Лабораторная работа по биологии 6 класс листья простые и сложные ответы: ГДЗ биология 6 класс Пасечник Дрофа Задание: Лабораторная работа Листья простые и сложные, их жилкование и листорасположение

Содержание

ГДЗ биология 6 класс Пасечник Дрофа Задание: Лабораторная работа Листья простые и сложные, их жилкование и листорасположение

На данной странице представлено детальное решение задания Лабораторная работа. Листья простые и сложные, их жилкование и листорасположение по биологии для учеников 6 классa автор(ы) Пасечник

Лабораторная работа. Листья простые и сложные, их жилкование и листорасположение

Ход работы:

  1. Рассматриваем листья комнатных растений и образцов из гербария. Отбираем простые листья по признаку наличия одной листовой пластинки. Это такие растения: колеус, бегония, сенполия и хлорофитум.

  2. Отбираем сложные листья. Они состоят из нескольких листовых пластинок, которые соединены с общим черешком небольшими по размеру черешками. Это такие растения: робуста, фатсия.

  3. Определяем листорасположение просмотренных растений. Очередное листорасположение у бегонии, сенполии и фатсии. Мутовчатое листорасположение у хлорофитума и робусты. Супротивное листорасположение у колеуса.

  4. Заполняем таблицу «Строение и расположение листьев у разных растений».

БегонияПростыеСетчатоеОчередное
КолеусПростыеСетчатоеСупротивное
РобустаСложныеПараллельноеМутовчатое
СенполияПростыеСетчатоеОчередное
ХлорофитумПростыеПараллельноеМутовчатое
ФатсияСложныеСетчатоеОчередное

Все права защищены. Правообладатель: ООО «Ксеноксс», рег. №40003805219, юр. адрес: Курземес пр. 106/45, LV-1069, Рига, Латвия. Для публикации на euroki.org

Стр. 36. Вопросы

1. Каково внешнее строение листа?

Лист состоит из черешка, листовой пластины, основания и прилистников. С помощью черешка лист крепится к стеблю и поворачивается к лучшему положению по отношению к солнцу или ветру. Листовая пластинка – это основное место, в котором происходит процесс синтеза. Прилистники располагаются при основании черешка.

№ 2. Какие листья называют сложными, а какие — простыми?

Простые листья – это листья, которые состоят из одной листовой пластинки, например, у дуба, черёмухи, берёзы. Сложные листья – это листья, которые состоят из нескольких листовых пластинок, соединенных небольшими черешками с общим черешком. Такие листья встречаются у рябины, ясеня, шиповника.

№ 3. Как однодольные растения отличаются от двудольных по жилкованию листьев?

У однодольных растений дуговое и параллельное жилкование листьев. У двудольных – сетчатое.

4. Какую функцию выполняют жилки листа?

Жилки листа являются проводящими пучками, которые выполняют две функции: упрочняют лист и проводят по нему растворы питательных веществ.

Стр. 36. Подумайте

Можно ли только по жилкованию листьев определить, какое это растение — однодольное или двудольное?

Я думаю, что нельзя. С одной стороны, если жилкование листа параллельное или дуговое, то растение однодольное. А если жилкование листа сетчатое, то растение двудольное. Но с другой стороны, встречаются и исключения. Например, вороний глаз является однодольным растением, но у его листа сетчатое жилкование. А вот подорожник относится к двудольным растениям, но жилкование его листов дуговое.

Стр. 36. Задания

Составьте гербарий листьев с различной формой листовых пластинок и с разным жилкованием.

Для гербария можно взять растения с простыми листьями: герань, хлорофитум, фикус, орхидею. Растения со сложными листьями: акация, рябина, клевер, ясень, шиповник.

Листья с сетчатым жилкованием у таких растений: фикус, гибискус, каланхоэ. У орхидеи и аспидистра жилкование листа дуговое. А вот у хлорофитума, гиацинта и сансевиерии параллельное жилкование.

Рис. 1. ГДЗ биология 6 класс Пасечник Дрофа Задание: Лабораторная работа Листья простые и сложные, их жилкование и листорасположение

Лабораторная работа по теме6 "Листья простые и сложные"

Лабораторная работа № 6

Листья простые и сложные, их жилкование и листорасположение

Цель:

- изучить строение простых и сложных листьев у различных растений,

- познакомиться с различными типами жилкования листьев

Оборудование: гербарии различных растений, комнатные растения, простые и сложные листья различных растений.

