Исследовательская работа "Почему листья осенью меняют цвет"

муниципальное общеобразовательное учреждение

 Новобурейская общеобразовательная средняя школа № 3

Заочная научно-практическая конференция

детских исследовательских и опытнических работ в области экологии, биологии «Я изучаю и сохраняю природу родного края»

Секция «Юные исследователи природы»

Тема: «Почему листья осенью меняют цвет?»

Подготовил:

Жуйко Степан Олегович,

учащийся 2 «В» класса

Дата рождения: 14.10.2010

Место учёбы: МОБУ Новобурейская СОШ № 3

Адрес образовательной организации:

676722  Амурская область, Бурейский район

п. Новобурейский, ул. Зелёная 11

Домашний адрес:

676722  Амурская область, Бурейский район,

п. Новобурейский,  ул. Зелёная 34, кв. 13

Контактный телефон:89243493205

Руководитель: Уварова Елена Викторовна

учитель начальных классов МОБУ Новобурейской СОШ № 3

Адрес места работы:

676722  Амурская область, Бурейский район

п. Новобурейский, ул. Зелёная 11

Контактный телефон: 89146144726

E-mail: lena.uvarova.65@mail.ru

п. Новобурейский,  2018 год

СОДЕРЖАНИЕ

Введение                                                                                                               2-4

1. Осенние листья деревьев и кустарников как объект изучения___________ 4                                                                                                                                     

1.1. Первый месяц осени                                                                                         4                                                                                                              

1.2. Листья и их роль в жизни растений                                                             4-5                                                                                

1.3. Что придаёт зелёный цвет листьям?                                                               5                                                                                                        

1.4. Какие пигменты содержат листья?                                                              5-6

2. Экспериментальная часть                                                                                   6                                                                                                        

2.1. Результаты исследовательской работы. Результаты исследовательской работы. Наблюдение за изменением окраски листьев у деревьев и кустарников осенью.                                                                                                                  6-7                                                         

2.2. Результаты исследовательской работы. Опыты № 1. Определение пигмента ксантофилла в листьях крапивы.                                                           7                                                                                                  

2.3. Результаты исследовательской работы. Опыты № 2. Определение в листьях краснокочанной капусты антоциана.                                                 7-8                                                                                    

3.Выводы                                                                                                                  8                                                                                                                                        

Заключение                                                                                                               8                                                                                                                                    

Список использованной литературы, интернетресурсы                                      9                                                            

«Унылая пора! Очей очарованье!

Приятна мне твоя прощальная краса –

Люблю я пышное природы увяданье,

В багрец и золото одетые леса»

А. С. Пушкин

Введение

     Наша планета Земля очень велика в сравнении с каждым человеком, а он так мал в сравнении с ней! Но тот же человек, идущий по лесной поляне, опушке, лугу, превращается в огромного великана. Во-первых, потому, что на полянах и опушках живут существа, которые гораздо меньше человека: жуки и муравьи, гусеницы и бабочки, пчёлы и шмели, пауки и улитки и многие, многие другие. Во-вторых, потому, что даже большие обитатели Земли, например, вековые деревья, не говоря уже о маленьких существах, чаще всего перед человеком беззащитны. Причём могущественным Великаном на поляне может быть не только взрослый, но и ребёнок. Как хорошо, если этот великан добрый! И как печально, если великан окажется равнодушным, а то и жестоким к тому, что его окружает. [2, с. 3]

     Природе плохо от того, что многие люди, собирая грибы, ловя рыбу, просто гуляя и отдыхая, нередко вредят ей, порой и сами того не замечая. Поэтому нам необходимо пройти первые уроки экологической этики.

     Что это означает? Этикой называют науку о душевных качествах человека (таких как доброта, честность, отзывчивость), о том, как нужно и как не нужно поступать в различных жизненных ситуациях, о том, что хорошо, а что плохо.

     А экология – это наука о нашем природном доме.

     Вот и получается, экологическая этика учит, как нужно относиться к природе, как вести себя в ней. [2, с. 4]

     Тёплый, солнечный осенний день. Мы с мамой бродим по лесным тропинкам, любуемся золотистыми листьями, которые готовы землю покрыть разноцветным ковром. Осень – одно из самых ярких и красивых времён года. Но вот вопрос, что произошло с листьями деревьев, почему осенью они из изумрудно-зелёного цвета превращаются в жёлтые, бордовые, красные, коричневые? Я заинтересовался. Чем объяснить тот факт, что у одних деревьев листья осенью жёлтые, а других красные? (Приложение 1)

     Для того чтобы ответить на эти вопросы, я решил провести исследование и создать работу по теме: «Почему листья осенью меняют цвет?»

