Свет как экологический фактор

Научно – исследовательская работа

«Свет как экологический фактор»

Руководитель работы:

Самойлова Лидия Николаевна,

учитель биологии

МКОУ «Защитенская средняя

общеобразовательная школа»

2021

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение …………………………………………………………………............ Глава 1. Теоретическое исследование…………………………………………. 1.1.          Свет как экологический фактор ……………………………………….... 1.2.          Свет и движение …………......................................................................... 1.2.1.   Ориентация и формирование листьев …………….……………………. 1.3.          Ростовое вещество растений - ауксин………………………................... 1.4.          Свет и фотосинтез………………………………………………………... 1.5.          Отношение растений к освещённости…………………………………... 1.5.1.   Местообитания и освещённость………………………………………… 1.6.          Особенности органов…………………………………………………….. 1.7.          Влияние освещения на жизнедеятельность…………………………….. 1.8.          Свет и тепло. Транспирация……………………………………………... 1.9.          Влияние света на прорастание семян…………………………………… 1.10.     Сезонные и суточные ритмы…………………………………………….. 1.11.     Продолжительность светового дня и группы растений………………... 1.12.     Повреждающее действие света………………………………………….. Глава 2. Практическое  исследование………………………………………….. 2.1.  Методика проведения исследования и выводы………………………….. 2.2. Анализ результатов анкетирования……………………………………….. Заключение……..………………………………………………………………... Список Интернет – источников………………………..……………………….. Приложения………………………………………………………………………

2 5 5  6 7 7 8 9 10 10 11 12 12 13 13 14 16 16 18 19 20 21

Введение

Всё живое на Земле связано со средой обитания. Она включает разнообразные географические области и населяющие их  живые организмы, тесно взаимодействующие друг с другом. Главными компонентами природных сообществ являются зелёные растения, составляющие основу цепей питания. Жизнедеятельность биоценозов невозможна без постоянного притока энергии извне, основными потребителями которой становятся автотрофные растения. Единственным источником энергии  является солнце и его лучи, достигающие поверхности Земли. Сама жизнь на планете возникла и существует благодаря свету. Необходимо расширять представление о его характеристиках, изучать влияние этого важнейшего экологического фактора с целенаправленным применением знаний в практике растениеводства. Тема проекта актуальна, определяет не только значение солнечной энергии  в отношении естественных экосистем, но также обосновывает применение знаний в выращивании и уходе за культурными растениями. Анализ результатов анкетирования показал недостаточное представление обучающихся  о влиянии света на жизнедеятельность как отдельных растительных организмы, так и их сообществ. Примеров экологических адаптаций в окружающей природе много, поэтому выбранная тема имеет перспективы развития и углубленного изучения отдельных вопросов.

Теоретическое значение работы заключается в анализе и обобщении информации о влиянии света на жизнедеятельность растительных организмов и природных экосистем. Отобранный фактический материал   будет способствовать расширению кругозора на уроках биологии, географии, физики, формированию исследовательских навыков и познавательного интереса к естественно – научным предметам.

Практическое значение заключается в применении знаний о влиянии света на культурные растения в комнатном цветоводстве, в уходе за растениями в садах, на полях и огородах с целью увеличения продуктивности и качества получаемой продукции.

Цель исследования: изучить свет как экологический фактор, его влияние  на растительные организмы; рассмотреть биологические явления, связанные с воздействием света.

Задачи исследования:

¾   используя источники информации сформировать представление о природе света и экологическом влиянии на растения;

¾   обнаружить примеры экологических приспособлений к действию света на примете комнатных и дикорастущих растений;

¾   проанализировать физиологические механизмы адаптаций;

¾   экспериментально доказать, что свет является экологическим фактором, влияющим на   рост и движение растений;

¾   разработать практические рекомендации по выращиванию растений разных экологических групп.

Предмет исследования: особенности строения, развития и процессов жизнедеятельности, определяемые действием света.

Объект исследования: культурные и дикорастущие растения, растительные сообщества.

Гипотеза: если в ходе эволюции у растений выработались адаптации    к свету, то их можно обнаружить и подтвердить экспериментально.

Методы исследования:

¾   анализ источников информации;

¾   определение понятий;

¾   визуальное наблюдение и фотографирование, эксперимент;

¾   сравнение, систематизация, обобщение, классификация;

¾   анкетирование.

