Занимательные опыты по физиологии растений
В наш век развивающихся технологий , такая форма работы как опытническая должна являться приоритетной.
В дополнительном образовании нет жёстких рамок выбора содержания, тематики и проблематики проектов и исследований. Единственное, что необходимо учитывать, это возрастные категории групп участников.
Опытническая работа направлена на разрешение многочисленных вопросов, на которые трудно найти ответ, на загадочный мир растений.
Наиболее увлекающимся детям можно предложить проведение небольшого биологического исследования или предложить провести опыт.
Опыт — это наблюдение, которое проводится в специально-организованных условиях.
Всякий опыт — это активный процесс системы действий, при которых ребёнок получает ответы на стоящие перед ним вопросы. Основой каждого опыта является деятельность детей.
Наблюдения и опыты могут выполняться в процессе как индивидуальной, так и кружковой работы. В процессе проведения опытов дети учатся:
-видеть и выделять проблему,
-анализировать явление или объект,
-выделять признаки и связи,
-фиксировать этапы действий,
Предлагаемые опыты и наблюдения являются доступными для выполнения и позволяют учащимся познакомиться с наиболее интересными процессами жизнедеятельности растений.
Нас окружает богатая палитра цветов леса, луга, парка. Разнообразие красок меняется в зависимости от времени года, фазы онтогенеза, состояния погоды.
Окрашенные вещества растений — пигменты — не просто обуславливают окраску, но и участвуют в жизнедеятельности растительного организма.
В растительных клетках чаще всего встречаются зелёные пигменты хлорофиллы, жёлто-оранжевые каротиноиды, красные и синие — антоцианы, жёлтые — флавоны и флавонолы и желтые и оранжевые — халконы и ауроны.
Но, даже, если орган не содержит никакого пигмента, он всё равно имеет свой цвет — белый.
Опыт «Чем обусловлен белый цвет лепестков ромашки, белой лилии и яблони?»
Цель: Убедиться в том, что белый цвет лепестков ромашки, белой лилии, яблони обусловлен не наличием красящего вещества, а наличием развитой системы межклетников.
Оборудование: Шприц, ёмкость для воды, лепестки ромашки, яблони, лилии.
1. Лепесток осторожно сожмите пальцами. Воздух из межклетников выходит, лепесток становится бесцветным и прозрачным как лёд.
2. Погрузите лепестки в воду. Через несколько часов, когда вода проникнет в межклетники, лепестки станут бесцветными.
3. Лепестки поместите в шприц и заполните его водой. Установите шприц наконечником вверх (без иглы), задвиньте поршень, чтобы вытеснить воздух. После этого закройте пальцем отверстие наконечника и отведите поршень вниз. В результате создавшегося вакуума из воды и лепестков начнутся выделяться пузырьки воздуха. Через 1-2 минуты вода поступит в межклетники и лепестки станут прозрачными.
Опыт «Чем определяется цвет антоцианов ?»
Цель : Убедиться в том, что цвет антоцианов определяется не только кислотностью клеточного сока, но и способностью образовывать сложные комплексные соединения с металлами.
Оборудование: Живые экземпляры цветков гортензии и узумбарской фиалки.
Реактивы: раствор сульфата железа, раствор перманганата калия.
Очень широко распространены красные, синие, фиолетовые пигменты, которые объединены в общую группу антоцианов (от греческого «антос»-цветок, «цианос»- голубой).
Цвет антоцианов определяется не только кислотностью клеточного сока, но и способностью образовывать сложные комплексные соединения с металлами: одновалентные катионы усиливают красную окраску, двухвалентные — синюю.
Убедиться в этом можно на опыте с узумбарской фиалкой, гортензией, подобрав растения с цветками разной окраски.
Опыт лучше проводить, когда соцветие ещё не сформировалось.
Растения с розовыми цветками 1-2 раза в неделю необходимо поливать раствором сульфата железа или сульфата алюминия, что вызовет изменение окраски лепестков венчика с розовой на голубую. Поливая растения с голубыми или синими цветками раствором перманганата калия, можно наблюдать изменение окраски на розовую.
Опыт «Какие пигменты принимают участие в формировании окраски листа?»
Цель: Убедиться в том, что в формировании окраски листа принимают участие не только хлорофиллы, но и другие пигменты.
Оборудование: ступка, пробирка, фильтровальная бумага, мел.
Реактивы: раствор этилового спирта.
Для листьев различного возраста, различных видов растений характерно многообразие оттенков зелёного цвета. Это можно объяснить тем, что в формировании окраски листа принимают участие не только хлорофиллы, но и другие пигменты: каротиноиды, антоцианы. В этом легко убедиться, проделав следующий опыт.
Свежие листья комнатных растений нужно измельчить, добавить 5-10 мл этилового спирта, на кончике ножа мел для нейтрализации кислот клеточного сока и растереть в фарфоровой ступке до получения однородной зелёной массы.
Добавим ещё этилового спирта и продолжим растирать, пока спирт не окрасится в интенсивно-зелёный цвет.
Полученную вытяжку отфильтруем в сухую пробирку. Полоску фильтровальной бумаги шириной 1см и длиной 20 см погрузим одним концом в пробирку с вытяжкой.
Через несколько минут образуются цветные концентрические круги: в центре — зелёный (хлорофилл), снаружи — жёлтый (каротиноид). Разделение пигментов обусловлено их различной адсорбционной способностью на фильтровальной бумаге.
Рост и развитие растений
Рост и развитие растений не является непрерывным процессом. У большинства растений время от времени наступают периоды резкого замедления или даже почти полной приостановки ростовых процессов, периоды покоя.
