Содержание
1.
Введение. 2
2.
Основная часть
2.1.
Теоретическая часть.
1)
Что такое период покоя. 2
2)
Физиологические основы покоя растений. 4
3)
Факторы, вызывающие у растений состояние
покоя. 5
4)
Виды покоя. 7
5)
Способы выведения растений из состояния
покоя. 8
2.2
Практическая часть.
1)
Опыты с луком. 9
2)
Опыты с побегами растений. 11
3)
Опыты с картофелем. 15
4)
Опыты с семенами. 16
3.
Заключение и выводы. 19
1
Никишина Мария
1.
Введение
1. Объект
исследования – растения
2.
Предмет
исследования
– физиологические процессы, протекающие в растении связанные с состоянием
покоя.
3.
Цель
работы.
Доказать, что
растение можно искусственно вывести из состояния покоя.
4.
Задачи
Изучить
литературу по данной теме.
Провести опыты по
искусственному выведению растений из состояния покоя.
Учиться
наблюдать, анализировать, делать выводы, оформлять работу в виде презентации.
Продемонстрировать опыты на уроках биологии в 6 классе.
5.
Методы
- теоретические
и практические.
6.
Актуальность
темы.
Регулирование процессов покоя имеет практическое значение в растениеводстве и
цветоводстве. Например, чтобы ускорить прорастание семян, получить цветущие
побеги на праздничные дни весной или к новому году, получить к необходимому сроку
луковичные растения или хризантемы, вырастить второй урожай картофеля летом. Я решила заложить опыты с живыми растениями и продемонстрировать
их в своём и в параллельном классе. Материала для такой работы много в
любое время года. Вашему вниманию я предлагаю интересные опыты с растениями, проделанные
мною самостоятельно.
2.
Теоретическая часть.
Что такое период покоя у растений
Почему некоторые комнатные растения цветут зимой, а другие
прекращают свой рост и сбрасывают листья с наступлением осени? Любители
комнатного цветоводства знают, что есть много видов домашних растений,
способных
2
Никишина Мария
цвести и зимой при достаточно хорошеем освещении, сенполии, например.
Еще больше видов в конце осени замедляют свой рост, в зимнее время
редко выпускают новые листья, но не теряют своей декоративности. Есть и такие
комнатные растения, которые теряют все или почти все листья в определенное
время года. Неопытные новички выбрасывают цветок, полагая, что он погиб. Но
умудренные опытом цветоводы знают, что растение просто отправилось на покой до
весны.
Покой растений - это такое состояние, большинство
физиологических процессов в растении приостанавливается, а некоторые
прекращаются совсем. Видимый рост побегов и листьев не происходит, цветы не
появляются. Зададим себе вопрос. Почему у одних растений есть период покоя, а
у других нет? В дикой природе растения подчиняются определенным циклам: день
сменяется ночью, а лето – зимой. Со сменой времени года изменяется температура
и длительность светового дня. С наступлением холодов многолетние растения
прекращают свой рост, сбрасывают листья и засыпают до весны. Весной у них
распускаются листья, появляются новые побеги и цветы, созревают плоды, все это
называют периодом вегетации.
У растений умеренных широт и субтропиков эти
циклы ярко выражены. В тропиках - лето круглый год, явно выраженных колебаний
температуры нет, но могут быть периоды засухи и периоды дождей.
У многих субтропических растений обильное
цветение наступает после периода покоя в прохладном помещении при температуре
14-18 градусов и незначительном поливе. Если их зимой держать в жаркой комнате,
постоянно удобрять и поливать, то цветение будет слабым или не наступит
совсем.
Есть также растения, имеющие обязательный период покоя в течение
года (орхидеи, клубневые бегонии, глоксиния,
каладиум, ахименес, цикламен, гранат, пуансеттия). В природе
это чаще всего растения короткого периода
3
Никишина Мария
вегетации. С приходом периода дождей или тепла у них быстро
появляются листья, также быстро они зацветают и после короткого периода
созревания семян та часть растения, что над поверхностью земли, засыхает.
