Раздражимость и движение у растений

I. ВВЕДЕНИЕ День начинается, Хмель завивается! Выпустит листик, Сделает винтик, С веткой обнимется, Кверху поднимется. В. Боков      Для растений движения также естественны, как и для животных. Но поскольку большинство растений не способно к перемещению в пространстве, многие люди считают   их   неподвижными.   Даже   известный   французский   биолог   Жан   Батист Ламарк в свое время дал растениям такое определение: «Растения представляют собой   живые   организованные   тела,   части   которых   никогда   не   обладают раздражимостью.   Они   не   переваривают   пищи   и   не   способны   двигаться   ни   под влиянием   волн,   ни   вследствие   истинной   раздражимости».   Ламарк   выделил   три основных   критерия,   по   которым   различают   растения   и   животных:   наличие   у животных   органов   раздражимости,   способности   к   движению,   способности   к перевариванию пищи.            Справедливость восторжествовала только в конце XIX века. Исследования Чарльза Дарвина в 1865­1888 годах, индийского ученого Д.Ч.Боса 1895­1937гг., русских ученых И.Ф.Левановского и Т.И.Вяземского в 1864­1901гг. показали, что раздражимость так же свойственна растениям, как и животным. Изучение способности растений к движениям Ч. Дарвин начал сразу же после  выхода в свет знаменитой книги « Происхождение видов путём естественного  отбора». На основании изучения более 100 видов лазящих и вьющихся  растений,31 вида хищных растений, принадлежащих к 11 родам, ученый сделал вывод о  способности растений к восприятию раздражения и проведению возбуждения по  тканям. В итоговой книге « Способность к движению у растений» великий  естествоиспытатель с удовлетворением заключил: « В настоящий момент мы  знаем, что движение у растений происходит постоянно и что только его размах или направление или то и другое вместе должны видоизменяться для пользы растения  соответственно внешним и внутренним стимулам». Доказательства единства, физиологической общности процессов раздражимости у  растений и животных – одно из величайших достижений биологии конца XIX  ­начала XX в. II. РАЗДРАЖИМОСТЬ И ДВИЖЕНИЕ У РАСТЕНИЙ 1.Раздражимость растений Что такое раздражимость? Это способность организма воспринимать  воздействия внешней и внутренней среды и реагировать на них изменением  процессов жизнедеятельности.  Спектр внешних воздействий, воспринимаемых растением, широк – свет,  температура, сила тяжести, химический состав окружающей среды, магнитное  поле Земли, механические и электрические раздражения. У растений так же, как у животных, восприятие раздражений и ответная  реакция, например двигательная, пространственно разобщены. Передача  раздражения может осуществляться путём возникновения и распространения по  растению электрического потенциала.  А.Влияние газообразных  выделений растений на прорастание семян. Цель: выяснить, как влияют летучие выделения растений (фитонциды) на прорастание семян гороха.  Методика проведения опыта    :   Для проведения опыта нужны наклюнувшиеся семена гороха или другого вида растений, листья комнатных растений (алоэ древовидное, пеларгония зональная), 2 чашки   Петри   (или   пол­литровые   банки),   пластилин,   ступка   с   пестиком, фильтровальная бумага.               В   центре   чашки   Петри   из   пластилина   сделайте   бортик,   тщательно прикрепляя его ко дну. Вокруг бортика поместите смоченные водой кольцо из фильтрованной   бумаги   и   расположите   на   нем   по   периметру   чашки   на   ровном расстоянии друг от друга 10 семян гороха.         В ступке с песком разотрите 5 г ткани исследуемого растения. Поместив кашицу в углубление, ограниченное бортиком, быстро закройте чашку и поставьте в теплое место. В контрольную чашку в углубление вместо кашицы налейте чистую воду. Регулярно следите за состоянием семян, и при необходимости увлажняйте фильтрованную бумагу. Отметьте, на какие сутки от начала опыта наблюдается прорастание семян.         