Провоторова

Исследовательская работа «Движения растений» (5–6 класс)

Материал опубликован 26 March 2018 в группе

Метод проектов. Методика и опыт

314

1351

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

Верхнетойденская средняя общеобразовательная школа

Аннинского района Воронежской области

Муниципальная ученическая научно-практическая конференция

"Юность: творчество, поиск, успех"

Движение растений

Выполнила учащаяся 8 класса

Чикрымова Маргарита

Руководитель: учитель биологии

Провоторова Любовь Михайловна,

Верхняя Тойда - 2017

Содержание

1. Введение

2. Движение – проявление жизни.

3. Практическая часть:

Опыт1 Движение растения к свету

Опыт 2 Как корни ищут себе пищу

Опыт 3 Направление роста корешка и стебелька проростка фасоли

Опыт 4 Движение растения в ответ на раздражение

4. Заключение

5 Список литературы

I. Введение

Актуальность

Движение – одно из свойств живых организмов. Нет живого существа на нашей планете, кто не был бы связан с этим свойством Маленькие и большие, разумные и не очень – движутся. Большинство людей, далеких от биологии, считают, что растения не способны к движению: они в течение всей жизни растут на одном месте, никак не реагируют на изменения окружающей среды, не двигаются. Несмотря на свою многовековую историю, наука ботаника по сей день не смогла раскрыть тайны многих явлений, происходящих в растительном мире. Одной из таких интереснейших загадок природы является выработанные в процессе эволюции приспособительные движения растений.

Цель исследования: Изучение причин и способов движения растений.

Задачи исследования:

Изучить литературу по теме исследования.

Провести опыты, подтверждающие, что растения могут двигаться.

Провести наблюдения, чтобы убедиться, что растения двигаются.

ГИПОТЕЗА: Растение растёт – значит, организм находится в движении

Объект исследования: растения (герань, фасоль, пшеница, кислица)

Предмет исследования: изучение движения растений

Методы исследования

Теоретические - изучение дополнительной литературы

Эксперимент – постановка опытов

Наблюдения – наблюдение за растениями (герань, пшеница, фасоль кислица)

II Движение - проявление жизни растений

У живых существ самое заметное проявление жизни - движение. Это относится и к растениям, у которых оно совершается гораздо медленней, по сравнению с животными. У растений очень медленно движутся органы: листья, стебли, корни, цветы. Растительный организм обладает способностью к определенной ориентировке своих органов в пространстве. Реагируя на внешние воздействия, растения меняют ориентировку органов. Различают несколько видов движения растений: движения отдельных органов растения, связанные с ростом - ростовые, а также круговые движения концов молодых побегов и кончиков корней относительно оси. Такие движения называют круговые нутации. Примерами являются движения стеблей вьющихся растений (хмель), усиков лазящих растений. Это необходимо для поиска опоры при движении к свету стеблей.

Ростовые движения, в свою очередь, бывают двух типов

1.Настии,— движения, вызванные общим диффузным изменением какого-либо фактора (света, температуры и др.). Настические движения бывают двух типов:

Эпинастии — изгиб вниз и гипонастии — изгиб вверх.

В зависимости от фактора, вызывающего те или иные настические движения подразделяют на термонастии, фотонастии, никтинастии и др.

Термонастии — движения, вызванные сменой температуры. Такие растения как тюльпаны, крокусы открывают и закрывают цветки в зависимости от температуры. При повышении температуры цветки раскрываются (эпинастические движения), при снижении температуры закрываются (гипонастические движения).

Фотонастии — движения, вызванные сменой света и темноты. Цветки одних растений (соцветия одуванчика) закрываются при наступлении темноты и открываются на свету. Цветки других растений (душистый табак) открываются с наступлением темноты.

Никтинастии («никти» — ночь) — движения цветков и листьев растений, связанные с комбинированным изменением, как света, так и температуры. Такое комбинированное воздействие наступает при смене дня ночью. Примером являются движения листьев и цветов ночной красавицы, душистого табака, а также у кислицы.