Ход работы

1. Рассмотрите листья комнатных растений и образцов из гербария. Отберите простые листья. По какому признаку вы их отбираете? Дайте ответ на вопрос.

2. Отберите сложные листья. Назовите эти растения.

3. Сделайте рисунок сложных листьев и подпишите название растения и основные части листа.

4. Отберите простые листья. Назовите эти растения.

5. Сделайте рисунок простых листьев и подпишите название растения и основные части листа.

6. Заполните таблицу «Строение и расположение листьев у разных растений»:

Название растения

Листья (простые или сложные)

Жилкование

Листорасположение

7. Сделайте вывод о проделанной работе.

Примеры простых листьев у хлорофитума, сенполии, бегонии, колеуса(слева на право).

Простые листья состоят из одной листовой пластинки.

2. Отберите сложные листья. По какому признаку вы это делаете? Какое жилкование у отобранных вами листьев?

Сложные листья состоят из нескольких листовых пластинок, соединённых с общим черешком небольшими черешками.

У фатсии сетчатое жилкование, у робусты – параллельное.

3. Какое листорасположение имеют просмотренные вами растения?

Очередное листорасположение имеют фатсия, бегония, сенполия; супротивное – колеус, мутовчатое листорасположение – робуста, хлорофитум.

4. Заполните таблицу «Строение и расположение листьев у разных растений».

1. Каково внешнее строение листа?

Большая часть листьев состоит из двух частей: листовой пластинки и черешка. Черешок соединяет листовую пластинку со стеблем.

У листьев таких растений, как алоэ, пшеница, цикорий, лён, черешков нет, они прикрепляются к стеблю основанием листовой пластинки.

При основании черешка иногда развиваются выросты — прилистники

2. Какие листья называют сложными, а какие — простыми?

Сложные листья состоят из нескольких листовых пластинок, соединённых с общим черешком небольшими черешками.

Простые листья состоят из одной листовой пластинки.

3. Как однодольные растения отличаются от двудольных по жилкованию листьев?

Для однодольных растений характерно параллельное и дуговое жилкование.

Сетчатое жилкование типично для листьев двудольных растений.

4. Какую функцию выполняют жилки листа?

Жилки проводят растворы питательных веществ и придают листу прочность.

Подумайте

Можно ли только по жилкованию листьев определить, какое это растение — однодольное или двудольное?

Только по жилкованию листьев определить, какое это растение — однодольное или двудольное, нельзя, т.к. бывают исключения (например, у двудольного подорожника жилкование дуговое, а листья однодольного растения вороний глаз имеют сетчатое жилкование).

Внешнее строение листа - Пасечник 6 класс (ответы)

23. Рассмотрите рисунок. Подпишите, какие это листья по способу прикрепления и стеблю и каковы их части

Лист черешковый:

1 - листовая пластинка

2 - черешок

3 - прилистники

Лист сидячий:

1 – листовая пластинка

4 – основание листовой пластинки (листовое влагалище)


24. Рассмотрите рисунок. Выпишите отдельно цифры, которомы обозначены простые и сложные листья

Простые – 1, 4, 6, 8

Сложные – 2, 3, 5, 7


25. Рассмотрите рисунок. Определите, какой тип жилкования имеют эти листья

Сетчатое. Параллельное. Дуговое


26. Выполните лабораторную работу "Листья простые и сложные, их жилкование и листорасположение", заполните таблицу

Название растенияЛистья простые или сложныеЖилкованиеЛисторасположение
Клен простые сетчатое супротивное
Рябина сложные сетчатое очередное
Каштан сложные сетчатое супротивное
Липа простые сетчатое очередное

27. Подумайте, можно ли только по жилкованию листьев определить, какие это растение-однодольное или двудольное. Дайте обоснованный ответ

Не совсем так. Параллельное и дуговое жилкование характерно в основном для однодольных, за исключением вороньего глаза, у которое сетчатое жилкование. У двудольных чаще всего жилкование сетчатое, но есть исключения, например подорожник с дуговым жилкованием

Методическая разработка лабораторной работы по биологии "Внешнее строение листа" | Методическая разработка по биологии (6 класс) на тему:

Лабораторная  работа

Внешнее  строение  листа.

