Муниципальное  бюджетное общеобразовательное учреждение

«Торбеевская средняя общеобразовательная школа № 1»

Методическая разработка интегрированного

урока по биологии и информатике

в 9 «А» классе

Тема: Выявление модификационной изменчивости организмов методом построения диаграмм.

.

Подготовили и провели:

              учитель биологии Мишина Е.А.

                              учитель информатики Муштайкина Т.К.

рп Торбеево 2014 г.

Цели:

образовательная: сформировать знания учащихся о свойствах и значении фенотипической изменчивости организмов в эволюционном процессе;

• научить строить вариационную кривую и определять среднюю величину изучаемого признака;

• освоить способы визуализации числовых данных;

• закрепление понятий и навыков работы с электронной таблицей, построение диаграмм;

развивающая:

• развитие интеллектуальных способностей учащихся на основе использования ими таких мыслительных операций,  как: анализ, синтез, сравнение, обобщение; развитие внимания, памяти, речевой культуры при выполнении заданий лабораторной работы,  

• развивать навыки формализации при решении информационных задач с помощью средств электронного процессора;

• развивать способность действовать по алгоритму, делать выводы, логически мыслить;

воспитательная:

• восприятие компьютера как инструмента обработки информационных объектов;

• сформировать у учащихся бережное отношение к окружающей среде, как основному фактору, влияющему на жизнь и деятельность человека.

• воспитывать активность, способность слушать и слышать, доброжелательность.

Оборудование инструктивные карты, ноутбуки, компьютер, программное обеспечение,  презентация, проектор, интерактивная доска.

Межпредметные связи: биология, информатика, математика, ОБЖ.

Тип урока: комбинированный, лабораторная работа.

Метод проведения: диалогический, частично-поисковый.

Ход урока

Учитель биологии: Здравствуйте, ребята и уважаемые гости! Сегодня у нас необычный урок, интегрированный с информатикой. Кто знает из вас, что такое интеграция? (объединение, воссоединение,  восстановление).

Учитель информатики: Интеграция (лат.) – восстановление, восполнение, объединение частей в целое, причем не механическое соединение, а взаимопроникновение, взаимовидение. Существует множество видов интеграции: по методам, приемам, способам, уровням, направлениям. Связующим звеном интеграции выступает целостная межпредметная ситуация. Информационные технологии дают совершенно новые возможности для творчества, обретения и закрепления различных учебных навыков, позволяют реализовать принципиально новые формы и методы обучения с применением моделирования явлений и процессов.

Учитель биологии: Тема нашего урока «Выявление модификационной изменчивости организмов». Сегодня на уроке мы должны научиться строить вариационную кривую на примере изучения роста человека, определять среднюю величину признака, в этом нам поможет информатика. Для начала вспомним:

1. Что такое модификационная изменчивость?  (Фенотипическая (модификационная)  изменчивость – это изменение организмов под действием факторов среды и эти изменения не наследуются. Эта изменчивость не затрагивает гены организма, наследственный материал не изменяется.)
2. Что такое норма реакции? (пределы модификационной изменчивости)
3. Какие признаки фенотипа имею узкую, а какие – широкую норму реакции? Чем обусловлена широта нормы реакции, и от каких факторов она может зависеть? (количественные признаки организма имеют широкую норму реакции, размеры органов, форма листовой пластинки у растений – узкую норму реакции, норма реакции определяется генотипом; может зависеть от факторов внешней среды)
4. Какими свойствами характеризуется модификационная  изменчивость? (не наследуется, зависит от факторов  внешней среды, изменения возможны в пределах нормы реакции)

Учитель биологии:  Модификационная изменчивость это результат взаимодействия генотипа с условиями внешней среды. Например, пшеница, растущая на одном поле, может сильно отличаться количеством колосьев и колосков в силу различных показателей почвы, увлажненности на поле. Сосчитав число колосков в одном колосе и количество колосьев, можно получить вариационный ряд в статистической форме – это ряд изменчивости данного признака. Единичное выражение признака – это варианта.

Учитель информатики: На основе этих данных, можно построить диаграмму. Графическое отображение проявления модификационной изменчивости — вариационная кривая — отображает как диапазон вариации свойства, так и частоту отдельных вариант. Из кривой видно, что наиболее распространены средние варианты проявления признака.

Вариационная кривая

Учитель биологии: Мы с вами сегодня на уроке будем изучать модификационную изменчивость на примере роста школьников вашего класса.  Приступаем к выполнению лабораторной работы.

Учитель информатики: Мы с вами уже умеем вводить данные в ячейки электронных таблиц и строить диаграммы  и графики. Выполним данную практическую работу с использованием программы, в которой построим вариационный ряд и вариационную кривую, опираясь на имеющуюся у вас инструкцию. Помните о правилах по технике безопасности  при работе с компьютером.

Лабораторная работа № 3.

Цель: ознакомить учащихся со статистическими закономерностями модификационной изменчивости, выработать умения строить вариационный ряд и график изменчивости изучаемого признака.

Оборудование: компьютер, ноутбуки, интерактивная доска ,проектор, программное обеспечение Microsoft Excel , инструктивные карты.

Ход работы:

1. Измерьте рост каждого школьника в классе с точностью до сантиметра, округлив цифру.
2. Сгруппируйте полученные цифры, которые отличаются друг от друга на 5 см. (например, 150-155 см, 156-160 см, 161-165 см.).
3. Подсчитайте количество учеников входящих в каждую группу и заполните таблицу:

4.  Используйте данные построенного вами вариационного ряда для определения средней величины признака. Для этого численное выражение признака для каждой варианты умножают на число вариант. Все эти признаки складывают и затем делят на общее число вариант. Это может быть выражено следующей формулой:

М = сумма (V•P) / N,    где           М – средняя величина признака,  V – варианта,

                                                P- частота встречаемости вариант,

                                                N – общее число вариант вариационного ряда.

5. На основе полученных данных постройте вариационную кривую – диаграмму.  Для этого внесите полученные  данные  в ячейки таблицы. Определите положение средней варианты на диаграмме.

6. На основе построенного графика ответьте на следующие вопросы:

А) Какой рост учеников в вашем классе встречается наиболее часто, какой наиболее редко?

Б) Какие отклонения встречаются в росте учеников?

Учитель биологии. В 2006 году Всемирная Организация Здравоохранения опубликовала таблицы по нормам роста мальчиков и девочек.

Если ячейка голубая - идеально средний показатель, если зеленая, не идеально, но показатель роста в норме.

Если ячейка желтая - значит "есть тенденция к опережению или к отставанию" и хорошо бы посоветоваться с эндокринологом. Если - красная, просто необходимо сходить к эндокринологу.

 Рост мальчиков от 15 до 17 лет (см)

Рост девочек от 15 до 17 лет (см)

Основными факторами развития являются полноценное питание (для нормального роста нужно правильное питание – хорошо пережёвывать пищу, хорошо завтракать утром, регулярно принимать пищу, рацион должен быть разнообразным, не злоупотреблять сладким и солью, есть много сырых овощей и пить свежих соков ), соблюдение режима сна (спать нужно ночью, в темноте, не менее 8 часов), занятия физкультурой или спортом (неактивному, чахлому организму - чахлое тело).

Причиной  патологических изменений роста может быть как нарушение факторов нормального развития подростка, так и генетическая предрасположенность.

Рефлексия. Первичное закрепление знаний.

Учитель биологии. Из предложенного списка выбрать и записать особенности, характерные для фенотипической изменчивости.

• возникает внезапно, случайно;
• возникает под воздействием условий среды и адекватна им;
• носит массовый характер;
• индивидуальна;
• не наследуется;
• передается по наследству;
• необратима;
• обратима;
• полезна организму;
• вредна для организма.

Учитель биологии. Народная мудрость гласит: «Хороший уход и захудалого коня сделает скакуном». Согласны ли вы с этим высказыванием?

Подведение итогов урока.  

Учитель биологии. Итак, мы убедились, что в проявлениях модификационной изменчивости есть определённые закономерности.

 Выводы:

1. Среди показателей изменчивости данного признака чаще всего встречаются средние значения признака, а минимальные и максимальные проявления признака встречаются как исключения.

2. Модифиационной изменчивости присущи статистические закономерности, среднее значение признака обнаруживается только при массовых подсчетах (Чем больше данных, тем более четко проявляется закономерность).

3. Проявление признака не выходит за пределы нормы реакции, которая определяется генотипом. Изменения нормы реакции – это уже мутационная изменчивость.

4. Модификационная изменчивость играет огромную роль в практической деятельности человека (чаще всего в области сельского хозяйства, при выведении новых сортов растений и пород животных).

     Учитель информатики: Мы с вами говорили, что информационные технологии дают совершенно новые возможности для творчества, обретения и закрепления различных учебных навыков. Сегодня мы на конкретном примере рассмотрели, как информатика помогает решать задачи, рассматриваемые в генетике. Электронные таблицы позволяют обрабатывать большие массивы числовых данных. Их применение помогает визуализировать данные в виде диаграммы или графика, что наглядно отображает зависимости между ними, облегчает восприятие и помогает при их анализе и сравнении.

Задание на дом:  § 3.11 – 3.12   и приемы работы с электронными таблицами Microsoft Excel  .

Список литературы:

1. Биология. Общая биология. 10-11 классы: учеб. для общеобразоват. Учреждений/ А.А.Каменский, Е.А.Криксунов, В.В.Пасечник.-М.: Дрофа,2008.
2. Общая биология: Учеб. Для 10-11 кл. сред.шк. Д.К. Беляев, А.О. Рувинский, Н.Н. Воронцов и др. Под ред. Д.К. Беляев, А.О. Рувинского. – М.: Просвещение, 1991.
3. Угринович Н.Д. информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов/ Н.Д. Угринович, - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003.
4. http://klimenkoelenakaluga.narod.ru/p12aa1.html
5. http://steshenko.biz/yrok
6. http://www.child-psy.ru/kalendaremo/667.html 

                Муниципальное  бюджетное общеобразовательное учреждение

«Торбеевская средняя общеобразовательная школа № 1»

Методическая разработка открытого урока

Тема: «Здоровое питание».

                                                  Класс: 5 «б»

Дата: 19 декабря 2015

Подготовила и провела: учитель биологии

Мишина Елена Александровна.

рп Торбеево 2015 г.

Тема урока: Здоровое питание.

Тип урока: урок открытия новых знаний.  

Технология построения урока: развивающее обучение, здоровьесберегающие технологии.

