ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ
ГБОУ «Школа Глория»
Исследовательская работа
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ОДУВАНЧИКОВ
Выполнил:
ученик 3 класса ГБОУ «Школа Глория»
Научный руководитель:
,
учитель биологии ГБОУ «Школа Глория»
_______________________
Москва – 2017
Оглавление
1. Введение………………………………………………………..…………. 3
1.1 Актуальность……………………………………………………………….. 3
1.2. Цель исследования………………………………………………………… 4
1.3 Литературный обзор………………………………………………………. 5
1.4 Характеристика места сбора биологического материала……………..... 6
2. Экспериментальная часть……………………………………………… 6
2.1. Эксперимент 1……………………………………………………………... 6
2.2. Эксперимент 2……………………………………………………………... 9
3. Выводы……………………………………………………………………..10
4. Заключение……………………..………………………………………….10
5. Список используемой литературы……………………………………...11
1.Введение
1.1 Одуванчик – род многолетних травянистых растений. В России произрастает практически повсеместно. Одуванчик лекарственный - это наиболее часто встречающийся вид. Он растет вдоль дорог, по лугам, садам, полям, пустырям. Общий вид всех видов одуванчиков очень похож. Как правило, это многолетники с толстым стержневым корнем, розеткой прикорневых листьев и крупными ярко-жёлтыми соцветиями-корзинками из язычковых цветков. В ненастную погоду и на ночь соцветие-корзинка закрывается. Это явление называется настии - движение листьев, лепестков и других органов растений в ответ на воздействие света, температуры, влажности и других факторов. Отцветая, одуванчики образуют опушенные семена, которые легко срываются с корзинки легким дуновением ветра и уносятся на значительные расстояния от материнского растения. Период цветения одуванчика один из самых продолжительных - с ранней весны и до осени.
Этим летом рядом с моим домом выросло много одуванчиков. Мы с сестрой собрали большой букет и поставили его на подоконник. На следующее утро я обратил внимание, что некоторые соцветия закрылись, в то время, как другие продолжали стоять раскрытыми. Мне стало интересно, почему так происходит. Изучив информацию, я узнал, что этот механизм называется настии – движение листьев и лепестков, вызываемое у одуванчиков изменением интенсивности освещения. По утрам, при ярком солнечном освещении соцветия одуванчиков открываются, а при уменьшении освещённости происходит их закрытие. То есть, ключевым фактором механизма настии у одуванчиков является свет. Но, меня удивило то, что наши одуванчики закрылись в разное время, хотя и были освещены примерно одинаково. И я решил провести эксперимент, чтобы исследовать механизм закрытия сорванных одуванчиков и узнать, что на него влияет.
1.2 Цель исследования
Исследовать механизм настии на сорванных одуванчиках и определить экспериментально, что влияет на скорость закрывания соцветий.
Задачи:
1. Изучить литературу по физиологическим особенностям одуванчиков, механизм настии.
2. Провести наблюдение за развитием одуванчиков после того, как я их сорвал и поставил в воду.
3. Провести серию экспериментов с целью выяснения того, что именно влияет на скорость закрывания цветков.
4. Проанализировать полученные данные и сформулировать выводы.
Предмет исследования – физиология растений
Проектный продукт – исследовательские данные.
Методы исследования – наблюдение, эксперимент, анализ.
Объект исследования – одуванчик.
Гипотеза исследования:
1. Сорванные одуванчики остаются живыми, стоя в воде, и продолжают свое развитие, закрывая соцветия.
2. Изменение освещенности влияет на сорванные одуванчики так же, как и на растущие, поэтому скорость закрытия соцветий будет зависеть от освещения.
3. Добавление в воду сахара и обрезка ножки под водой влияют на скорость закрытия.
Литературный обзор
Одуванчик
Одуванчик — растение с ветвистым стержневым корнем, в верхней части переходящим в короткое многоглавое корневище. Листья все в прикорневой розетке. Язычковые цветки собраны в соцветия-корзинки. Все части растения содержат густой белый млечный сок. В средней полосе России одуванчик цветет в середине мая — начале июня, плодоносит семянками с белым хохолком.
Настии и фотонастии
Настиями называется движение листьев, лепестков и других органов растений, не ориентированное по отношению к действию раздражителя (свет, температура и т. п.) В зависимости от фактора, вызывающего те или иные настические движения, различают термонастии, фотонастии, никтинастии и др. Фотонастии — движения, вызванные сменой света и темноты. Цветки одних растений (одуванчика) закрываются при наступлении темноты и открываются на свету. Цветки других растений (табака) открываются с наступлением темноты.[6,с.71] Пример фотонастии одуванчиков приведен ниже на рисунке.