Объект исследования: осенние листья деревьев и кустарников.

Предмет исследования: изменение окраски листьев у деревьев и кустарников.

Цель: с помощью опытов выяснить, почему окраска листьев в осенний период бывает разная.

Задачи:

1. Изучить и проанализировать научную литературу по теме исследования.
2. Провести наблюдения в осеннем лесу.
3. С помощью опытов выяснить, какие пигменты, кроме хлорофилла, влияют на окрас листьев.
4. Собрать опавшие листья и создать гербарий «Листья бывают разные: зелёные, жёлтые и красные».

     Анализ литературы позволил выдвинуть рабочую гипотезу:

предположим, что осенью деревья боятся холода, поэтому листья начинают болеть, из-за этого меняют окрас и опадают.

     В исследовательской работе я использовал  методы: 

теоретические: сравнение, анализ.

практические: наблюдение, опыт, фотосъёмка, экскурсии; работа с определителем растений.

      Для определения цвета, были выбраны два экспериментальных растения: листья сухой крапивы и листья краснокочанной капусты..

     Исследование осуществлялось в три этапа:

1. Теоретический (август - сентябрь 2018 г.) – изучение научной литературы по проблеме исследования; разработка гипотезы; определение содержания.
2. Практический (сентябрь - октябрь 2018г.) – отбор методов и приёмов для реализации намеченной цели; проведение опытов. В работе помогала мама, Татьяна Анатольевна Жуйко.
3. Обобщающий (октябрь - ноябрь 2018 г.) – обобщение и систематизирование полученных результатов; завершение обоснований, основных положений исследования; работа над оформлением материалов исследования. В работе помогала Елена Викторовна Уварова, учитель начальных классов.

     Предполагаемый результат: снять видеоролик по проведению опытов, доказывающих наличие в листьях разных веществ; создание гербария.

     Научно-практическая значимость работы: умение добывать информацию по теме и распространение её среди учащихся, использование материала на уроках окружающего мира; развитие эстетического вкуса, интереса к экологическим проблемам.

     Из книги А. А. Плешакова «Великан на поляне или первые уроки экологической этики» я узнал о том, что такое «экология». С помощью атласа-определителя «От земли до неба» А. А. Плешакова смог разобраться на практике в разнообразии деревьев и кустарников, которые растут в Бурейском районе Амурской области.

     При изучении информации «Осенние изменения с деревьями и кустарниками, причины этих явлений» в сети Интернет, я посетил несколько сайтов: www. mne-interesno.su, https://7gy.ru/shkola/okruzhajuschii-mir. Из представленной информации я узнал из каких пигментов состоят листья, как с помощью опытов можно это доказать.

     Исходя из этого, и сложилась целостная исследовательская работа, в основе которой лежит практический метод и метод изучения литературных источников.

Глава 1. Осенние листья деревьев и кустарников как объект изучения.

1.  Первый месяц осени.

     СЕНТЯБРЬ – хмурень, ревун. Всё чаще начинает хмуриться небо, ревёт ветер. Подошёл первый месяц осени.

     У осени своё рабочее расписание, как у весны, только наоборот. Она начинает с воздуха. Высоко над головой начинает желтеть, краснеть и буреть лист на деревьях. Как только листьям станет не хватать солнышка, они начинают вянуть и быстро теряют свой зелёный цвет. В том месте, где черешок сидит на ветке, образуется дряблый поясок. Даже в безветренный, совсем тихий день вдруг оборвётся с ветки: тут – жёлтый берёзовый, там – красный осиновый, кленовый лист и, легко покачиваясь в воздухе, бесшумно скользнёт по земле.

     С того утра, когда на траве первый раз появится изморозь, всё чаще будут срываться листья с ветвей, пока не задуют ветры-листодёры, не сорвут с леса весь роскошный летний наряд. [1, с. 210]

1.2. Листья и их роль в жизни растений.

     Лист – один из важнейших органов растений. Его главная работа – участие в процессе фотосинтеза.

     К. А. Тимирязев – выдающийся русский учёный, который внёс большой вклад в изучение фотосинтеза растений. Он установил, что этот процесс вызывает только поглощенные хлорофиллом солнечные лучи, и доказал, что процесс фотосинтеза подчиняется закону сохранения энергии. [4, с. 32]

     Фотосинтез – преобразование солнечной энергии в органические соединения внутри растения, т.е.  благодаря фотосинтезу, растения получают пищу от солнечных лучей.

