Начуно-исследовательская работа на тему "Изучение ростовой реакции растений в светонепроницаемом контейнере"

Содержание

План исследований

ВВЕДЕНИЕ …………………….…………………………………………………………….....2

I.ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА  ……………….……………………………………3

Основная часть Методика  и объект исследования.……………………………………………………………………………5

II. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ…………………………………………………………………

Заключение и перспективы работы …………………………………………..10

Литература        ..11

Выращивание семян растений в светонепроницаемом контейнере

Введение

На Земле благодаря зеленому растению накапливается энергия, которая поступила из космоса от Солнца. Причем накапливается она в такой форме, которая доступна для других организмов. Прошли миллионы лет, а солнечный луч, законсервированный зеленым растением в органическом веществе, сохраняется на Земле. Сжигая эти вещества, человек высвобождает энергию, и она приводит в движение  машины, фабрики.

Для образования хлорофилла тоже необходим свет. Выросшие без света побеги бывают белыми или бледно-желтыми.  Так ли это мы решили проверить, поставив опыт на  культурных растениях семейства бобовых фасоли вьющейся «Победитель» и гороха овощного «Аэлита». Также мы заинтересовались явлением фототропизма.

Фототропизм — движения, вызванные неравномерным освещением разных сторон органа растения.

              Цель настоящей работы изучение влияния интенсивности солнечного излучения на рост и развитие растений  семян фасоли сорта вьющейся «Победитель» и гороха овощного «Аэлита»

Задачи:

1. изучить теоретический материал по данной теме;
2. изучить внешнее  строение семени  фасоли и особенности прорастания
3. изучить методику исследования
4. проанализировать данные исследований и сделать выводы.

Исследования,  связанные с изучением фототропизма растений в нашей школьной программе  не охватывается, но представляет собой большой научный интерес.  Все эти обстоятельства обуславливают актуальность темы.

1. Исследовательская работа

 ДВИЖЕНИЯ, ХАРАКТЕРНЫЕ ТОЛЬКО ДЛЯ РАСТЕНИЙ

К движениям, характерным только для представителей царства растений, относятся ростовые и тургорные движения. В их основе лежит ответная реакция растения на раздражители: тепло, свет, химические вещества и т.д.

1.1 Ростовые движения или тропизмы

Тропизмы - это ростовые движения, вызванные раздражителем, который направлен с одной стороны. Движение растений в сторону раздражителя называют положительным, а в противоположную - отрицательным.  

1.2. Фототропизм

Среди всех факторов, способных привести к тропизмам, свет был первым, на действие которого человечество обратило внимание. Свет оказывает влияние на направление движений побегов и корней. По мере развития растения могут изменять фототропизм с положительного на отрицательный и наоборот. Фототропизм может меняться при изменении освещённости: при слабом свете побеги растений повернутся к нему, а при сильном от него.  Благодаря этому побеги растений могут занимать более выгодное положение и появляется листовая мозаика, которая помогает оптимально использовать свет при фотосинтезе.

Первым учёным, который пытался объяснить явление фототропизма, был Чарлз Дарвин. Дарвин удалил кончик главного корня, и тот утратил способность изгибаться и продолжал расти в том направлении, в котором находился. Дарвин также выяснил, что свет воспринимает верхушка побега, а изгиб возникает ниже и сделал вывод, что клетки, которые воспринимают свет, и клетки, реагирующие на него, находятся на расстоянии. Дарвин предположил наличие веществ, которые образуются в одном месте, а затем передвигаются в другое.  

1.3. Внешнее строение семени фасоли.

Типичный боб – это сухой плод, вскрывающийся по брюшному шву и спинной складке двумя створками [7, С.197]. Семя фасоли почковидное, уплощенное, снаружи покрыто толстой семенной   кожурой.   Окраска кожуры может быть различной — белой, коричневатой или пятнистой («мраморной»). Семенная кожура предохраняет от высыхания и механических повреждений остальные части семени.

На вогнутой стороне семени фасоли видно небольшое овальное пятнышко — рубец от семяножки, которая соединяла незрелое семя со стенкой плода. Это пятнышко называют рубчиком. Рядом с рубчиком в семенной кожуре находится крохотное отверстие — семявход. При намачивании через семявход внутрь семени легко проникает вода. Если слегка сжать намоченное семя, то из семявхода выступает капелька воды.

Внутреннее строение семени фасоли. Снимем семенную кожуру. С намоченного семени она снимается легко, а с сухого удалить ее очень трудно. После удаления кожуры в руках остается зародыш — маленькое растеньице.  Его-то и защищает семенная кожура. Внимательно рассмотрим зародыш.  Хорошо видны два толстых зародышевых листа. Эти зародышевые листья называют семядолями. Семядоли у фасоли крупные, мясистые, имения на их долю приходится большая   часть   массы зародыша.

С вогнутой стороны семядолей, там, где был семявход, виден небольшой цилиндрический зародышевый стебелек, который постепенно переходит в очень короткий зародышевый корешок. Стебелек и корешок плотно прижаты к щели между семядолями.