      Лист – часть  побега.  Самый  важный  процесс,  который  протекает  в  листьях – это  процесс  фотосинтеза.  Все  необходимые  вещества  для  фотосинтеза  поступают  в  листья.  Это  вода,  которая  поступает  в  листья  через  проводящую  систему,  углекислый  газ,  который  поступает  из  воздуха  через  устьица.  В  хлоропластах,  используя  энергию  света,  из  воды  и  углекислого  газа  образуются  питательные  вещества.  Поэтому  можно  сказать,  что  листья  обеспечивают  растение  питанием.

      Большинство  листьев  состоит  из  листовой  пластинки  и  черешка,  которым  они  соединены  со  стеблем.  Листовые  пластинки  различаются  размерами  и  формой.  Простые  листья  имеют  одну  листовую  пластинку  на  черешке.  Сложные – на  черешке  несколько  листовых  пластинок.

Цель:  Ознакомиться  с  внешним  строением  листа.

Оборудование:  Листья  (простые  и  сложные)  однодольных  и  двудольных  растений  (гербарные  материалы  или  живые  растения),  лупы.

Ход  работы:      

Часть  1.  Внешнее  строение  листа

  1.  Рассмотрите  цвет  нижней  и  верхней  стороны  листа  двудольного  растения.
  2. Найдите  пластинку,  черешок,  прилистники.  Рассмотрите  под  лупой  жилки – центральную  и  отходящие  от  центральной  более  мелкие  жилки,  по  всей  поверхности  пластинки.  Зарисуйте  лист  двудольного  растения  и  подпишите  части  листа – пластинку,  прилистники,  черешок,  жилки.
  3. Рассмотрите  форму  листа  однодольного  растения.  Рассмотрите  под  лупой  жилки  листа.  Определите,  имеет  ли  данный  лист  черешок.  Обратите  внимание  на  нижний  край  листовой  пластинки.  Определите,  имеет  ли  данный  лист,  разросшееся  основание,  обхватывающее  стебель.  Зарисуйте  лист  однодольного  растения  и  подпишите  части – пластинку,  разросшееся  основание  листа,  жилки.

Рис.  Лист  двудольного  растения                                                  Рис.  Лист  однодольного  растения

Выводы:

  1.  Какие  возможны  способы  прикрепления  листьев  к  стеблю?
  2. Каково  внешнее  строение  листа?

Часть  2.  Разновидность  листьев.

  1.  Рассмотрите  листья  10  различных  растений.  Внесите  названия  этих  растений  в  таблицу.

Разновидность  листьев

Название  растения

Тип  листа

Жилкование

Край листа

листорасположение

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

  1. Определите  простой  или  сложный  лист,  тип  листа.  Для  правильного  определения  сравните  листья  с  рисунком.

         Типы  листьев

  1. Рассмотрите  жилкование  листьев.  Жилки  расположены  параллельно (параллельное  жилкование)  или  напоминают  дуги  (дуговое  жилкование)   у  однодольных  растений,  и  жилки  многократно  ветвятся,  образуя  сплошную  сеть  у  двудольных.  Внесите  данные  в  таблицу.

Жилкование  листьев

  1. Рассмотрите  край  листовой  пластинки.  Сравните  с  рисунком,  данные  внесите  в  таблицу.

Форма  края листовой пластинки 

а - цельнокрайный - край листа не надрезан;
б - зубчатый - выступы на краю листа острые, а выемки (вырезки) между ними закругленные;
в - выемчатый - вырезки на краю пластинки широкие, закругленные, а выступающие части острые;
г - пильчатый - вырезки на краю листа и выступы острые (края) их неравнобокие;
д - городчатый - вырезки на краю пластинки острые, а выступающие части (городки) тупые;
е - с волнистым краем - вырезки и выступающие части на краю листа закругленные;
ж - двоякозубчатый - по крупным зубцам располагаются более мелкие;
з - двоякопильчатый - по выступающим зубцам пильчатого листа располагаются более мелкие зубчики такой же формы;

  1. Рассмотрите  листорасположение.  Сравните  с  рисунком,  данные  внесите  в  таблицу.

               Листорасположение

               

Выводы:

  1.  Как  однодольные  растения  отличаются  от  двудольных  по  жилкованию  листьев?
  2. Чем  простые  листья  отличаются  от  сложных?

Урок 19. Внешнее строение листа

Методическое пособие разработки уроков биологии 6класс

Тип урока - комбинированный

Методы: частично-поисковый, про­блемного изложения, репродуктивный, объясни­тельно-иллюстративный.