Глава 1. Теоретическое исследование

1.1.          Свет как экологический фактор

  Экологические факторы – это условия среды обитания, оказывающие воздействие на организм. По характеру действия они могут быть абиотическими (сюда относятся факторы неживой природы, физические и химические условия среды) и биотическими (факторы живой природы, межвидовые и внутривидовые взаимоотношения). Регулирующее влияние на плотность жизни оказывает комплекс факторов: свет, температура, вода, минеральные питательные вещества и др. Эволюция жизни осуществлялась в направлении эффективного приспособления с этим факторам.

Свет – это электромагнитное излучение в широком диапазоне волн   непрерывного спектра от 290 до 3 000 нм. Ультрафиолетовые лучи короче 290 нм, губительные для живых организмов, поглощаются слоем озона. Из лучей, достигающих поверхности земли, 10% составляют ультрафиолетовые, около 45% видимый свет, 45% инфракрасная радиация. Физиологические эффекты солнечной радиации зависят от поглощения энергии света разных длин волн. Хлорофиллы и дополнительные пигменты поглощают радиацию для фотосинтеза. Фотохромной системой растения регулируются прорастание семян, образование цветков, листопад, сезонное чередование активности и покоя. Рецепторами синего света типа флавопротеидов или каротиноидов регулируется направленный рост (фототропизм). Длинноволновые УФЛ отличаются высокой химической активностью, способствуют синтезу у растений некоторых витаминов, пигментов. Инфракрасные лучи длиной волны более 710 нм оказывают тепловое действие. Биологическое действие  определяют  показатели: качество света (спектральный состав), то есть длина волны или цвет (единица измерения нм или мкм); интенсивность освещения – действующая энергия (единица измерения ккал или ДЖ); продолжительность воздействия, то есть суточная и сезонная периодичность (единица измерения часы, дни и т. д). [1]

1.2.  Свет и движение

Основное свойство животных организмов –  активное движение у растений выражено слабо. Однако, медленные движения органов растения – корней,  листьев, стеблей, цве­тов можно наблюдать. Происходят они под действием различных факторов, таких как  земное притяжение (геотропизм), действие химических веществ (хемотропизм), влияние воды (гидротропизм),  раздражением от прикосновения (тигмотропизм). Изменения положений органов растений могут быть вызваны электриче­скими, термическими и раневыми раздражениями. Эти тропизмы играют в при­роде подчинённую роль.

Свет является мощным фактором, вызывающим ответную реакцию растительных организмов, которая выражается в характерном изменении положения. Одним из вариантов движения является фототаксис – способность подвижных растительных организмов или органоидов перемещаться к источнику света (движение планктонных водорослей, перемещение хлоропластов под влиянием света). Фотогенезис – ненаправленное увеличение или уменьшение подвижности организма в ответ на изменение степени освещенности. У подорожника и фасоли при умеренном освещении листья поднимаются вверх, а при сильном освещении изгибаются книзу. Никтинастические (суточные) движения демонстрируют  цветки и соцветия, которые открываются утром и закрываются к ночи. Некоторые растения раскрывают цветки в определенное время: мак   на рассвете, лен на несколько часов позднее, дурман вечером. Аналогичные явления отмечены и у листьев (кроме света оказывает влияние и изменение тургора), например томата – горизонтально расположенные днем, ночью занимают  вертикальное положение, листочки клевера на ночь складываются вдоль средней жилки кверху. Фотонастии (фототропизм)  - это движения органа растения в зависимости от изменения интенсивности света. В этом случае направление роста стеблей, листьев, лепестков вызывается неравномерным освещением. Под влиянием одностороннего освещения формируются ростовые изгибы органов растений. Фототропизм у стеблей положителен, у корней отрицателен, у многих листьев поперечный. Направленный рост органов вызывается перераспределением гормонов роста (ауксинов), вырабатываемых апексами стебля и корня. Фототропизм связан с торможением роста на освещенной стороне органа, что приводит к его повороту или деформации. Экологическое значение фототропизма в важности  сориентировать ассимилирующие органы таким образом, чтобы они получали оптимальное количество света. [1]

1.2.1. Ориентация и формирование листьев

Поскольку растения получают свет от одного главного источника, важно положение световоспринимающих поверхностей по отношению к нему. Наилучшим вариантом были бы листья и другие органы, поворачивающиеся вслед за солнцем, как у подсолнечника. Латук  располагает листья в вертикальной плоскости, ориентируя их узкой стороной на юг.  Верхние листья часто располагаются почти вертикально, лежащие глубже наклонно, а нижние, получающие в основном рассеянный свет, горизонтально. При равномерном освещении листья обычно располагаются более или менее горизонтально.

