Цель проекта: узнать роль солнечного света в жизни растений.

Управление образования администрации Саратовского
муниципального района Саратовской области
Муниципальное образовательное учреждение «Средняя
общеобразовательная школа п.Тепличный»
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
«СОЛНЦЕ В ЖИЗНИ РАСТЕНИЙ »
Выполнили:
ученики 5 класса
Турапова Марина,
Мельникова Гульнара,
Курбанова Дилара
Руководитель: Зеленская Ю.С.,
учитель биологии и экологии
п.Тепличный, 2016 г.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ....................................................................................................................................3
1
2
СОЛНЦЕ В ЖИЗНИ РАСТЕНИЙ ....................................................................................4
1.1
Общая характеритика растений.....................................................................................4
1.2
Строение растительной клетки......................................................................................4
1.3
Питание растений ...........................................................................................................5
1.4
Движение растений к свету............................................................................................5
1.5
Роль солнечного света в жизни животных и растений ...............................................6
ОПЫТЫ И НАБЛЮДЕНИЯ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ СВЕТА НА РАСТЕНИЯ...8
2.1
Изучение строения растительной клетки .....................................................................8
2.2
Наблюдение за направлением роста комнатного растения ........................................8
2.3
Наблюдение за проростками семян ..............................................................................8
ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЯ ......................................................................................................9
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ..................................................................10
ВВЕДЕНИЕ
Как влияет солнечный свет на жизнь живых организмов нашей планеты? В чем
заключается роль света для питания растений и их роста?
Проблема: как влияет свет на растения;
Гипотеза исследования: солнечный свет определяет рост растений;
Цель проекта: узнать роль солнечного света в жизни растений.
Задачи:
- изучить различную литературу по теме;
- познакомиться с природой фотосинтеза, фототропизма.
- выяснить влияние света на интенсивность и направление роста растений.
- провести опыты и наблюдения, позволяющие изучить влияние солнца на рост и
питание растений.
Объект исследования: растения;
Предмет исследования: свет, рост и питание растений;
Методы исследования: сбор материала по теме, его анализ и обработка, проведение
опытов и наблюдений.
3
1
1.1
СОЛНЦЕ В ЖИЗНИ РАСТЕНИЙ
Общая характеритика растений
Царство растения объединяет более 350 тысяч видов живых организмов и
представлено самыми разнообразными формами – от одноклеточных растений, которые
можно рассмотреть только с помощью микроскопа, до деревьев. Растения различаются по
размерам. Есть среди них и микроскопические водоросли, и огромные деревья,
возвышающиеся над землей более чем на 100 м. Различна также продолжительность их
жизни. Можно встретить дубы, которым более тысячи лет. Но есть растения, живущие
всего несколько месяцев, недель и даже дней. Большинство растений обладают зеленой
окраской, но некоторые не имеют ее. Множество растений живет в морях и океанах,
озерах, прудах и реках. Растут они в безводных пустынях и на топких болотах, высоко в
горах и в глубоких ущельях. А как велико разнообразие растений на лугах, в степях и
лесах! Их можно найти в теплое время года даже в ледяных пустынях Арктики и
Антарктики. Культурные растения люди выращивают на полях, садах, огородах,
цветниках, оранжереях. Все растения в зависимости от строения делят на две большие
группы – низшие и высшие. К низшим относятся все водоросли.
1.2
Под
Строение растительной клетки
оболочкой
клетки
находится
тонкая
плёночка
-
мембрана.
Она
легкопроницаема для одних веществ и непроницаема для других. Полупроницаемость
мембраны сохраняется, пока жива клетка. Таким образом, оболочка сохраняет
целостность клетки, придаёт ей форму, а мембрана регулирует поступление веществ из
окружающей среды в клетку и из клетки в окружающую её среду.
Внутри находится бесцветное вязкое вещество - цитоплазма ( от греч. слов
“
китос” – сосуд и “плазма” - образование ). При сильном нагревании и замораживании она
разрушается, и тогда клетка погибает.
