Скачать:

Предварительный просмотр:

Научное общество учащихся МБОУ СОШ № 15

Исследовательская работа на тему:

Почему листья осенью желтеют,
а комнатные растения нет?

5 «б» класс МБОУ СОШ № 15

Им. Героя Советского Союза Мильдзихова Х.З.

Руководитель работы: Меликова Р.Н.

Учитель начальных классов МБОУ СОШ № 15

г.Владикавказ, 2016г.

стр.
1. Введение. 2. Листопад. 3. Комнатные растения. 4. Общие выводы. 6. Литература.	4- 5 5- 6

Растение непрерывно преобразует солнечный свет в энергию и, тем самым, являются важным звеном в жизненной цепочке, охватывающей всю планету

(слайд – 2) С приходом осени я всегда интересовалась: почему меняется окраска листьев на деревьях и кустарниках? Летом они зелёные, осенью разноцветные? Почему начинается листопад? Какое значение он имеет для растений?

Я наблюдала за деревьями и кустарниками, за «поведением» листьев. А для этого я прочитала несколько учебников, книг, энциклопедий.

И вот что я выяснила!

Растения – это живые химические заводы, где непрерывно происходят сложные реакции. Сопровождающий эти реакции газообмен делает нашу планету пригодной для жизни .(слайд – 3) Большинство растений от крохи - подснежника до дерева – великана, сходны по внутреннему строению, несмотря на разительные внешние различия. Проводящая система, по которой циркулируют питательные вещества – посредники, представляют собой сеть проводящих пучков, охватывающую корни, стебли и листья.

В проводящих пучках имеются два основных типа клеток. По клеткам ксилемы, как по каналам, вверх от корней поднимаются вода и минеральные соли. А клетки флоэмы служат для транспортировки продуктов фотосинтеза в места, где в них возникает потребность.

(слайд – 4) Фотосинтез – биологический процесс превращения лучистой энергии Солнца в органическую энергию.

В растениях происходят три важнейших процесса – фотосинтез, дыхание и транспирация, или испарение. Хотя растение и берёт из почвы питательные вещества, однако им необходим процесс фотосинтеза. (слайд – 5) Хлорофилл - это молекула, выполняющая всю работу по расщеплению углекислого газа и воды на кислород и сахар (углеводы). Его «рабочий цех» - хлоропласты окрашивают большинство растений в знакомый нам зелёный цвет. Но кроме хлорофилла листья содержат и другие, желтые и оранжевые пигменты – ксантофилл и каротин, тот самый, что и у морковки. А в красные, багряные оттенки листья окрашиваются благодаря пигменту антоциану, который растворен в клеточном соке. Но поскольку концентрация этих пигментов меньше, чем хлорофилла, летом они попросту незаметны на листьях, потому что как бы замаскированы большим количеством хлорофилла. Ведь именно летом, когда ярко светит солнце и продолжительность светового дня больше, активно происходит процесс фотосинтеза и идет накопление питательных веществ.

Солнечный свет - стимулятор химической реакции в молекулах хлорофилла, поэтому без достаточного запаса воды, углекислого газа и освещения рост растений замедляется (слайд – 6).

Развитие растений и все фазисы их существования находятся в полной зависимости от условий погоды – тепла, влажности, солнечного освещения.

От несвоевременного или сильного холода растение погибает при недостатке влаги, не может успешно развивать своих тканей; при избытке ее загнивает; от жарких солнечных лучей зажарится, либо совсем засохнет.

С приходом неблагоприятных условий начинается процесс опадания разноцветных листьев с лиственных деревьев и кустарников. К лиственным деревьям относятся дубы, тополя, березы, липы, клёны, каштаны, все фруктовые деревья и многие другие, перечислить которые просто невозможно, - их так много.

(слайд – 7) Кустарники, как и деревья, тоже имеют древовидные стебли. Но у них не найти ствола. Обычно стебель кустарника разветвляется сразу над землей. Хорошо знакомы нам как сирень, смородина, крыжовник, малина, шиповник.