Растения этой группы обычно имеют толстые клубни или корневища. Они болезненно
переносят отсутствие периода покоя, некоторые просто могут погибнуть. Бывает,
что луковица большая, и почва хорошая, и удобряют регулярно, а не цветет!
Причина в том, что не было периода покоя. Именно в это время формируются
цветочные почки. [3]
Физиологические
основы покоя растений.
Весной
леса одеваются пышным нарядом из новых листьев. Перезимовавшие под снегом листья
небольшого лесного зимнезелёного растения копытня уже в конце мая отмирают, а
на смену им образуются молодые листья, которые уйдут под снег через год, чтобы
смениться новыми.
Весной происходит
буйный рост зелёных растений. Уже в начале лета рост обычно прекращается. Ряд
древесных пород начинает цветение до распускания листовых почек. Так цветут
ивы, абрикос и другие растения. У других пород цветочные почки распускаются
позднее (берёза сирень).
В
августе у многих деревьев начинается вторичный рост, который хорошо заметен у
дуба, клёна и других, и даже вторичное цветение (вишня, яблоня).
Но рост растений не является непрерывным процессом. У большинства растений
время от времени наступают периоды резкого замедления или даже почти полной
приостановки ростовых процессов, периоды покоя. В покоящееся состояние может
вступать как растительный организм в целом, так и отдельные его части (семена,
корни, клубни). В некоторых случаях растительный организм может находиться в
растущем состоянии, а отдельные почки — в покоящемся (спящем).
В
большинстве районов земного шара, как и в нашем климатическом поясе,
4
Никишина
Мария
наблюдается
периодическое наступление времен года, неблагоприятных для растений. Это
периоды низкой температуры или пониженной влажности. В этих случаях растение
сохраняет жизнеспособность лишь при условии перехода в состояние покоя.
Переход в покоящееся состояние часто сопровождается утратой (опадением) отдельных
органов (листьев) или даже целых побегов. Именно в таком состоянии многолетние
растения переживают зимний период. [2]
Растения
могут переходить в покоящееся состояние и при наличии всех условий, необходимых
для роста. Однолетние растения переходят в состояние покоя при созревании
семян. Из них развиваются новые растения. Двулетние и многолетние растения
переходят в это состояние ещё и тогда, когда у них образуются органы запаса:
корнеплоды, клубни, луковицы, корневища, кочаны, которые являются продуктовыми
органами (овощами) В состояние покоя растения могут впадать в начале лета. Например,
тюльпан, нарцисс, гусиный лук. У них надземная часть отмирает, а луковицы и
корневища запасаются питательными веществами и находятся в состоянии покоя все
лето. Временная приостановка ростовых процессов
характерна и для тропических растений, наблюдается частичный или
поочерёдный листопад, несмотря на благоприятные
условия в течение целого года.
Внешние
факторы вызывающие у растений состояние покоя.
Что же
оповещает наши растения о том, что надо «спать»? Один из факторов – это
колебания температуры. Но в разные годы эти изменения могут быть разными. А в
растениях изменения происходят с одинаковой временной ритмичностью. Фактор,
который повторяется с математической точность ежегодно – это сокращение
длины светового дня. Это называется фотопериодической
реакцией. Именно она сигнализирует о наступлении осени.
Известно, что белая акация в первый год жизни вымерзает. Это южное растение,
где день летом короче, чем на севере. Она не успевает
5
Никишина
Мария
приготовиться к
зиме, так как на этой широте белые ночи. Если её надо прикрывать во второй
половине дня, а утром открывать, она раньше прекращает рост, теряет листву,
запасает питательные вещества, образует пробку, которая и защитит её от
неблагоприятных условий. Одно из доказательств – на улицах городов у деревьев,
растущих под фонарями, листопад проходит позднее, чем у деревьев в неосвещённых
участках. [2]
Внутренние
факторы вызывающие у растений состояние покоя.
Очевидно, что переход растения в покоящееся состояние предохраняет его от
гибели под влиянием мороза или сильной засухи. Если растение не прошло периода
покоя, в последующем темпы роста его снижаются, ухудшается плодоношение. После
периода покоя рост растений усиливается. Переход растения или его
отдельных органов в покоящееся состояние, прежде всего, является
приспособлением к перенесению неблагоприятных условий.