В цитоплазме находится небольшое полотно ядро, в
ядрышко. С помощью электронного
отором можно различить
микроскопа было установлено, что ядро клетки
имеет сложное строение, так как регулирует процессы жизнедеятельности клетки и
содержит наследственную информацию об организме. Почти во всех клетках, особенно в
старых, хорошо заметны полости – вакуоли, ограниченные мембраной. Они заполнены
клеточным соком – водой с растворенными в ней сахарами и другими органическими и
неорганическими веществами.
В цитоплазме растительной клетки находятся многочисленные мелкие тельца –
пластиды. При большом увеличении микроскопа они хорошо видны. В клетках разных
4
органов растений число пластид различно. У растений пластиды могут быть разных
цветов: зеленые, желтые, оранжевые, бесцветные. В клетках кожицы чешуи лука
пластиды бесцветные. От цвета пластид и от красящих веществ, содержащихся в
клеточном соке различных растений зависит окраска тех или иных их частей. Так,
зеленую окраску листьев, определяют их пластиды, называемые хлоропластами. В них
находится зеленый пигмент хлорофилл. Окраска, форма и размеры клеток разных органов
растений очень разнообразны. Количество в клетках вакуолей, пластид, толщина
клеточной оболочки, расположение внутренних составляющих клетки сильно варьирует и
зависит от того, какую функцию выполняет клетка в организме растения.
1.3
Питание растений
Фотосинтез
–
единственный
природный
процесс
связывания
солнечной
энергии. Благодаря ему из простых веществ – углекислого газа, воды и небольшого
количества минеральных солей, создаются сложнейшие органические соединения. В
химическом отношении фотосинтез – это процесс взаимодействия углекислого газа и
воды при участии хлорофилла. Фотосинтез является основным процессом, приводящим к
образованию органических веществ в растениях. В процессе фотосинтеза растения
одновременно выделяют в атмосферу свободный кислород, незначительная часть
которого используется на дыхание растений.
Накопление сухого вещества растений происходит благодаря усвоению углекислого
газа через листья (так называемое «воздушное питание»), а воды, азота и зольных
элементов — из почвы через корни («корневое питание»).
Минеральным питанием растений называется поглощение минеральных веществ,
содержащихся в почве, корневой системой и дальнейшее усвоение их самим растением.
Для нормального прохождения процессов поглощения минеральных элементов растению
необходимы дыхание корневой системы, подходящие температура окружающей среды,
химический состав почвы. Важнейшими элементами для питания растений являются:
фосфор, калий, азот, а также важны железо, кальций, магний, и бор. В результате
различных исследований было открыто, что для оптимального роста и развития растений
обязателен целый набор веществ, находящихся в почве в микроскопических количествах.
1.4
Движение растений к свету
Если наблюдать за подсолнухом в течение дня, то можно увидеть, как он
поворачивается вслед за движением солнца. В принципе, ничего удивительного в этом
нет, растениям солнечный свет нужен непосредственно для жизнедеятельности.
Но, когда мы в курсе биологии проходим строение корня, стеблей и листьев, нигде
не говорится о движении растений. Какие механизмы поворачивают растения?
5
Растительный организм обладает способностью к определенной ориентировке своих
органов
в
пространстве.
Реагируя
на
внешние
воздействия,
растения
меняют
ориентировку органов. Различают движения отдельных органов растения, связанные с
ростом — ростовые движения. Ростовые движения, в свою очередь, бывают двух типов:
тропические
движения,
или
тропизмы,—
движения,
вызванные
односторонним
воздействием какого-либо фактора внешней среды (света, силы земного притяжения и
др.); настические движения, или настии,— движения, вызванные общим изменением
какого-либо фактора (света, температуры и др.).
Фототропизм — движения, вызванные неравномерным освещением разных сторон
органа. Если свет падает с одной стороны, стебель изгибается по направлению к свету —
положительный фототропизм. Корни обычно изгибаются в направлении от света —
отрицательный
фототропизм.