2. У лиственных деревьев и кустарников в наших краях желтеют и опадают листья. Это явление называют листопадом(слайд – 8). Листопад имеет большое значение для растений. Дело в том, что зимой в почве гораздо меньше влаги, чем весной и летом. Когда температура опускается ниже 5о, корни прекращают поглощать воду. И если бы деревья не сбрасывали листву, то это привело бы к обезвоживанию и гибели всего дерева, потому что с поверхности листьев испаряется очень много влаги, которую дереву неоткуда взять. И дерево, чтобы не погибнуть целиком, жертвует своими листьями. Оно перестаёт отправлять к листьям из корней воду и соли. Именно поэтому листья меняют окраску. Причина изменения цвета листьев и в том, что в них есть красящие вещества, которые проявляются в зависимости от количества тепла и света. Летом самым активным является зелёное вещество - хлорофилл. Осенью хлорофилл разрушается, проявляются жёлтые и красные вещества, и начинает меняться окраска листьев и лист падает сам (слайд – 9)

На конце черенка, который соединяет лист с веткой, образуется разделительная пластинка. В этом месте лист отделяется от ветки. Попробуй весной или летом сорвать лист. Сделать это довольно трудно, так как лист прочно крепится к стеблю. А вот осенью с лёгкостью можно набрать целые букеты ярких кленовых листьев. Они облетают от малейшего прикосновения к ним или дуновения ветра.

Листопад нужен как хорошее удобрение. Растения о многом могут рассказать наблюдательному человеку.

Например , (слайд- 10 ) если весной из берёзы течёт много сока, это значит, что лето будет дождливое. А появление на деревьях летом жёлтых листьев предвещает раннюю осень и наоборот.

(слайд – 11) Если клён «плачет» – значит, через несколько часов будет дождь. Меня всегда радовали и удивляли растения с красивыми цветными листьями, цветами.

3. Комнатные растения , (слайд – 12) они не только радуют нас своей красотой, но и очищают воздух от пыли и грязи, обогащают кислородом, повышают его влажность.

Размещая в своей квартире приобретённые комнатные растения должны помнить, что благополучие всего зависит от света, тепла, влажности и полива.

Если света достаточно, то у растений активизируется процесс фотосинтеза, который составляет основу жизни. Питательные вещества, растворённые в воде, поступают в листья от корневой системы. Из воздуха растения поглощают углекислый газ и в результате химического процесса выделяют кислород и вырабатывают сложные органические вещества.

При слабом освещении этот процесс замедляется, а в темноте прекращается полностью. Размещая растения в помещениях важно учитывать уровень освещения. Если растение стоит на окне , (слайд -13) оно получает достаточно света, но по мере его удаления от окна, интенсивность освещения значительно уменьшается. Все растения по восприятию света группируются как:

Светолюбивые

Теневыносливые

Неприхотливые.

Для нормальной жизнедеятельности растений необходим определённый температурный режим (слайд – 14 ). Он влияет на процесс фотосинтеза и дыхания, ускоряет или замедляет химические процессы и поступление веществ.

Все растения по востребованности тепла делят на три группы:

растения с температурой 10-12о

растения с температурой 13-20о

растения с температурой 21-25о

При резких перепадах температур воздуха подсыхают и опадают листья.

Высокая температура и низкая влажность воздуха приводит к опаданию листьев.

При недостатке воды замедляется рост растений, листья желтеют и сворачиваются, осыпаются цветки и опадают бутоны.

При избытке влаги происходит закисание почвы, на поверхности появляется зеленоватый налёт с неприятным запахом, черенки растений покрываются плесенью. Листья и соцветия загнивают.

Существенное влияние на нормальный рост и развитие многих растений оказывает не только тепло, но и влажность воздуха .

При низкой влажности воздуха:

Края листьев желтеют;

Листья сморщиваются, вянут.

При высокой влажности воздуха:

Бутоны и цветки опадают.

Для успешного выращивания растений необходимо подобрать почвенные смеси (легкая, средняя, тяжёлая).

4. Проведя исследовательскую работу, я узнала:(слайд – 15)

При резких перепадах температур листья подсыхают и опадают. С листьями деревья избавляются от вредных продуктов обмена веществ. Питательные же вещества и необходимые минеральные элементы в пору отмирания почти полностью переходят из листьев во внутренние части растений.

Слишком влажный воздух приводит к корковидным наростам на листьях и стебле. Приостанавливается рост и развитие растений.

В результате наблюдения я заметила, что не все деревья и кустарники одновременно меняют раскраску своих листьев. В осеннее - зимнее время наступает период относительного покоя, который длится всего 3-4 месяца у одних растений или 5-6 месяцев у других. В период покоя у растений происходят сложные физиолого-биохимические процессы, которые подготавливают растения к активному росту в следующем году.

А что касается удобрений, перед его внесением растение необходимо полить, чтобы не обжечь корни. И слишком концентрированный раствор может привести к ожогам и гибели растений. Приготавливая питательный раствор, необходимо сделать его слабее.

Сроки внесения удобрений в значительной степени зависят от видовой принадлежности растения, его состояния, возраста и времени года.