Цель:

- осознание учащимися значимости всех обсуждаемых вопросов, умение строить свои отношения с природой и обществом на основе уважения к жизни, ко всему живому как уникальной и бесценной части биосферы;

Задачи:

Образовательные: показать множественность факторов, действующих на организмы в природе, относительность понятия «вредные и полезные факторы», многообразие жизни на планете Земля и варианты адаптаций живых существ ко всему спектру условий среды обитания.

Развивающие: развивать коммуникативные навыки, умения самостоятельно добывать знания и стимулировать свою познавательную активность; умения анализировать информацию, выделять главное в изучаемом материале.

Воспитательные: 

Формирование экологической культуры на основе признания ценности жизни во всех её проявлениях и необ­ходимости ответственного, бережного отношения к окру­жающей среде.

Формирование понимания ценности здорового и без­опасного образа жизни

УУД

Личностные:

воспитание российской гражданской идентичности: патриотизма, любви и уважения к Отечеству, чувства гордости за свою Родину;

Формирование ответственного отношения к учению;

    3) Формирование целостного мировоззрения, соответ­ствующего современному уровню развития науки и обще­ственной практики.

    Познавательные: умение работать с различными источниками информации, пре­образовывать её из одной формы в другую, сравнивать и анализировать информацию, делать выводы, готовить сообщения и презентации.

    Регулятивные: умение организовать самостоятельно выполнение заданий, оценивать правильность выполнения работы, рефлексию своей деятельности.

    Коммуникативные: Формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, старшими и младшими в процессе образовательной, общественно полезной, учебно-исследовательской, творческой и дру­гих видов деятельности.

    Планируемые результаты

    Предметные: знать - понятия «среда обитания», «экология», «экологические факторы» их влияние на живые организмы, «связи живого и неживого»;. Уметь - определять понятие «биотические факторы»; характеризовать биотические факторы, приводить примеры.

    Личностные: высказывать суждения, осуществлять поиск и отбор информации; анализировать связи, сопоставлять, находить ответ на проблемный вопрос

    Метапредметные:.

    Умение самостоятельно планировать пути достиже­ния целей, в том числе альтернативные, осознанно выби­рать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач.

    Формирование навыка смыслового чтения.

      Форма организации учебной деятельности – индивидуальная, групповая

      Методы обучения: наглядно-иллюстративный, объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, самостоятельная работа с дополнительной литературой и учебником, с ЦОР.

      Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.

      Цели: познакомить с разнообразием листьев, особенностями их внешнего строения; научить распознавать листья по типам жилкования, форме листовой пластинки, форме края, располо­жению на стебле, различать простые и сложные листья.

      Оборудование и материалы: комнатные растения, гербарии растений с различными типами листовых пластинок, гербарии листа ивы (на каждую парту).

      Ключевые слова и понятия: лист, строение листа, листовая пластинка, черешок, основание листа, прилистники; способы прикрепления листьев: черешковый лист, сидячий лист, влага­лищный лист; простые и сложные листья; рассеченные листья: пальчато-лопастный, пальчато-рассеченный, пальчато-раздель­ный, перисто-лопастный, тройчатолопастный; формы края листа: цельнокрайный, зубчатый, пильчатый, шиповатый (колючезуб­чатый), городчатый, выямчатый, извилистый; формы листовых пластинок: овальная, яйцевидная, копьевидная, стреловидная, перистолопастная, перисто-рассеченная, парноперистосложная, непарноперистосложная, линейная, тройчатосложная, пальчато­ сложная; жилкование листьев: параллельное, дуговое, сетчатое, пальчатое, перистое; гетерофилия.

      Ход урока

      Актуализация знаний

      Изучение нового материала

        Рассказ учителя с элементами беседы

          Лист — один из основных органов зеленого растения. Он зани­мает боковое положение на стебле. Вспомните, какими разнооб­разными бывают листья растений! А как они отличаются по разме­рам! Например, лист водной ряски имеет в диаметре всего около 3 мм, а лист виктории амазонской — до 1 м. Листья некоторых тропических пальм достигают 20—22 м в длину.

          По каким признакам мы определяем то или иное растение?

          (Ответы учащихся.)

          Очень часто мы определяем вид того или иного растения по форме или размерам его листьев. Но в строении листьев са­мых разных растений можно выделить некоторые общие черты.

          Давайте познакомимся с внешним строением листа.