Цель:  формирование у обучающихся представления о значимости правильного питания как составной части культуры здоровья.

Задачи:

- образовательные:  сформировать знания обучающихся о химическом составе пищевых продуктов,  о содержании  белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных соединений в продуктах питания и их роли в  жизнедеятельности организма человека, о составляющих правильного питания и его значении в поддержании здоровья.

- развивающие:  развитие интеллектуальных способностей обучающихся на основе использования ими таких мыслительных операций,  как: анализ, синтез, сравнение, обобщение; развитие внимания, памяти, речевой культуры при обсуждении теоретических вопросов, выполнении индивидуальных и групповых заданий; формирование умения самостоятельно приобретать знания, способности самообучаться, формирование умения работать в группах, активизация логического, творческого мышления.

- воспитательные:  вырабатывать умение осознанно трудиться над поставленной целью; сплочение школьного коллектива, поднятие интереса к коллективной деятельности, воспитывать ответственное отношение к своему здоровью.

Планируемые  результаты учебного занятия:

Предметные:  

- знать  химический состав пищевых продуктов;

- уметь качественно определять наличие органических веществ в продуктах питания;

- рассмотреть составляющие правильного питания и его значение в сохранении здоровья человека.

Метапредметные:

- регулятивные: - самостоятельно  определять цель учебной деятельности, искать пути решения проблемы и средства достижения цели; участвовать в коллективном обсуждении проблемы, интересоваться чужим мнением и высказывать своё.

- коммуникативные: - обсуждать информацию;  слушать товарища и обосновывать свое мнение; выражать свои мысли и идеи.

- познавательные: - работать  с опорным конспектом; с оборудованием и реактивами; работать с новой информацией; объяснять значения новых слов; сравнивать и выделять признаки; уметь использовать символы, схемы для структурирования информации.

Личностные:  

осознавать неполноту знаний, проявлять интерес к новому содержанию; устанавливать связь между целью деятельности и ее результатом; оценивать собственный вклад в работу класса.

Формирование УУД:

Познавательные УУД

1. Продолжить формирование умения работать с оборудованием и реактивами,  находить  отличительные признаки, составлять опорные конспекты,  работать с новой информацией,    объяснять значения новых слов,  сравнивать и выделять признаки.  
2. Продолжить формирование  навыков  использовать символы, схемы для структурирования информации.            

Коммуникативные УУД

1. Продолжить формирование умения слушать товарища и обосновывать свое мнение.
2. Продолжить формирование умения выражать свои мысли и идеи.

Регулятивные УУД        

1. Продолжить формирование умения самостоятельно обнаруживать и формулировать учебную проблему, определять цель учебной деятельности (формулировка вопроса урока), выдвигать версии.
2. Продолжить формирование умения участвовать в коллективном обсуждении проблемы, интересоваться чужим мнением, высказывать свое.
3. Формирование умения определять критерии изучения химического состава пищевых продуктов, составляющих здорового питания.
4. Продолжить формирование навыков в диалоге с учителем совершенствовать самостоятельно выработанные критерии оценки.
5. Продолжить формирование умения работать по плану, сверять свои действия с целью и при необходимости исправлять ошибки самостоятельно.
6. Продолжить обучение основам самоконтроля, самооценки и взаимооценки.

Личностные УУД

1. Создание условий к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и самопознанию.
2. Осознавать неполноту знаний, проявлять интерес к новому содержанию
3.  Устанавливать связь между целью деятельности и ее результатом
4. Оценивать собственный вклад в работу класса.

Формы работы: индивидуальная, фронтальная, в парах, в микрогруппах.

Методы: частично-поисковый, диалогический.

Информационно-технологические ресурсы:  мультимедийное оборудование; презентация, видеофрагмент мультфильма «Винни-Пух в гостях у кролика» индивидуальные опорные листы, конверты с заданиями, корзина с пищевыми продуктами;  фото фруктов и овощей; тарелки с лимоном и апельсином, семена  подсолнечника,  клубень картофеля, кусочек  пшеничного теста, марлевые салфетки,  раствор йода, чашки Петри, листы бумаги, стаканчик с водой.

Предварительная работа: проведение анкетирования с обучающимися.

План урока:

1.Организационный момент.

2. Мотивация деятельности.

3. Сообщение новых знаний и способов действий.

    Физкультминутка «Полезное и Вредное» 

4. Первичное воспроизведение новых знаний и способов действий. 

5. Домашнее задание.

6. Рефлексия.

Ход урока:

    1.Организационный момент.

Добрый день, ребята!

Давайте посмотрим друг на друга и улыбнёмся. Говорят, «улыбка – это поцелуй души». Присаживайтесь на свои места. Я рада, что у вас хорошее настроение, а это значит, что мы с вами сегодня очень дружно и активно поработаем. Не бойтесь говорить и высказывать своё мнение, спорить. Ведь в споре рождается истина.

 Сегодня нам предстоит изучить очень интересную тему из курса биологии. Какую? Вы позже назовете сами.

     2. Мотивация деятельности.

Ребята, вчера мне пришло письмо. Может быть, вы поможете мне  догадаться – кто его автор. На конверте только примечание: сказочный герой, в меру упитанный мужчина, любит баловаться плюшками, у него есть друг по имени Малыш, и живёт он на крыше. /Письмо от Карлсона/. 

«Здравствуйте, друзья! Свое письмо я пишу из больницы. У меня ухудшилось здоровье: болит голова, в глазах звездочки, все тело вялое. Доктор говорит, что мне нужно правильно питаться. Я составил себе меню на обед: торт с лимонадом, чипсы, варенье и пепси-кола. Это моя любимая еда. Наверное, скоро я буду здоров».

Учитель: 
1. Ребята, вы запомнили, какие продукты выбрал Карлсон для своего выздоровления? Назовите их. 
2. А, вы любите такие же продукты, как Карлсон? А какие ещё? 

Какое разнообразие продуктов, теперь только надо разобраться, все ли продукты полезные. Давайте сформулируем тему урока и поставим цели.

(Смайлик на доске и слайд, работа с опорными конспектами)

3. Сообщение новых знаний и способов действия.

Учитель: Давайте дадим определение,   что такое «Здоровье», используя толковые  словари В.Даля.

Здоровье для человека – это главная жизненная ценность. Только здоровый человек по-настоящему радуется жизни.

Учитель:  Какие ассоциации возникают у вас со словом здоровье? (счастье, радость, любовь, хорошее настроение, питание и т.д.)

Полноценное, правильное  питание - важнейший элемент здорового образа жизни человека.

Учитель: А,  зачем человеку необходимо питаться каждый день?

Чтобы ходить, бегать, дышать, смеяться, работать, чтобы жить. Пища делает человека здоровым, бодрым. Строительным материалом для тканей и клеток служит пища. Состояние кожи, волос, функционирование органов и систем во многом зависит от приёма пищи, которая должна содержать все необходимые для нормальной деятельности клеток вещества.

Учитель: Вы знаете из каких питательных веществ  состоит пища? (Белки, жиры, углеводы)

Учитель: В каких продуктах  содержатся нужные для нашего организма питательные вещества?

(Продукты растительного и животного происхождения)

Учитель:   Белки, это очень важные вещества в клетках. Больше всего белков содержится в продуктах животного происхождения: мясных рыбных и молочных. Есть белок и в растениях. Особенно много в фасоли, чечевице,  бобах, сое, гречневой крупе, орехах. Если белков в питании недостаёт, то организм хуже сопротивляется инфекции и простуде.

Учитель:  Давайте,  попробуем определить наличие белка в продуктах питания на примере пшеничного теста. (Работа в микрогруппах, работа с опорными конспектами, оборудованием). 

Вывод: После проведенного эксперимента выяснили, что в семенах пшеницы содержится белок-клейковина. Они содержится в клетках пшеницы, ржи и других злаков. Благодаря этому белку человек может из  муки получать тесто и печь хлеб и пироги.

Учитель: Углеводы - органические вещества являющиеся источником энергии. С помощью какого вещества растения накапливают энергию? (Крахмал)

Давайте,  попробуем определить наличие крахмала в продуктах питания на примере картофеля и пшеничного теста. (Работа в микрогруппах, работа с опорными конспектами, оборудованием). 

Вывод: Качественной реакцией на крахмал является йод, появление сине-фиолетового окрашивания.

Учитель:  Давайте,  попробуем определить наличие жира в продуктах питания на примере семян подсолнечника. (Работа в микрогруппах, работа с опорными конспектами, оборудованием). 

Вывод: Объектом нашего исследования были семена подсолнечника. После эксперимента на листе остались жирные пятна. Значит в семенах растений есть жиры.   

Учитель: Человек с давних пор использует растения, в которых содержится в большом количестве жир. Эти растения называют масличными. Какие масличные растения вам известны?

Учитель:  А, какие ещё вещества присутствуют в маслах? Они необходимы для нашего здоровья  в период болезни? (витамины)

Учитель: Витамины - необходимы для здоровья, повышают сопротивление организма заболевания.

От простуды и ангины
Помогают апельсины,
Ну,  а лучше съесть лимон,
Хоть и очень кислый он.  (Работа в парах, работа с опорными конспектами).

Учитель: Минеральные соли входят во все продукты питания. Среди них: соли натрия, калия, кальция, магния, фосфора, которые относятся к микроэлементами; и железо, цинк, марганец, хром, йод, фтор, которые необходимы в очень маленьких количествах и поэтому называются микроэлементами. Наиболее важные для детского организма кальций, калий, фосфор, магний и железо. Очень важными компонентами пищи является кальций и фосфор. Они образуют минеральную основу скелета, вот почему потребности в них особенно велики в период роста. Соли калия, которые в больших количествах содержатся в овощах и фруктах, способствуют улучшению деятельности сердца и нормализация водного баланса.

Физкультминутка «Полезное и Вредное» 
Пища может быть полезной и вредной для здоровья человека. Вы будете вставать и хлопать в ладоши, если речь пойдет о полезной пище; если еда неполезная – сидим и топаем ногами: соки, шоколадки, леденцы, фрукты, супы, торты, чипсы, хлеб, творог, кефир, лимонад, мороженое, рыба, каша, овощи, «фанта», мясо, молоко, блины,  ягоды.

Учитель:  Полезно – не всегда вкусно. Вкусно – не всегда полезно.(слайды о вреде колы и чипсов.)