Автонастии — самопроизвольные ритмические движения листьев, не связанные с какими-либо изменениями внешних условий. Так, листья тропического растения десмидиум претерпевают ритмические колебания.

2. Но наиболее ярко проявляются тропизмы,— движения, вызванные односторонним воздействием какого-либо фактора внешней среды (света, силы земного притяжения и др.);

В зависимости от фактора, вызывающего тропические движения, различают геотропизм, фототропизм, хемотропизм, тигмотропизм, гидротропизм. Больше всего меня привлекли тропические движения растений, поэтому я решила воспроизвести и изучить их.

Фототропизмом называется способность движения растений в зависимости от направления лучей света. Положительным фототропизмом обладают стебли, а корни и усики – отрицательным. Листья располагаются обычно перпендикулярно к падающим лучам. Фототропизм имеет огромное значение в жизни растений, так как благодаря ему стебли и листья оказываются в положении наиболее выгодного освещения. Это значит, что растения будут лучше поглощать солнечный свет и у них будет проходить фотосинтез на достаточном уровне.

Растения различных видов имеют различный фототропизм. Возраст растений в пределах одного вида также вносит коррективы. У молодых растений, в особенности бурно растущих, способность к фототропизму больше, чем у взрослых. В пределах одного и того же растения фототропизм сильнее проявляется в более молодых органах.

Под действием света происходит изменение положения не только листьев, но и побега. Образуется изгиб стеблей под действием света – фототропический изгиб.

Фототропический изгиб слагается из процессов:

1) раздражение светом определенных клеток;

2) возникновение в этих клетках возбуждения;

3) передача возбуждения к месту реакции;

4) реакция в виде изгиба.

Более ускоренный рост клеток на затененной стороне стебля некоторые ученые (П. А. Генкель и др.) объясняют тем, что на этой стороне скапливается больше веществ, ускоряющих все физиологические процессы, а следовательно, и рост.

Спектр действия фототропизма определяется и качеством света. Фототропизм лучше проявляется в ультрафиолетовой области и в синей части спектра. У семенных растений фототропическая реакция вызывается коротковолновыми лучами. Фототропическая реакция зависит и от интенсивности освещения: чем слабее свет, тем дольше нужно освещать растения для получения фототропического эффекта. Произведение силы света на продолжительность его воздействия является величиной постоянной. Эта зависимость получила название закона количества раздражения. При фототропизме рецепторами являются флавопротеиды.

Фототропическая чувствительность может не проявляться, если освещать растения сразу сильным светом после их проращивания в темноте. В фототропической реакции свет выступает как раздражитель, необходимый лишь для запуска различных физиологических процессов; при этом расходуется малое количество энергии. Для ростовых процессов требуется много энергии.

Геотропизм — движения, вызванные односторонним влиянием силы тяжести. Если положить проросток горизонтально, то через определенный промежуток времени корень изгибается вниз, а стебель — вверх. Еще в начале ХIХ в. был изобретен прибор клиностат. В этом приборе проросток в горизонтальном положении привязывается к вращающейся оси. Благодаря этому сила притяжения действует попеременно на нижнюю и верхнюю стороны проростка. В этом случае рост проростка идет строго горизонтально и никаких изгибов не наблюдается. Эти опыты доказали, что изгибы стебля и корня связаны с односторонним действием силы земного притяжения. Изгиб корня вниз (по направлению действия силы притяжения) называют положительным геотропизмом.

Хемотропизм - это ростовая реакция на некоторые химические вещества. Она очень важна для корней, которые в поисках питательных веществ совершают сложные изгибы.
Корни растений изгибаются по направлению к питательным веществам. Если питательные вещества не перемешаны со всей почвой, а распределяются отдельными очагами, корни растут по направлению к этим очагам. Такая способность корней определяет большую эффективность гранулированных удобрений. Корни растут по направлению к отдельным гранулам, содержащим питательные вещества. При таком способе внесения питательных веществ создается также повышенная концентрация их около корня, что обусловливает их лучшую усвояемость.

Гидротропизм — это изгибы, происходящие при неравномерном распределении воды. Для корневых систем характерен положительный гидротропизм.

