Использование цифровой лаборатории в программах дополнительного образования естественнонаучного цикла
статья по биологии (6 класс) по теме

  Конкурсная работа городского фестиваля «Использование цифровой лаборатории в предметах естественнонаучного цикла»

 Методическая разработка исследовательской работы

Тема: «Зависимость скорости тока веществ по ксилеме стебля цветкового растения от биотических и абиотических факторов»

                                                    Автор работы учитель биологии

                                                    ГОУ школы№309 Центрального р-на

                                                    Капитонова Татьяна Александровна

                                             С-Пб 2012г.

                            Содержание:

  Теоретические основы эксперимента                   стр.1

  Цель  и задачи                                                            стр.2

  Материалы и оборудование                                    стр.3

  Порядок проведения эксперимента                       стр.4

  Предполагаемый результат                                     стр.5

    Вопросы для обсуждения результатов                  стр.6

 Выводы исследования                                               стр.7

1.

Теоретические основы эксперимента:

Выбор данной темы обусловлен важностью изучения в различных темах курса ботаники и экологии в рамках школьной программы и во внеурочной (экспериментальной) деятельности.

Так, в курсе ботаники в 6 классе, в разделе «Органы цветковых растений»,

темах: «Значение листа в жизни растения»

           «Стебель-часть побега, его строение и значение».

В разделе «Основные процессы жизнедеятельности»

в теме «Значение воды в жизни растения».

В экологии - в теме «Абиотические факторы среды»

Результаты данного исследования могут быть хорошим наглядным материалом в организации исследовательской работы учащихся 5-11 классов.

2.

  Цель:

определить зависимость тока веществ по ксилеме стебля от                 различных условий.

Задачи:

1.подобрать материал для  эксперимента и определить условия его проведения.

2.выяснить зависимость скорости тока веществ от биотических факторов:

 а)  развития корневой системы

 б) эффективности транспирации листовой пластинки

3.ыяснить влияние влажности и температуры окружающей среды на скорость перемещения веществ по ксилеме стебля.

4.определть с помощью программы «мультилаб»  фактическую скорость перемещения веществ по стеблю.

  Целесообразно остановиться на одной, конкретной задаче по определению зависимости скорости тока веществ по сосудам ксилем, т. к. подготовка рабочего материала требует времени и определённых навыков.  Поэтапное решение узких задач позволит получить целостную картину о роли сосудов ксилемы в стебле цветковых растений.

3.

Материалы и оборудование:

Для данного эксперимента целесообразно использовать:

-домашнее растение бальзамин, т.к.

   а) растение влаголюбивое, транспирация протекает активно,

б) существует возможность непосредственно наблюдать транспорт контрастного вещества по сосудам стебля.

 красителем может служить гуашь, акварель, раствор марганцовки.

Результаты первого эксперимента показали, что к выбору красителя следует подходить внимательно, т.к. дисперстность раствора не позволяет должным образом осуществить наблюдение за потоком веществ. В данном случае целесообразно использовать

водный растворитель (смотри условия  второго  эксперимента- презентация)

-датчики температуры, влажности, микроскоп  ЦЛ «Архимед»

- цифровой фотоаппарат

- дневник наблюдений

   Вода, окрашенная акварелью

  Черенки бальзамина в начале эксперимента

4.

 Порядок проведения эксперимента:

Перед началом эксперимента необходимо приготовить:

- черенки комнатного растения бальзамин соответственно выбранной задаче

-окрашенную водную среду

Фиксировать изменения в дневнике наблюдения, сравнивая с контрольным растением.

Варианты наблюдений:

 а) при одинаковом размере и количестве листовых пластинок - разные по степени развития корневые системы.

б) при равном количестве листьев и развитии корней - разная площадь листовых пластинок

в) при равном развитии вегетативных органов - различный температурный режим

г) при равных условиях исследуемых объектов - различные условия увлажнения (м.б.освещения)

д) при равных условиях исследуемых объектов - разная температура воды, используемая для полива(+18-20;+13-15).

   Окрашенная вода

                                                поднялась по стеблю на 1,5 см. через 2 дня

5.

Предполагаемый результат:

Эффективность транспорта по ксилеме стебля бальзамина позволит зафиксировать с помощью микроскопа перемещающийся поток, на основании чего будет возможно построить графики зависимости скорости транспорта веществ по ксилеме стебля от различных факторов. Возможна фиксация результата с помощью цифрового фотоаппарата, имеющего специальную программу.

 Предположительно, мы сможем убедиться, что перемещение веществ будет зависеть от развития корневой системы, от общей площади листовых пластинок, участвующих в транспирации (чем сильнее корневая система, больше площадь листьев, тем активнее транспорт).

 Повышенная температура о.с. и комнатная температура воды для полива, стимулирует транспорт веществ по стеблю.

 Повышенная влажность воздуха замедляет транспирацию, а, следовательно, транспорт веществ по стеблю.

6.

   Вопросы для обсуждения результатов:

1)Какие сосуды стебля и почему участвуют в транспорте растворённых веществ?

2)Какие условия внешней среды оказывают влияние на транспортный поток?

3)Определите причинно-следственные связи  между транспортом и особенностями условий окружающей среды.

4)Какие особенности строения растительного организма и как влияют на эффективность работы сосудов ксилемы стебля?

5)Какова фактическая скорость перемещения растворённых веществ по стеблю растения?

6)Чем определяется скорость потока растворённых  веществ?

Выводы исследования:

Данное исследование позволяет:

1)наглядно убедиться в том, что растворённые вещества перемещаются по сосудам стебля

 2)определить зависимость транспорта растворённых веществ по ксилеме стебля цветковых растений  от:

-особенностей развития растительного организма

-меняющихся условий окружающей среды.

3)приобрести навыки в работе с ЦЛ «Архимед».