Учитель:  Сегодня мы говорим о продуктах, которые необходимы нашему организму. Существуют продукты, которые полезны людям. Это кефир, молоко, рыба, овощи, фрукты, ягоды и др. Но есть продукты, которые вредны для здоровья. Это сахар, конфеты, шоколад в больших количествах. А также есть продукты, которые не приносят вреда, но не являются полезными, необходимыми для здоровья. Это белый хлеб, различные булочки и пирожки. Все полезные продукты снабжают организм энергией, чтобы можно было двигаться, играть, заниматься, помогают организму расти, питают его витаминами. Я хочу рассказать вам такую притчу: Жил мудрец, который знал все. Один человек захотел доказать, что мудрец знает не все. Зажав в ладонях бабочку, он спросил: «Скажи, мудрец, какая бабочка у меня в руках: мертвая или живая?! А сам думает: «Скажет живая – я ее умертвлю, скажет мертвая – выпущу». Мудрец , подумав, ответил: «Все в твоих руках».

В наших руках наше здоровье. Здоровье не купишь, его разум дарит. Всем нам нужно научиться выполнять главное правило здорового питания: «Нужно есть то, что требуется моему организму, а не то, что хочу есть я».

Учитель:  Правильность питания зависит от трех составляющих: умеренности, разнообразия, режима питания. (видеофрагмент, пирамида питания.)
Умеренность . Древним людям принадлежат мудрые слова: «Мы едим для того, чтобы жить, а не живем для того, чтобы есть.» Нельзя переедать. Если ты ешь очень много, желудок и кишечник переполняются, не успевают как следует переварить все. 

Люди зачастую не понимают важности  правильного питания, не говоря уже о необходимости завтракать утром. Завтрак – это обязательный приём пищи для каждого человека. Установлено, что регулярный приём пищи по утрам снижает риск возникновения желудочно-кишечных заболеваний.

Пища должна быть полезной и разнообразной. Ни один продукт не дает всех питательных веществ, которые необходимы для поддержания хорошего здоровья. Необходимо включать в свой дневной рацион разные продукты: мясные, молочные, рыбные, овощи и фрукты. Разнообразное питание - чередование пищи растительного и животного происхождения.

Учитель:  Важно ещё соблюдать и режим питания. Восточная мудрость гласит: завтрак съешь сам, обедом поделись с другом, а ужин отдай своему врагу. (Анализ  анкетирования) 

4. Первичное воспроизведение новых знаний и способов действий.

Учитель.  Сейчас мы с вами отправимся в магазин и составим корзину здорового питания. Мы будем не только покупать с вами продукты, но и делить их на группы:

1 - это те продукты, которые должны быть на нашем столе каждый день и необходимы для здорового питания.

2 -  продукты, которые должны быть на нашем столе изредка.

(Работа в микрогруппах, работа у доски). 

Учитель:  Давайте попробуем составить меню для выздоровления Карлсона. (Работа в микрогруппах, работа у доски). 

Учитель:  Чтобы быть здоровым, нужно правильно питаться. И тогда наш смайлик будет ……улыбаться.  (Дорисовать улыбку)

Учитель:  Одному мудрецу задали вопрос: «Что для человека важнее – богатство или слава?» Он ответил: «Ни то, ни другое, а здоровье. Здоровый нищий счастливее больного короля».

А другой предупреждал: «Мы замечаем, что самое ценное для нас – это здоровье, только когда его у нас уже нет». Прислушайтесь к словам мудрецов и твердо запомните, что надежнее всех о своем здоровье можешь позаботиться только ты сам.

5. Домашнее задание. Составить меню для себя на один день.

6. Рефлексия. Оценить свою работу на уроке:

Своей работой на уроке  я доволен,           Своей работой на уроке я

               урок был интересным                                      не доволен, урок был скучным

Всем спасибо за активную работу. Урок окончен!

Муниципальное  бюджетное общеобразовательное учреждение

«Торбеевская средняя общеобразовательная школа № 1»

Юный исследователь окружающей среды

Номинация: «Экология лесных животных»

Тема исследования: «Изучение видового разнообразия животного мира

Виндрейского лесничества Торбеевского района»

Выполнил: Клебнева А. И.

учащаяся 9 «б» класса

Руководитель: Мишина Елена Александровна,

 учитель биологии

рп. Торбеево 2015 г.

Оглавление

1. Введение.

2. Обзор литературных источников.

2.1 Понятие особо охраняемых природных территорий.

2. Количество и состав охраняемых природных объектов    Республики Мордовия.

3. Виндрейское лесничество Торбеевского района.

3.Методы исследования.

4. Результаты исследования и их обсуждение.

5. Библиографический   список.

Приложения 1-5

Введение

В общей системе природоохранных мероприятий охраняемые природные территории играют большую роль. Эти участки вовлекаются в особый хозяйственный цикл, обеспечивающий долговременное экономическое развитие и саму возможность жизни и сохранения жизни и здоровья людей. Велика роль охраняемых территорий в поддержании экологического равновесия, которое, по определению Н. Ф. Реймерса, представляет собой «природно-антропогенное равновесие, поддерживаемое на уровне, дающем максимальный эколого-социально-экономический эффект в течение условно бесконечного времени».

Установление  и поддержание  в регионе целесообразного экологического равновесия достигается двумя основными путями: функциональным и территориальным. Первому пути соответствует комплекс мероприятий по оптимизации природопользования, включающий применение экологизированной агротехники, регуляции хозяйственных нагрузок на территорию и т. п. Второй путь – собственно природоохранный, в его основе лежит реализация системно-балансного метода полной или частичной консервации территориальных комплексов, пассивной охраны отдельных экологических компонентов и множественности элементов. Соединение функционального и территориального методов создает предпосылки для сбалансированного природопользования в условиях естественного равновесия, идущего на пользу хозяйству, здоровью человека и прогрессу общества.

Задачей организации заповедных территорий является не пассивная охрана природы или отдельных ее ресурсов, а активное управление природными комплексами через заповедание наиболее уникальных участков природы.

В Мордовии период интенсивного исследования уникальных объектов и сферы памятников природы пришелся на 70-80-е гг. прошлого века. В этот период наибольшую активность проявила вновь открытая секция охраняемых территорий при республиканском Совете ВООП, стараниями которой учреждено большинство памятников природы Мордовии. Большую работу в эту время проводили районные организации общества охраны природы Краснослободского, Темниковского, Ельниковского, Зубово-Полянского, Атюрьевского, Ардатовского, Дубенского, Большеберезниковского районов, кафедра зоологии Мордовского пединститута, кафедры зоологии и ботаники Мордовского университета, отдельные граждане. Секцией охраняемых территорий проведена огромная работа по изучению, фиксации, составлению паспортов и охранных грамот на уникальные природные объекты.

В настоящее время в Мордовии имеются: 1 заповедник, 1 национальный парк, 9 комплексных государственных охотничьих заказников, 100 памятников природы. Одним из уникальных в этой системе являлся реорганизованный охотничий заказник «Лесной», в состав которого входит Виндреское лесничество.

Актуальность темы. Значение особо охраняемых природных территорий велико не только в поддержании экологического равновесия, но и для социально-экономического эффекта. В связи с этим, любое изучение роли уникальных природных территорий в сохранении экологических систем и их компонентов следует считать актуальным.

Целью исследования явилось изучение видового разнообразия животного мира, обитающего на территории Вендрейского лесничества, а также выяснения его роли в воспроизведении охотничьих животных.

Научная новизна. Дано геоботаническое описание, представлен видовой состав животных выбранного объекта природы. Определена роль охраняемой территории в сохранении животных.

Практическая значимость. Настоящая работа является основополагающей для изучения особо охраняемых природных территорий Республики Мордовия в курсе биологии и экологии школьной программы.

1. Понятие особо охраняемых природных территорий

Заповедать... Это слово издревле означало в нашем языке стремление людей передать грядущим поколениям в нетронутом, первозданном виде все самое ценное, самое прекрасное, созданное человеком или самой природой. Но если творения рук человеческих, даже самые уникальные, можно воссоздать, повторить, то создания живой природы – многообразные виды грибов, растений и животных, их сообщества, естественные ландшафты, будучи утрачены, исчезают навсегда.

Природные особо охраняемые территории (ООПТ) – это объемные участки биосферы, включающие сушу или акватории с их поверхностью и толщей, которые полностью или частично, постоянно или временно исключены из традиционного интенсивного хозяйственного оборота и предназначены для сохранения и улучшения свойств окружающей человека природной среды, охраны и воспроизводства природных ресурсов, защиты природных и искусственных объектов и явлений, имеющих научное, историческое, хозяйственное или эстетическое значение. Такие территории создаются для поддержания экологического равновесия биосферы и ее подразделений, а также среды жизни и здоровья людей (Реймерс, Штильмарк, 1978).

Заповедными являются только территории самих заповедников, на которых интенсивная и традиционная эксплуатация природных ресурсов не ведется совсем или не является главной задачей. Правовой основой существования охраняемых территорий служат юридические акты, земельного, водного и лесного законодательства, закон об охране природных ресурсов, Федеральный закон об особо охраняемых природных территориях.  Общая природоохранная роль особо охраняемых природных территорий в самом широком смысле – охрана окружающей среды, природных ландшафтов, хозяйственно-технических и жилых объектов.

Категории и формы особо охраняемых природных территорий весьма разнообразны. К ним относятся не только заповедники, заказники, национальные парки, памятники природы, но и многие другие территории, не связанные с получением товарной продукции, а  ценные в исследовательском, культурно-просветительном, эстетическом и оздоровительном отношении.              

"Закон об охране и использовании памятников истории и культуры" предусматривает возможность создания историко-культурных заповедников, а также охраняемых окружающих природных ландшафтов. Имеются такие территории и в Республике Мордовия.

         Большой вклад в изучение уникальных объектов которой внесли ученые МГПИ им. М.Е.Евсевьева, Мордовского государственного университета, Мордовского государственного заповедника, многие энтузиасты охраны природы. Проведены большие работы по выявлению и описанию редких, уникальных природных объектов, по составлению охранных грамот (Государственный доклад, 1996).

2. Количество и состав охраняемых природных объектов Республики Мордовия

Необходимость в создании природных охраняемых территорий в Мордовии была вызвана массовым уничтожением лесов, водной эрозией почв. Это вызвало изменения природных экосистем  - изменился породный состав лесов, знаменитые дубовые корабельные рощи почти перестали существовать, что подействовало на численность и размещение животных, на продуктивность растительных сообществ.