Однако это не всё. В состоянии покоя растение замедляет все процессы. Таким
образом, происходят определенные изменения, подготавливающие последующий рост.
В растении во
время покоя протекают сложные химические и физиологические процессы,
подготавливающие его к новому возобновлению роста. У них накапливаются рибонуклеиновая
кислота, без которой не возможен синтез белков, вырабатываются
ингибиторы роста (абсцизовая кислота, этилен, фенольные соединения), что и
вызывает замедление физиологических процессов в почках. Одновременно происходит
уменьшение содержания таких фитогормонов, как гиббереллины. Продолжительность
периода покоя связана со скоростью разрушения ингибиторов роста. Растения
характеризуются сниженным метаболизмом. Однако в них идут определенные процессы
обмена, в частности не прекращается процесс дыхания. Зимой растение дышит в
100-400 раз медленнее, чем летом. Так, по
данным П.А. Генкеля в этот период происходит
6
Никишина
Мария
накопление
предшественников нуклеиновых кислот, идет определенная
дифференциация
клеточных структур. Именно это подготавливает последующую активацию ростовых
процессов. Одновременно при вступлении в период покоя уменьшение содержания
таких фитогормонов Поверхность цитоплазмы часто покрывается слоем липидов.
Вязкость её возрастает. Она отстаёт от клеточной оболочки. Этот процесс
вызывает нарушение связей между клетками, что, в свою очередь, приводит к
снижению интенсивности процессов обмена. Клетки становятся более устойчивыми.
Все сказанное позволяет считать, что период покоя — не только приспособление к
неблагоприятным условиям, но и необходимое звено развития растений.
Виды
покоя
Различают покой вынужденный и глубокий. Эти виды покоя
находятся в разной зависимости от внешних условий. Вынужденный покой вызван
неблагоприятными условиями. Обычно растительный организм вступает в
вынужденный покой при отсутствии какого-то фактора, необходимого для ростовых
процессов. Как только этот фактор изменяется в благоприятном направлении,
ростовые процессы возобновляются. Сухие семена не прорастают до тех пор, пока
не будет достаточного количества воды. Некоторым семенам для прорастания
необходим свет. Весной почки не распускаются, пока температура не поднимется до
определенного предела. Таким образом, растение или орган, как только будут
обеспечены всеми необходимыми условиями для роста, легко выходят из
вынужденного покоя.
Растения
или органы, находящиеся в глубоком покое, не переходят к росту даже при наличии
благоприятных условий. Из глубокого покоя растительные организмы выходят лишь
по окончании определенных физиолого-биохимических изменений, подготавливающих
последующий рост.
7
Никишина
Мария
Вынужденный
и глубокий покой могут совпадать во времени. Характер покоя различен, различны
и части растения, впадающие в состояние покоя. Однако есть и общие черты,
характеризующие покоящееся состояние. Это отсутствие видимого роста. В период
покоя может происходить скрытый рост. Так, наблюдения показывают, что в зимний
период почки несколько увеличиваются в размерах. Наряду с замедлением роста в
период покоя уменьшается интенсивность всех процессов обмена.
Есть также органический и глубокий покой. У растений нашего климата
органический покой длится от нескольких недель до нескольких месяцев. Из такого
покоя растение вывести нельзя. Затем начинается глубокий покой. В эту фазу хотя
и трудно, но всё же, можно разбудить растение. У некоторых растений бывает
состояние глубокого покоя. К примеру, у картофеля. Они не могут долгое время
вегетировать даже при благоприятных условиях. Так, если, выкопать картофель и
сразу посадить, то в течение двух- трёх месяцев глазки не пробудятся. В
погребах и хранилищах они способны прорасти в январе – марте. И только низкая
температура препятствует этому.
