Исследовательская работа на тему: "Одета осень в рыжий бархат, и кружит рядом листопад"

                         Муниципальный этап VII Российского конкурса

 исследовательских  работ  и творческих проектов  младших школьников

                                           «Я – исследователь»

  Секция:  естествознание (живая природа)

Исследовательская работа

  Одета осень в рыжий бархат,

  И кружит рядом листопад…

                                                                                                             Автор исследования:   

                                                                              Кабаненко Максим,      

                                                                              ученик 1 «А» класса

                                                                              МБОУ СОШ № 29

                                                                              станицы Петровской

                                                                             Славянского района

                                                                             Руководитель:

                                                                             Финько Нина Николаевна, 

                                                                             учитель начальных классов

                                                                             МБОУ СОШ № 29

                                2011 – 2012 учебный год                                              

                         1.  Введение

                                                                           В золотой карете, что с конём игривым,

                                                           Проскакала осень по лесам и нивам.

                                                           Добрая волшебница всё переиначила,

                                                           Ярко – жёлтым цветом землю разукрасила.

       Осень – чудесное время года, когда можно побродить по осеннему парку, послушать, как шуршат листья под ногами, понаблюдать за осенними изменениями в природе, собрать букеты из опавших листьев, полюбоваться жёлтыми, оранжевыми, багряными и даже лиловыми красками.

      Во время экскурсии в парк мы с друзьями заметили на ветке одного дерева разные по цвету листики: жёлтые и зелёные. Я спросил у своей учительницы: почему листья были летом  все зелёные,  а осенью становятся жёлтыми? Нина Николаевна посоветовала раскрыть эту тайну мне самому и рассказать о своих наблюдениях  одноклассникам.  Мы вместе с мамой принялись за исследование.

   Объектом нашего  исследования является осенний парк станицы  

                                                            Петровской

   Предмет исследования: осенние листья разных деревьев.

   Цель исследования:  узнать, почему листья осенью изменяют окраску

                                       и опадают?

   Наши задачи:

                            - выяснить значение листа в жизни растения;

                            - изучить причины  изменения окраски  листьев  осенью;

                            - изучить строение листа;

                            - изучить причины листопада;

                            - собрать гербарий осенних листьев;

                            - оформить творческие поделки из листьев.

Гипотеза:

- основное назначение листьев – выработка кислорода;

- в листьях содержатся красящие вещества;

- на окраску листьев влияет нехватка тепла и света;

- листопад – это биологическое явление, не зависящее от осеннего ненастья.

     Для осуществления исследования по данной теме мы пользовались следующими методами:

- исследовательский;

- практический;

- сбор и анализ разных источников информации;

- анкетирование одноклассников и учащихся школы;

- изучение литературы по теме исследования;

- поиск информации в Интернете.

     Практическая значимость:

           - использование материала на уроках окружающего мира, на

             занятиях кружков  «Я -  исследователь», «Мир, в котором я живу»;

           - оформление гербария;

           - создание слайдовой презентации для широкого использования;  

           - оформление творческих работ из листьев.

     Этапы работы:

1. Подготовка к исследованию.
2. Проведение исследования.

1). Анкетирование одноклассников и учащихся школы.

2). Экскурсия в парк.

3). Экскурсия в детскую библиотеку.

4). Проведение опытов и наблюдений.

      3. Оформление  исследовательской работы.

      4. Подготовка и защита работы.

2.Основная часть. Основное назначение листьев.

1. Анкетирование  одноклассников и учащихся школы.

В начале исследования мама посоветовала мне провести анкетирование

своих  одноклассников и учащихся  нашей  школы, чтобы выяснить, знают ли они, зачем дереву листья, почему листья осенью меняют свой цвет и опадают.  

         Результаты были следующие: на вопрос, зачем дереву листья, среди одноклассников правильно ответили только 2% учащихся, среди 1 – 4 классов правильный ответ назвали 12% , учащиеся 5 – 9 классов  утвердительно ответили 25 %, а 10 – 11 классы – 32%.