     С помощью листьев растение дышит и испаряет влагу, нейтрализует углекислый газ и выделяет кислород, необходимый и людям, и животным, и насекомым, то есть всему живому.

1.3. Что придаёт зелёный цвет листьям?

     Зелёный цвет листьям придаёт особое вещество – хлорофилл. Хлорофилл в живом листе постоянно разрушается и вновь образуется. Но происходит это только на свету. Летом день очень длинный и растения получают много солнечного света. В это время в листьях растений активно вырабатывается хлорофилл.

     Осенью холодно и ветрено, солнце светит мало. Листья не могут работать так, как в тёплые дни. Хлорофилл днём разрушается, но не успевает восстановиться. Поэтому зелёный цвет в листве убывает, а становится заметным жёлтый (лист желтеет) или красный (лист краснеет) цвет.

1.4 Какие пигменты содержат листья?

     Разнообразию красок осень обязана тому, что у листвы всех деревьев разные сочетания цветов и оттенков. Наиболее часто встречается в наших лесах багряный цвет листьев. Такой цвет мы можем увидеть у клёна и осины. Эти деревья очень красивы осенью. (Приложение 2)

     Листья берёзы становятся светло-жёлтыми, а дуба, липы, граба, орешника – буровато-жёлтыми. (Приложение 3)

     Тополь быстро сбрасывает свою листву, как только пожелтеет – вот уже и опала.

     Почему же эти листья красные, а эти – жёлтые? Помимо хлорофилла листья растений содержат и другие пигменты, но из-за преобладающего зелёного они просто не видны. От того как зелёный хлорофилл отступает, становятся видны и другие цвета:

•      красный и пурпурные оттенки листвы определяет пигмент – антоциан. Он полностью отсутствует в составе листьев и может образоваться только под воздействие холода: чем морознее дни, тем более багряным будет окружающий лиственный мир;
• жёлтые листья получают свою окраску в результате «работы» растительного пигмента ксантофилла;
• пигмент каротин (он нам известен по ярко-оранжевой окраске моркови) придаёт листьям оранжевый цвет;
• коричневые листья – это уже не окраска пигментов, а окраска клеточных стенок листа, она проявляется тогда, когда другие видимые красящие пигменты отсутствуют.

Глава 2. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Результаты исследовательской работы. Наблюдение за изменением окраски листьев у деревьев и кустарников осенью.

     В сентябре, совершая прогулка в лесу за пределами посёлка, я наблюдал за изменением окраски листьев у деревьев и кустарников. Не сразу листья меняют цвет, а постепенно. С помощью атласа-определителя А. А. Плешакова «От земли до неба» я составил таблицу «Изменение окраски листьев у деревьев и кустарников осенью»

Таблица 1.

     При наблюдении я заметил, что необычное дерево ольха. Оно никогда не раскрашивается осенью, остаётся зелёным. Листья опадают такими же зелёными, как были летом.

     Необычным показался мне дуб. Он долго стоит зелёным. Цвет меняется постепенно: зелёный – жёлтый – багряный – коричневый. В Амурской области произрастает особый вид дуба, у которого сухие листочки висят до самой весны, пока не появятся новые. (Приложение 4)

2.2. Результаты исследовательской работы. Опыты № 1. Определение пигмента ксантофилла в листьях крапивы.

     Работа по данной теме «Почему листья осенью меняют цвет?»   проходила с сентября по ноябрь 2018 года.

     Изучив научную литературу, мы решили провести два опыта:

1. Выделение из листьев крапивы ксантофилла.
2. Выделение из листьев краснокочанной капусты антоциана.

     Опыты проводились в домашних условиях, в проведении которых помогала мама, Жуйко Татьяна Анатольевна.

     Оборудование и материалы: листья сухой крапивы, этиловый спирт, бензин, стеклянная посуда для проведения опыта.

     Ход работы: высыпаем листья сухой крапивы в баночку, заливаем этиловым спиртом. Всё хорошо перемешать. Через несколько минут этиловый спирт окрасился в зелёный цвет, так как в листьях крапивы находится много хлорофилла. Добавляем немного бензина и наблюдаем, что происходит: бензин разрушает хлорофилл. Через пять минут на дно баночки оседает жёлтый цвет – ксантофилл, а хлорофилл поднялся вверх.