Способы
выведения растений из состояния покоя
Люди научились управлять
физиологическими процессами растений. Чтобы ускорить период перехода в
состояние покоя. Уменьшают азотные подкормки. Прекращают поливы, подрезают
корневую систему. Так делают с луком. Если вегетация его затянулась, или с
томатами, чтобы быстрее созрели, или капустой, чтобы не растрескивалась. Для
того, чтобы вывести растение или его органы из состояния покоя, применят разные
способы:
·тёплые ванны (35-45 градусов);
·обрабатывают химическими препаратами
(раствор мочевины, роданистого натрия);
·стимуляторы роста (гиббереллины, эстрел,
гетероауксины);
·доращивание маточников (мелкоцветные
хризантемы);
8
Никишина
Мария
·летучими веществами: пары эфира,
ацетилена, нафталина, камфоры, табачным дымом и др.;
· предварительное промораживание
растения или выдерживание при низкой температуре и др.);
·низкие температуры (выдержка семян);
·механические повреждения - уколы,
надрезы, перетирание, впрыскивание воды (семена, лук, почки);
·подсушивание (семена);
·освещение красным светом (семена);
·Регулировка продолжительности
освещения (хризантемы) .[3]
3.
Практическая часть.
3.1.Опыты
с луком «Проращивание лука на перо».
Беру две луковицы. Одну ставлю не
повреждённой, на второй делаю надрезы и ставлю в воду. Наблюдаю. Луковица с
механическими повреждениями прорастает быстрее.
9
Никишина
Мария
№
|
Дата
|
Что наблюдаю
|
1
|
04.01.2018
|
Побегов
нет
|
2
|
09.01.2018
|
1
образец
пророс на 2 см; корни-0.5см
2
образец
(вода) пророс на 0.5 см; корни-0.8 см
3
образец
(раствор ауксина) никаких изменений нет
|
3
|
16.01.2018
|
1
образец
пророс на 5 см; корни-0.8см
2
образец
(вода) пророс на 2 см; корни-2 см
3
образец
(раствор ауксина) корни – 1см, но росточка нет
|
4
|
21.01.2018
|
1
образец
пророс на 10 см; корни-0.9см
2
образец
пророс на 5 см; корни-6 см
3
образец
(раствор ауксина) корни – 1.5 см, но росточка нет
|
5
|
27.01.2017
|
1
образец
пророс на 25 см; корни- 1см
2
образец
(вода) пророс на 13 см; корни-9 см
3
образец
(раствор ауксина) корни – 1см, но росточка нет
|
Вывод:
у повреждённой луковица быстрее растут листья, корневая система прорастает и
развивается больше у целой луковицы, третий образец дал корни, но не дал
листьев, так как ауксин отвечает за корнеобразование и
10
Никишина
Мария
обмен
веществ. Значит, в практическом применении самым эффективным будет способ
механического повреждения. Чтобы добиться быстрого роста почек и побегов с
листьми надо было применить другой фитогормон – цитонин. [4]
Благодаря открытию фитогормонов растений, ученым удалось
изучить и вопрос улучшения агротехники растений, в неё теперь включают
вещества-аналоги фитогормонов. Их извлекают из бактерий, торфа, угля, грибов,
водорослей и других естественных доноров. Кроме того, существуют и
синтетические их аналоги.
3.2.
Опыты с побегами « Влияние тёплых ванн и стимуляторов роста»
Срезала побеги сирени с генеративными
почками. Они округлые, больше по размеру и находятся на верхушке. Перед тем как
поставила сирень для прорастания, сделала для нее теплые ванны. Два побега
длиной 30 см и с 10 почками опускала в теплую воду (400) на 30
минут, 1 образец смочила верхушку в ауксине, а второй в простую воду.
Ежедневно опрыскивала стебли мыла от слизи и
подрезала.
11
Никишина
Мария
№
|
Дата
|
Наблюдаемые
изменения
|
1
|
03.01.2018
|
Сделала
теплые ванны для побегов сирени и поставила их для прорастания.
|
2
|
09.01.2018
|
1
образец – лопнули
верхние 6 почек
2
образец – лопнули
верхние 6 почек
|
3
|
14.01.2018
|
1
образец – лопнули
почки, появились 3 листа по 0,5 мм
2
образец – лопнули
почки, появились 2-3 листа по 2см.
|
4
|
18.01.2018
|
1
образец – выкинул
зелёное соцветие длиной 5 см, листьев 6
2
образец – лопнули
почки, листики стали больше 3см листочки, 5-6 листьев
|
5
|
22.01.2018
|
1
образец – сирень
начала цвести, цветочки белого цвета. Количество листьев не меняется, так и
как на побеге определённое количество вегетативных почек.
