Исследовательская работа Транспортная система растений

Департамент образования администрации г. Иркутска

Муниципальное автономное  учреждение

дополнительного образования  города Иркутска

«Станция юных натуралистов»

__(МАУДО  г Иркутска  СЮН)

Сибирских Партизан ул., д. 28 «а», Иркутск, 664020

  Тел./факс  32-22-09, 32-95-40;

сайт: 38yunnat. ru; адрес эл. почты

Исследовательская работа

Транспортная система растений

Выполнила: Шевелева Дарья МБОУ г. Иркутска СОШ №37, 2 класс

Руководитель: ПДО Сизенова Крестина Владимировна

г. Иркутск 2017г.

СОДЕРЖАНИЕ.

Введение……………………………………………………………………2 Теоретическая часть……………………………………………………….3 Практическая часть………………………………………………………..6 Выводы……………………………………………………………………..9

ВВЕДЕНИЕ.

Растения - удивительное создание природы. Летом это огромное зеленое море листьев, осенью – буйство красок, красивые пожелтевшие листья, которые со временем безжалостно срываются ветром, и на зиму оставляют нам лишь воспоминания, кажется, что больше не увидишь зеленой травы, одуванчиков и шумных листьев. А весной все вновь оживает и радует всех людей своей красотой. Мне всегда было интересно узнать откуда деревья берут силы каждую весну, чтобы ожить. И я решила выяснить это с помощью педагога на станции, а затем поделиться своим исследованием с одноклассниками.

Актуальность: знания транспортной системы позволят получать из скучных белых бутонов необычного окраса цветы.

Цель работы: изучение передвижения воды и других веществ по растениям с помощью опыта, который не только даст новые знания о растениях, но и необычного цвета растения.

Задачи:

Изучить структуру растений и их органов; Выяснить как происходит движение веществ в растениях; Проведение опыта, подтверждающего наличие транспортной системы.

Объект исследования: транспортная система растений

Предмет исследования: Хризантема,

род: Хризантема (лат. Chrysanthemum)

семейство: Астровые (лат. Asteraceae).

Методика проведения исследования:

Свое исследование я решила разделить на несколько этапов:

Изучение литературы по транспортной системе растений; Освоение методов размножения хризантемы; Проведение опытов, показывающее наличие транспортной системы у растений.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

Передвижение минеральных и органических веществ по растению имеет очень большое значение, так как это процесс, с помощью которого осуществляется фи­зиологическая взаимосвязь отдельных органов. Между органами, поставляющими питательные вещества, и органами, потребляющими их, создаются так называе­мые донорно-акцепторные связи. Донором минеральных питательных веществ служит корень, донором органических веществ — лист. В этой связи в растениях существуют два основных тока питательных веществ — восходящий и нисходящий.        

Передвижение воды по коре корня идет главным образом по апопласту, где она встречает меньшее сопротивление, и лишь частично по симпласту. Из сосудов стебля вода попадает в сосуды листа. Вода движется из стебля через черешок или листовое влагалище в лист. В листовой пластинке водопроводящие сосуды расположены в жилках. Жилки, постепенно разветвляясь, становятся все более мелкими. Чем гуще сеть жилок, тем меньшее сопротивление встречает вода при передвижении к клеткам мезофилла листа.

Ряд уточнений в вопросе о путях и направлении передвижения веществ по растению внесли исследования с применением меченых атомов. В настоящее время ученые считают, что система транспорта у растений вклю­чает внутриклеточный, ближний и дальний транспорт. Ближний транспорт — передвижение веществ между клетками внутри органа по неспециализирован­ным тканям, например, по апопласту или симпласту. Дальний транспорт — это перемещение веществ между органами по специализированным тканям — про­водящим пучкам, т. е. по ксилеме и флоэме. Вместе ксилема и флоэма образуют проводящую систему, которая пронизывает все органы растения и обеспечивает непрерывную циркуляцию воды и веществ.

Перемещение вещества по проводящим тканям растений называют транслокацией. У сосудистых растений эти ткани крайне специализированы и представлены ксилемой и флоэмой. По ксилеме осуществляется транслокация в основном воды, растворенных в ней минеральных солей, а также некоторых органических соединений азота и гормонов; транспорт при этом направлен от корней к надземным органам растения. Флоэма служит для перемещения прежде всего растворов органических и неорганических веществ; по флоэме вещества движутся главным образом от листьев и запасающих органов к прочим частям растения, как правило, к запасающим органам (корнеплоды, корневища, клубни, луковицы). Транспорт по флоэме может происходить одновременно в двух направлениях. Эта " двухнаправленность " является результатом одностороннего тока в отдельных, но смежных ситовидных трубках, соединенных с различными донорами и акцепторами.

