Исследовательская работа по биологии "Определение интенсивности испарения у растений", 7 класс

Добрый день! Глотова Настя,   ученица  6 «А» класса, Иванов Андрей, ученик 6 «В» класса МКОУ Калачеевская СОШ № 1 Тема Определение интенсивности испарения у растений Руководители: Шевцова С.Т., учитель биологии, Шевырева О.Д., учитель химии. С  2012 года наша школа   имеет статус региональной инновационной площадки   по   внедрению   ФГОС   ООО.  В   рамках   этой       программы       для внеурочной и учебной   деятельности   школа получила большое количество оборудовании.     Из   всего   многообразия     работ   больше   всего   понравилась работа,     связанная   с   испарением   воды   растениями.   Почему   эта   тема?   На внеурочном занятии за работой,  в процессе беседы возник вопрос: скажется ли   механизм   работы   устьиц   на     испарение   воды   растениями?    У  каждого участника на этот вопрос был свой ответ и обоснование. Что бы разрешить спор, убедиться в своих предположениях   организовал  исследование.    Цель: убедиться в том, что интенсивность испарения воды растениями зависит от механизма работы устьиц. Этапы  и задачи работы: 1 этап ­ «Погружение» в проблему ­   установить, что  испарение воды растения осуществляют через устьицу.   2 этап ­ Поисково­теоретический ­  изучить  литературу о зависимости скорости  и интенсивности испарения  от  факторов среды.  3 этап ­ Осуществление деятельности ­  провести  экспериментальную работу и  установить  изменения испарения.  4 этап – Обобщающий –  объяснить результаты исследований .          5 этап – Презентация –   составить презентацию, поделиться   опытом по теме исследования. В своей работе  использованы следующие методы: библиографический,  аналитический, наблюдения, сравнения,    фотоописания. Объект исследования:  комнатные растения кабинета биологии. Предмет исследования:  лабораторного оборудования «Прорастание» и «Архимед». Период  исследования:  2014 ­ 2015г. Гипотеза исследования: интенсивность испарения  зависит от состояния работы устьиц. Практическая   значимость   работы:   выполненная   работа     позволит углубить знания по теме исследования.  Познакомившись     с   клеточным   строением   листа   растений   узнал,   что воздушный  и водный обмен  между растением  и атмосферой осуществляется через   устьицу.   Открытие   и   закрытие   устьичной   щели   происходит   за   счет изменения   тургора   (осмотического   давления)   в   замыкающих   клетках.  интенсивность   испарения   воды   растениями   зависит   от Следовательно, состояния   и     количества   устьиц.   Чтобы   убедиться     в   действительности данного  факта  организовал исследование.   Опыт № 1 «Роль устьиц  в испарении воды». Гипотеза: интенсивность испарения зависит от состояния устьиц. Цель: аргументировать зависимость количества испарившейся  воды от состояния устьиц. Оборудование:   два   полиэтиленовых   пакета,   трехходовой   кран, резиновая груша, зеленая цветная бумага, клей. Ход работы:  Механизм   открытия   и   закрытия     устьиц   изучил   на   модели, изготовленной из двух полиэтиленовых пакетов (Приложение 2).  Сравнив   работу   открытой   и   закрытой   устьиц   убедился   в   том,   что состояние устьичной щели различно.  При надувании пакетов моделирующих замыкающие клетки устьиц,  щель между ними увеличивается, если  сдувание из них воздуха –  она исчезает.  Следовательно,     газообмен   и   транспирация   осуществляются    через устьичную   щель.  Если   устьица   закрыта   –   то   и   испарение,     и   газообмен   в растение    не происходит.   Таким образом,    интенсивность испарения воды растениями  зависит от состояния устьиц. Что и требовалось доказать. Одинаковое ли количество устьиц располагается в верхней и нижней кожицах   листа?     Что   бы   ответить   на   поставленный   вопрос   организовал следующий опыт. Опыт № 2 «Изучение распределения устьиц». Гипотеза:   устьице в   кожицах   листа комнатного растения гибискус распределены равномерно. Цель: определить плотность   распределение устьиц в кожицах листа. Оборудование:   прозрачный   лак   для   ногтей,   предметные   и покровные стекла, пинцет, электронный микроскоп, листья  комнатного растения гибискус. Объект исследования: комнатное растение – гибискус. Ход работы. Нанес на лист растения  тонкий слой лака с помощью кисточки, дал лаку подсохнуть, а затем с помощью  пинцета осторожно стянул  тонкую пленку  с отпечатком  поверхности. Положил       реплику  на предметное стекло и накрыл покровным стеклом.  Рассмотрев и сравнив  реплики кожиц листа гибискуса  в  микроскоп, убедился в   неравномерном распределении   в них устьиц.    Как оказалось в листе гибискуса все устьицы сосредоточены только в   нижней кожице,   а в верхней   они   отсутствуют.     Следовательно,   выдвинутая   гипотеза   не подтверждена ­   количество   устьиц, и их распределение в кожицах листа различно и зависит   от условий обитания растений.   В данном случае   мне пришлось познакомиться с растением наземного типа, приспособленного жить в   условиях     умеренного   увлажнения.     