Световое довольствие - характеристика условий освещения. Оно показывает, какую часть полного солнечного света получает растение в данном местообитании. Недостаток света препятствует закладке новых и существованию уже сформированных листьев, поэтому у светолюбивых видов с минимальным световым довольствием кроны ажурны, а у теневыносливых деревьев плотные.  [1]   

1.3.   Ростовое вещество растений - ауксин

Пока стебель растет прямо, выделяемый ауксин из растущей верхушки спускается вниз по стеблю, равномерно распределяясь по всем его сторонам, которые растут с одинаковой скоростью. Если стебель положить горизонтально, ауксин начнёт концентрироваться преимущественно на нижней стороне, которая станет расти быстрее и стебель изогнется к верху. Изгиб будет продолжаться до тех пор, пока верхушка не примет снова вертикальное положение, и ауксин окажется вновь равномерно расположенным по всем сторонам стебля.[7]

Академик Н.Г. Холодный и голландский ученый Ф. Вент в 1928 году дали объяснение изгибам проростков, которые впервые обозначил Ч. Дарвин. Они создали  гормональную теорию тропизма, суть ее в следующем: под влиянием одностороннего освещения гормон смещается на затемненную сторону проростка. Повышение его концентрации вызывает усиление роста, и проросток изгибается по направлению к свету.  Ауксин усиливает рост лишь до тех пор, пока его мало. Различные органы растений не одинаково чувствительны к ауксину. Те его количества, которые усиливают рост стеблей, могут тормозить рост корней. Ауксин в корне скапливается преимущественно на нижней стороне.  Различная чувствительность корня и стебля к ауксину – причина роста побега вверх, а корня вниз. Немецкий химик Ф. Кегель в 1932 году определил химическую природу растительного гормона ауксина – это индолилуксусная кислота, которая образуется у всех высших растений в быстрорастущих меристемах побегов, семяпочках, листьях. Количество ауксина в растениях ничтожно мало.   [8]

1.4.          Свет и фотосинтез

Падающая на лист радиация в зависимости от длин волн поглощается, проходит насквозь и отражается. Видимая область спектра или фотосинтетически активная радиация (ФАР) поглощается пигментами хлоропластов. Для растений наиболее важны участки спектра, которые используются растениями в процессе фотосинтеза (370 – 740 нм). Это оранжево – красные и сине – фиолетовые лучи, а также ультрафиолетовые лучи с длиной волны 0,38 – 040 мкм. [1]

Зеленый лист поглощает в среднем 75 % падающей на него лучистой энергии. Коэффициент использования ее на фотосинтез невысок: около 10 % при низкой освещенности и лишь 1—1 % — при высокой. Остальная энергия переходит в тепло. Она затрачивается на транспирацию и другие процессы. У видимого света наибольшая экологическая значимость. Он нужен зеленым растениям для образования хлорофилла, формирования структуры хлоропластов.[9]

1.5.          Отношение растений к освещённости

Растения подразделяют на три экологические группы: гелиофиты или световые (светолюбивые), сциофиты или теневые (тенелюбивые), теневыносливые (факультативные гелиофиты).

Для гелиофитов оптимально находится в области почти полного освещения. Сильное затенение их угнетает. Эти растения встречаются на открытых местах: в пустынях  и полупустынях (ксерофиты и эфемеры),  тундре, на  высокогорных скалах и каменистых осыпях. Они обитатели  пустырей и обочин дорог, а также культурные растения  и сорняки полей и огородов, травянистые растения (многие злаки) лугов и степей, прибрежные и водные растения с надводными (плавающими) листьями. Это и деревья первого яруса, и ранневесенние травы листопадных лесов. Теневыносливые растения лучше растут и развиваются при полной освещенности, однако способны адаптироваться и к разным уровням затенения. Это растения нижних затененных ярусов темнохвойных, смешанных и широколиственных лесов, многие комнатные, оранжерейные  и сельскохозяйственных растений. Теневые растения   произрастают только в затененных местах. Отношение растения к свету может меняться в течение вегетационного периода: медуница неясная ранней весной имеет все черты светолюбивого, а летом, в глубокой лесной тени, тенелюбивого. Изменяется  отношения  к свету и  в течение онтогенеза -  древесные породы во взрослом состоянии занимают первые ярусы лесов и проявляют повышенное светолюбие, но могут иметь  молодой теневыносливый подрост. Для цветения требуется более сильное освещение, чем для роста. [2]