В связи с развитием промышленности и мелиоративными работами в республике произошло снижение уровня грунтовых вод, сокращение акваторий, обмеление рек и их загрязнение, были разрушены места гнездования многих видов птиц и обитания млекопитающих, в частности эндемика России – русской выхухоли. На нашей территории полностью исчезли: дрофа, стрепет, белуга, перестал гнездиться серый гусь. Стали редкими около 20% позвоночных животных, снизилась численность не только отдельных видов, но и целых групп животных – хищные птицы, курообразные и т.д. (Астрадамов, 1996).

Около 230 видов высших сосудистых растений (из более чем 1 240) флоры Мордовии принадлежат к числу редких, исчезающих или резко сокращающихся и требуют охранных мероприятий (Силаева и др., 1996).

В настоящее время на территории Республики Мордовия имеются 111 особо охраняемых природных территорий (ООПТ) на площади 175 тыс. га: 1 заповедник, 1 государственный национальный парк, 9 охотничьих заказников общей площадью 99,2 тыс. га. (Приложение 1) , 100 памятников природы, куда вошли: 36 ботанических, 30 водных, 8 зоологических, 3 геологических ООПТ, 23 комплексных. Особое место в списке ООПТ занимает Мордовский государственный заповедник им. П.Г. Смидовича, который организован в 1936 году и занимает площадь 32148 га. 

В 1995 году на территории республики был создан Национальный парк «Смольный» площадью 36500 га, расположенный на левобережье р. Алатырь. Охотничьи заказники созданы в разные годы (Приложение 1 - 2).

Заказники являются комплексными и организованы в целях сохранения, воспроизводства и  восстановления численности диких копытных животных, речного бобра, выхухоли, боровой и водоплавающей дичи, а также экосистем. На 01.01.2001 года ряд заказников был реорганизован.

 На базе бывших заказников Большеберезниковского и Дубенского открыт охотничий заказник «Присурье», включивший в себя и места обитания сурка-байбака в Дубенском районе, а также новый заказник «Залесный», территориально включающий в себя северные части Краснослободского и Старошайговского районов. Созданы также комплексные охотничьи заказники «Чамзинский» и «Лесной» (Астрадамов, Чегодаева, 2004).

3. Виндрейское лесничество Торбеевского района

Торбеевский район расположен в западной части Республики Мордовия. Климат умеренно-континентальный. Рельеф расчлененный. Почвы дерново-подзолистые, светло- и темно-серые лесные оподзоленные, черноземные пойменные и  черноземы оподзоленные. Северную часть лесничества занимают смешанные леса. В южной части есть два лесных колка с преобладанием дуба, участков березы и осины. Возле болота встречается ивняк и ольха. Здесь обитают косули, белки, горностай, барсуки, кроты, кабаны, зайцы (беляк и русак). Встречается медведь, рыси (в момент наблюдения их было две), сурки, бобры, норки европейские и американские, волки, лисы.

Лесничество в составе заказника использовалось в целях сохранения, воспроизводства и восстановления численности диких животных, боровой и полевой дичи. Основными задачами заказника является поддержание целостности естественных сообществ, сохранение, воспроизводство и восстановление ценных в хозяйственном, научном и культурном отношении, а также редких и исчезающих видов животных. Основные работы, ведущиеся в заказнике, это становление солонца (ставит пахучие вещества). Делается подкормочная площадка для кабанов, вывозятся зерноотходы.

Основным недостатком заказника является наличие на его территории шести населенных пунктов и большое количество сельскохозяйственных угодий. Наблюдается массовое браконьерство, в связи с этим уменьшается численность лося. Болота осушены. Активно ведется порубка леса.

3.Методы исследования.

Материалом исследования явились растительность и животный мир Виндрейского лесничества Торбеевского района.

Работа выполнена на основе сопоставления данных о размещении в пределах Республики Мордовии юридически оформленных особо охраняемых природных территорий, распространении здесь охраняемых редких видов растений и животных со сведениями о распространении фактически существующих природных территорий и антропогенных нагрузках на них.

При выделении элементов регионального экологического каркаса мы исходили из положения Н. Ф. Реймерса (1990) о том, что экологический каркас – это система ранжированных по степени экологического значения, переходящих друг в друга участков природы. Элементы экологического каркаса неразрывно между собой связаны и функционирование этих взаимосвязей – главное условие для поддержания естественного экологического равновесия, выполнения средообразных функций, обеспечения способности гасить антропогенное воздействие.

При выделении элементов каркаса в пространстве учитывались 2 основные группы факторов: природные и социально-экологические. К первой группе природных факторов относятся биологическое и ландшафтное многообразие, степень их сохранности. Ко второй группе – особенности и степень освоенности территорий, формы землепользования, социально-экономическая инфраструктура.

В ходе исследований экологического каркаса получены сведения об обитании видов растений и животных на территориях разного размерного класса, статуса и ранга.

В основу работы положены зоологические исследования, проведенные преимущественно классическим маршрутным методом, и наблюдения.

Выделены следующие зоны - биотопы: хвойный лес, широколиственный лес, луг.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Растительный мир нашего района богат и разнообразен. Есть хвойные и смешанные леса, в древесных породах которых доминируют сосна обыкновенная, ель обыкновенная, береза бородавчатая, липа мелколиственная, дуб черешчатый, осина. В подлеске хвойных и смешанных лесов встречаются рябина обыкновенная, крушина ломкая, бересклет бородавчатый, черемуха обыкновенная, шиповник майский, изредка можжевельник обыкновенный, волчеягодник.

 Животный мир хвойных и смешанных лесов представлен типично лесными видами. Из беспозвоночных  наиболее характерны насекомые: вялохвостики, жуки-усачи, щелкуны, короеды, бабочки-пяденицы, совки, сосновый шелкопряд, сосновый бражник, двукрылые: мухи-бекаенки, ктыри; перепончатокрылые: наездники,  пауки.

Проникновение в леса агроценозов и пойм рек привлекает виды животных открытых пространств и околоводных. Из земноводных здесь встречаются чесночница, лягушка остромордая и травяная, жаба зеленая или серая, весной и в начале лета во временных водоемах размножаются тритоны. Пресмыкающиеся представлены ящерицами – живородящей, прыткой, веретеницей; змеями – ужом обыкновенным, медянкой, гадюкой.

Орнитофауна насчитывает около 100 видов, относящихся к следующим отрядам: аистообразные (цапля серая);  соколообразные (чегол, пустельга, коршун, осоед, канюк обыкновенный, ястреба – тетеревятник и перепелятник, луни – луговой и полевой); курообразные (тетерев, глухарь, рябчик); журавлеобразные (журавль серый); ракшеобразные (сизоворонка, удод); кукушкообразные (кукушка обыкновенная); совообразные (филин, неясыть, совы, сыч домовой); голубеобразные (горлица обыкновенная, сизый голубь); козодоеобразные (козодой обыкновенный); дятлообразные (вертишейка, дятлы); воробьинообразные (синица, мухоловка, канюк лесной, зяблик, зеленушка, дрозды, сойка, ворон) и др.

 Млекопитающие представлены отрядами: насекомоядные (еж, крот); рукокрылые (ушан, вечерницы); зайцеобразные (заяц – беляк и русак); грызуны (полевки,  лесная мышь, соня лесная, черная крыса); хищные (горностай, ласка, хорь темный, куница, барсук, енотовидная собака, лиса, волк серый); парнокопытные (кабан, изредка заходят косули и пятнистый олень).

На болотах и реках формируется водно-болотный комплекс животных. Здесь встречаются выпь большая и малая, кулики: перевозчик, черныш, травник, редко веретенник большой; крачки: белокрылая, речная, черная; чайка озерная, чирки трескунок и свистунок. Сохранились места гнездования журавля серого. Из млекопитающих отмечаются ондатра, полевка большая, кутора. В реках встречаются: вьюн обыкновенный, голец, шиповка, верховка, уклейка, караси золотой и серебряный, карп чешуйчатый, ротан, окунь, щука, налим.

В дикорастущей флоре района встречаются хозяйственно полезные растения. Из группы пищевых растений это черемуха, земляника лесная и клубника, малина, смородина черная, рябина, костянка, калина, лещина, изредка на западе и северо-западе – брусника, черника, голубика. Из лекарственных растений можно отметить: ландыш майский,  тысячелистник обыкновенный, березу бородавчатую, ольху клейкую, подорожник большой, хвощ полевой, шиповник майский, рябину обыкновенную, лапчатку прямостоячую, сушеницу топяную, веронику лекарственную, репяшок обыкновенный, горец змеиный и птичий, ромашку аптечную и пахучую, зверобой продырявленный, одуванчик лекарственный, душицу обыкновенную, пустырник.

Практически все луговые злаки и бобовые – ценнейшие кормовые растения, но в их числе и крайне опасные для человека и животных, такие, как белена черная и болиголов крапчатый, обитающие по сорным местам близ жилья, борец высокий, вех ядовитый, багульник болотный, растущие по сырым местам, лесным болотам.

Ведущее положение по числу видов занимает семейство сложноцветных, злаки, осоковые, розоцветные, бобовые, гвоздичные. Из моховидных на территории района часто встречаются кукушкин лен, разные виды сфагнума, дикранума, маршанция изменчивая. Из лишайников обычны разные виды кладоний, ксантория постенная, пельтигера собачья, паршения козлиная, фисция звездчатая и др.

Пока мало изучены в районе грибы, как и повсюду в Мордовии, здесь встречаются грузди настоящий и черный, подгруздки, разные виды сыроежек, белый гриб, рыжики, лисички, осенние и луговые опята, шампиньоны, свинушки. Из ядовитых грибов встречаются мухоморы, бледная поганка, ложный опенок и др.

Примерный график мероприятий по охране животных в Виндрейском лесничестве представлен в Приложении 3. 

Видовой состав и плотность населения  герпето- и батрахофауны представлен в Приложении 4 – 5. 

Выводы

     1. Анализируя состояние животного и растительного мира Виндрейского лесничества Торбеевского района было установлено:

а) в  Красную книгу республики должны быть внесены следующие виды животных: жаба обыкновенная, ящерица живородящая, веретеница обыкновенная, обыкновенная гадюка, медянка; филин, дупель, воробьиный сыч, вертлявая камышовка, бормотушка, выпь большая, выпь малая, зеленый дятел, черный дятел, неясыть длиннохвостая,  кобчик, глухарь, серый журавль, ремез, крачка речная, большой веретенник,  хорь степной, тушканчик большой, кутора, малая белозубка.

б) к числу растений, подлежащих охране, на территории района относятся: плауны булавовидный и годичный, любка двулистная, ива черниковидная, гвоздика пышная, кувшинка чистобелая, кубышка желтая, прострел раскрытый, купальница европейская, горечавка легочная, колокольчик персиколистный, тмин песочный.