2
образец – листья
стали больше (4 см), но цветов нет.
|
6
|
25.01.2018
|
1
образец – соцветия
неяркие и начали вянуть
2
образец – листья
еще подросли (5см)
|
Вывод: Первый образец
развивался быстрее, чем второй. Во первых, теплая вода вымывает из почек
ингибиторы, которые задерживают процессы развития (растворимые вещества –
дубильные, бензольная, коричная, абсцизовая и салициловая кислоты, алкалоиды,
роста) и ускоряет распускание почек. А во - вторых - больше
всего ауксина находится в активно развивающейся верхушке растения. Именно поэтому
она и растёт быстрее остальных частей растения, так как в ней содержится в 2
раза больше ауксина, чем в корнях и 3 раза больше чем в стеблях, листьях. Когда
же мы вносим ауксин извне, например, распыляем его на всё растение. Ауксин
стимулирует приток питательных веществ ко всем частям растения, и все его части
начинают развиваться очень стремительно. Следует заметить, что перед
внесением извне Ауксина, мы должны обеспечить растение питательными веществами.
Иначе когда Ауксин «скажет» растению расти, ему потребуется питания больше
обычного. И если макро и микро элементов не окажется в достатке, эффект будет
менее ощутимым. Таким образом, чтобы получить соцветие сирени, вам понадобится
около месяца. [5]
Опыты я
провела с побегами сливы и вишни. Резанные побеги разделила на две группы. Одну
погрузила в воду комнатной температуры 15-20 градусов, а другую в теплую 35-40
градусов. Через 15 часов поставила побеги в воду.
13
Никишина
Мария
Выводы: Теплая вода вымывает из почек
вещества, которые задерживают процессы развития (растворимые вещества –
дубильные, бензольная, коричная, абсцизовая и салициловая кислоты, алкалоиды),
роста и ускоряет распускание почек. Если добавлять в воду раствор лимонной
кислоты 2-3г на литр, то букет продержится около 7 дней.
14
Никишина
Мария
3.3.
Опыты с картофелем «Выявление
благоприятных факторов для выведения растений из состояния покоя»
Взяла клубни картофеля примерно с одинаковым количеством почек (глазков)
– от 6 до 8. Создаю им разные условия и наблюдаю. Первый образец помещаю в
теплое, темное место; второй образец - в теплое на свету; третий образец - в
прохладное место.
№
|
Дата
|
Что
наблюдаю
|
1
|
06.11.2018
|
Закладка
опыта
|
2
|
18.11.2018
|
1образец–
длина ростков 1мм, они тонкие, светлого цвета
2образец-
толстые ростки, зеленоватого цвета 0,5мм
3образец
- длина ростков 0,3мм
|
2
|
28.11.2018
|
1образец
- длина ростков 3мм
2образец
длина ростков - 1мм
3образец
длина ростков - 0,5мм
|
15
Никишина
Мария
Вывод. Чтобы вывести картофель из состояния покоя, не применяя никаких
препаратов, надо помнить, что главное – это свет, которого требуется в большом
количестве. Без света вообще, при наличии остальных факторов (температура и
влажность) ростки на картофеле появятся, пойдут в рос, но будут ломкими,
нежизнеспособными, а сам клубень «завялится», станет слабым, мягким, растратив
свою энергию для выгонки ростков. Ещё важен и фактор тепла, из наблюдений в
таблице видно, что в прохладном месте картофель прорастает очень медленно. Для
получения пророщенных клубней картофеля вам потребуется в среднем месяц. Свежеубранные
клубни можно вывести из состояния покоя, получив два урожая. Обрабатываем
клубни 2-х процентным раствором тимочевины или этиленхлоггидрином.[6, 3]
3.4
Опыты с семенами.
Взяла образцы
семян гороха, фасоли, редиски.