1.5.1.   Местообитания и освещённость

Различные местообитания на Земле имеют разную освещенность.  С особенностями светового режима местообитаний тесно связано географическое распространение растений. От низких географических широт к высоким возрастает продолжительность дня в течение вегетационного периода. Значительные различия в условиях освещения наблюдаются между нижними и верхними поясами гор. Различно затенение, созданное кронами деревьев или густым высоким травостоем. Под кронами вечнозеленых деревьев,  в густых ельниках в течение всего года световое довольствие остается низким, травы растут при сильном затенении. Это сказывается на обеднении флористического состава. В лесу работают  красные и зеленые лучи спектра. Водные растения являются теневыми,  поглощаются лучи зелено-голубые. Убывание силы света в воде зависит от степени прозрачности. Изменение состава света отражается на распределении на глубине групп водорослей: зелёные, бурые, красные. Свет малой интенсивности может проникать в почву, поэтому здесь возможна жизнь зеленых растений на глубине нескольких миллиметров от поверхности (сине-зеленые водоросли). [5]

1.6.          Особенности органов  

Растения и их части, развивающиеся при различном освещении анатомо – морфологически отличаются.

Световые растения имеют особенности строения: хорошо развитые толстые побеги и стебли с хорошо развитой  проводящей и механической тканью, укороченными междоузлиями (розеточность). В сочетании с сильным ветвлением  подушковидны. Корни их более длинные и разветвленные. Семена мелкие. Сильно  рассеченные, толстые  или узкие листовые пластинки, небольшое содержание хлорофилла (более светлая окраска),  большое число устьиц на единицу поверхности листа. Приспособления к отражению света (экранирование) способствует защите листа от перегревания и излишнего испарения воды при интенсивном освещении. Теневыносливые растения характеризуются увеличением  ассимилирующей поверхности листа и слабым рассечением  листовой пластинки, развитием листовой мозаики, увеличение концентрации хлорофилла. Утолщение и одревеснение слабое. Теневые растения  имеют  слабое развитие механических и проводящих тканей, крупные листовые пластинками, эпидермис листа однослойный и не имеет кутикулы, большое число межклетников и небольшое число устьиц,  клетки листа содержат крупные многочисленные хлоропласт с большим количеством зеленых пигментов. [3]

1.7.          Влияние освещения на жизнедеятельность

Зависимые от света процессы роста и развития растения, определяющие его форму и структуру, называются фотоморфогенезом. В ходе его растения оптимизируют свою структуру для поглощения света в конкретных условиях.  При недостатке света проростки гибнут, израсходовав запас питательных веществ семени. Уменьшение освещённости приводит к снижению прироста древесных растений. Теневыносливые виды страдают меньше. Недостаточное освещение подавляет цветение. Большая освещенность замедляет  вытягивание междоузлий, укрупняет размеры листьев. У теневых растений фотосинтез активно протекает при малой интенсивности света, а дальнейшее повышение освещенности не усиливает его. У светолюбивых растений максимальный фотосинтез наблюдается при полной освещенности. Световые растения при недостатке света развивают слабую механическую ткань, поэтому стебли у них вытягиваются за счет увеличения длины междоузлий и полегают. Весенние эфемероиды широколиственных лесов цветут ранней весной до появления листьев древесного яруса. У фиалки и земляники лесной   ассимиляция достигает положительных величин после осветления древесного полога.  Вегетационный период здесь имеет два световых максимума весенний и осенний, а не все лето.  [2]

1.8.          Свет и тепло. Транспирация

Тепло является одним из главнейших экологических факторов. Оно необходимо для основных жизненных процессов — фотосинтеза, дыхания, транспирации, роста и развития растений. Тепло влияет на распространение растений по земной поверхности. Именно этот фактор в значительной степени определяет границы растительных зон. Высокая интенсивность света сказывается на повышении испарения. Свет стимулирует открывание устьиц, повышает чувствительность мембран. При хорошем водоснабжении устьица открываются на свету тем шире, чем больше интенсивность освещения (фотоактивное открывание). Устьица листьев растений затененных местообитаний реагируют на повышение освещенности быстрее,  чем у растений открытых мест. [1]

1.9.          Влияние света на прорастание семян

Свет ускоряет прорастание семян некоторых растений, например моркови, салата. Много света необходимо для прорастания мятликов. Только на свету прорастают семена осоки песчаной. Многие лилейные, тыквенные, примулы   лучше прорастают в темноте. Для семян табака достаточно побыть освещенными в течение 0,01 с. У многих растений семена становятся чувствительными к свету при смачивании. Для прорастания семян многим растениям свет не обязателен. [10]

Фото 1. Прорастание семян и в темноте,  и на свету

1.10.     Сезонные и суточные ритмы

У каждого вида растений в процессе эволюции выработался характерный годичный цикл интенсивности жизнедеятельности.  Это явление получило название биологического ритма. Совпадение каждого периода жизненного цикла с соответствующим временем года обеспечивает существование вида.