          На вопрос, почему листья меняют свой цвет, смогли правильно ответить одноклассники  -5%,  1 – 4 классы  -14%,  5 – 9 классы - 28%, 10 – 11 -классы- 41%.

           Почему листья осенью опадают,  правильно ответили  одноклассники -4%,  1 – 4 классы - 18%, 5 – 9 классы- 22%, 10 – 11 классы - 37%.

           Анализируя результаты анкетирования, мы выяснили, что большинство учащихся не знают причины изменения цвета осенних листьев и причины их опадания.

           Мы решили провести исследования и опыты для выяснения этих причин.

2. Основное назначение листьев.

          Зачем дереву листья? Предположим, что листья нужны

 только для красоты.

 Чтобы ответить на этот вопрос,  мы с мамой обратились к энциклопедической и справочной литературе, а так же к материалам интернета.

           Пролистав несколько сайтов, мы выяснили, что всё, оказывается,  очень просто – листья деревьев вырабатывают сок, он называется живицей или сахарозой, питающий само дерево и участвующий в созревании плодов. Живица производится при помощи содержащегося в листьях зелёного клейкого вещества, хлорофилла.
         Листья вырабатывают питательные вещества только при солнечном свете, забирая из воздуха углекислый газ, а из земли по корневой системе дерева воду. При этом в листве происходит химический процесс  - фотосинтез, во время которого листья вырабатывают кислород, очень необходимый всем живущим на Земле. Именно поэтому деревья называют «лёгкими планеты».

            Вывод: наша  первая гипотеза не подтвердилась. Основное назначение листьев - это выработка кислорода, который  так необходим для нашего дыхания.

3. Исследование.

 3.1.Опыт № 1, подтверждающий наличие хлорофилла в растениях.

        Почему листья имеют зелёный цвет?

        Предположим, что в листьях содержится какое- то красящее вещество. Чтобы подтвердить гипотезу, я провёл опыт: опустил зелёный лист в очень крутой кипяток на несколько минут.

        Результат: цвет листка  изменился, а вода приобрела зеленоватый оттенок.

        Вместе с мамой, изучив информацию  из интернета и энциклопедии, я узнал, что листья растений окрашены в зелёный цвет потому, что содержат хлорофилл – пигмент, который присутствует во всех растительных клетках.      

        А зелёный цвет хлорофиллу придаёт атом магния, без него хлорофилл не работает, поэтому магний является для растений очень ценным элементом.

       Вывод: именно хлорофилл помогает листьям оставаться зелёными до осени. Вторая  гипотеза подтвердилась.

            3.2. Опыт № 2, раскрывающий  причины изменения окраски листьев. 

     Но почему же именно осенью листья меняют свой цвет?

     Предположим, что листья осенью желтеют  от заморозков.  Но, понаблюдав за деревьями в парке, я обратил внимание, что листья деревьев осенью начинают желтеть  задолго до первых холодов. Моя  гипотеза не подтвердилась.  Тогда я выдвинул  следующую   гипотезу: предположим, что осенью становится холоднее, дни короче,  а ночи длиннее. Может,  нехватка тепла и света влияет на окраску листьев?  

 Для подтверждения этой гипотезы я провёл следующий опыт. Вырезал кусочек фольги в виде кружочка, прикрепил его скотчем к необорванному листу.

       Результат: через 10 дней мы увидели  «фотографию» на зелёном листочке. В том месте, где была фольга, и, естественно, туда  не поступал свет, лист стал жёлтым.

      Чтобы убедиться в своих выводах, я проделал этот опыт ещё раз. Результат оказался тот же.

   Вывод: этот опыт доказывает, что при нехватке света, не происходит фотосинтеза. Хлорофилл разрушается,  и с его исчезновением становятся видимыми другие «красящие» пигменты, которые придают листьям жёлтую и оранжевую окраску. Наша гипотеза подтвердилась.

      3.3.  Опыт № 3, подтверждающий  наличие в листьях растений  каратиноидов

         В результате  опытов я так же выяснил, что, оказывается, хлорофилл – не единственное красящее начало в тканях растений.