Поэтому,   во   избежание   перегрева гибискус     прячет   свои   устьицы   от   прямого   воздействия   солнечных   лучей, располагая   листья  горизонтально.  Сравнив визуально,   две стороны гибискуса убедился    в том, что стороны       листа     имеют   разную   поверхность   ­     блестящую   немного шершавую  верхнюю и  нижнюю ­  матовую, но гладкую. Как оказалось, это тоже черта приспособленности растения к условиям среды. Дело в том,   что   появившийся   нежный   восковой   налет,   небольшие   мелкие волоски,  способствуют  большему     отражению   солнечных   лучей   и   тем самым   защищают     растение   от   перегрева.   Вот   такие   они   листья     у гибискуса. Опыт  № 3 «Интенсивность испарения воды от  количества устьиц». Гипотеза: интенсивность испарения воды зависит от количества устьиц. Цель:   установить         интенсивность   испарения   воды   от   количества устьиц. Объект исследования: листья гибискуса (Приложение). Оборудование: две пробирки, вода, вазелин, листья. Ход работы:  в две пробирки налил   воду, и выровнял  в них  уровень. Сверху   добавил     растительного   масла.     В   первую   колбу   поместил     лист, смазав   вазелином   верхнюю   поверхность   листовой   пластинки,   в     другую   – нижнюю (Приложение ).   Наблюдения проводил  в течение нескольких дней. Результаты измерений фиксировал  в  календаре наблюдений. Календарь наблюдений: Дата Что наблюдали I верхняя кожица II  нижняя кожица 25.02.2015 Проведенное наблюдение позволило доказать, что комнатное растение гибискус испаряет воду     только нижней кожицей листа: уровень воды в  I пробирке (где располагался лист со смазанной       верхней кожицей   листа) уменьшился, а  уровень II    не изменился (Приложение ).  Следовательно,  интенсивность испарения  воды растениями напрямую зависит от их количества и расположения число устьиц.   Экспериментальным путем решил еще раскрыть один секрет листового царства   растений   ­   степень     раскрытия   устьиц   в   разное   время   суток   у различных видов растений. Опыт № 4 «Определение состояния устьиц у комнатных растений». Цель работы:  определить состояния устьиц  у растений, расположенных в кабинете  биологии. Гипотеза: состояния устьиц   у разных растений неодинаково.   Объект исследования:  комнатные   растения   ­  молочай   (Синадениум   Гранта),  герань, сингониум, гибискус, сциндапсус, традесканцию;  овощные растения  ­ картофель, перец, томат.   Методика   работы:   определение   состояния   устьиц   проводил   по методике,   описанной   в   методических   рекомендациях   по   физиологии растений.1  Суть методики состоит в том, что степень открытия устьиц определяется по проникновению в мякоть листа некоторых химических веществ. Для этой цели используются различные жидкости: эфир, спирт, бензин, керосин, бензол, ксилол. Мы использовали спирт.  Для    определения       открытия устьиц спиртом воздействовали на нижнюю сторону листа исследуемых растений  (Приложение  ).  Через 2–3 мин после 1 Гришина Е.Н. Методические рекомендации по физиологии растений. – М.: ООО «Илекса», 1998. нанесения капли жидкости на листья выявляли появление   светлого пятна. Это означает, что устьица открыта широко и через нее  жидкость проникает. Исследование проводили  в течение трех  дней  после уроков, в 14.00.   В ходе наблюдений удалось установить, что у сингониума, сциндапсуса и молочая на момент эксперимента устьице были   закрыты, а у остальных растений открыты широко (Приложение). Конечно, эти различия не зависят от времени года, они связаны, скорее всего,  с приспособленностью растений к условиям   среды,   которая   сформировалась   у   каждого   растения.   Так   как, температурный режим  в кабинете и освещенность растений были достаточно постоянными,   то   устьице   остались   закрытыми   у   трех   растений   из­за особенности     строения   листовых     пластинок   данных     растений   ­     они   покрытые   налетом,   который   и   препятствует достаточно   жесткие,   проникновению   веществ   через   устьичную   щель.    Степень   открытия   устьиц определить   удалось с трудом у томата  из­за опушенности листа. Проведенное  исследование позволило  убедиться в том, что  у разных растений в одно и то же время и в одних и тех же условиях состояние  устьиц не одинаково.   2.4. Общие выводы. Таким образом,  на основании  изученного теоретического  материала  и  экспериментальной части,  можно сделать вывод:  воздушный     и   водный   обмен     между   растением     и   атмосферой осуществляется через устьице;  открытие   и   закрытие   устьичной   щели   происходит   за   счет   изменения тургора (осмотического давления) в замыкающих клетках;  интенсивность   испарения   воды   растениями   зависит   от     степени состояния устьиц, что  свидетельствует о приспособленности  растений к условиям среды. планирую   исследовать   интенсивность   испарения   воды В   перспективе   растениями с помощью лабораторного оборудования  «Архимед» и  научиться определять   состояние   устьиц,   степень   их   открытия     с   помощью   других химических веществ, например эфира, бензина, керосина.