          Выполнение практической работы Практическая работа 12. ВНЕШНЕЕ СТРОЕНИЕ ПРОСТОГО ЛИСТА

            Цели: познакомить с особенностями строения простого листа растения на примере листа ивы козьей, выявить его основные части.

            Оборудование: гербарии листа ивы (на каждую парту).

            Ход работы

            Рассмотрите внешнее строение листа. Найдите его основ­ные части.

            Найдите листовую пластинку — расширенную часть листа. Найдите черешок — узкую стеблевидную часть листа, которой листовая пластинка соединяется со стеблем. Найдите основание листа — часть, которой черешок прикрепляется к стеблю. У осно­вания листа найдите прилистники. На листовой пластинке найдите жилки — проводящие сосуды листа.

            Зарисуйте внешнее строение листа и подпишите его основ­ные части.

            Сделайте вывод о наличии характерных черт строения у ли­стьев различных растений.

              Продолжение рассказа учителя с элементами беседы

                Но не все листья имеют черешки.

                Вспомните, листья каких растений их не имеют. Приведите примеры таких растений из кабинета биологии. (Ответы учащихся.)

                Существуют три способа прикрепления листьев к стеблю.

                (Учитель дополняет свой рассказ демонстрацией соответству­ющих растений, находящихся в кабинете биологии, гербариев, таблиц, а также изображений на страницах учебника.)

                Если лист имеет черешок (как лист, рассмотренный нами), то его называют черешковым. Если лист не имеет черешка, его называют сидячим. У некоторых растений основание листа раз­растается и охватывает стебель над узлом. Такой лист называют влагалищным (стебель как бы вложен в лист).

                Листовые пластинки могут быть очень разнообразны по вели­чине, по форме, структуре и многим другим признакам. Для того чтобы разобраться в таком многообразии листьев, их необходимо как-то классифицировать.

                Вспомните, что такое классификация. (Ответы учащихся.)

                Но внешнее (морфологическое) разнообразие листьев так

                велико, что невозможно создать единую систему их классифика­ции по одному или нескольким признакам, поэтому существует несколько разнообразных классификаций листьев, основанных на различных признаках.

                (Разобраться в многообразии листовых пластинок «на слух» крайне сложно, поэтому для объяснения данной темы учитель заранее рисует на доске изображения различных форм листа, по­сле чего дополняет свой рассказ демонстрацией схематических рисунков, живых комнатных растений, гербариев.)

                Листья могут состоять из одной или нескольких листовых пла­стинок. Если лист состоит из одной листовой пластинки, то назы­вается простым, если на одном черешке размещается несколько листовых пластинок, то сложным. Как можно догадаться, распо­ложение листовых пластинок на одном черешке может быть раз­личным. Среди сложных листьев встречаются тройчатосложный, пальчато-сложный, парноперистосложный, непарноперистослож­ный, дваждыперистосложный, триждыперистосложный, прерыви­стоперистосложный.

                Но и простые листья не настолько просты.

                Посмотрите, например, на лист монстеры. Как вы считаете, это простой или сложный лист? (Ответы учащихся.)

                Он состоит из одной листовой пластинки, соответственно, является простым. Но обратите внимание на его причудливую форму. Листья такого типа называют расчлененными (при этом они являются простыми, так как состоят из одной листовой

                пластинки). Если листовая пластинка рассечена не более чем на 1/4 ширины, такой лист называют лопастным, на 1/3 — раз­дельным, если же рассечение достигает главной жилки листа — рассеченным. Но и количество рассечений на одном листе мо­жет быть различным. Если лист разделен на 3 части, такой лист называют тройчато-, если на 5 частей — пальчато-, на большее количество частей — перисто- (лопастным, раздельным, рассе­ченным).


                 

                Самостоятельная работа

                  Запишите в таблицу полные названия листьев и изобразите их схематически.

                  (Таблица заранее вычерчивается на доске или раздается уча­щимся в напечатанном виде.)

                   

                  Название

                  листа

                  Лопастный (рассечен не более чем на 1/4 ширины)

                  Раздельный (рассечен на 1/3 ширины)

                  Рассеченный (рассечен до главной жилки)

                  Тройчато-

                     

                  Пальчато-

                     

                  Перисто-

                     

                   

                  Рассмотрите рисунок. Закрасьте простые листья темно-зеленым цветом, а сложные листья — светло-зеленым цветом.