В качестве биологического материала для исследования были использованы одуванчики, сорванные в начале июня в районе Бибирево. Муниципальный район Бибирево располагается на севере Москвы и относится к Северо-Восточному административному округу. Для СВАО характерна относительно хорошая экологическая обстановка. См. Приложение 1
2. Экспериментальная часть.
Сорванные одуванчики я помещал в банки с водой и использовал для проведения экспериментов.
2.1 Эксперимент 1
Эксперимент 1 проводился в 3 этапа.
Первый этап 3.06.17 - 04.06.17. Было проведено наблюдение за состоянием 18 соцветий одуванчиков.
Второй этап 05.06.17-06.06.17. 21 соцветие.
Третий этап 07.06.17-08.06.17 15 соцветий.
Все одуванчики были собраны с одной поляны.
Условия первого этапа эксперимента.
Сроки проведения: 3.06.17 - 04.06.17. Количество соцветий: 18
Я произвольно поделил соцветия на 3 равные группы.
Первая группа помещалась в условия освещения приближенного к естественному. Они стояли на окне, с заходом солнца погружались в темноту.
Вторая группа круглосуточно находилась под светом лампы (компактная люминесцентная лампа, цветовая температура 4200 К), в условиях отсутствия прямого естественного освещения. Это закуток в коридоре, который не освещен напрямую ни из одного окна.
Третья группа находилась в условиях полной темноты. За исключением моментов съемки со вспышкой, которые я решил приравнять к вспышкам молнии в ночи, известно, что одуванчики не раскрываются ночью, если сверкнет молния.
Соцветия из каждой группы я разделил на 2 банки. В первой банке стояли просто сорванные одуванчики, во второй (на фото они подписаны «Срез») одуванчики были обрезаны под водой, в которую к тому же была добавлена одна столовая ложка сахара.
Еще я отслеживал состояние цветов на поляне, с которой были набраны одуванчики.
Примерно через 4 часа после начала наблюдения соцветия начали закрываться. Еще через 2 часа появились первые полностью закрытые соцветия в группах естественного освещения и полной темноты. Через 24 часа 55 минут после начала наблюдения были закрыты 13 соцветий из 18, по 4 в группах естественного и искусственного освещения и 5 в темноте. Еще через 3 часа были закрыты все соцветия, во всех группах. Большинство одуванчиков на поляне были закрыты в 19.15 03.06.17 и открыты в 9.29 04.06.17.
Таблица 1 и диаграмма 1, показывающие, сколько одуванчиков закрылось в каждой группе к определенному времени, а также фотографии первого эксперимента см. в Приложении 1.
Выводы: Сорванные и поставленные в воду одуванчики продолжают свое развитие. Особенности освещения, обрезка стеблей под водой и добавление сахара в воду не оказывают значимого влияния на скорость закрытия соцветий одуванчиков. Закрытие сорванных одуванчиков происходит независимо от закрытия одуванчиков растущих на поляне.
Во время первого этапа эксперимента я заметил, что во всех группах одуванчики с длинной ножкой закрываются быстрее, чем одуванчики с короткой ножкой. Я выдвинул гипотезу, что длина стебля влияет на скорость закрытия сорванного соцветия одуванчика. Для проверки этой гипотезы я провел Эксперимент 2.
Второй этап эксперимента 1.
Условия второго этапа эксперимента.
Сроки проведения: 05.06.17-06.06.17. Количество соцветий: 21. 3 группы по 7 соцветий в каждой.
Во втором этапе эксперимента все одуванчики стояли в простой воде. Освещение групп было таким же, как и на первом этапе. Длина стеблей одуванчиков была 12-20 см.
Первые закрытые соцветия появились примерно через 6 часов после начала эксперимента. Через 26 часов и 26 минут после начала эксперимента были закрыты почти все одуванчики, но в каждой группе оставалось по одному не полностью закрытому соцветию. Еще через 4 часа закрылись все. Таблица 2 и диаграмма 2, показывающие, сколько одуванчиков закрылось в каждой группе к определенному времени и фотографии второго этапа Эксперимента 1 см. в Приложении 2.
Выводы: Освещение не оказывает значимого влияния на скорость закрытия соцветий одуванчиков.
3 этап Эксперимента 1.