Фотопериодизм – это реакция организмов на суточный ритм освещения, выражающаяся в изменении процессов их жизнедеятельности, которая зависит от  соотношения светлого (длина дня) и темного (длина ночи) периодов суток в течение года. Изменение длины дня всегда служит точным астрономическим предвестником сезонных изменений температуры. Организмы растений  согласовывают свои важнейшие жизненные процессы (рост, развитие, размножение, начало весеннего сокодвижения, набухание и распускание почек, цветение и плодоношение, листопад, подготовка к зиме и т.д.) с регулярным и повторяющимся ритмом чередования в течение суток периодов света и темноты определенной длительности. «Биологические часы»  определяют правильный суточный ритм, как активности целых организмов, так и процессов, происходящих даже на уровне клеток, в частности клеточных делений. [4]

1.11.     Продолжительность светового дня и группы растений

Чтобы растения вовремя зацвели и дали плоды необходима не только интенсивность света, но и продолжительность светлого времени суток – фотопериод, его определяет вращение Земли вокруг своей оси. Продолжительность дня меняется в зависимости от сезона и географической широты. В южных регионах она составляет 10-14 часов в сутки, а в полярных – изменяется от 0 до 24 часов.   Длина дня - как часы, показывающие лучшее время для перехода к цветению или для подготовки к неблагоприятному сезону. Для  культурных растений это является одним из главных факторов, влияющих на урожайность. [4]  

Центр происхождения растений короткого дня – южные районы. В условиях удлинения дня у них задерживается цветение, но нарастает  вегетативная масса. Для перехода к цветению и плодоношению  требуется  8 – 12 часовой световой день. Растения длинного дня  быстрее развиваются в длинном фотопериоде (18-24 часа). Уменьшение светового периода до 10-12 часов задерживает развитие растений и наступления фаз стеблевания и цветения. У фотопериодически нейтральных растений цветение наступает при любой длине дня, но не очень короткой. Можно разводить самые прихотливые растения в различных климатических условиях. Светопериодическое воздействие заключается в  досвечивании и притенении. Эти приемы  используют при круглогодичном выращивании на искусственном свету в защищенном грунте овощных культур и декоративных растений, при зимней и ранней выгонке цветов, для ускоренного получения рассады. Предпосевной обработкой семян холодом достигают колошения озимых культур при весеннем посеве,  цветения и плодоношения уже в первый год многих двулетних растений. [6]

1.12.     Повреждающее действие света

Свет может вызывать повреждения эпидермы, нарушение структуры и функций клеток, изменять хлорофилл, химический состав тканей, обмен веществ. Также провоцирует гибель клеток, накопление токсичных  продуктов, мутагенные эффекты. Стимулирует или тормозит  деление клеток. В условиях сильной УФ - нагрузки изменяется цвет и блеск листьев,  уменьшается площадь и увеличивается их толщины  за счет развития покровной и столбчатой тканей. Однолетники превращаются в многолетники, появляется розеточность.[11]

Таким образом, весь диапазон электромагнитного излучения Солнца  активно воздействует на растительные организмы. Свет как экологический фактор является источником энергии для процесса фотосинтеза, обеспечивает транспирацию, движение растений. Свет определяет  ростовые процессы и развитие растений, оказывает формообразующее воздействие, обеспечивает продуктивность растений и структуру сообщества. Солнечная радиация, достигающая поверхности Земли, является источником энергии для поддержания теплового баланса планеты, создания органических веществ в биосфере. Велико разнообразие световых условий на нашей планете. В разных местообитаниях различаются не только интенсивность света, но и его спектральный состав, продолжительность освещения, пространственное и временное распределение света разной интенсивности. Соответственно, разнообразны и приспособления растений к жизни при том или ином световом режиме. Растениям   свойственна фотопериодическая реакция - способность  реагировать на суточный ритм освещения (соотношение светлого и темного периодов). Это выражается в изменении процессов роста и развития при изменении длины дня и обеспечивает адаптацию растений к сезонным особенностям климата. Видимое излучение не вызывает патологических реакций и является эффективным регулятором биологических ритмов. Выяснение роли длины дня и регуляции сезонных явлений открывает большие возможности для управления развитием организмов.

Глава 2. Практическое исследование  

2.1. Методика проведения исследования и выводы

Опыт 1. Фототропизм у рассады перцев

1.     Молодые проростки томата в контейнере поставить на окно;

2.     Проследить формирование наклона стеблей к источнику света;

3.     Повернуть контейнер другим боком к источнику свет;

4.     Наблюдать изменение направления наклона проростков;

5.     Отметьте время, необходимое для изменения направления роста.