Аэротропизм — ориентировка в пространстве, связанная с неравномерным распределением кислорода. Аэротропизм свойствен в основном корневым системам.

Тигмотропизм — реакция растений на одностороннее механическое воздействие. Тигмотропизм свойствен лазающим и вьющимся растениям.

Механизм движения связан с сократительным белком, который приходит в действие при раздражении. При сокращении белков тратится энергия, вырабатываемая в процессе дыхания. Накапливается она в растении в виде АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты). При раздражении АТФ разлагается, распадается связь с сократительными белками, высвобождается энергия, заключенная в АТФ. Вследствие этого процесса листья складываются. Только через определенное время АТФ снова образуется, связано это с процессом дыхания. И только тогда листья вновь могут раскрыться. Я выяснила, какие движения совершают растения (кислица), отвечая на раздражающие факторы. Стоит заметить, что сокращение происходит не только при изменениях в окружающей среде, связано это и с внутренними факторами (процессом дыхания). Кислица складывает листья с наступлением темноты, но раскрывать их она начинает не с восходом солнца, а уже ночью, когда в клетках накапливается достаточное количество АТФ и восстанавливается связь с сократительными белками. Эти движения принадлежат к числу самых удивительных движений, свойственных растениям, так как реакция в этом случае бывает очень быстрой и весьма специфичной.

Практическая часть

Опыт 1. Движение растений к свету (фототропизм)

Методика опыта. Для опыта я взяла растение герани в двух горшочках. Один горшочек поставила на окно (на солнечной стороне), а другой – на шкаф, который находится в двух метрах от окна. Я наблюдала, как герань в горшочке на шкафу постепенно изгибаются в одну сторону, по направлению к свету. В горшочке на окне листья герани тоже были изогнуты, но только чуть-чуть. ( ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Фото 1,2)

Вывод: У растений происходит движение в сторону света. Освещённая сторона растёт более медленно, чем неосвещённая, поэтому растение изгибается. Благодаря этому растения лучше используют энергию солнечного луча. Листья на деревьях и кустарниках располагаются так, чтобы все были освещены солнцем равномерно, не затеняя друг друга. Это явление называется листовой мозаикой.

1.2.Изучение положительного фототропизма проростков пшеницы

Методика опыта.

В емкость, наполненную смесью опилок и почвы посеяла 15 семян пшеницы и поставила его на несколько дней в темноту. При прорастании над поверхностью появляется трубкообразный влагалищный лист. Чтобы следить за появлением всходов, ежедневно на очень короткое время емкость вынимала из укрытия и увлажняла поверхность. Когда выросшие в темноте проростки поднялись на 3-5 см, емкость перенесла на ярко освещенную лампочкой поверхность. Через каждые 2-3 часа проверяла состояние проростков.

Опыт показал, что в условиях одностороннего освещения проростки пшеницы изгибаются в сторону света сначала верхушкой, а затем и более низкой частью. Такое движение растущего органа в сторону односторонне действующего света называется положительным фототропизмом. Образование положительно-фототропического изгиба объясняется тем, что в затененных клетках накапливается больше ростового вещества, чем в неосвещенных (ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Фото 3,4)

Опыт 2. Хемотропизм

Для проведения опыта приготовила раствор желатина по рецепту, указанному на упаковке.

Приготовленный раствор желатина я вылила в ванночку. После того как он застыл, по краям посадила несколько проросших семян пшеницы. В середину тарелки положила кусочек суперфосфата

Через 5 дней стало хорошо видно, что все корешки направились в центр ванночки. А ещё через 5 дней они опутали кусочек удобрения – свой источник пищи.( ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ФОТО 5,6, 7,8)

Вывод: Корни движутся по направлению к источнику питательных веществ.

Опыт 3. Геотропизм

3.1 Я посадила в прозрачный стакан два семени фасоли. Поставила в тёплое место. Через несколько дней появились корешки, а затем и стебельки. Корешки изогнулись и начали своё ростовое движение по направлению вниз, а стебельки по направлению вверх.