Для
восприятия
одностороннего
освещения
также
необходимо определенное время действия, которое зависит от силы одностороннего
освещения. В зависимости от возраста растения и от условий среды направление
фототропических изгибов может меняться. Так, у настурции до цветения для стебля
характерен положительный фототропизм, а после созревания семян — отрицательный.
Фотонастии — движения, вызванные сменой света и темноты. Цветки одних
растений (соцветия одуванчика) закрываются при наступлении темноты и открываются на
свету. Цветки других растений (табака) открываются с наступлением темноты.
К ростовым движениям относятся и круговые движения концов молодых побегов и
кончиков корней относительно оси. Примерами являются движения стеблей вьющихся
растений (хмель), усиков лазящих растений. Это необходимо для поиска опоры при движении к свету стеблей.
Для листьев многих растений характерны ритмические движения — у клевера
наблюдается поднятие и складывание листочков сложного листа ночью. Этот тип
движений связан с изменением количества воды в специализированных клетках листовых
подушечек.
1.5
Роль солнечного света в жизни животных и растений
По отношению к свету различают несколько групп растений.
Светолюбивые — растения открытых пространств, на которые падает прямой свет. К
ним относят растения степей, пустынь, полупустынь (ковыли, полыни, различные виды
злаковых, например пшеница и др.), а также растения верхних ярусов лесов (сосна, береза
и др.).
Теневыносливые — растения, которые могут произрастать в условиях некоторого
затенения, например бук, дуб, граб, ель и др.
6
Тенелюбивые — растения, которые не могут существовать в условиях попадания на
них прямого света. К ним относятся растения, живущие под пологом леса, например,
папоротники, звездчатка, ландыши и др.
Солнечный свет определяет фототропизм — движение отдельных органов растения
к свету, например, движение головки подсолнуха в течение дня по ходу движения Солнца,
раскрытие соцветий одуванчика утром и закрытие их вечером, рост комнатных растений в
освещенную сторону и т. д.
Сезонный фотопериодизм ярко наблюдается в широтах со сменой времен года (в
средних и северных широтах). Весной дни становятся длиннее, температура воздуха
повышается, поэтому в растениях начинается сокодвижение, почки набухают и
раскрываются. С наступлением осени, которая растениями воспринимается изменением
не температуры, а длины светового дня, начинается закладка почек, подготовка к зиме, к
листопаду, происходит формирование прочного древесного покрова у древесных и
кустарниковых форм. Для эфемеров — растений с коротким сроком жизни — ранней
весной начинается интенсивный период жизнедеятельности, который к наступлению
неблагоприятного периода высоких температур и засухи завершается, и растения в форме
луковиц и других приспособлений «пережидают» время до наступления благоприятного
периода.
Свет оказывает влияние и на процесс развития растительных организмов. Некоторые
растения эволюционно формировались при «коротком дне» (не более 12 часов в сутки), их
называют растениями «короткого дня», а другие растения — при «длинном дне»
(продолжительность дня может достигать 20 часов и более), их называют растениями
«длинного дня» (клюква, морошка и др.). Растения «длинного дня» не могут нормально
развиваться на юге (они не дают семян), то же относится и к растениям «короткого дня»,
если их выращивать на севере, создавая все благоприятные условия, сохраняя
продолжительность светлого времени суток.
Таким образом, количество солнечного света определяет место обитания растения,
сезонные изменения в жизни растений. Кроме того, что солнечный свет для растений
является источником энергии, он регулирует процессы их жизнедеятельности. Растения
получают органические вещества за счет энергии солнца, а затем уже животные
питающиеся растениями, потребляют созданные ими питательные вещества. Таким
образом, солнце – основной источник энергии для живой оболочки планеты, а растения,
преобразователи этой энергии в органические вещества, создают питательные вещества
для всех живых организмов планеты.