     2. Особо охраняемые природные территории позволяют сохранить видовое многообразие животных.

    3. Анализ учетов млекопитающих дает основание говорить о достаточно большом многообразии в охраняемых территориях промысловых животных: лось, кабан, пятнистый олень, косуля, куница, выхухоль, норка, бобр, белка, зайцы – русак и беляк, лисица. Сохраняется в нем и краснокнижный вид – выхухоль.

     4. Особо охраняемые природные территории способствуют сохранению и воспроизводству редких видов животных, занесенных в Красные книги.

Список использованной литературы

1. Альба Л. Д., Вечканов В. С. редкие и исчезающие позвоночные животные Мордовии. – Саранск: Мордовский ун-т, 1992. – 84 с.

2. Астрадамов В. И., Кемкин В. И., Филимонов В. Б. Природные комплексы Мордовии (методология, история, современность). – М.: МП: «Марс», 1996. –90 с.

3. Астрадамов В. И., Киселев И. Е., Потапкин Е. Н. Животный мир Мордовии. – Саранск: Изд-во Морд. пед. ин-та, 2001. – 163 с.

4. Астрадамов В.И., Чегодаева Н.Д. Система охраняемых природных территорий Республики Мордовия.- Саранск, Мордовский пединститут, 2004. – 67 с.

5. Все о Мордовии. – Саранск: Мордовское кн. изд-во, 1997. – 713 с.

6. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1994 году» // Зеленый мир. 4. С. б. 1996. – 39 с.

7. «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 2001 году». – Саранск, 2002. – 264 с.

8. Лапшин А. С., Лысенков Е. В. Редкие птицы Мордовии. – Саранск: Изд-во Мордов. пед. ин-та, 2001. – 175 с.

9. Реймерс Н. Ф., Штильмарк Ф. Р. Особо охраняемые природные территории. – М.: Мысль, 1978. – 296 с.

10. Силаева Т. Б., Тихомиров В. Н., Майоров С. Р. редкие и исчезающие растения Мордовии. – Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 1996. – 72 с.

11. Силаева Т. Б. Редкий степной участок в бассейне р. Мокши в Республике Мордовия // Изучение природы бассейна р. Оки. Тезисы докл. науч.-практич. конф. Калуга, 21-25 мая 2001 г. – Калуга: Изд-во КПГУ им. К. Э. Циолковского, 2001. – С. 62-64.

12. Штильмарк Ф. Р. Историография российских заповедников (1895-1995). – М.: ТОО Логата, 1996. – 340 с.

Приложение 1

Государственные охотничьи заказники

Приложение 3

Примерный график мероприятий по охране животных в Виндрейском лесничестве

             янв     фев   март   апр    май   июнь  июль  авг     сен    окт    нояб   дек

устройство привад и уничтожение волков и других вредных хищников ядами, капканами и на облавах

изготовление искусственных гнезд для диких уток и гусей

изготовление спасательных плотов для бобра, выхухоли и ондатры и их установка

солонцов для зайца (1 солонец на 1 км линии опушки леса)

солонцов для лося (1 солонец на 1 тыс. га лесных угодий)

подкормка диких животных (расчистка и подновление солонцов, галечников)

заготовка сена, посоленной травы и веников

устройство порхалищ, водопоев и галечников

разорение гнезд вредных пернатых

галечников для тетеревиных птиц

выявление и уничтожение выводов волков и других вредных зверей

Приложение 4

Видовой состав герпето - и батрахофауны»

* Очень редкий вид, единичные особи обнаружены в смешанном лесу

Приложение 5

Плотность населения амфибий и рептилий

* Плотность населения видов не определена в связи с их малой численностью, или показаны биотопы, где были найдены единичные особи.

Муниципальное  бюджетное общеобразовательное учреждение

«Торбеевская средняя общеобразовательная школа № 1»

Оценка качества окружающей среды

методом биоиндикации

Исследовательская работа

Выполнила: Диденко А. О., учащаяся 9 «б» класса

Руководитель: Мишина Елена Александровна, учитель биологии

рп. Торбеево 2016 г.

Оглавление

1. Введение.

2. Обзор литературных источников.

2.1 Классификация лихеноиндикаторов.

            2.2. Краткая характеристика района исследования. 

3.Методы исследования.

4. Результаты исследования и их обсуждение.

4.1 Описание лишайниковой ассоциации поселка.

4.2 Описание местообитания эпифитных лишайников

4.3 Результаты исследования.

5. Библиографический   список.

Приложения 1-2

Введение

Биоиндикация  – оценка состояния параметров среды с помощью живых объектов - биоиндикаторов. Биоиндикаторами (от греч. bios – жизнь и лат. indicator – указатель) называются организмы, наличие, количество, распространенность, интенсивность развития, состояние или реакция которых свидетельствует о состоянии окружающей среды, о  каких-либо естественных процессах в ней или условиях, о  наличии определенных веществ в воде или в почве, о степени загрязненности и др. В качестве таких организмов используются, в частности, лишайники, водные животные – гидробионты  (от греч. hydor  - вода и biontos – живущий), микроорганизмы, растения и растительные сообщества – фитобиоиндикаторы (от греч. phitos – растение) и т.д.

Индикаторные растения тесно связаны с определенными условиями среды, чаще с химическим составом почвы. Галмейная фиалка указывает на высокое содержание цинка в почве; карликовость растений, смена окраски цветков с розовой на синюю (мак) — на большое количество меди. Индикаторные растения служат ориентирами при поисках пресной воды в пустынях, разведке некоторых полезных ископаемых.

Биоиндикация довольно дешевый вид мониторинга по сравнению с другими. Она имеет несколько разновидностей: лихеноиндикация (от греч. leichen — лишайник) – определение степени загрязнения воздуха по лишайникам, энтомобиоиндикация (от греч. entomon - насекомое) и другие.

Биоиндикация актуальна в наше время. Нарастающая быстрыми темпами антропогенная нагрузка (от греч. anthropos - человек), стремительный рост народонаселения, увеличение площадей орошаемого земледелия, а также урбанизация (от лат. urbanus - городской) и индустриализация приводят к тому, что в атмосферу, гидросферу, почву попадают загрязняющие агенты различного состава и происхождения -  угарный газ, окислы азота и серы, нефть и нефтепродукты, тяжелые металлы, пестициды – химические препараты для защиты растений, для уничтожения паразитов и т.д., удобрения, поверхностно – активные вещества, красители и другие.  И эти ядовитые, токсические вещества в экосистемах необходимо выявлять для сохранения компонентов экосистем, здоровья ныне живущих и будущих поколений человечества, что и можно делать с помощью биоиндикации, организмов – биоиндикаторов, что и обуславливает важность и актуальность этой работы.

Оценивание качества окружающей среды с помощью методики биоиндикации было выбрано по нескольким причинам: во-первых, тема личностно значима и интересна, так как свою будущую профессию я планирую связать с медициной; во-вторых, данная методика не требует сложного оборудования, доступна для освоения и показательна в экологическом мониторинге.

Гипотеза исследования. В середине XIX века финский ученый В. Н ю л а н д е р обратил внимание на видовую бедность лишайниковой флоры в индустриальных районах большого города по сравнению с сельскохозяйственными окраинами. Также он заметил, что после появления дыма и газов в Люксембургском саду Парижа исчезли некоторые представители лихенофлоры. Было установлено, при повышении уровня загрязненности воздуха первыми исчезают кустистые формы лишайников, затем листоватые и, наконец, наиболее устойчивые – накипные.

Предмет исследования: определение качества природной среды (степени загрязнённости воздуха) в посёлке Торбеево методом биоиндикации по лихенофлоре.

Цель: Определить общее состояние  экологической обстановки поселка Торбеево в результате изучения лишайниковой ассоциации поселка.

Задачи:

- познакомиться  с методом лихеноиндикации как методом экологического исследования;

- определение виды  основных групп лишайников, встречающихся в поселке;

- описать местообитания лихеноиндикаторов;

 - выявить уровень осведомленности обучающихся школы  №1 об экологической обстановке  в Торбеевском районе;

- выявить состояние воздушного бассейна поселка по результатам лихеноиндикации.

Практическая значимость

На основании исследований можно будет выделить зоны лишайников, которые позволят судить о степени загрязненности атмосферного воздуха:

• лишайниковая пустыня – полное отсутствие лишайников, самые неблагополучные районы с наиболее загрязненным воздушным бассейном.
• зона соревнования – лишайниковая флора бедна.
• нормальная зона – достаточное количество лишайников, благополучные районы с наиболее чистым атмосферным воздухом: леса, рощи (т.е. природные биогеоценозы), парки в городской зоне и т.д.

   Полученные в ходе исследования данные о состоянии окружающей среды в посёлке Торбеево и видах лихеноиндикаторов  можно использовать на уроках биологии и экологии,  при  проведении тематических классных часах  и на мероприятиях экологического характера.

2.1 Классификация лихеноиндикаторов.

Лихенологи (т.е. ученые – лишайниковеды) разделяют все виды лишайников на основные группы по различным признакам:

А) по строению слоевища-таллома все лишайники делят на:

1. Накипные или корковые, имеющие вид порошковатых, зернистых, бугорчатых, гладких налетов или корочек на скалах, деревьях, земле и т.д., плотно срастающихся с субстратом и не отделяющихся от него без значительных повреждений (леконора).
2. Листоватые, тело которых в виде листовидных пластинок, прикрепленных к почве или деревьях при помощи ризин – аналогов ризоидов, состоящих из пучков гиф (пармелия).
3. Кустистые, имеющие вид более или менее разветвленных кустиков, достигающих 12 – 15 см. в высоту (исландский мох, ягели, например, олений лишайник – кладония).

Б) в зависимости от типа предпочитаемого ими субстрата:

Эпифитные, эпифиты (от греч. epi - на, над, сверх и phiton - растение) – растущие на коре стволов и ветвей деревьев и кустарников. Включают накипные, кустистые и листоватые формы. Среди накипных имеются гипофлеодные виды, слоевища которых развиваются под корой, и эпифлеодные, слоевища которых произрастают на коре (графис письменный). К наиболее распространенным эпифитным кустистым и листоватым лишайникам относятся виды пармелия, гипогимния, фисция, цетрария, уснея и другие. Имеется некоторая приуроченность разных видов лишайников к древесным породам и частям деревьев (основанию, средней и верхней части деревьев и ветвям). Во влажных условиях горных ущелий эпифитные лишайники затрудняют доступ воздуха к коре, способствуют накоплению влаги и являются приютом для насекомых и грибов, многие из которых разрушают древесину. Возможен переход эпифитных лишайников с коры на мелкие веточки, листья и хвою (например, H. phisodes может развиваться и на хвое елей).