                     

                    Рис. Простые и сложные листья


                     

                    Лист. Внешнее строение листа. Листовая пластинка

                     

                     

                     


                     

                    Внешнее строение листа

                     

                     

                     

                    "Лист. Внешнее строение листа"

                     

                     

                     

                     

                    Лист растения

                     

                     

                    Ресурсы:

                    И.Н. Пономарёва, О.А. Корнило­ва, В.С. Кучменко Биология : 6 класс : учебник для учащихся общеобразо­вательных учреждений

                    Серебрякова Т.И., Еленевский А. Г., Гуленкова М. А. и др. Биология. Растения, Бактерии, Грибы, Лишайники. Пробный учебник 6—7 классов средней школы

                    Н.В. Преображенская Рабочая тетрадь по биологии к учебнику В В. Пасечника «Биология 6 класс. Бактерии, грибы, растения»

                    В.В. Пасечника. Пособие для учителей общеобразовательных учреждений Уроки биологии. 5—6 классы

                    Калинина А.А. Поурочные разработки по биологии 6класс

                    Вахрушев А.А., Родыгина О.А., Ловягин С.Н. Проверочные и контрольные работы к

                    учебник «Биология», 6-й класс

                    Биоуроки http://biouroki.ru/material/lab/2.html

                    Сайт YouTube: https://www.youtube.com /

                    Хостинг презентаций

                    - http://ppt4web.ru/nachalnaja-shkola/prezentacija-k-uroku-okruzhajushhego-mira-vo-klasse-chto-takoe-ehkonomika.html

                    Ответы | Лаб. 3. Изучение внешнего строения простых и сложных листьев — Биология, 7 класс

                    3.

                    Листья состоят из листовых пластинок, которые отвечают за фотосинтез, черешка, который располагает листовую пластинку в пространстве, и основания, которым лист крепится к стеблю.

                    5.

                    Что удобно было формировать листовую мозаику.

                    6.

                    Форма листовых пластинок определяется условиями среды.

                    7.

                    У растений, растущих под пологом леса, листовые пластинки будут больше, поскольку им это необходимо для улавливания света.

                    Присоединяйтесь к Telegram-группе @superresheba_7, делитесь своими решениями и пользуйтесь материалами, которые присылают другие участники группы!

                    Лабораторная работа «Внешнее строение листа»

                    Лабораторная работа

                    «Внешнее строение листа»

                    Цель: изучить внешнее строение простых и сложных листьев

                    Материалы: гербарии листьев различных растений

                    Ход работы:

                    1. Ответьте письменно на вопрос, пользуясь текстом параграфа 18: Какие листья называются простыми, какие сложными?

                    2. Зарисуйте в тетради 1 простой лист и 1 сложный лист, подпишите названия растений, которым принадлежат эти листья.

                    3. Рассмотрите предложенные гербарии растений, определите тип листьев у каждого растения, результаты запишите в таблицу:

                    Растения с простыми листьями

                    Лабораторная работа

                    «Внешнее строение листа»

                    Цель: изучить внешнее строение простых и сложных листьев

                    Материалы: гербарии листьев различных растений

                    Ход работы:

                    1. Ответьте письменно на вопрос, пользуясь текстом параграфа 18: Какие листья называются простыми, какие сложными?

                    2. Зарисуйте в тетради 1 простой лист и 1 сложный лист, подпишите названия растений, которым принадлежат эти листья.

                    3. Рассмотрите предложенные гербарии растений, определите тип листьев у каждого растения, результаты запишите в таблицу:

                    Растения с простыми листьями

                    Лабораторная работа

                    «Внешнее строение листа»

                    Цель: изучить внешнее строение простых и сложных листьев

                    Материалы: гербарии листьев различных растений

                    Ход работы:

                    1. Ответьте письменно на вопрос, пользуясь текстом параграфа 18: Какие листья называются простыми, какие сложными?

                    2. Зарисуйте в тетради 1 простой лист и 1 сложный лист, подпишите названия растений, которым принадлежат эти листья.