Вывод: быстрее растет сторона стебля, удаленная от света, а задерживается в росте сторона, обращенная к свету. Причина искривления стебля – накопление гормона ауксина на затенённой стороне. Гормон вызывает ускоренный рост. Необходимое   время для полного поворота растущего стебля и перераспределения ауксина – 8 часов.

Опыт 2. Никтинастические движения у проростка фасоли

     Цель: провести наблюдение за изменением расположения листьев рассады томата и проростка фасоли в течение светового дня (9.00 и 13.00 часов). Зафиксировать результат  на  фотоснимках.        

Вывод: изменение интенсивности солнечного света вызывает ответную реакцию, которая выражается в характерном изменении положения листьев.

Опыт 3. Положительный фототропизм стеблей герани

1.     Цветочный горшок с растением герань (пеларгония) положить на бок относительно источника света;

2.     Наблюдать изменение направления верхушек стебля.

Вывод: если стебель положить горизонтально, ауксин начнёт концентрироваться преимущественно на нижней стороне, которая станет расти быстрее и стебель изогнется к верху. Изгиб будет продолжаться до тех пор, пока верхушка не примет снова вертикальное положение, и ауксин окажется вновь равномерно распределённым по всем сторонам стебля.

2.2. Анализ результатов анкетирования

В исследовании приняли участие 20 обучающихся средних и старших классов.  В необходимости света для осуществления  процесса фотосинтеза уверены 100 % участников. О том, что солнечный свет является электромагнитным излучением спектра световых волн, абиотическим фактором, несущественно влияющим на  прорастание семян,  знают более 70% обучающихся. Влияние света на внешние  и клеточные особенности,  появление определенных приспособлений, особенности молодого прироста под пологом леса, влияние на работу устьиц и повышение испарения правильно отмечают  более 50 % респондентов. В вопросах зависимости изменения длины светового дня и годового хода температур, понятии фотопериодизма  и управления длиной светового дня испытывают затруднения около 50 %  из числа анкетируемых. Самыми сложными оказались вопросы, выявляющие уровень знаний о значении разных лучей солнечного спектра, синтезе хлорофилла и образовании хлоропластов на свету, примерах и возможности движений у растений под действием света, зависимости от него видового состава экосистем,  представление о длиннодневных и короткодневных растениях и повреждающем действии света. Поэтому этим вопросам также уделено внимание в теоретической части работы.

Заключение

Данная работа посвящена изучению составляющих солнечного спектра, влиянию волн разной длины на процессы жизнедеятельности растительного организма. Сформировано представление о природе света. На конкретных примерах из научных источников изучены явления в жизни растений, связанные с воздействием света. Установлено многообразное влияние света как экологическое фактора на рост, движение, фотосинтез, прорастание семян, формирование органов, выживаемость растений. По отношению к качествам света выделено несколько экологических групп растительных организмов, которые встречаются не только в естественной природе, но и в практике комнатного садоводства, среди сельскохозяйственных растений. Определено значение света в регулировании транспирации, формировании природных зон, поддержании за счёт образования органических веществ жизни на Земле. Особенно интересным оказался материал о многочисленных примерах движений, которые свойственны растительным организмам вопреки мнению о неподвижности. На основе изучения влияния ауксина проанализированы  физиологические механизмы, лежащие в основе движений.  Этими движениями можно управлять, познав их химическую природу. Гипотеза о том, что если в ходе эволюции у растений выработались адаптации    к свету, то их можно обнаружить и подтвердить экспериментально, доказана. Цели и задачи достигнуты. Приобретены новые теоретические знания и навыки исследовательской работы. Поиск примеров приспособлений у растений к влиянию света будет способствовать  в дальнейшем развитию темы исследования.

Список Интернет – источников  

[1] http://www.morozova-art.ru/all_about_orchids/ecological_factor_light.html

[2] https://poisk-ru.ru/s21428t2.html

[3] https://egevideo.ru/stati/ekologiya/svet-kak-ekologicheskiy-faktor/

[4]https://zooeco.com/ecol-lekcii100.html

[5]https://vuzlit.ru/511370/svet_ekologicheskiy_faktor_ekologicheskie_gruppy_rasteniy_otnosheniyu_svetu_ponyatie_fotoperiodizme

 [6]http://viride.spb.ru/blog/21-interesnye-fakty/127-rasteniya-dlinnogo-i-korotkogo-dnya#:~:text=