1 образец замочила
в чистой воде
2 образец - с
механическими повреждениями
3
образец сделала слабый раствор марганца
№
|
Дата
|
Что
наблюдаю
|
1
|
20.03.2018
|
Закладываю
опыт
|
2
|
21.03.2018
|
Все
три образца набухли
|
3
|
23.03.2018
|
1образец
- изменений нет
2образец
– появление зародышевого корешка длинной 2 мм
3образец
- появление зародышевого корешка длиной 1 мм
|
4
|
25.03.2018
|
1образец
зародышевого корешка длиной 1 мм
2образец
зародышевого корешка длиной 3 мм
3образец
зародышевого корешка длиной 2 мм
|
5
|
26.032018
|
1образец
зародышевого корешка длиной 3 мм
2образец
зародышевого корешка длиной 1, 2 см
3образец
зародышевого корешка длиной 1 см
|
6
|
27.03.2018
|
1образец
зародышевого корешка длиной 9 мм
2образец
зародышевого корешка длиной 2 см
3образец
зародышевого корешка длиной 1,6 см
(У
редиски появились первые листики)
|
17
Никишина
Мария
Вывод. Я
пронаблюдала этапы прорастания семян: поглощение воды, набухание,
увеличение размеров, деление клеток. Затем появление
корешка, наконец, зародышевого побега. Чтобы получить пророщенные семена вам
понадобится неделя.
Из трёх образцов опять наиболее
эффективным оказался метод механического повреждения. Я поколола семена крупной
иглой. Если это делать с большим количеством семян, то можно сделать
перетирание с песком. Ответ, я думаю, кроется в следующем. В повреждённых
семенах или частях растения вода поступает быстрее. А она, как, известно, активизирует вещества, способствующие
превращению нерастворимого крахмала (запасного вещества) в растворимую глюкозу,
которая перемещается в зону роста, клетки зародыша начинают делиться и
увеличиваться в размерах.
Сильные
реагенты я брать не стала в целях своей безопасности, взяла слабый раствор
марганца. [1]
Чтобы вывести семена из состояния покоя их можно
выдержать при
18
Никишина
Мария
пониженной температуре, например, укроп. Семена некоторых растений
можно разбудить подсушиванием или освещение красным светом. Но это уже другая
работа. Я думаю, что она может быть не менее интересной.
Итоги наблюдений.
1
|
Наиболее
эффективным оказался метод механического повреждения
|
2
|
Тёплая вода вымывает из почек вещества,
которые задерживают процессы развития.
|
3
|
Больше всего находится ауксина в активно
развивающейся верхушке растения. Он стимулирует приток питательных веществ,
отвечает за корнеобразование и обмен веществ.
|
4
|
Хотите зелёный лук – понадобится всего
три недели.
|
5
|
Хотите получить соцветие сирени,
понадобится около месяца
|
6
|
Для получения пророщенных клубней
картофеля потребуется в среднем месте
|
7
|
Чтобы получить пророщенные семена
понадобится неделя
|
3. Заключение
Занимаясь изучением физиологических основ состояния растений, я в своей
работе провела несколько опытов. Во всех случаях получила ожидаемые результаты.
Опираясь на изученный мною теоретический материал, в выводах к каждому опыту
сумела объяснить результаты. Считаю, что моя работа имеет практическую
значимость для тех, кто занимается на своих огорода, дачах и хочет получить
зелень и цветы в зимний период. Если хотите зелёный лук вам понадобится
всего три недели. Свои исследования, оформленные в виде презентации, я
продемонстрировал в своём и в параллельном классе.
Библиографический
список:
- Т.С.
Сухова, В.И. Строганов. Биология 5-6 классы. Москва ''Вентана-Граф ''.
2014 г.
- П.А.
Генкель. Физиология растений. Москва ''Просвещение ''. 1995г.
19
Никишина
Мария
Интернетресурсы:
3.
Copyright © 2010-2013
"Физиология растений" Онлайн-энциклопедия fizrast.ru
4.
Suprda4nik.ru Стимуляторы роста лука.
5.
Eitogormonywordpress.com. Как ауксин влияет на рост
растений.
6.
Propasnnivaniya kartofela\ Пять факторов успешного
проращивания карофеля.
20
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.