Эпифильные, эпифилы (от греч. phileo - люблю) – растущие на листьях и хвое вечнозеленых пород. Немногочисленны и произрастают главным образом в тропиках и субтропиках. Развиваются они на поверхности листьев, редко проникая в их ткани. Вопрос опаразитизме лишайников до сих пор не решен, хотя имеются наблюдения, что среди эпифильных лишайников существуют переходные формы от чистого эпифитизма к умеренному паразитизму.

Эпиксильные, эпиксилы (от греч. xylon - срубленное дерево) – растущие на обработанной, обнаженной или гниющей древесине (стволах без коры, деревянных строениях и т.д.). К ним относятся многочисленные виды накипных, листоватых и кустистых лишайников. Видовой состав их близок к флоре лишайников других субстратов данной местности.

Эпигейные, эпигеи (от греч. ge - земля) или напочвенные – растущие на почве. Среди них различают кочующие формы, у которых связь с почвой практически отсутствует и они переносятся ветром (например, пармелия блуждающая – Parmelia vagans, аспицилия съедобная – Aspicilia esculenta и др.), и постоянно прикрепленные формы. Последние поселяются на бедных питательными веществами почвах (песчаных, торфянистых и т.п.), малопригодных для развития других растений.

В лесах эпигейные лишайники встречаются в редколесье и на опушках, где обычны виды кладония (Cladonia), кладина (Cladina), пельтигера (Peltigera) и др. В сухих борах – беломошниках развит лишайниковый покров из кустистых лишайников. На замшелых отмерших стволах деревьев в лесах и рощах северной и умеренной зон флора эпигейных лишайников представлена видами кладония, кладина, пельтигера, беомицес (Baeomeces), цетрария (Cetraria), эверния (Evernia), нефрома (Nephroma) и другими. Эпигейные лишайники, развивающиеся в пустынях и полупустынях, обычно представлены накипными формами, хорошо различимыми лишь во влажный период года.

Эпилитные, эпилиты (от греч. lithos - камень) – растущие на поверхности камней. Среди них есть виды с накипными, листоватыми и кустистыми слоевищами. Накипные могут быть эндолитными (от греч. endon - внутри) – cо слоевищем, целиком погруженном в субстрат, и полуэндолитными, укоторых внутри субстрата находится только сердцевина прикрепляющие слоевище гифы, а верхняя кора - наверху каменистого субстрата. Из лишайников с накипными слоевищами на камнях произрастают виды плакопсис, веррукария, леканора, лецидея, биатора, ризокарпон и др., с листоватыми – пармелия, цетрария, фисция, дерматокарпон и др., с кустистыми – сферофорус, стереокаулон и др. Среди эпилитных лишайников имеются кальцефилы, поселяющиеся на известняках и других горных породах, содержащих известь, и кальцефобы, растущие на гранитах и других неизвестняковых породах. В зависимости от происхождения, местообитания эпилитных лишайников можно разделить на три группы. В первую входят местообитания, представляющие собой моренные остатки (валуны, отдельные камни и т.д.). Во вторую – скальные пространства (скалы, осыпи и т.д.). В третью – объекты исскуственного происхождения (столбы, бордюры, бетонные плиты и т.д.).

Амфибические  (от греч. amphi - вокруг, около, с обеих сторон) или водные – растущие в непосредственной близости от воды (в зоне брызг, приливов, прибоев, часто заливаемой водой) или погруженные в воду. Одним из приспособлений к жизни в этих условиях является защита органов размножения лишайникового гриба, которые закладываются глубоко в слоевище. Примером может быть Dermatocarpon miniatum.

 В) Существует еще один признак деления лишайников, наиболее важный для лихеноиндикации – по чувствительности к атмосферным загрязнителям:

1. Среднечувствительные. К таким относят, например, некоторые виды пармелий (бороздчатую, скальную) и кладоний (порошистую, бахромчатую).
2. Высокочувствительные. К ним относятся уснеи (хохлатая, пышная), цетрария сизая, кладония неприглаженная, гипогимния вздутая, ксантория настенная (золотянка).

2.2. Краткая характеристика района исследования.

Все исследования проводились в поселке Торбеево республики Мордовия.

Обследованные мною представители лишайниковой ассоциации произрастали:

1. В лиственной роще (доминантные виды – клен ясенелистный, берёза, осина и др.) – основное количество обследованных представителей (6 видов и 35 деревьев).
2. В селитебной зоне поселка около жилых домов, магазинов, в административной зоне. Деревья и кустарники находились на расстоянии не более 5 – 6 м от поселковых домов. В этой зоне было обследовано 7 видов и 12 деревьев.
3. В центральной части поселка, где находятся автотрасса и магазины было  обследовано 5 видов и 5 деревьев.
4. На северной и западной окраинах поселка Торбеево, где естественная природная среда практически не затронута антропогенными воздействиями (практически сохранила свой девственный вид) было  обследовано 7 видов и 15 деревьев.
5. В восточной поселковой окраине, (где расположена автотрасса, ведущая в поселок)  на въезде в поселок. Деревья и кустарники произрастали на расстоянии не более 5 – 6 м от дороги и не более 1 – 2 м от сельскохозяйственных полей. Было обследовано 5 видов и 5 деревьев.
6. На южной окраине поселка было  обследовано 3 вида и 3 дерева.

Всего было обследовано: 9 видов представителей древесной растительности поселка и 70 деревьев, произрастающих в поселке Торбеево – для точности биоиндикации.

Обследование проводилось в период с ноября 2015 г по март 2016г.

3.Методы исследования.

В ходе исследования были выбраны следующие группы методов: 

1.Теоретические методы: анализ  и синтез литературных данных на  начальном этапе исследования - изучение специальной  литературы по теории вопроса; проектирование  результатов и процессов их достижения на различных этапах поисковой работы; 

2. Эмпирические методы: наблюдение; сравнение; опросно-диалоговый метод (проведение анкетирования);

3. Математические методы: математическая и статистическая обработка полученных в ходе исследования данных, метод визуализации данных (построение диаграмм, таблиц). 

Методика сбора и определения лишайников:

Названия видов, обследованных мною представителей лихенофлоры, я узнавала по определителям. Обилие и группу лишайников определяла визуально. Размер талломов (слоевищ) лишайников определяла с помощью линейки. Математические измерения (диаметр стволов, высоту и площадь оголенной части деревьев для эпифитных и эпиксильных лишайников, площадь, покрытая лишайниками, общий размер скальной поверхности для эпилитных лишайников) я проводила линейкой – метром.

Я собирала лишайники в заранее приготовленные конверты. Наиболее удобны для этого конверты из непроклееной бумаги: лист бумаги складывается вдвое так, чтобы нижняя часть была на 1,5 – 2 см длиннее верхней. Затем свободный конец нижней части листа загибается на верхнюю сторону будущего конверта. После этого боковые стороны загибаются на верхнюю так, чтобы одна из них вошла в другую на 2 – 3 см. Перед тем как я закладывала в такой конверт образец, на его свободной (нижней) стороне писала дату его сбора, принадлежность к тому или иному описанию, физиономические признаки разных видов и их номера в описании.

Я не собирала лишайники в сухом виде, т.к. при этом они могли легко поломаться. Если они были сухими, то я немного смачивала их водой. Собирала лишайники вместе с субстратом – куском коры, древесины, горной породы и т.п., на котором они растут.

При наличии плодоношений я брала слоевище с плодоношениями, это позволяло более быстро и более точно определить растение. Выбранное растение я отделяла пинцетом от дерновинки и размачивала в воде, т.к. зачастую только при этом условии лишайники приобретают естественную форму и цвет. Плодоносящее растение часто не относится к виду, преобладающему в дерновинке, поэтому без проверки не распространяла определение, сделанное по растению с плодоношением на всю дерновинку.

Определяла лишайники по нескольким определителям, тем самым проверяя правильность определения.

4. Результаты исследования и их обсуждение.

4.1 Описание лишайниковой ассоциации поселка.

Древесно – кустарниковая растительность поселка находится в достаточно хорошем состоянии. Деревья и кустарники не подвержены хлорозу, но подвергаются некрозу в наименьшей степени – 33 пораженных этой болезнью представителя древесно – кустарниковой флоры (деревья подвергаются некрозу немного чаще, чем кустарники). Самую высокую среднюю категорию состояния  имеют деревья на западной и северной окраинах поселка Торбеево, где воздействие человека минимально, практически на прослеживается и природа сохранила свой девственный вид.

Было обследовано 14 видов лихеноиндикаторов четырех разных групп и описаны их местообитания (древесная растительность, различные виды скальной поверхности).

Таблица №1. Виды  лишайников, произрастающих на территории поселка Торбеево

Описание эпифитной лихенофлоры проводилось в тех случаях, когда на коре стволов и ветвей обследуемого растительного сообщества хотя бы изредка встречались лишайники. Если лишайников нет совсем (что наблюдается крайне редко) описания не проводят, ограничиваясь констатацией факта полного отсутствия лишайников.

Описание эпиксильной лихенофлоры проводится, если в растительном сообществе встречаются деревья без коры на высоте более 0,5 м от земли и на них хотя – бы изредка попадаются лишайники. Если на обнаженной древесине лишайников нет вообще – описания проводить не нужно, а следует ограничиться констатацией факта полного отсутствия эпиксильных лишайников.

4.2 Описание местообитания эпифитных лишайников

 Было обследовано по четыре дерева каждого из 9 видов, произрастающих в поселке Торбеево (т.е. всего – 36 деревьев).

Таблица №2. Виды деревьев с эпифитными лихеноиндиикаторами.

4.3 Результаты исследования:

Эпифитные лишайники встречаются на всех 9 видах деревьев, произрастающих в поселке. Лихеноиндикаторов достаточно большое количество, они встречаются достаточно часто и находятся в хорошем неугнетенном состоянии (обнаружено всего лишь 8 деревьев, на которых вообще не было лишайников, и четыре дерева, на которых лишайников было очень мало, и они встречались отдельными экземплярами). Коэффициент встречаемости эпифитных лишайников составляет примерно 86,7 %, т.е. эпифитные лишайники встречаются очень часто.(Приложение 1)

Эпигейные лишайники, растущие на десяти исследованных площадках, очень часто встречаются и находятся в хорошем неугнетенном состоянии. Их проективное покрытие – площадь проекции наземных частей на поверхность почвы (мера использования пространства) – не опускается ниже 75 % (очень высокий показатель проективного покрытия). Среди эпигейных лишайников поселка были и кустистые, и листоватые, и накипные формы, что является показателем чистоты атмосферного воздуха.