Сроки проведения: 07.06-08.06. Количество соцветий: 15. 3 группы по 5 соцветий в каждой.
Условия проведения эксперимента: такие же, как условия проведения второго этапа.
Почти все одуванчики были закрыты через 22 часа 46 минут. Таблица 3 и Диаграмма 3, показывающие, сколько одуванчиков закрылось в каждой группе к определенному времени, а также фотографии третьего этапа Эксперимента 1 см. в Приложении 3.
Выводы: Освещение не оказывает значимого влияния на скорость закрытия соцветий одуванчиков.
2.2 Эксперимент 2
Гипотеза: Скорость закрытия соцветий одуванчиков зависит от длины стебля. Для продолжения развития одуванчики должны стоять в воде, без воды они завянут, но не закроются.
1 этап эксперимента 2
Сроки проведения: 04.06.17-05.06.17
Условия эксперимента 2: Для наблюдения я сорвал одуванчики с длиной стебля не менее 22 см. Потом обрезал стебли. Получилось 4 группы.
1 группа: длина стебля 20см, 6 соцветий; 2 группа: длина стебля 12 см, 6 соцветий; 3 группа: длина стебля 6 см, 5 соцветий; 4 группа: длина стебля 3 см, 4 соцветия
Одуванчики каждой группы я разделил на 2 банки. Одна с водой, вторая без воды. В банках без воды одуванчики завяли к 22.20, но не закрылись, поэтому при составлении таблицы я их не учитывал. Через 8 часов от начала наблюдения половина одуванчиков с длиной стебля 12 см и больше была закрыта, среди одуванчиков со стеблем короче 12 см не закрылся ни один. Через 26 часов от начала эксперимента были закрыты все одуванчики Групп 1 и 2 и 4, но не было ни одного полностью закрытого соцветия из группы 3. Прошло еще 3 часа, прежде чем я смог отметить, что полностью закрылись соцветия Группы 3. Таблица 4 и Диаграмма 4, показывающие, сколько одуванчиков закрылось в каждой группе к определенному времени, а также фотографии первого этапа Эксперимента 2 см. в Приложении 4.
Выводы: Одуванчики, не поставленные в воду, вянут, но не закрываются. Одуванчики, поставленные в воду, продолжают свое развитие. Одуванчики с длиной стебля 12 см и больше закрываются быстрее, чем одуванчики с длиной стебля 6 см.
2 этап Эксперимента 2
Сроки проведения: 15.30 07.06.17. Количество соцветий: 2 группы одуванчиков по 3 соцветия в каждой.
1 группа: длина стебля 12см. Соцветия закрылись к 7.40 08.06.17
2 группа: длина стебля 6 см. Соцветия закрылись к 11.30 08.06.17
Фотографии второго этапа эксперимента 2 см. в Приложении 5.
Выводы: Одуванчики с длиной стебля 12 см и больше закрываются примерно на 4 часа быстрее, чем одуванчики с длиной стебля 6 см.
3. Выводы
Таким образом, я могу сделать следующие выводы из экспериментов 1 и 2.
-Сорванные и помещенные в воду одуванчики продолжают свое развитие.
-Примерно через 24-26 часов все сорванные соцветия закрываются.
- Чем длиннее ножка соцветия, тем быстрее оно закрывается.
- На скорость закрытия не влияют условия освещенности, сахар в воде и обрезка стебля под водой.
4. Заключение
Мое исследование принесло мне больше вопросов, чем ответов. Я предполагал, что механизм настий у сорванных одуванчиков такой же, как у растущих, но оказалось - нет. Я наблюдал за тем, что происходит с сорванными соцветиями еще несколько недель и знаю, что в закрытых соцветиях созревают семена, после чего соцветия снова раскрываются. Я не нашел литературы, в которой объяснялись бы эти процессы, поэтому хотел бы продолжить свои исследования.
5. Список используемой литературы
Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978. Большой Энциклопедический словарь. 2000. Биологический энциклопедический словарь. / Гл. ред. ; редкол.: и др. — 2-е изд., испр. — М.: Сов. Энциклопедия, 1986. Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия. / Гл. ред. . — М.: Росмэн, 2006. Морфология и анатомия высших растений. — М.: Эдиториал УРСС, 2001. Физиология растений и животных: Учебное пособие. - СПб. : Проспект Науки, 2013. Фотобиология. Изд. 2-е, перераб. и доп. , Минск, Изд-во БГУ им. , 1979. Экологический энциклопедический словарь. — Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. . 1989.