Если сравнить комнатные растения с растениями, которые нас окружают на улице, то уверенно можно сказать, что на комнатные растения мы можем повлиять, исправить их рост: опрыскивать, вносить удобрения, меньше поливать и наоборот, то с деревьями и кустарниками мы можем только наблюдать, анализировать и делать выводы (слайд – 16)

Литература

1. Справочник школьника для начальных классов (природоведение)/ Н.А. Абельская, М.Б. Елисеева. – М.: АСТ; СПб.: Сова, 2005. – 573,(3)С.: ил.
2. Виталий Бианки. Лесная газета. Ленинград, 1963 г.
3. Воронцов В.В. Комнатные растения. Новое руководство по уходу. – М.: ЗАО «Фитон+», 2002. – 288С., ил.
4. Древо познания - универсальный иллюстрированный справочник для всей семьи №12, 2006. Животные и растения. Физиология растений (стр. 41-44).

Давно доказано, что растения - это живые существа. Они, так же, как и животные, питаются, дышат, размножаются. В них происходят тысячи биохимических реакций, образуются полезные питательные вещества, из них выводятся продукты распада в результате метаболизма. То есть все процессы, характеризующие проявление жизни, присутствуют и в растениях, делающих нашу планету невообразимо прекрасной, чистой и разнообразной.

Биологические ритмы

Как растения дышат? Почему желтеют листья у них? Чем они питаются? Как растут? Множество вопросов возникает у тех, кто видит эти удивительные создания, столь многообразные, красивые, яркие и разноцветные.

Для всех растений характерны определенные так же, как и для других живых организмов. К ним можно отнести:

• раскрывание бутонов и их закрытие под влиянием длины и химического состава окружающей среды;
• интенсивное наращивание массы побега;
• сжатие и раскрытие устьиц на листьях;
• усиление или ослабление дыхания, фотосинтеза;
• листопад и другие.

Таким образом, ответ на вопрос о том, почему желтеют листья у растений, кроется в механизмах биологических ритмов. Именно эти процессы позволяют им приспосабливаться к условиям среды, выживать в них, осуществлять жизнедеятельность максимально эффективно, расти и развиваться, реагировать на химические и физические воздействия со стороны природы, человека, животных и так далее.

Почему желтеют листья на деревьях, например? Это также одно из проявлений биологического ритма, направленного на сохранение жизнеспособности особи в условиях пониженных температур и сокращения количества солнечного света и влаги. Цвет же листовой пластинки определяется особыми веществами в ее составе.

Почему желтеют и опадают листья? Да потому что происходит перестройка химических реакций внутри растительного организма. Каждый представитель флоры содержит в своем составе ряд пигментов - веществ, определяющих окраску органов (листьев, венчиков цветков, стеблей и так далее). Всего можно выделить четыре основные группы таких соединений:

Все перечисленные пигменты в первую очередь дают внешнюю реакцию на изменение состояния особей. Почему у растений желтеют листья, что вызывает такие проявления, рассмотрим подробнее.

Причины листопада у деревьев

Явление листопада - одно из самых красивых в природе. Именно поэтому осень - излюбленное время года многих поэтов. Ведь окружающая красота просто не может не стать источником вдохновения для творческих людей. Многоцветье кругом, желтые, зеленые, красные, оранжевые и даже буро-фиолетовые оттенки просто кружат голову, а запах опавших листьев приятно радует обоняние.

Чем же вызваны такие изменения и всегда ли это нормально? Рассмотрим причины листопада у деревьев. Их можно объединить в две группы: естественные и вынужденные. Каждая включает в себя ряд пунктов и объяснения к ним.

Естественные

К таковым причинам относятся сезонную смену погодных условий, а также изменение длины светового дня. Все лето зеленые гиганты готовятся к этим ритмическим переменам. Накапливают питательные вещества и запасают их в стеблях и стволе, активно осуществляют процессы фотосинтеза и дыхания, потребляют максимально возможное количество влаги.

С наступлением холодов, укороченных световых дней внутри листовых пластин начинаются преобразования.

1. Пигмент хлорофилл начинает действовать все меньше, окраска бледнеет. Это дает возможность проявиться другим пигментам. В результате листья желтеют, краснеют и так далее. Каким будет цвет опадающей листвы, зависит от генетических особенностей вида дерева. Причем интересен факт, что чем ярче солнце в осеннюю пору, тем быстрее разрушается хлорофилл, и листья желтеют. Во время затяжных дождей деревья дольше радуют зеленью.
2. За время летнего периода в пластинах листов накапливается множество продуктов метаболизма, солей, минеральных веществ. Это делает лист тяжелым, и он постепенно начинает отслаиваться в районе черешка от стебля.
3. У основания черешка, между ним и стволом, начинаются процессы образования специального тканевого слоя, постепенно отторгающего лист.
4. Под воздействием механических факторов (дождь, ветер, гроза и так далее), собственной тяжести все листья начинают поочередно опадать.