Справка: В состав летучих соединений, получивших общее название  фитонцидов (от греческого «фитон» ­ растение, «цидо» ­ убиваю), входят эфирные масла, альдегиды уксусной и пропионовой кислот, метиловый и этиловый спирты,  полифенолы и другие соединения. К образованию комплекса летучих соединений способны все растения,  причем повреждение клеток усиливает выделение фитонцидов. Именно поэтому  при проведении описанного выше опыта рекомендуется использовать кашицу,  получаемую путем растирания листьев.        Состав и количество химических веществ, выделяемых растениями,  специфичны для каждого вида, что сказывается на характере их взаимоотношений. Например, ясень обыкновенный, осина, липа мелколистная, клен ясенелистный,  подавляют, а береза бородавчатая, клен остролистный – стимулируют рост дуба.  Напротив, сосна обыкновенная отрицательно реагирует на выделение газообразных веществ листьями березы бородавчатой         Химические вещества, выделяемые листьями и корнями высших растений,  играют важную роль в формировании сообществ растений (фитонцидов). Результаты опыта Влияние газообразных выделений растений на прорастание семян Опыт Время появления 1) горох +  пеларгония 2) горох + алоэ проростка На 6 сутки На 3 сутки 3)горох+ вода На 4 сутки Среднее значение  длины проростка Процент проросших семян 2,4мм 5мм 3 мм 50% 90% 60%            Вывод    :        Результаты опыта показывают, что летучие выделения листьев могут  оказывать на прорастание и рост корней гороха посевного как стимулирующее  (алоэ древовидное), так и тормозящее (пеларгония зональная) действие. Б. Тимонастии – двигательные реакции растений, вызванные прикосновениями. Цель: определить влияние прикосновений на двигательные реакции у растений. Методика       проведения опыта:  Для опыта в два горшка высадите по одному растению, желательно без опушения  на листьях (бобы, фасоль). После появления одного – двух листьев начинайте  воздействие: листья одного растения слегка трите между большим и указательным  пальцем 30­40 раз ежедневно в течение двух недель.        К концу второй недели различия будут видны отчетливо: растение,  подвергавшееся механическому раздражению, отстает в росте. Результаты опыта Влияние прикосновений на двигательные реакции у растений Дни недели Растение без раздражения Растение с раздражением 1­Й 5­й 10­й 14­й 3 см 4,7 см 8,2 см 11,7 м 3 см 3,9 см 4,3 см 5,1 см   Вывод:      Результаты опыта свидетельствуют, что длительное воздействие на клетки  слабыми раздражителями может привести к торможению процессов  жизнедеятельности – растений.    Справка.  Постоянным воздействиям подвергаются растения, высаженные вдоль  дороги. Особенно чувствительны ели. Их ветви, обращенные к дороге, по которой  часто ходят люди, ездят машины всегда короче ветвей, расположенных на  противоположной стороне. 2. Движение у растений       Раздражимость растений, то есть их способность реагировать на разные  воздействия, лежит в основе активных движений, которые у растений не менее  разнообразны, чем у животных.              Если растение на осуществление движений затрачивают энергию дыхания, это  физиологически активнее движения. По механизму изгиба они подразделяются на   ростовые и тургорные.        Ростовые движения обусловлены изменением направления роста органа. Это  сравнительно медленные движения, например, изгибы стеблей к свету, корней к  воде.        Тургорные движения осуществляются путем обратимого поглощения воды,  сжатия и растяжения специальных двигательных (моторных) клеток, расположенных у основания органа. Это быстрые движения растений. Они свойственны, например,  насекомоядным растениям, листья мимозы. Более подробно типы ростовых и  тургорных движений будут рассмотрены ниже, по мере выполнения опытов.         Для осуществления пассивных (механических) движений прямых затрат энергии  клетки не требуется. В механических движениях в большинстве случаях цитоплазма не участвует. Наиболее распространены гигроскопические движения, которые  вызывают обезвоживанием и зависят от влажности воздуха. Движения чешуи шишек хвойных растений       Цель опыта:  Изучить влияние температуры воды на скорость движения  семенных чешуек шишек. Методика опыта    :                Для опыта нужны по 2­4 сухие шишки сосны и ели.               Рассмотрите сухую шишку сосны. Семенные чешуи подняты, хорошо видны  места, к которым были прикреплены семена. Опустите половину шишек сосны в холодную воды, а вторую – в теплую (40­ 500). Наблюдайте за движением чешуй. Отметьте время, которое потребовалось для  полного их смыкания.               