Все потребляющие органы обеспечиваются, как правило, ближайшим к ним донором. Верхние фотосинтезирующие литься снабжают растущие почки и самые молодые листья. Нижние листья обеспечивают корни. Плоды обеспечиваются из ближайших к ним листьев.

Стебель и его функции

Стебель (у деревьев – ствол, ветви и побеги) служит связующим звеном между корнями, через которые вода и минеральные вещества поступают в растение, и листьями, в которых синтезируются питательные вещества. Проводящие ткани стебля составляют единое целое с аналогичными тканями корня и листа – это пути передвижения веществ. Клетки некоторых стеблей содержат хлорофилл, и в них происходит фотосинтез; другие клетки специализированы для запасания крахмала и иных питательных веществ. В точках роста стеблей образуются зачатки листьев и цветков.

В стебле проводящие ткани обычно расположены в виде колец: флоэма образует наружное кольцо, а ксилема – внутреннее; в корне же пучки трубок флоэмы лежат между лучами звездообразной массы ксилемы.

Стебли растений бывают травянистыми или дерявинистыми. Мягкий, зеленый, довольно тонкий травянистый стебель типичен для однолетних растений. Такие растения развиваются из семени, цветут и дают семена в течение одного вегетационного периода, отмирая до наступления зимы. Другие травянистые растения являются двулетними – их жизненный цикл длится 2 года.

Сильно отличаются от травянистых растений деревянистые многолетние растения, живущие гораздо дольше двух лет и имеющие толстый прочный стебель, или ствол, покрытый слоем пробки. Стебли этих растений в течение первого года жизни похожи по строению со стеблями травянистых. Но к концу первого вегетационного периода в сердцевинных лучах возникает дополнительный камбий, так что в последствии образует сплошное кольцо, проходящее как между сосудистыми пучками, так и внутри них. В течении каждого следующего года камбий производит добавочные слои ксилемы и флоэмы. Так образуются годичные кольца у деревьев и кустарников. Границы между ними видны на глаз, так как сосуды ксилемы, возникающие весной, шире и кажутся более светлым, чем сосуды, которые появляются осенью. 

Транспирация

Листья, находясь на воздухе, теряют влагу путем испарения, за исключением тех периодов, когда воздух насыщен водяными парами. Солнечное тепло вызывает испарение воды с поверхности клеток мезофилла, и образующийся водяной пар диффундирует из листа через устьица. Такого рода потеря воды, называемая транспирацией, может иметь место во всех органах растения, выставленных на воздух, однако в основном она осуществляется листьями.

Транспирация облегчает передвижение воды вверх по стеблю, способствует концентрированию в листьях разбавленных растворов минеральных солей, поглощаемых корнями и необходимых для синтеза новых клеточных компонентов, а также вызывает охлаждение листьев подобно тому, как это происходит у животных при испарении пота.

Передвижение воды

Еще много лет назад было экспериментально показано, что в стебле вода и соли, поглощаемые корнями, поднимаются главным образом по трахеидам и сосудам ксилемы, а сахара и другие органические вещества движутся в основном по ситовидным трубкам флоэмы. Если сделать по всей окружности стебля надрез, пересекающий флоэму и камбий, но не затрагивающий ксилему, листья долго будут сохранять тургор и оставаться в хорошем состоянии; следовательно, вода поступает в них через ксилему, поскольку флоэма полностью перерезана. Применяя специальный метод, можно перерезать ксилему, сохранив флоэму относительно неповрежденной; в этом случае листья почти тотчас же завядают и отмирают, то есть и эти результаты свидетельствуют о том, что вода поступает в листья главным образом по ксилеме.

Хризантемы как предмет исследования.

Хризантемы (лат. Chrysanthemum) — род однолетних и многолетних травянистых растений семейства Астровые (Asteraceae), или Сложноцветные (Compositae). Растения близки к родам Тысячелистник и Пижма, куда нередко перемещаются многие виды хризантем.

Родиной хризантемы являются страны умеренных и северных зон Земли, но наибольшее количество растений все же произрастают в Азии, Европе и Африке.

