этих процессов.


Список использованной литературы



Тетюрев В.А. Методика эксперимента по физиологии растений.- Москва: Просвещение, 1980.

Якушкина Н.И. Физиология растений.- Москва: Просвещение, 1990.

Вилли К., Детье В. Биология.- Москва: Мир, 1980.

Энциклопедия для детей Аванта+, Биология, том 2.- Издательский дом «Аванта+» 1998.

sljvari.yndex.ru

www/sad/ru

ru.wikipedia



ПРИЛОЖЕНИЯ


Приложение №1




Приложение №2






Приложение №3



Приложение №4




Приложение №5




Приложение №6




Приложение №7




Приложение №8




Приложение №9




Приложение №10




Приложение №11




Приложение №12






Приложение №13





еще рефераты
Еще работы по разное