     Вывод: хлорофилла много в листьях, поэтому они зелёные. А осенью хлорофилл разрушается и листья становятся жёлтыми, благодаря пигменту ксантофиллу. (Приложение 5)

2.3.  Результаты исследовательской работы. Опыты № 2. Определение в листьях краснокочанной капусты антоцианна.

     Оборудование и материалы: листья краснокочанной капусты, кастрюля, ложка, 9% уксусная кислота

     Ход работы: для опыта берём листья краснокочанной капусты, т. к. в них есть – антоциан, положим в кастрюлю и ставим на  огонь. Вода закипела и появился. Когда   вода   закипела и появился бирюзовый   оттенок. Капнем   прямо   в кастрюлю несколько капель 9% уксусной кислоты и посмотрим на реакцию. Вода в кастрюле приобрела два разных оттенка. Там, куда попала кислота, вода стала розовой, а вторая часть воды осталась бирюзовой. Я помешал воду в кастрюле, и вода приобрела розовый оттенок. Достал ложкой листочек капусты и увидел, что сейчас он не такой яркий, как был перед экспериментом.

     Вывод: в  листьях   краснокочанной   капусты  содержится антоциан, который предаёт им красно-розовую окраску. (Приложение 6)

Глава 3. ВЫВОДЫ

     В ходе работы я узнал много нового:

• Изучив литературу выяснил, что лист – один из важнейших органов растений и его главная работа – участие в процессе фотосинтеза.
• Провел наблюдения за окраской листьев деревьев и кустарников осенью и заметил, что листья окрашены по-разному.
• В результате выполнения опытов узнал, что изменение окраски листьев зависит от того, какой пигмент, кроме хлорофилла, есть в листе.

     Выполнив исследования по теме «Почему листья осенью меняют цвет?», я предлагаю:

- выступить с исследовательской работай на кружке «Бурейские родники»;

- на уроках окружающего мира и на занятиях кружка использовать гербарий «Листья бывают разные: зелёные, жёлтые и красные» и видеопоказ опытов;

- обратить внимание детей и взрослых на экологическую обстановку в нашем районе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

     Попробуйте представить себе, что из нашей жизни исчезли все растения. Как уныло стало за окном! Нет ни привычных тополей на улице, нет крапивы у забора, пропали одуванчики и подорожник, торчавшие у края асфальтовой дороги. И дом сразу опустел. В нём стало неуютно.

     Но это ещё не самое страшное. Что было бы, если бы вдруг не стало того, что мы не видим, но без чего мы не смогли бы жить – воздуха, кислорода? Ведь именно растения вырабатывают кислород и благодаря им вокруг планеты образовалась атмосфера – воздушная оболочка, без которой невозможна жизнь. [5, с. 3]

     Проведя исследовательскую работу, я выяснил причину смены окраски у листьев разных деревьев и кустарников. Моя гипотеза о том, что осенью деревья боятся холода, поэтому листья начинают болеть, из-за этого меняют окрас и опадают не подтвердилась. Но я узнал, что в листьях находятся разные пигменты, от которых и зависит окрас листьев.

     Считаю, что цели и задачи, поставленные мной в начале исследовательской работы, достигнуты.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бианки В. В. Лесная газета. Клуб колумбов./ ил. Л. Т. Кузнецова. – М.: Правда, 1986. – 480 с., ил.
2. Плешаков А. А. Великан на поляне, или первые уроки экологической этики: пособие для учащихся образоват. Учреждений / А. А. Плешаков, А. А. Румянцев.  – 9-е изд. – М.: Просвещение, 2012. – 160 с.: ил. – (Зелёный дом).
3. Плешаков А. А. От земли до неба : атлас-определитель : пособие для учащихся общеобразоват. учреждений / А. А. Плешаков. – 11-е изд. – М.: Просвещение, 2010. – 222 с.: ил.
4. Трайтак Д. И. Книга для чтения по ботанике: Для учащихся 5 – 6 кл. / Сост. Д. И. Трайтак. – 2-е изд. Перераб. – М.: Просвещение, 1985. – 223 с., ил.
5. Я познаю мир: Дет. Энцикл.: Растения / Авт. – сост. Л. А. Багрова. Худож. О. М. Войтенко, А. В. Кардашук, Н. В. Павлова. Под общ. Ред. О. Г. Хинн. – М.: ООО «Издательство АСТ», 1998. 512 с.

ИНТЕРНЕТРЕСУРСЫ

1. www. mne-interesno.su,  
2. https://7gy.ru/shkola/okruzhajuschii-mir