Осторожно раздвинем семядоли. Между ними видна почечка зародыша. Удалим одну семядолю и рассмотрим почечку. Она находится на верхушке зародышевого стебелька, который у фасоли изогнут. В почечке хорошо различимы зачаточные листья. Ниже почечки на стебле располагаются семядоли.

Таким образом, зародыш обладает теми же вегетативными органами, что и взрослое растение. У зародыша есть корень и побег. Зародышевый побег состоит из стебелька, двух зародышевых листьев (семядолей) и почечки.

Растения, зародыш которых имеет две семядоли, относят к двудольным.

Фасоль обыкновенная (Phaseolus vulgaris) –  растение из семейства бобовых.

 В Европу фасоль попала из Нового Света в XVI веке, где ее называли «итальянскими бобами», а в Россию – спустя два столетия, вероятно, из Польши.

Наиболее распространена  фасоль обыкновенная, центром происхождения которой является Южная и Центральная Америка. Выращивается почти во всех земледельческих странах мира. Высевают фасоль, когда температура почвы на глубине заделки семян пригреется до +10-12 С и минует опасность возврата весенних заморозков, так как всходы очень чувствительны к ним. Фасоль сеют на глубину 4-6 см, в рядке — через 10 см. Фасоль — одна из наиболее ценных продовольственных культур. Молодые недозрелые бобы содержат много белка (75-90% которого легко усваивается организмом человека), сахаров, витаминов, минеральных солей. Фасоль является хорошим средством при различных заболеваниях.

Горох овощной – (Pisum sativum)

Однолетнее травянистое растение семейства бобовых. Известен в культуре с древнейших времен — был обнаружен археологами в свайных постройках, относящихся к каменному и бронзовому векам. В Европе первоначально получил распространение в Голландии. В России горох выращивают с конца 17 века.

Имеет поверхностную корневую систему, полый стебель, в зависимости от сорта и агротехники прямостоящий или полегающий. Листья перистосложные, с 1-4 парами листочков, заканчиваются усиками. По высоте стебля сорта подразделяются на четыре основные группы: карликовые (ниже 45 см), полукарликовые (45-70 см), среднерослые (70-115 см), высокие (115-250 см). Корневая система стержневая, хорошо разветвленная, на ней развиваются клубеньковые бактерии. Цветки белые или фиолетовые различных оттенков, мотылькового типа. Плоды — бобы лущильного или сахарного типа с гладкими или морщинистыми (мозговыми) зернами (горошинами).

Горох играет существенную роль в севооборотах. Благодаря клубеньковым бактериям, развивающимся на его корнях, за вегетацию он накапливает, по некоторым данным, в почве до 100 кг/га азота. Корневая система гороха способна растворять труднорастворимые соединения фосфора и калия, обогащая почву доступными элементами питания.

Основная часть. Методика и объект  исследования

Оборудование:

•  светонепроницаемые контейнеры для проращивания семян в темноте

•  кусочки ткани или  хлопковая вата, марля

•  пипетка

В качестве объекта исследования нами было взято два  сорта растений семейства бобовых:  фасоль вьющаяся  «Победитель» и горох овощной «Аэлита»

Наблюдения мы проводили, в условиях классной комнаты.

 Определили  в следующие условия прорастания  экспериментируемых растений:

1) На свету, с поливом 1 раз в неделю.

2) На свету, с поливом 3 раза в неделю.

3) В темноте, с поливом 1 раз в неделю.

4) В темноте, с поливом 3 раза в неделю.

Перед посадкой в землю, мы замочили семя фасоли в марлевую салфетку, смоченную водой. На 2-ой день после замачивания, начал прорастать корешок. На 3-ий день эксперимента мы посадили семя в землю и стали наблюдать за их ростом и развитием. Перед посадкой в землю, мы замочили семя фасоли в марлевую салфетку, смоченную водой. На 2-ой день после замачивания, начал прорастать корешок. На 3-ий день эксперимента мы посадили семя в землю и стали наблюдать за их ростом и развитием.

Проращивание семян  ограничения доступа света. Сняв крышку, светонепроницаемого контейнера для проращивания и мы положили  тампоны из хлопковой ваты в его дальний (от отверстия в боковой стенке, расположенного за разделительной стенкой) угол. При помощи пипетки увлажнили вату и вдавили  в неё сухие бобы  фасоли вьющейся  «Победитель» и гороха овощного «Аэлита».  Закрыв, контейнер крышкой и поставили его в тёплое место (на подоконник).  При этом солнечные лучи или просто яркий дневной свет должны проникать внутрь контейнера через отверстие в боковой стенке. Контейнеры установили вертикально горизонтально.

В течение одной недели ежедневно снимали крышку контейнера и увлажняйте вату водой.

Данные о динамике развития семян  фиксировал  в журнал наблюдений в  период:  8.02.23 - 20.02.23. Отмечали следующие фенологические даты: появление зародышевого  стебелька и зародышевого корешка, развитие побега и листовой пластинки.

II. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Результаты и обсуждение:

Фенологические наблюдения осуществлялись  в  период:  8.02.23 - 20.02.23.