Вынужденные

На вопрос о том, почему желтеют листья, есть и другой ответ. Это происходит по вынужденным причинам, таким как:

Как только проходит лето неугомонные детские голоса начинают вопрошать – «Так почему листья растений осенью желтеют? »

Все лето деревья гордо стоят с ярко зелеными кронами, но когда наступает осень, солнышко уже так не греет, все чаще небо хмурится тучами и моросит дождик – вот тогда растения начинают менять окраску. Их листья краснеют, желтеют,становятся оранжевыми – и осенний лес начинает казаться особенным волшебным местом.

Летом в листве деревьев содержится очень много пигмента хлорофилла, именно он окрашивает листья в зеленый цвет. Этот пигмент жизненно важен для любого дерева – с помощью хлорофилла на свету растение из углекислого газа и воды синтезирует сахар – глюкозу. И из этого сахара — все остальные питательные вещества. Таким образом, хлорофилл кормит растение.

Но в зеленых листьях не только хлорофилл присутствует, есть и другие пигменты

• - желтый – растительный пигмент ксантофилл
• — красный – этот красивый цвет проявляется благодаря пигментам антоцианам
• — оранжевый – пигмент каротин , этот же пигмент в большом количестве содержится в моркови, именно поэтому морковь имеет такую ярко – оранжевую окраску.

Летом все эти пигменты не заметны, так как их скрывает большое количество зеленого хлорофилла. Но осенью, жизнедеятельность в листьях затухает, и хлорофилл понемногу начинает разрушаться. Вот тут и начинают проявляться все остальные «цветные» пигменты — таким образом осенью листья растений желтеют и опадают.

Чем солнечней стоит погода осенью, тем быстрей разрушается в растениях хлорофилл. А в пасмурную дождливую осень листья на деревьях дольше остаются зелеными. Но если после затяжных дождей быстро наступает солнечная погода, или как еще называют это время – «бабье лето», то зеленая окраска листьев за 1-2 дня меняется на золотисто – красные тона.

Красный пигмент – антоциан – в отличие от хлорофилла, не связан с пластическими образованиями, а растворен в клеточном соке. Когда температура снижается, антоциана в клеточном соке становится гораздо больше. Поэтому красный цвет деревьев осенью говорит о затухании жизнедеятельности листьев – листва готовится к опадению.

Взрослые, погружаясь в бытовые проблемы, перестают обращать внимание на окружающий мир, в то время как дети ежедневно удивляются его особенностям. А как это работает? А почему? А зачем? А так надо? Что только не интересует этих маленьких почемучек! И если вы носите гордое звание мама или папа, то рано или поздно вы обязательно услышите вопрос: «А почему желтеют листья осенью?» Вроде сам по себе вопрос не очень сложен, это одна из , но он обязательно повлечет за собой еще ряд дополнительных, на которые нужно ответить подробно и понятно. Что ж, попробуем это сделать!

А почему листья желтеют?

Весной и летом в каждом листочке живет пигмент хлорофилл, который имеет зеленую окраску. Именно большое количество хлорофилла делает листья на деревьях зелеными. Этот пигмент нужен дереву не просто для красоты, а для вкусного питания, поскольку хлорофилл умеет с помощью дневного света преображать углекислый газ и воду в питательные вещества. Так что благодаря своей весенне-летней зеленой окраске дерево растет и развивается. Но наступает сезон, когда природа готовится к зиме, когда ее жизнедеятельность приостанавливается, когда желтеют листья – это происходит осенью. В листики поступает все меньше воды, хлорофилл постепенно разрушается, и растения теряют свою зеленую окраску. Интересен тот факт, что хлорофилл активней разрушается под воздействием солнца, поэтому период, когда начинают желтеть листья осенью, не всегда наступает в одно и то же время. В сухую ясную осень листья быстрее меняют цвет, а в дождливую осень долго остаются зелеными.

А почему эти желтые, а те красные?