Эпиксильные лишайники, растущие на 9 видах обследованных деревьев с возрастом оголения, не превышающим 6 лет, очень часто встречаются и находятся в неугнетенном состоянии. Они на всех деревьях занимают большую площадь оголенной части. Среди них есть кустистые и накипные формы, что говорит о чистоте воздуха. Коэффициент встречаемости эпиксильных лишайников равен 100 %, т.е. является максимальным.

Встреченные местообитания эпилитных лишайников относятся к скальным пространствам, то в описываемом выделе необходимо выбрать наиболее обычный по минеральному и лишайниковому составу участок  скальной поверхности. В случае неоднородности минерального состава скал или лишайникового покрова такого типа местообитаний, необходимо выбрать несколько участков. Если в описываемом сообществе присутствуют моренные остатки или объекты искусственного происхождения, то следует описать не менее пяти валунов или искусственных объектов с различным минеральным составом.

Эпилитные лишайники, растущие на обследованных мною 6 площадках, очень часто встречаются и находятся в хорошем состоянии. Они занимают большую площадь скальной поверхности. Среди них встречаются накипные и листоватые формы.

Для изучения уровня осведомленности обучающихся школы  №1 об экологической обстановке  в Торбеевском районе нами была разработана анкета (Приложение 2). Всего было опрошено 62 человека, которые являются учащимися 8-х и 9-х классов.

По результатам анкетирования была составлена диаграмма,  которая показала, что 39% опрошенных задумывались о степени загрязнённости воздуха в посёлке и считают экологическую ситуацию в целом благополучной;  38% опрошенных не задумывались об этом.

Диаграмма №1. Результаты анкетирования.

При этом, 67% опрошенных считают, что связь между уровнем заболеваемости и степенью загрязненности воздуха существует, а 27% не знают и 6% опрошенных не видят этой связи.

48% опрошенных ощущали на улицах поселка посторонние запахи.  

Только 8% опрошенных учащихся главной причиной загрязнения воздуха считают промышленные предприятия, 48% указывают на вред выхлопных газов автомобилей и 44% учащихся главной причиной загрязнения является хозяйственная деятельность населения.

Выводы.

1. В поселке встречаются некоторые виды лишайников, находящихся в хорошем неугнетенном состоянии, четырех групп – эпифитные, эпигейные, эпиксильные и эпилитные (отсутствуют эпифильные и амфибические), а также – среднечувствительные и высокочувствительные к атмосферным загрязнителям лишайники. Из этого следует, что экологическая обстановка в поселке Торбеево благоприятна, были найдены кустистые (самые нестойкие к загрязнению), листоватые и накипные лишайники.
2. В хорошем состоянии находится воздушная среда поселка, т.к. лишайники в первую очередь являются индикаторами чистоты воздуха.
3. Основными антропогенными загрязнителями поселка, индицирующимися лишайниками, являются угарный газ и масса пылевидных веществ, выбрасывающихся автомобильным транспортом. Но они не оказывают существенного влияния на экологическую обстановку в поселке, что видно по наличию и состоянию лишайников.
4.  Поселок Торбеево относится к нормальной зоне – территории. Атмосферный воздух поселка имеет высокую степень чистоты воздуха.
5. По результатам анкетирования, большинство опрошенных считают экологическую обстановку в районе благоприятной.
6. Предложены меры по улучшению качества окружающей среды (утилизация бытового мусора, введение штрафов за несанкционированные свалки, установка очистных сооружений на предприятиях, увеличение площади зеленых насаждений, организация субботников, сокращение личного автотранспорта).

5. Библиографический   список.

1. «Биология в школе». Научно – методический журнал (1996 г.). Издательство «Школа – Пресс».

2. «Биология в школе» (январь – февраль 1998 г.). Научно – методический журнал. Издательство «Школа – Пресс».

3. «Биология в школе». Научно – методический журнал (май – июнь 1998 г.). Издательство «Школа – Пресс».

4. «Биология в школе» (06. 2002 г.). Научно – методический журнал. Издательство «Школа – Пресс 1».

5. «Биология древесных и кустарниковых пород СССР». А.П. Шиманюк. Издательство «Просвещение» 1964 г.

6. «Курс низших растений». Издательство «Высшая школа» Москва 1981 г. М.В.  Горленко.

7. «Метод биологического анализа уровня загрязнения малых рек Волгоградской области (по организмам зообентоса)». Областной эколого – биологический центр учащихся. Волгоград 1996 г. Информационный центр «Волгоград – Экопресс».

8. «Методика описаний лишайниковых сообществ». Ассоциация «Экосистема». Москва 1996 г. М.В. Кравченко, А.С. Боголюбов.

9. «Экология» Словарь – справочник в двух томах. Издательство «Культура и традиции» 2002 г. Э.А. Гейвандов.

10. «Я познаю мир». Энциклопедия. Издательство «АСТ» Москва 1999 г.

Приложение 1.

Расчёт коэффициента встречаемости лишайников. 

R – коэффициент встречаемости лишайников

A – число деревьев, на которых отмечена группа (тип) лишайника

B - общее число обследованных деревьев

R = A / B · 100 %

Коэффициент встречаемости:

Менее 5 % - очень редко, 5 – 20 % - редко, 20 – 40 % - достаточно часто, 40 – 60 % - часто, 60 – 100 % - очень часто.

Приложение 2.

Анкетирование.

1.Задумывались ли вы о степени загрязненности воздуха в посёлке Торбеево?

А) да

Б) иногда

В) не задумывался (-ась)

2. Существует ли связь между уровнем заболеваемости и степенью загрязнённости воздуха?

А) да

Б) не знаю

В) нет, не существует

3. Ощущали ли Вы посторонние, неприятные запахи на улицах посёлка?

А) да

Б) иногда

В) нет

4. В чём причина загрязнений воздуха в посёлке Торбеево?

А) промышленные предприятия

Б) автомобильный транспорт

В) хозяйственная деятельность населения

5. Предложите меры по улучшению экологической обстановки в районе.

(свой ответ)

Муниципальное  бюджетное общеобразовательное учреждение

«Торбеевская средняя общеобразовательная школа № 1»

Фотосинтез – величайшая тайна зелёного растения

Исследовательская работа

Выполнила: Кидяева Полина, учащаяся 5 «б» класса

Руководитель: Мишина Елена Александровна, учитель биологии

рп. Торбеево 2016 г.

Оглавление

1. Введение.

2. Обзор литературных источников.

2.1 История открытия фотосинтеза

            2.2. Значение фотосинтеза.

3.Методы исследования.

4. Результаты исследования и их обсуждение.

4.1 Исследование образования крахмала в листьях на свету

4.2 Значение хлорофилла в питании растения.

4.3 Исследование образования кислорода в процессе фотосинтеза.

5. Библиографический   список.

Введение

Давно известно, что без зеленого растения не может быть жизни на Земле. Только оно способно из простых соединений – солей, углекислого газа и воды – создать необходимые для жизни человека и животных белки, жиры и углеводы.

О роли зеленого растения на Земле К.А.Тимирязев говорил так: «Едва ли какой процесс, совершающийся на поверхности земли заслуживает в такой степени всеобщего внимания, как тот далеко ещё не разгаданный процесс, который происходит в зеленом листе, когда на него падает луч солнца…- это процесс, от которого в конечной инстанции зависят все проявления жизни на нашей планете, а, следовательно, и благосостояние всего человечества»

Я всегда думала, что растение питается водой и растворенными в ней солями, которые корень берет из почвы. Но на уроке биологии, изучая тему «Питание растений», я узнала, что это почвенное питание, но, оказывается, что есть еще и воздушное питание, то есть фотосинтез. Причиной появления жизни на Земле является, именно процесс фотосинтеза, который характерен для зеленых растений.

Гипотеза:  Можно ли считать фотосинтез гениальным изобретением природы?

Цель работы: путем проведения исследований доказать, что зеленый лист, а именно, хлорофилл является источником жизни на Земле.

Задачи исследования:

1. Изучить теорию об истории открытия фотосинтеза.

2. Подобрать растительные объекты  для исследований.

3. Провести опыты, доказывающие процесс фотосинтеза у растений.

4. В ходе исследования ответить на вопросы:

Почему говорят, что лист – живой?

Почему существует выражение: «лист – живая лаборатория»?

Что произойдет, если растения на Земле исчезнут?

Объект исследования: комнатные растения.

Методы исследования: поиск, изучение и анализ теоретического материала; проведение опытов и их описание, сравнительный анализ.

Сроки проведения работы: сентябрь 2015г - февраль 2016 г

Практическое значение работы: результаты работы будут представлять интерес и значимость в учебном процессе курса биологии, в формировании бережного отношения к зелёным растениям.

2.1 История открытия фотосинтеза

В течение тысячелетий люди считали, что питается растение исключительно благодаря корням, поглощая с их помощью все необходимые вещества из почвы. Проверить эту точку зрения взялся в начале девятнадцатого века голландский натуралист Ян Ван Гельмонт. Он взвесил землю в горшке и посадил туда побег ивы. В течение пяти лет он поливал деревце, а затем высушил землю и взвесил её и растение. Ива весила семьдесят пять килограмм, а вес земли изменился всего на несколько сот граммов. Вывод учёного был таков - растения получают питательные вещества прежде всего не из почвы, а из воды. 

К самому неожиданному, но правильному предположению о воздушном питании растений ученые пришли лишь к началу девятнадцатого века. Важную роль в понимании этого процесса сыграло открытие, совершенное английским химиком Джозефом Пристли в 1771 году. Он поставил опыт, в результате которого он сделал вывод: растения очищают воздух и делают его пригодным для дыхания.

Опыты Пристли впервые позволили объяснить, почему воздух на Земле остается “чистым” и может поддерживать жизнь, несмотря на горение бесчисленных огней и дыхание множества живых организмов. Он говорил: “Благодаря этим открытиям мы уверены, что растения произрастают не напрасно, а очищают и облагораживают нашу атмосферу”. Позднее выяснилось: для того, чтобы растение очищало воздух, необходим свет.