Название рода произошло от греч. «?????????» (златоцветный), образованного из двух слов «chrysos» (золото) и «anthemis» (цветок), и объясняется тем, что растения характеризуются жёлтой окраской соцветия.

Хризантемы произрастают преимущественно в виде ветвистых полукустарников, реже – в виде травянистых растений. Высота кустов от 50 см до 1,5 м. Листья расположены в очередном порядке, простые, цельные, зазубренные, выемчатые или рассечённые, различные по величине и форме, опушённые и нет, преимущественно светло-зелёные. Цветки мелкие, собраны в корзинку, у некоторых видов крупную, состоящую, как правило, из срединных трубчатых жёлтых цветков и язычковых краевых, разнообразно окрашенных и обычно расположенных однорядно. У многих гибридных сортов они располагаются многорядно и образуют так называемое «махровое» соцветие. Побеги – голые/или опушенные. Плод – семянка.

Хризантемы размножаются семенами, черенками.

Размножение семенами. Для раннего цветения семена сеют в марте в общие емкости. По мере подрастания сеянцев, их пикируют в горшочки. Субстрат для посадки берут рыхлый, питательный.

Размножение черенкованием. Хризантемы успешно размножаются черенкованием. Черенки берут с сильных молодых побегов. Срезают черенки аккуратно, под листовым узлом, острым инструментом. Сажать можно в различные емкости, подойдут горшочки диаметром 7-9 см. Для укоренения берут торфоперегнойную смесь, которую сверху присыпают слоем песка толщиной около 2 см. Можно укоренять в чистом песке.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

Для начала мне нужно было посадить хризантемы. Имея несколько срезанных цветков хризантемы из букета, поэтому было легко обзавестись ее черенками.

1 Я взяла стебли хризантемы, срезала с них все листья и прищепила верхушку. Поставила эти стебли в стакан с водой и оставила до появления молодых корней.

2 Для дальнейшего выращивания я подобрала небольшой широкий горшок, так как корни растут больше в ширину, чем в глубину. Почву взяла универсальную, с небольшим количеством удобрения. Положила на дно горшка и перемешала с землей гальку. Это поможет избежать загнивания корневой системы. Горшок поставили на солнечное место в теплице СЮН.

3 Когда на черенках появились несколько сильных корней, побеги поместила во влажную землю на глубину 3-5 см. Присыпала корни землей, но закапывать их слишком глубоко не стала. Обернула горшок полиэтиленовой пленкой на 2 недели, чтобы корни смогли лучше прижиться.

Опыт №1.

После того, как хризантемы прижились, я начала поливать их водой с растворенным красителем (рис.1). И стала ждать, когда мои хризантемы начнут цвести.  Полив осуществляла после высыхания верхнего слоя почвы.

Рис.1

Опыт №2.

Для того, чтобы убедиться, что вода поступает в листья по ксилеме я провела следующий опыт. В воду, где растворила чернила, поставила срезанную ветку клена. Со временем древесина окрасилась, а область ближе к коре, где находится флоэма, осталась не окрашенной. Из этого опыта я убедилась, что вода поступает по ксилеме, а также увидела где находятся ксилема и флоэма.

Ждать, когда вырастут хризантемы и зацветут достаточно долгое время, поэтому я решила провести еще один опыт для которого применила срезанные хризантемы, которые появились у нас дома после праздника.

Опыт №3.

Каждый стебель хризантемы я поставила в отдельную емкость с водой, куда добавила разные красители (рис.2). В скором времени я наблюдала как белые соцветия начали постепенно обретать другую окраску, которая соответствовала цвету красителя (рис.3). Со временем цветки окрасились полностью (рис.4). Так подтвердилось то, что вода вместе со всеми растворенными в ней веществами движется вверх с определенной силой.

Рис.2

Рис.3

Рис.4

ВЫВОДЫ:

Своей цели и поставленных задач я добилась:

Изучила структуру растений и их органов; Выяснила как происходит движение веществ в растениях; Провела опыты, подтверждающие наличие транспортной системы у растений. По полученным данным написала и оформила исследовательскую работу.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ризантемы: сибирские гибриды. // Цветоводство. — 1996. — № 6. http:///referaty/biologiya/61898/ http://biofile. ru http://bookflowers. ru/ http://fizrast. ru http://flora. /