 [7] https://rosegardening.org/auksiny-primenenie-dlya-rastenij/

 [8] http://www.valleyflora.ru/42.html#:~:text=Н.%20Г.%20Холодный

 [9] http://agroscope.ru/library/003/index.php

 [10] https://pandia.ru/

 [11]https://myzooplanet.ru/ekologiya-rasteniy-knigi/povrejdayuschee-deystvie-sveta-19231.html

Приложения

Приложение 1

Световые лучи  

Рисунок 1.1.1 Солнечный спектр – волны определённой длины

Рисунок 1.1.2 Распределение солнечной радиации

Приложение 2

Движения органов

Фото 1.2.1 Фототропизм  цветоноса

Фото 1.2.2  Фототропизм  стебля

Фото 1.2.1.1  Ориентация фотосинтезирующих поверхностей к свету

Приложение 3

Влияние на хлорофилл

Фото 1.4. 1 Синтез хлорофилла на свету

Фото 1.4. 2 Нарушение  синтеза хлорофилла при недостатке  света

Приложение 4

         Приспособления к интенсивности света

Фото 1.5.1 Светолюбивый  комнатный цветок. Опушенные листья

         Фото 1.5. 2 Теневыносливые растения смешанного леса

Фото 1.5.1.1 Обеднение  флористического состава ельников

Фото 1.5.1.2 Различное освещение в ярусах лиственного леса  

Приложение 5

Таблица 1.6.1 Характеристика  листьев

Органы растения	Гелиофиты	Сциофиты и факультативные гелиофиты
Листья	пластинки  мелкие, светлые, жесткие (развита сеть жилок и механической ткани), толстые	крупные листья (большая часть биомассы), тонкие, мягкие, темноокрашенные
Мякоть листа	выражена дифференциация мезофилла на столбчатую и губчатую ткани (достаточно плотно примыкают друг к другу, без крупных межклетников)	нет четкой дифференциации на палисадную и губчатую ткани, у некоторых  мезофилл образован только губчатой тканью с крупными межклетниками
Количество хлоропластов и  хлорофилла	большое число хлоропластов, но они очень мелкие, небольшое содержания хлорофилла (светлая окраска – зеленоватая или желтоватая)	немногочисленные хлоропласты, как правило, крупных размеров, содержат большое (в 2 раза выше) количество хлорофилла (тёмнозелёные)
Хлорофиллы	хлорофилл «а» значительно преобладает над хлорофиллом «б»	хлорофилл «б» значительно преобладает над хлорофиллом «а»
Устьица	расположение чаще в нижней эпидерме у горизонтальных листьев, у вертикальных на  верхней и нижней эпидерме, мелкие, многочисленные, у некоторых видов погруженные.	расположение  чаще в нижней эпидерме
Приспособления к отражению света (экранирование)	блестящая поверхность,   опушение,  восковой слой
Расположение в пространстве	под острым углом к стеблю, у многих вертикально или с севера на юг (у «компасных»)	располагаются часто горизонтально.
Стебли	обычно крепкие, жесткие, прямостоячие, имеют хорошо развитые механические и проводящие ткани.	стебли нежные, с менее развитыми  проводящими  и механическими тканями, сильно растут (стелющиеся или ползучие)
Кожица и кутикула	толстая кутикула,   толстостенная кожица	тонкая кутикула,   тонкостенная кожица

                           Фото 1.6.1 Листья теневыносливого растения

Приложение  6

Особенности сообществ

1.7.1 Затенение вызывает карликовость

Фото 1.7.2  Эфемероиды широколиственного леса цветут  до распускания листьев  древесного яруса.

Приложение 7

Юным садоводам

Таблица 1.11.1  Культурные растения разной длины дня

Культурные растения короткого дня	Культурные растения  длинного дня	Культурные растения    нейтральные к длине дня
- соя, рис, просо, гречиха, подсолнечник, кукуруза; - хлопчатник, конопля;  - фасоль, арахис;  - тыква, дыня, арбуз, патиссон, кабачок;  - баклажан, перец, некоторые сорта огурцов, сорта южных томатов;  - хризантема, георгины, многолетние астры и др.	- все виды капусты: белокочанная, брокколи, цветная, брюссельская, кольраби;    - шпинат, пастернак, петрушка, щавель, укроп, сельдерей, салат, лук;  - брюква, редис, редька, репа;  - морковь, столовая свёкла, сорта северных томатов, овощной горох;   - рожь, овёс, пшеница;   - лён, картофель;  - бальзамин, василёк, календула, рудбекия.	- некоторые сорта фасоли, томатов и огурцов для умеренных и северных широт,  арбуз, спаржа;   - виноград, гречиха;  - флоксы, бархатцы, наперстянка, цинии, аспарагус.