Внимательный малыш обязательно поинтересуется, почему одни листья на деревьях желтеют, другие краснеют, а третьи вообще становятся коричневыми. Ответ достаточно прост. Дело в том, что помимо хлорофилла листья растений содержат и другие пигменты, но из-за преобладающего зеленого они просто не видны. По мере того, как зеленый хлорофилл отступает, становятся видны и другие цвета:

• желтые листья получают свою окраску в результате «работы» растительного пигмента ксантофилла;
• оранжевые листья надевают свой осенний наряд, когда становится виден пигмент каротин, который, кстати, знаком всем по ярко-оранжевой окраске моркови;
• красные листья приобретают этот неожиданный цвет благодаря пигментам антоцианам;
• коричневые листья – это уже не окраска пигментов, а окраска клеточных стенок листа, она проявляется тогда, когда другие видимые красящие пигменты отсутствуют.

И почему листья опадают?

Если говорить о самом процессе опадания листьев, то механизм достаточно понятен – осенью, когда у растений желтеют листья, у основания листочка появляется тоненький отделительный слой клеток, так называемый пробковый слой. Постепенно эта перегородка прерывает связь между деревом и листочком. Остается дождаться дуновения ветра и лист оказывается на земле. На ветке в месте отрыва листочка остается небольшой шрам, который зарастает защитным пробковым слоем, а значит, для дерева это совершенно безболезненный период. Если же задаться вопросом, почему листья желтеют и опадают, в глобальном смысле, то можно понять, что это защитный механизм, который придумала природа для выживания деревьев в холодное время года. Большую часть питания все растения получают с водой, которая поступает из почвы, но ведь зимой вода замерзает. То есть, если бы листики оставались на деревьях, им нужно было бы питаться, но замерзшая вода не могла бы приносить с собой необходимое питание, поэтому листья вытягивали бы вещества из корней, ствола и веток. Вероятней всего, лишившись жизненных сил, древесный организм погибал бы. Так что опадание листьев – это возможность стойко выдержать зиму, а весной снова распустить почки.

В отличие от животных, что получают необходимые для жизни вещества и энергию из поедаемой ими пищи, обычные растения потребляют три раздельных потока вещества/энергии, а именно:

• минеральные вещества и вода - поступают через корневую систему;
• углекислый газ, необходимый для синтеза биомассы - поступает из окружающего воздуха через листья;
• энергия - усваивается листьями из потока падающего на них солнечного света.

Усвоение световой энергии возможно лишь за счёт её взаимодействия с окрашенными веществами (растительными пигментами) в процессе фотосинтеза. Основными фотосинтезирующими пигментами растений являются хлорофиллы - именно они придают растениям зелёный цвет. Для фотосинтеза разных групп веществ (углеводы, белки) хлорофилл поглощает синюю и красную составляющие солнечного спектра, игнорируя зелёную как "ненужную" (реальный процесс ещё более сложен и интересен - что заметно по фотографиям живых растений в ближнем инфракрасном спектре).

Остальные группы пигментов (жёлтые ксантофиллы, оранжевые каротины, а также красные, фиолетовые и синие антоцианы) присутствуют в листе растения в малых количествах. Увидеть их можно в этиолированных (выращенных без света и поэтому не имеющих хлорофилла) растениях или их частях - например, в прорастающих в темноте побегах картофеля. Отвечающие за поглощение частей светового спектра хромофорные группы молекул хлорофилла весьма "нежны": незначительное химическое/физическое воздействие может их достаточно легко разрушить - этот процесс хорошо заметен при приготовлении пищи, когда зелень ошпаривают, жарят или бросают в варящийся суп.

Что происходит с листвой осенью?

Приготавливаясь к периоду зимнего покоя, растение по возможности "выкачивает" из биомассы листьев все потенциально полезные вещества и прекращает синтез хлорофиллов. Остаточное их количество в листе становится столь мало, что уже не может замаскировать присутствие прочих, более стабильных красящих пигментов и собственный цвет клеточных стенок (он разнообразен, но типично имеет бурый оттенок). Поэтому увядающий лист приобретает тот цветовой оттенок, который ему обеспечивают оставшиеся в листовой пластинке красители, причём пропорционально их количеству/концентрации - и именно из-за этого осенний лес окрашивается в столь разнообразные и яркие тона.

Как растение "узнаёт" о наступлении осени?

В живом растении одновременно функционирует множество "внутренних часов" - процессов, завязанных на воздействие внешних факторов (циклические колебания температуры, света и так далее). Применительно к листу, наиболее важным фактором здесь оказывается относительная (как доля от всего суточного цикла) и абсолютная (в часах) продолжительность светового дня - именно так запускается процесс подготовки растения к зимнему периоду покоя. Помимо изменения биохимических процессов, у листопадных деревьев в основании листа инициируется рост клеток пробкового слоя, который постепенно прерывает связь между листом и деревом - и лист опадает.