Одно проросшее семя я осторожно выкопала и перевернула его корнем вверх, а стеблем вниз. Через несколько дней стало хорошо заметно, что корешок изогнулся вниз, а стебелёк – вверх. (ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ФОТО 9,10,11)

Вывод: Корень обладает направленным ростом – вниз. Поэтому растение может закрепляться в почве, всасывать из неё воду и растворённые в ней питательные вещества. Стебелёк тоже обладает направленным ростом, но только вверх, так как растению нужен свет.

Опыт 3.2.Изучение отрицательного геотропизма стебля злака.

Методика опыта. Для закладки опыта я приготовила стакан, заполнила его увлажненной почвой и высеяла в него очень густо семена пшеницы. Подготовленный таким образом материал выставила на свет и в тепло. Когда у проросших семян появились проростки, стакан положила набок, придавая росткам горизонтальное положение. Только для полива на небольшое время ему придавала вертикальное положение . Через несколько дней опыт дал отчетливый результат: выросли растения с резко выраженным отрицательным геотропическим изгибом ростков. В результате я выяснила, что проростки тянутся от поверхности Земли. (ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ФОТО 12,13)

Опыт 4 Гидротропизм

Изучение положительного гидротропизма и положительного геотропизма корня.

Методика опыта. Мы на опыте попытались создать условия, в которых земное тяготение перестает действовать на корень, и тогда его верхушка растет в ином направлении.

Предварительно замоченные семена пшеницы я высеяла в емкости, имеющие отверстия на дне, предварительно постелив марлю. Полученные два таких прибора я подвесила на штативах в наклонном положении, с таким расчетом, чтобы дно составляло с горизонталью угол 30-45 градусов. Под одним прибором находится емкость, заполненная водой (создана «влажная» зона), а под другим – нет (создана «сухая» зона). Марля на дне поддерживалась во влажном состоянии. Я проследила, в каком направлении в таких условиях растут корни пшеницы.

Наблюдения показали, что если растущие корешки встречают достаточно влажную зону воздуха, они растут вертикально книзу, - здесь действует положительный геотропизм. Если же, выйдя из влажного субстрата, корешки оказываются в достаточно сухой зоне воздуха, верхушки их направляются не к низу, центру Земли, а вдоль влажного субстрата, как бы прижимаясь к ним. Растущие верхушки преодолели положительный геотропизм и изогнулись в сторону большей влажности. Это явление носит название положительного гидротропизма.(ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ФОТО 14,15,16)

Опыт 5. Тигмотропизм

У нас дома есть очень интересное растение – кислица. Днем ее листья развернуты, а ночью они сворачиваются. Если на неё попадает яркий солнечный свет, то листочки тоже складываются, но раскрывать их она начинает не с восходом солнца, а уже ночью, когда в клетках накапливается достаточное количество АТФ и восстанавливается связь с сократительными белками.

Методика опыта. В течение 3- 5 минут оказывалось механическое воздействие на листья кислицы.

Наблюдение Через 3 минуты листья растения начинают сворачиваться. .(ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ФОТО 17,18)

Вывод: Листья растений способны двигаться, менять своё положение, в зависимости от окружающих условий. Движения могут происходить в ответ на прикосновение. Они принадлежат к числу самых удивительных движений, свойственных растениям.

Заключение

На основании проведенных опытов, можно сделать вывод, что растения - это живые организмы. Любой живой организм обладает таким свойством как движение. И растения не исключение. Движения растений разнообразны и происходят в результате их роста и развития.

Моя гипотеза подтвердилась – растение растёт – значит, организм находится в движении!

Список литературы

Биология. Справочные материалы. М., Просвещение, 1995г

Г.С. Нога. Опыты и наблюдения над растениями. М., Просвещение, 1976г

Растения. Полная энциклопедия . М.: Эксмо, 2007

Д.И. Трайтак. Книга для чтения по ботанике. М., Просвещение, 1985г

Интернет-ресурсы:

http://www.priroda-rb

http://www.openclass.ru

http://www.playroom.ru

ПРИЛОЖЕНИЕ1

Практическая часть