       Для подтверждения  я взял зелёный лист дерева, бросил его в ёмкость с крепким спиртом.

       Результат:  лист начал бледнеть, а спирт, напротив, быстро позеленел.

       Вывод:  хлорофилл растворяется в спирте.

       При рассматривании спиртовой вытяжки я обнаружил, что в проходящем свете она выглядит изумрудно-зелёной, а в отражённом отсвечивает  желтоватым оттенком.

       Вывод: вместе с хлорофиллом в спирт переходят и жёлтые пигменты – каратиноиды.

       3.4.  Опыт № 4, подтверждающий  наличие в листьях растений ксантофилла и каротина.

        Чтобы отделить хлорофилл от других красящих пигментов, в вытяжку я добавил немного бензина, так как от папы  узнал, что бензин легче спирта.

      Взболтав смесь, через некоторое время я увидел результат:  бензин всплывает наверх, а спирт остаётся внизу, бензин имеет изумрудную окраску, а спирт золотисто-жёлтый цвет.

       Вывод: хлорофилл обладает большей растворимостью в бензине, чем в спирте. Этот опыт ещё раз доказывает, что в листьях растений  содержатся кроме хлорофилла и другие красящие вещества – каратиноиды.

       3.5.  Опыт № 5, подтверждающий  наличие антоциана  в растениях.

       Во время прогулки с мамой    я увидел   очень красивые  листья, необычного багряного цвета. Мама мне прочитала стихи А.С.Пушкина, где есть такие слова: «Роняет лес багряный свой убор…».

          Мне захотелось узнать, откуда берётся на листьях такой необычный цвет? Мы снова обратились к интернету. Оказывается, в листве есть ещё одно красящее вещество – антоциан, который получается только на свету и при низкой температуре.  Антоциан  слабее зелёного, но сильнее жёлтого и   образуется при более низких температурах, именно он и даёт листьям такой необычный багряный цвет.

      Для  подтверждения я проделал следующий опыт. Взял небольшой кусочек красной свёклы, прокипятил его.

     Результат:  вода окрасилась в грязно-красный цвет.

    Прибавил к этому раствору уксусную кислоту.

     Результат:  раствор принял ярко-красную окраску.

     Вывод: в свёкле содержится красящее вещество – антоциан. Появление антоциана в тканях растений находится в зависимости от внешних условий. При понижении температуры количество антоциана в клеточном соке увеличивается так же, как и при ярком свете. Таким образом, багряные оттенки, в которые окрашиваются некоторые  деревья во время листопада, не являются каким-либо особым приспособлением. Они говорят лишь о том, что в листьях происходит затухание жизнедеятельности в связи с подготовкой растений к зимнему периоду покоя.

 3.6. Изучение причины листопада.

          Присмотревшись к окраске осенних листьев,  мы с мамой заметили, что те листья на деревьях,  которые были в тени,  дольше остаются зелёными и желтеют гораздо позже, а листья, которые окрашены в яркие осенние цвета, это те листья, которые были на свету летом, они желтеют в первую очередь.

         Красные листья попадаются только на хорошо освещённом и достаточно холодном месте.

         И так, мы доказали, что осенью листья меняют свой цвет. Но  почему  же они   опадают?

        Предположим, что листья опадают с деревьев с приходом заморозков. Понаблюдав за осенними изменениями в природе, я сделал вывод, что опадать листья начинают задолго до наступления морозов.

        Моя  гипотеза не подтвердилась.

       Так каковы  же причины листопада? Что заставляет наши лиственные деревья и кустарники ежегодно сбрасывать свою листву с тем, чтобы вновь одеться ею по окончании суровой зимы?  

       Предположим, что  листопад  вызван понижением температуры и наступлением осеннего ненастья.

       Для подтверждения этой гипотезы мы с мамой в начале сентября пересадили в горшок с землёй молодое деревце  и поставили его в комнату, где тепло, и куда не проникает осеннее ненастье.

 15.09.11. пересадили деревце в горшок,  полили, все листья зелёные.