                    3. Рассмотрите предложенные гербарии растений, определите тип листьев у каждого растения, результаты запишите в таблицу:

                    Растения с простыми листьями

                    Растения со сложными листьями

                    Растения со сложными листьями

                    Растения со сложными листьями

                    Измерение температуры с листьями: Структурированное исследование продолжительностью в семестр для студентов биологии растений | Американский учитель биологии

                    Недавние усилия по преобразованию и продвижению бакалавриата в области биологии постоянно подчеркивают преимущества перехода лабораторных упражнений от традиционных подходов к «поваренной книге» к педагогике, основанной на запросах и исследованиях (NRC, 2003; AAAS, 2011). Такие усилия направлены на то, чтобы научить студентов, как достоверно практиковать науку, привлекая их к возможностям использовать стратегии мышления ученых и подчеркивая открытый, ориентированный на открытия характер исследований, ведущих к неизвестным результатам (Chinn & Malhotra, 2002; Wallace и другие., 2003; Weaver et al., 2008; Гормалли и др., 2009; Kloser et al., 2011). Лаборатории, основанные на опросах, и опыт проведения курсовых исследований напрямую связаны с положительными результатами, включая повышение исследовательских навыков, научной грамотности, способности передавать знания, упорство в науке, повышение самоэффективности и более широкое вовлечение недостаточно представленных групп (Norris et al. al., 2003; Gormally et al., 2009; Bangera, Brownell, 2014; Corwin et al., 2015). Несмотря на эти очевидные преимущества, существует множество препятствий для внедрения методики исследовательской и исследовательской педагогики на курсах биологии бакалавриата, особенно проблемы, связанные с переводом студентов на открытую деятельность (Weaver et al., 2008). Этот переход часто чреват разочарованием, так как учащиеся сталкиваются с проблемами, связанными с открытыми вопросами без пошагового плана для прогресса и успеха (Gormally et al., 2009). Без единого подхода к переходу между этими двумя разными лабораторными подходами студентам может просто не хватать знаний, опыта и абстрактных способностей мышления, чтобы полностью участвовать в аутентичных научных практиках (Lawson, 1980; Purser & Renner, 1983; Weaver et al., 2008). ; Гормалли и др., 2009). Kloser et al. (2011) изложили несколько рекомендаций по эффективной исследовательской деятельности на основе курсов, которые могут обеспечить достаточную структуру для поддержки этого перехода. Они включают (1) ограниченный технический опыт, необходимый для сбора данных; (2) регулярные контрольные точки для обратной связи и исправления ошибок; (3) проекты, которые включают множество возможных переменных, позволяющих студентам формировать свои исследования в ограниченном объеме; и (4) оценки, имитирующие распространение подлинных исследований, например, итоговая статья, отформатированная в соответствии со стандартами научного журнала.Эти рекомендации в сочетании с более структурированным исследовательским подходом, при котором ключевые параметры исследования определяются преподавателем, могут обеспечить баланс между исследованиями студентов и поддерживающими инструкциями и потенциально могут облегчить переход от традиционных лабораторий к аутентичным исследованиям (Weaver et al. ., 2008; Auchincloss et al., 2014).

                    Здесь я представляю программу исследований, разработанную для второго года курса биологии растений, которая объединяет ключевые элементы исследования и открытий, обеспечивая при этом структурированный подход к приобретению исследовательских навыков и научных компетенций.Этот учебный план был разработан для перехода студентов от «кулинарных» лабораторий, с которыми они сталкиваются на первом году обучения по общей биологии, к независимым исследовательским проектам, основанным на курсах, на третьем и четвертом году обучения, а также для устранения кажущейся нехватки хорошо разработанных, исследовательских работ. и основанные на исследованиях учебные программы для курсов биологии растений и ботаники. Учебная программа реализуется как семестр исследовательский проект, который включает в себя множество педагогических подходов с продемонстрированной эффективностью для повышения вовлеченности студентов, удержания и применения научной информации, включая обучение на открытом воздухе и полевые работы (Easton & Gilburn, 2012), экспериментальное обучение (Bauerle & Park, 2012) и проектной экологии (McCann & Miller, 2004; Purcell et al., 2007; Hall & Bauer-Armstrong, 2010), а также ключевые элементы аутентичного исследования и обучения на основе запросов. Учебная программа также включает сильный компонент количественного мышления, который включает статистическое моделирование и программирование на языке R, что соответствует цели курса, заключающейся в улучшении количественных знаний, навыков анализа данных и уверенности в применении количественных методов к биологическим данным.