Рекомендации по выращиванию   садовых и огородных культур

¾   стрелкование и цветушность длиннодневных растений уменьшают   установлением на грядках съемных каркасов с непросвечивающимся материалом с 20 часов вечера до 8 часов утра;

¾   опоздание со сроками посадки длиннодневных растений ведёт к потере вегетативной надземной и подземной массы;

¾   некоторые овощные растения короткого дня можно сеять и во второй половине июля;

¾   избежать  вытягивания стебля у растений длинного дня в закрытом грунте в январе, феврале и частично в марте, а осенью – с середины октября требуется подсвечивание;

¾   в условиях короткого дня короткодневные растения раньше переходят к плодоношению и дают более высокий урожай; короткий световой день им необходим только в начале их вегетации;

¾   если растению короткого дня  временно затенятить листья светонепроницаемой тканью от 1 – 25 суток, оно зацветает;

¾   растения короткого дня можно заставить цвести  повторно осенью, срезав  летом вегетативную массу;

¾   при искусственном круглосуточном освещении или   более 15 часов сеянцы древесных пород растут непрерывно, не сбрасывая листьев, становятся «вечнозелёными»;

¾   у многолетних злаков переход к цветению стимулируется удлинением дня весной;

¾   при освещении менее 12 часов в сутки даже летом можно остановить рост саженцев деревьев, заставить растение сбросить листья и ввести в состояние зимнего покоя;

¾   поступление солнечных  лучей только в утренние часы предпочитают помидоры, салат, капуста; 

¾   полный солнечный день любят цуккини,  баклажаны, дыни, тыквы и патиссоны;

¾   лучше всего растут в полутени или при утреннем солнце  редиска, морковь, брокколи и репа, свекла и щавель; 

¾   могут расти в полутени, но должны быть опоры с подвязками у огурцов, зеленого  горошка; 

¾   под деревьями или в тени сажают петрушку капусту, зеленый лук, зелень горчицы, салат-латук, шпинат, листовую капусту.

Приложение 8

Анкета

1.Солнечный свет является электромагнитным излучением волн определённой длины:

да                                      нет

2.Свет это абиотический экологический фактор:

да                                      нет

3.Живые организмы выработали приспособления к влиянию интенсивности и продолжительности действия солнечного света:

да                                      нет

4.Солнечный свет необходим растениям для осуществления процесса фотосинтеза:

да                                      нет

5.Все видимые лучи солнечного спектра усваиваются растениями в процессе фотосинтеза:

да                                      нет

6.Зелёные лучи солнечного спектра усваиваются растениями наиболее интенсивно:

да                                      нет

7.Синтез хлорофилла и образование хлоропластов происходит на свету:

да                                      нет

8.Свет не может вызывать движения растения, его органов, а также клеточных структур:

да                                      нет

9.Изгибания стебля по направлению к свету происходит под  действием гормонов роста:

да                                      нет

10.Растения первого яруса лиственных лесов являются светолюбивыми, а ранневесенние растения в этом лесу – теневыносливыми:

да                                      нет

11.Недостаток солнечного света увеличивает  видовой состав  растительного сообщества:

да                                      нет

12.Растения и их части, развивающиеся при различном освещении, не различаются по внешним  особенностям и клеточному строению:

да                                      нет

13.Стебли световых растения при недостатке света вытягиваются за счет увеличения длины междоузлий и полегают:

да                                      нет

14.Молодые всходы   часто погибают под покровом  взрослых особей,     проявляется карликовость:

да                                      нет

15.Свет стимулирует открывание устьиц, повышает испарение: 

да                                      нет

16.Для прорастания семян многим растениям свет обязателен, только некоторые семена прорастают   в темноте:

да                                      нет

17.Изменение длины дня не служит точным астрономическим предвестником сезонных изменений температуры:

да                                      нет

18.Фотопериодизм – это реакция организмов на суточный ритм освещения, выражающаяся в изменении процессов их жизнедеятельности:

да                                      нет

19.Центр происхождения растений короткого дня – северные  районы:

да                                      нет

20.Растениям длинного дня  для цветения и плодоношения требуется длина светового периода от 18 до 24 часов:

да                                      нет

21.Длиной светового дня можно управлять при выращивании растений закрытого грунта:

да                                      нет

22.Свет не может вызывать повреждения клеток и изменение обмена веществ растений:

да                                      нет

Приложение 9

Результаты анкетирования

Диаграмма  2. 2. 1

Диаграмма  2. 2. 2

Диаграмма  2. 2. 3

Диаграмма  2. 2. 4

Диаграмма  2. 2. 5

Диаграмма  2. 2. 6