26.09.11. по краям листочка  появились жёлтые пятна

28.10.11. все листочки пожелтели   и начали опадать.

 09.11.11. на деревце осталось   всего два листочка.                                                    

16.11.11. на деревце уже один листочек

                      Результаты наблюдения я занёс в следующую таблицу

Вывод:  наша гипотеза не подтвердилась. Листопад – это биологическое     явление, обусловленное жизнедеятельностью растения,  и он не зависит от понижения температуры и наступления осеннего ненастья, листопаду предшествует  в растении длительная подготовка.

            Для подтверждения своих выводов я  решил изучить строение листа.  

      Рассмотрев разные листья под микроскопом, я увидел, что все листья состоят из листовой пластины  и черешка. На листовой пластинке можно рассмотреть сеточку.                              

       Сеточка – это сосуды, по которым движется вода, питательные вещества, растворённые в ней. За лето между ножкой листочка и веточкой вырастает тонкая перегородка. Она не пропускает ни соки, ни воду.  Вырастет перегородка и отделит  лист от ветки. Так что даже в безветренную погоду  мы наблюдаем листопад.

Вывод: природа позаботилась о том, чтобы каждый листик мог покинуть дерево без всяких вредных последствий.

     В результате проведённых мною исследований и  опытов, изучения различной литературы,  я пришёл к выводу, что существует  несколько причин осеннего листопада:  

     1.Листопад является защитой лиственных растений от неблагоприятных условий. Дело в том, что листья испаряют значительное количество влаги. С наступлением холодов, почва сильно охлаждается, а с ней вместе и вода, находящаяся в ней. Холодную воду корни растений всасывать не могут. Не будь листопада, дерево погибло бы от засухи.

      2.  Сбрасывая листву, деревья  тем самым предохраняют себя от механических повреждений под тяжестью снега.

3. В жизни деревьев листопад  играет еще и другую роль. Он способствует удалению отбросов, различных минеральных солей,  большое  количество которых скапливается в листьях под осень и становится вредным для растения, поэтому сбрасывание старых листьев является необходимым условием для его нормальной жизнедеятельности.

     Эти факты указывают, что листопад зависит не только от внешних, но и от внутренних причин, т. е. становится необходимым в результате жизнедеятельности самого растения.

1. Заключение.

    В результате проведённого исследования наши гипотезы подтвердились, мы выяснили:

- основное назначение листьев – выработка кислорода;

- в листьях содержится хлорофилл, придающий им зелёную окраску;

- при нехватке света не происходит фотосинтеза, разрушается хлорофилл;

- в листьях содержатся красящие вещества – каратиноиды;

- антоциан придаёт листьям багряный цвет;

- листопад – это биологическое явление, не зависящее от осеннего  

  ненастья.

           На экскурсии вместе с одноклассниками собрали много  осенних листьев, составили из них гербарий  для использования его на уроках окружающего мира и для внеурочных занятий  «Я – исследователь» и «Мир, в котором я живу».

         В классе провели конкурс на лучшую творческую работу из опавших листьев. Лучшие работы оформили в папку для дальнейшего использования на уроках технологии.

         С мамой  сделали подборку фотографий из Интернета на тему «Буйство осенних красок» для дальнейшего использования на уроках изобразительного искусства.

        С результатами открытий я  познакомил   своих одноклассников и готов поделиться со всеми желающими.

2.  Используемая литература:

1. Багрова Л.А., Хинн О.Г. Я познаю мир. Растения. // Энциклопедия для детей. – М.: ООО «Издательство АСТ - ЛТД». – 1997 г.

2. Володин В.А. Экология. // Энциклопедия для детей. – М.: «Аванта».

-2003 г.

3. Лемеза Н.А.  Более 200 вопросов и ответов. – М.: «Айрис». – 2007 г.

4.  Малафеева Н.Н.  //Энциклопедия дошкольника. – М.: ООО «Издательство АСТ – ЛТД». – 1997 г.

5. Ресурсы  сети Интернет:

http://www.1september.ru/

http://plant.geoman/ru/sitemap/

http://www/u-center.info

http://www.school.edu.ru/