В покоящееся состояние может вступать как растительный организм в целом, так и отдельные его части (семена, клубни, корни).
Различают покой вынужденный и глубокий. Вынужденный покой необходим для определённых физиолого-биохимических изменений, подготавливающих последующий рост. Одной из важнейших особенностей, характеризующих состояние глубокого покоя, является изменение соотношения гормональных веществ в сторону увеличения, ингибиторов роста и уменьшения стимуляторов, в частности ауксинов.
Ускорить выход растений из состояния глубокого покоя можно различными способами.
Опыт «Ускорение выхода растений из состояния глубокого покоя»
Цель : Ускорение выхода растений из состояния глубокого покоя.
Оборудование : 2-3 ветки вишни, сосуд с водой.
Осенью необходимо срезать несколько вишнёвых веток, опустить их на 12 часов в тёплую воду с температурой 30-35. Затем поставить побеги в сосуд с водой в тёплом и светлом помещении. Обработанные в тёплой воде растения расцветут через 2-3 недели. Для контроля используйте побеги, не прошедшие тепловую обработку.
Стимулирующее действие тёплых ванн на выход из состояния глубокого покоя во многом обусловлено вымыванием из почек ингибиторов роста.
Темпы роста и развития растений зависят от содержания фитогормонов. Фитогормоны — стимуляторы роста ускоряют ростовые процессы в растении. В этом можно убедиться, проделав опыт.
Опыт «Влияние фитогормонов — стимуляторов на темпы роста растений»
Цель: Убедиться в том, что фитогормоны — стимуляторы ускоряют рост растений.
Оборудование: Семена гороха, песок, стеклянная банка, стеклянная палочка, пинцет, бритва, чашка Петри.
Реактивы: Раствор сахарозы, раствор гетероауксина.
За 4-5 дней до опыта замачивают в воде 20 одинаковых горошин. Чтобы корни получились прямыми, в стеклянную банку насыпают песок, увлажняют его и делают в песке вертикальные каналы стеклянной палочкой или карандашом.
Наклюнувшиеся семена помещают в каналы так, чтобы корешки были обращены вниз. Когда корни достигнут длины 5-8 мм, их используют для опыта.
В качестве фитогормона используют гетероауксин, который выпускают в виде таблеток по 0, 01 раствор. Таблетку растирают, затем добавляют 100мл воды и получают 0, 01 раствор. Взяв 1 мл этого раствора и долив водой до 100мл, получают 0, 001 раствор. Затем в три чашки Петри наливают в первую -10 мл 0, 01 раствора гетероауксина, в третью -10 мл воды.
В каждую чашку добавляют по 1 капле 0.5 раствора сахарозы и на дно пинцетом кладут кружок фильтровальной бумаги. Затем выбирают примерно одинаковые проростки гороха и острой бритвой отрезают кончики корней длиной по 5 мм. В каждую чашку кладут поверх фильтровальной бумаги по 5 отрезков корней, закрывают чашки крышками и ставят в тёмное тёплое место. Через 4 дня корешков во всех чашках измеряют, получают средние данные для каждого варианта опыта, делают вывод о влиянии гетероауксина на рост корня и определяют его оптимальную концентрацию.
Растения способны осуществлять целый ряд движений под действием света /фототропизм/, силы тяжести /геотропизм/, воды /гидротропизм/.
Главный стебель большинства растений обладает отрицательным геотропизмом он растёт в строну, противоположную действию силы земного тяготения. Главный корень, напротив обладает положительным геотропизмом. Наглядно убедиться в этом можно с помощью следующих опытов.
Для опытов используют легко размножаемое растение колеус или «декоративную крапивку».
Опыт «Движение растений «
Цель: Убедиться в том, что главный корень большинства растений обладает отрицательным геотропизмом, а главный стебель обладает положительным геотропимом.
Оборудование : живой экземпляр растения колеус, сосуд с почвой, проростки гороха, булавки, корковые пробки, тарелка, банка.
В сосуде с почвой выращивают молодое растение колеуса. Затем сосуд кладут на бок, приводя, таким образом, в горизонтальное положение. Уже через час или два можно обнаружить заметный изгиб стебля вверх. Через 30 дней вся олиственная часть стебля принимает вертикальное положение, а значит проявляет отрицательный геотропизм.
Выращивают проростки гороха с прямыми корешками, как описывали ранее. Через 4-5 дней, когда корни достигнут длины 8-10мм, семена прикрепляют булавками к корковым пробкам так, что бы корешки располагались горизонтально.
Пробки ставят на дно тарелки, закрывают банкой и помещают в тёмное место.
Через 1-2 дня обнаруживают, что корешки изгибаются вниз, по направлению действия силы земного притяжения, проявляя положительный геотропизм.
Опыт «На свету или в темноте?»
Цель: Определить факторы внешней среды, необходимые для роста и развития растений.
Оборудование : Лук, коробка из картона, две ёмкости с землёй.
Выясним с помощью лука, нужен ли свет для жизни растений? Закроем часть лука колпаком из плотного тёмного картона. Посмотрим результат через 7-10 дней /лук стал светлым/. Убираем колпак. Через 7-10 дней вновь зарисовываем результат /Лук стал зелёным, значит, в нём происходит фотосинтез/.
1.Артамонов В.И. Занимательная физиология растений,.-М.: Агропромиздат, 1991.-335с.
2.Батурицкая И.В, Фенчук Т. Д. Удивительные опыты с рвстениями.- Минск:1991-2004с.
3.Лебедева Т.С. Сытник К. М. Пигменты растительного мира. — Киев: Науковая думка, 1986.-87с.
Источник