7
2
ОПЫТЫ И НАБЛЮДЕНИЯ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ СВЕТА НА
РАСТЕНИЯ
2.1
Изучение строения растительной клетки
С помощью светового микроскопа мы изучили строение листа комнатного растения
Рео пестрое, имеющего нижнюю сторону листа фиолетового цвета, а верхнюю – зеленого
цвета. На нижней стороне листа были обнаружены устьица – то место покровной кожицы
листа, через которое поступает углекислый газ к листу для фотосинтеза, и через которое
происходит обмен газов, испарение воды. Так же мы обнаружили в зеленых клетках листа
многочисленные зеленые пластиды – хлоропласты, содержащие пигмент (красящее
вещество) – хлорофилл, именно он улавливает солнечный свет для осуществления
фотосинтеза, создания органических веществ для питания растений. Так же мы
рассмотрели длинные вытянутые клетки водорослей (низших растений), которые так же
содержали хлорофилл. Таким образом, все растительные клетки содержат хлорофилл,
чтобы улавливать солнечные лучи, с помощью этого создавать органические вещества для
питания и роста.
2.2
Наблюдение за направлением роста комнатного растения
Мы наблюдали за направлением роста комнатного растения коланхоэ. Коланхоэ
долгое время освещалось с одной стороны, так как располагалось у окна. Из-за этого его
листья и стебли оказались направлены в сторону солнечных лучей. Для выяснения
влияния света на рост растения мы развернули его в противоположную сторону от окна и
оставили в таком положении на неделю. Через неделю было выяснено, что растение
повернуло стебли и листья по направлению к свету, то есть изменило направление роста.
Данные наблюдения подтверждают явление фототропизма.
2.3
Наблюдение за проростками семян
Для того чтобы пронаблюдать направление, в котором будут расти молодые
растения, мы залили семена фасоли водой, уложив их на вату, и поставили в теплое место.
Несколько дней семена набухали. Через три дня стали появляться первые проростки.
Через неделю проростки стали образовывать первые листочки. Все растения росли в
направлении падения солнечных лучей. Так как растения получают питание за счет
энергии солнца, благодаря росту в направлении освещения, проростки получали больше
солнечной энергии для образования питательных веществ и роста.
8
ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЯ
Царство растения объединяет более 350 тысяч видов живых организмов и
представлено самыми разнообразными формами – от одноклеточных растений, которые
можно рассмотреть только с помощью микроскопа, до деревьев. В цитоплазме
растительной клетки находятся многочисленные мелкие тельца – пластиды. В них
находится зеленый пигмент хлорофилл, который способен улавливать солнечный свет.
Фотосинтез является основным процессом, приводящим к образованию органических
веществ в растениях, для этого необходимы еще вода и углекислый газ.
Растительный организм обладает способностью к определенной ориентировке своих
органов в пространстве. Фототропизм — движения, вызванные неравномерным
освещением разных сторон органа. Фотонастии — движения, вызванные сменой света и
темноты.
Опыты и наблюдения показали, что растительные клетки содержат хлорофилл,
чтобы улавливать солнечные лучи, с помощью этого создавать органические вещества для
питания и роста. Данные наблюдений подтверждают явление фототропизма.
Таким образом, количество солнечного света определяет место обитания растения,
сезонные изменения в жизни растений. Кроме того, что солнечный свет для растений
является источником энергии, он регулирует процессы их жизнедеятельности. Растения
получают органические вещества за счет энергии солнца, а затем уже животные
питающиеся растениями, потребляют созданные ими питательные вещества. Таким
образом, солнце – основной источник энергии для живой оболочки планеты, а растения,
преобразователи этой энергии в органические вещества, создают питательные вещества
для всех живых организмов планеты.
9
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1) Экологический центр «Экосистема». www.ecosystema.ru
2) Энциклопедия «Вокруг света». http://www.vokrugsveta.ru
3) Пасечник, В.В. Биология. Бактерии. Грибы. Растения. 5 класс- М.: Дрофа, 2012.
4) Пономорёва И.Н., Корнилова О.А., Кучменко В.С. «Биология: Растения. Бактерии.
Грибы. Лишайники. 6 класс» М.: вентана-Граф, 2009.
5) Сухова, Т. С. Природоведение: 5 класс: рабочая тетрадь для учащихся
общеобразовательных учреждений/ Т. С. Сухова, В. И. Строганов. – М.: Вентана-Граф,
2010.
10