Позднее голландский врач Ян Ингенхауз (1730-1799) подтвердил работу Пристли и показал, что воздух “исправляется” только на солнечном свету и только зелеными частями растения. В 1796 году Ингенхауз предположил, что углекислота разлагается при фотосинтезе на С и О2, а О2 выделяется в виде газа. В последствие было обнаружено, что соотношение атомов углерода, водорода и кислорода в сахарах и крахмале таково, что один атом углерода приходится на одну молекулу воды, на что и указывает слово “углеводы”.

Десять лет спустя учёные поняли, что растение не просто превращает углекислый газ в кислород. Углекислый газ необходим растениям для жизни, он служит для них настоящей пищей (вместе с водой и минеральными солями). Воздушное питание растений называется фотосинтезом. Кислород в процессе фотосинтеза выделяется в качестве необычного продукта. 

Миллиарды лет назад на Земле не было свободного кислорода. Весь кислород, которым дышат почти все живые существа нашей планеты, выделен растениями в процессе фотосинтеза. Фотосинтез сумел изменить весь облик нашей планеты!

 Начиная с семидесятых годов прошлого столетия, крупные успехи в области фотосинтеза были получены в России. Работами русских учёных Пуриевича, Ивановского, Риктера, Иванова, Костычева были изучены многие стороны этого процесса.

2.2. Значение фотосинтеза.

Значение фотосинтеза не осознавалось до сравнительно недавнего времени. Аристотель и другие учёные Греции, наблюдая, что жизненные процессы животных зависят от потребления пищи, полагали, что растения добывают свою “пищу” из почвы. Фотосинтез — единственный процесс в биосфере, ведущий к увеличению ее свободной энергии за счет внешнего источника. Запасенная в продуктах фотосинтеза энергия — основной источник энергии для человечества.

...Когда-то, где-то на Землю упал луч солнца, но он упал не на бесплодную почву, он упал на зеленую былинку пшеничного ростка, или, лучше сказать, на хлорофилловое зерно. Ударяясь о него, он потух, перестал быть светом, но не исчез. Он только затратился на внутреннюю работу, он рассек, разорвал связь между частицами углерода и кислорода, соединенными в углекислоте. Освобожденный углерод, соединяясь с водой, образовал крахмал. Этот крахмал, превратясь в растворимый сахар, после долгих странствований по растению отложился, наконец, в зерне в виде крахмала же или в виде клейковины.

В той или другой форме он вошел в состав хлеба, который послужил нам пищей. Он преобразился в наши мускулы, в наши нервы. И вот теперь атомы углерода стремятся в наших организмах вновь соединиться с кислородом, который кровь разносит во все концы нашего тела. При этом луч солнца, таившийся в них в виде химического напряжения, вновь принимает форму явной силы. Этот луч солнца согревает нас. Он приводит нас в движение. Быть может, в эту минуту он играет в нашем мозгу.

...Подобный запас энергии мы делаем каждый день, заводя свои часы; явная энергия заводящей руки превращается в потенциальную энергию часовой пружины, которая затем исподволь в течение суток принимает форму явной, в движении стрелки.

...Зеленый лист, или, вернее, микроскопическое зеленое зерно хлорофилла является фокусом, точкой в мировом пространстве, в которую с одного конца притекает энергия солнца, а с другого берут начало все проявления жизни на земле. Растение - посредник между небом и землею. Оно истинный Прометей, похитивший огонь с неба. Похищенный им луч солнца горит и в мерцающей лучине, и в ослепительной искре электричества. Луч солнца приводит в движение и чудовищный маховик гигантской паровой машины, и кисть художника, и перо поэта.

Поскольку зеленые растения представляют собой непосредственную базу питания всех других организмов, фотосинтез удовлетворяет потребность в пище всего живого на нашей планете. Он — важнейшая основа сельского и лесного хозяйства. Зеленое растение способно использовать углекислый газ и создавать сахар.

Ежегодно в результате фотосинтеза на Земле образуется около 150 миллионов тонн органического вещества, усваивается растениями из воздуха 300 миллиардов тонн вредной для нас углекислоты, выделяется около 200 миллиардов тонн свободного кислорода.

3.Методы исследования.

В ходе исследования были выбраны следующие группы методов: 

1.Теоретические методы: анализ  и синтез литературных данных на  начальном этапе исследования - изучение специальной  литературы по теории вопроса; проектирование  результатов и процессов их достижения на различных этапах поисковой работы; 

2. Эмпирические методы: наблюдение; сравнение; 

3. Экспериментальный метод: проведение исследования процессов, происходящих в листе.

4. Результаты исследования и их обсуждение.

4.1 Исследование образования крахмала в листьях на свету

Оборудование: растение – пеларгония, спирт, вода.

У комнатного  растения герани, стоявшего на свету, отрезала один лист и опустила его на 5 минут в колбу с кипящей водой. Затем положила лист в стаканчик с небольшим количеством спирта. Зеленая окраска листа (хлорофилл) растворяется в спирте. Когда лист обесцветился, его ополоснула в воде и опустила в раствор йода налитого в пластиковый стаканчик. Я увидела, что лист посинел.

Вывод: значит в листе есть крахмал, который в присутствии йода окрашивается в синий цвет. Йод является качественной реакцией на крахмал.

Затем я продолжила опыт. На этом же растении на один из листочков с двух сторон в одном месте я, с помощью степлера, прикрепила одинаковые фигуры, вырезанные из картона и поставила растение на свет на10 часов, предварительно полив его.

Затем провела тот же эксперимент, предложенный выше, я увидела,  что, то место, которое было закрыто картоном в растворе йода, не окрасилось, а та часть листа, которая была открыта солнечным лучам окрасилась в фиолетовый цвет.

Я пришла к выводу, что на свету в растении, в зеленых листьях, образуется крахмал.

Рисунок 1. Качественная реакция на крахмал

4.2 Значение хлорофилла в питании растения.

Оборудование:  растение -  хлорофитум пестролистный, штатив, пробирка,  спиртовка, вода, спирт, пинцет.

У хлорофитума пестролистного, стоявшего на свету, оторвала один лист и опустила его на 5 минут в чашку с кипящей водой. Затем положила лист в стаканчик с небольшим количеством спирта, который поставила в кипящую воду.

Зеленая окраска листа (хлорофилл) растворяется в спирте. Когда лист обесцветился, его ополоснула в воде и опустила в раствор йода (цвет крепкого чая), налитого в блюдце. Я увидела, что лист посинел не по всей поверхности, а только там, где он зеленый, а белые полоски на листе остались бесцветными.

Вывод: крахмал образуется только в зеленой части листа. Этими опытами я доказала, что для растения обязательно нужен свет. Растение тянется к свету. Без света растение пожелтеет и погибнет.

Крахмал образуется только на свету и в зеленой части листа, там,  где есть хлорофилл.

Рисунок 2. Образование крахмала в зелёной части растения

4.3 Исследование образования кислорода в процессе фотосинтеза.

Оборудование: растение – хлорофитум пестролистный, почва, вода, стеклянные банки с жестяной крышкой.

В сентябре в почвенный грунт я посадила молодой побег хлорофитума пестролистного,  стеклянную банку  закрыла металлической крышкой под ключ. В течение нескольких месяцев я наблюдала за его развитием. Растение заметно выросло, заняв весь свободный объём. На стенках банки образовались капли воды.

Вывод: В процессе фотосинтеза образуется побочный продукт – кислород, необходимый организму для дыхания.

Рисунок 3. Выращивание хлорофитума.

Жизненные процессы растения поддерживаются за счет взаимосвязи процессов фотосинтеза и дыхания. Взаимосвязь этих процессов заключается в том, что каждый из них представляет ряд последовательных реакций, в которых одни вещества преобразуются в другие.

Схема 1. Взаимосвязь процессов фотосинтеза и дыхания.

Во время фотосинтеза поглощается энергия солнечного света и из неорганических создаются органические вещества. Во время дыхания растение расходует органические вещества, а энергия, необходимая для жизнедеятельности, освобождается.

Дыхание во всех живых клетках органов растения происходит непрерывно. Как и животные, растения погибают с прекращением дыхания.

Выводы.

1. Процесс фотосинтеза слагается из целого ряда последовательных реакций, часть которых протекает с поглощением световой энергии, а часть — в темноте. Устойчивыми окончательными продуктами фотосинтеза являются углеводы.

2.  Крахмал образуется только на свету и в той части листа, где есть пигмент хлорофилл, в зелёных пластидах хлоропластах.

3. В процессе фотосинтеза образуется кислород.

4. Я нашла ответы на поставленные перед собой вопросы.

Почему говорят, что лист – живой? Лист – это часть растения и он, как и всё растение питается, дышит, растёт, приспосабливается к условиям среды (например: у кактуса – листья-колючки, через которые уменьшается испарение влаги и растут они в засушливых местах).

Необходимая для фотосинтеза световая энергия в известных пределах поглощается тем больше, чем меньше затемнен лист. Потому у растений в процессе эволюции выработалась способность поворачивать пластину листа к свету так, чтобы на нее падало больше солнечных лучей. Листья на растении располагаются так, чтобы не притеснять друг друга. Это листовая мозаика.

Почему существует выражение: «лист – живая лаборатория»? В листе, как в любой химической лаборатории, идут очень сложные процессы фотосинтеза органических веществ из неорганических в присутствии энергии солнца.

5. Значение процесса фотосинтеза можно выразить высказыванием академика Сергея Павловича Костычева: «Стоит зеленому листу прекратить работу на несколько лет, и все живое население земного шара, в том числе и человечество, погибнет».

6. Таким образом,  «зеленый лист» осуществляет очень важный процесс для жизни на Земле – это фотосинтез.

5. Библиографический   список.

1. Аксенова М. Энциклопедия для детей.; Биология.-М.: «Аванта+»,1998.

2. Д-р Д.Г. Хессайон «Все о комнатных растениях». Москва «Кладезь – Букс», 2007 г.

3. Журнал «Цветок». ООО «Издательский дом «Толока», 2009 г.

4. Маркин В.А. Я познаю мир: Дет. энциклопедия.; Биология.-М.:ООО «Издательство АСТ»,2005.

5. Маркин В.А. Я познаю мир: Дет. энциклопедия.; География.-М.:ООО «Издательство АСТ»,2005.

6. Я познаю мир: Дет. Энциклопедия: Растения. / Сост. Л. А. Багрова. Под общ. Ред. О. Г. Хинн. – М.: ТКО «АСТ», 1995.

7. Я познаю мир, энциклопедия, ботаника, издательство Астрель, М. 2005 г.