Достаньте шишки из воды, стряхните и проследите за движением чешуй в  процессе высыхания.                Отметьте время, за которое чешуи приходят в исходное состояние, занесите  данные в таблицу. Повторите опыт с теми же шишками несколько раз. Это позволит  не только получить данные, но и убедиться в обратимости изучаемого вида  движений.        Результаты опыта Температура воды Шишки открыты Шишки закрыты 20°С 50°С 20°С 50°С 18.30 18.30 7.15 7.15 22.40 19.10 11.00 7.50 Продолжительность опыта по времени 4 ч 10 м 40 м 3 ч 55 м 35 м   Результаты опыта позволят сделать важные   выводы:  1. Движение семенных чешуек шишек обусловлено потерей и  поглощением ими воды.          Об этом же свидетельствует прямая зависимость движения чешуй от  температуры воды. При ее повышении скорость движения молекул воды  возрастает, набухание чешуй происходит быстрее. 2. Чтобы набухание чешуй могло изменить их положение и химический  состав клеток на внешней и внутренней стороне чешуй должны быть различными.          Это действительно так. Оболочки клеток верхней стороны чешуй шишек  хвойных более эластичны, растяжимы по сравнению с клетками нижней стороны.  Поэтому при погружении в воду они поглощают ее больше, быстрее увеличивают  свой объем, что приводит к удлинению верхней стороны и движению чешуй вниз. В процессе обезвоживания клетки верхней стороны теряют воду тоже быстрее  клеток нижней стороны, что приводит к загибанию чешуи вверх. III.ВЫВОД РАБОТЫ: для растений характерны движение и раздражимость. Это  доказывают опыты «Влияние газообразных выделений на прорастание семян»,  «Влияние прикосновений на двигательные реакции у растений», «Движение чешуи  и шишек хвойных растений» Название работы: «Движение и раздражимость у растений» Аннотация  Цель: доказать, что растения представляют собой живой организм, части которых обладают раздражимостью и движением. Первый опыт: доказывает, что летучие выделения листьев могут оказывать на  прорастание и рост корней гороха как стимулирующее, так и тормозящие  действие. Вывод: летучие выделения растений влияют на прорастание семян гороха.  Второй опыт проводился в течение двух недель. Результаты опыта  свидетельствует, что длительные воздействия на клетки  слабым раздражителем  может привести к торможению процессов жизнедеятельности. Вывод: не стоит трогать растение без надобности – это может привести к  торможению процессов жизнедеятельности. Цель третьего опыта: изучить влияние температуры воды на скорость движения  семенных чешуек шишек. Вывод: движение семенных чешуек шишек обусловлено потерей и поглощением  воды. При повышении температуры скорость движения молекул воды возрастает,  набухание чешуек происходит быстрее. ВЫВОД РАБОТЫ:  Все растения обладают способностью к раздражению и движению. V.ЛИТЕРАТУРА 1) Газета «Биология» №2,3, 2007г. 2) Биология: Большой справочник для школьников и поступающих в вузы   /   А.С. Батуев, М.А.Гуленкова. – 3е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2000 ­668с.:  ил. 3) Реймерс Н.Ф. Краткий словарь биологических терминов: Книга для учителя. – 2е изд. – М.: Просвещение, 1995. – 368с. 4) Ильинский С.В., Гугушвили Н.П., Биология – учебное пособие –  издательство «Северный Кавказ» Краснодар. 1995 – 424с. 5) Рувинский А.О., Высоцкая Л.В. Общая биология Учебник для 10 – 11 кл. шк. с углуб.  изучением биологии М.6 Просвещение. 1993. – 544с. 6) А.Майсурян Биология – энциклопедия для детей. Москва.: Аванта +, 1994с.: ил. С О Д Е Р Ж А Н И Е I.Введение II. Раздражимость и движение у растений. 1.Раздражимость растений.     А) Влияние газообразных выделений растений на прорастание семян;     Б) Тимонастии – двигательные реакции растений, вызванные                   прикосновениями. 2.Движение растений.      Движение чешуй шишек хвойных растений. III. Выводы. IV. Приложения. V. Литература. IV. ПРИЛОЖЕНИЯ. Контрольн ая чашка Алоэ  древови дное Пеларгония  зональная Влияние прикосновений на двигательные реакции у растений Научно-практическая конференция школьников                                     секция «Биология»