Влияние света на рост фасоли вьющейся  «Победитель»  представлены в таблице1:

Таблица 1.

При выращивании фасоли на свету и поливе 1 раз в неделю: 4-7 день - изменений не происходило; 4-7 день - изменений не происходило; 8 день - показался проросток с одной семядолей, размером около 2 см.; 8 день - показался проросток с одной семядолей, размером около 2 см.; 9 день - образование листочков; 9 день - образование листочков; 10 день - увеличение размера листьев; 10 день - увеличение размера листьев; 11 день - начинает засыхать семядоля, растение продолжает развиваться дальше. 11 день - начинает засыхать семядоля, растение продолжает развиваться дальше. К концу нашей работы растение достигло высоты – 8 см. К концу нашей работы растение достигло высоты – 8 см.

 При выращивании фасоли на свету и поливе 3 раза в неделю: На 6 день после посадки появился росток с двумя семядолями ( 5,5 см.) На 6 день после посадки появился росток с двумя семядолями ( 5,5 см.) На следующий день после этого образовались и распустились листочки. После выросли огромные листы, засыхают семядоли. На следующий день после этого образовались и распустились листочки. После выросли огромные листы, засыхают семядоли. Через 2 дня семядоли отпадают, листы продолжают свой рост. Итог 14 дней роста: растение крупного размера, зеленое. Через 2 дня семядоли отпадают, листы продолжают свой рост. Итог 14 дней роста: растение крупного размера, зеленое.

При выращивании фасоли в темноте и поливе 1 раз в неделю: В ходе наших наблюдений не произошло никаких изменений. В ходе наших наблюдений не произошло никаких изменений.

При выращивании фасоли в темноте и поливе 3 раза в неделю: На 6 день после посадки вырос хилый росток с одной гнилой семядолей (9,2 см.) У фасоли выросли желтые листочки так как нет фотосинтеза. На 6 день после посадки вырос хилый росток с одной гнилой семядолей (9,2 см.) У фасоли выросли желтые листочки так как нет фотосинтеза. На следующий день распустились листочки маленького размера. На следующий день распустились листочки маленького размера. Далее засыхают семядоли. Далее засыхают семядоли. Последующие 3 дня растут новые листочки. Последующие 3 дня растут новые листочки. Итог 14 дней роста: Хилое растение, желтого цвета. Итог 14 дней роста: Хилое растение, желтого цвета.

Влияние света на рост гороха овощного «Аэлита» представлены в таблице №2:

Таблица 2

Вывод:  Как видно, из таблицы появление зародышевого корешка у гороха овощного «Аэлита» происходило уже на 3 день наблюдения (рисунок 2), а у фасоли вьющейся  «Победитель»  корешок так  не появился даже на 8 день исследования. Зародышевый стебелек  появился  на 6 день исследования  гороха овощного «Аэлита».

      В период  выращивания бобовых растений  в четырёх разных условиях, мы выяснили, что наиболее активный рост и развитие растения происходило на свету при трёхкратном поливе. В темноте растение развивается плохо, наблюдается удлинение вегетативных органов: стебля и листовой пластинки.  Жёлтый цвет растения, свидетельствует о  недостатке света. В результате чего не происходит фотосинтеза.

Таким образом,  свет имеет большое значение для растений, т.к. только на свету растения могут хорошо расти, развиваться и образовывать органического  вещества из неорганического при  участии хлорофилла. Хлорофилл улавливает и направляет световую энергию  на  осуществление фотосинтеза.

Заключение и перспективы

• Семена гороха овощного «Аэлита» обладают большой всхожестью по сравнению с семенами фасоли вьющейся «Победитель», вероятно, это связано с тем, что семена фасоли более крупные;
• мы убедились, что семена исследуемых растений могут прорасти даже без участия солнечного света в условиях светонепроницаемого контейнера, но при этом наблюдаются существенные морфологические изменения  растения связанные с недостатком света: удлинение побега, слабая пигментация.
•  выявили, что необходимым фактором прорастания семян является вода и оптимальная температура, солнечный свет.

В соответствии с выдвинутой гипотезой, мы убедились, что семена, исследуемых растений, выращенные  в условиях светонепроницаемого контейнера значительно отличаются от растений, выращенных при нормальном освещении. А это значит, что  солнечный свет оказывает существенное влияние на жизнедеятельность растений.

Список литературы

1. Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг. М.: АГАР, 2000.
2. Биология: Растения, бактерии, грибы, лишайники: Учеб. для  6-7 кл./Т.И.Серебрякова,  А.Г. Еленевский
3. Новожилова М.М.  и др. Как корректно провести учебное исследование: От замысла к открытию - М.:5 за знания, 2008 -160С.
4. Методы экологических исследований: сборник методических материалов / Эколого-просветительский центр «Заповедники». М.: Журнал «Исследовательская работа школьников», 2006.
5. Прорастание.  Практикум по ботанике. Комплект лабораторного оборудования: Руководство для учителя.-М.:ИНТ.-20 с.
6. Травкин М.П. Занимательные опыты с растениями.- М.1960
7. Якушкина. И.М. Физиология растений М.:Просвещение.1982-302 с.