                    Эта учебная программа была реализована в лабораторном отделении второго года курса биологии растений в Университете Джорджа Фокса, частном учебном заведении гуманитарных наук, в котором в настоящее время обучается 2389 студентов.Курс состоял из одного раздела из 17 специальностей биологии, каждый из которых завершил двух семестровый цикл общей биологии. Предварительное образование по темам биологии растений было минимальным для всех студентов. Учебный план лаборатории был реализован в виде трехчасового еженедельного лабораторного периода в течение 14 недель, при этом две субботние экскурсии заменили два еженедельных лабораторных собрания. Основная цель лабораторной программы - изучить, какие морфологические характеристики листьев наиболее сильно связаны со средней годовой температурой.Учебная программа охватывает девять результатов обучения, напрямую связанных с концепциями и компетенциями Vision and Change (AAAS, 2011; Таблица 1).

                    Эксперимент с пузырящимися растениями по количественной оценке фотосинтеза - мероприятие

                    (2 Рейтинги)

                    Быстрый просмотр

                    Уровень оценки: 6 (5-7)

                    Требуемое время: 1 час

                    Расходные материалы на группу: 3 доллара США.00

                    Размер группы: 3

                    Зависимость деятельности:

                    Тематические области: Биология, науки о жизни

                    Ожидаемые характеристики NGSS:


                    Поделиться:

                    Резюме

                    Студенты изучают простой метод количественного определения количества фотосинтеза, происходящего за определенный период времени, с использованием обычного водного растения (Elodea).Они используют эту технику для сравнения количества фотосинтеза, происходящего в условиях низкого и высокого уровней освещенности. Однако, прежде чем начать эксперимент, студенты должны выдвинуть хорошо сформулированную гипотезу, которую нужно проверить. После проведения эксперимента студенты объединяют свои данные, чтобы получить большой размер выборки, определяют меры центральной тенденции данных класса, а затем составляют график и интерпретируют результаты. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).

                    Инженерное соединение

                    Студенты выполняют анализ данных и обратный инжиниринг, чтобы понять, как работает фотосинтез. Оба являются важными аспектами работы инженера.

                    Цели обучения

                    После этого занятия студенты должны уметь:

                    • Объясните, что фотосинтез - это процесс, который растения используют для преобразования световой энергии в глюкозу, источник запасенной химической энергии для растений.
                    • Опишите фотосинтез как набор химических реакций, в которых растение использует углекислый газ и воду для образования глюкозы и кислорода.
                    • Опишите простой эксперимент, который дает косвенные доказательства того, что фотосинтез происходит.
                    • Опишите влияние различной интенсивности света на происходящий фотосинтез.

                    Образовательные стандарты

                    Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными дисциплинами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).

                    Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов Achievement Standards Network (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).

                    В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

                    NGSS: научные стандарты нового поколения - наука
                    Ожидаемые характеристики NGSS

                    5-LS1-1. Поддержите аргумент, что растения получают материалы, необходимые для роста, в основном из воздуха и воды.(5 класс)

                    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.
                    В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
                    Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Пересекающиеся концепции
                    Подтвердите аргумент свидетельством, данными или моделью.

                    Соглашение о выравнивании: Спасибо за отзыв!

                    Растения получают материал для роста в основном из воздуха и воды.

                    Соглашение о выравнивании: Спасибо за отзыв!

                    Материя транспортируется в системы, из них и внутри них.

                    Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

                    Ожидаемые характеристики NGSS

                    МС-LS1-6.Постройте научное объяснение, основанное на доказательствах роли фотосинтеза в круговороте материи и потоке энергии в организмы и из них. (6-8 классы)

                    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.
                    В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
                    Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Пересекающиеся концепции
                    Построить научное объяснение, основанное на достоверных и надежных доказательствах, полученных из источников (включая собственные эксперименты студентов), и предположении, что теории и законы, описывающие мир природы, действуют сегодня так же, как и в прошлом, и будут продолжать действовать. в будущем.

                    Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

                    Научное знание основано на логической связи между свидетельствами и объяснениями.

                    Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

                    Растения, водоросли (включая фитопланктон) и многие микроорганизмы используют энергию света для производства сахара (пищи) из углекислого газа из атмосферы и воды в процессе фотосинтеза, который также выделяет кислород.Эти сахара можно использовать немедленно или хранить для выращивания или дальнейшего использования.

                    Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

                    Химическая реакция, с помощью которой растения производят сложные молекулы пищи (сахара), требует ввода энергии (например, солнечного света). В этой реакции диоксид углерода и вода объединяются, образуя органические молекулы на основе углерода и выделяя кислород.

                    Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

                    В естественной системе передача энергии приводит в движение и / или круговорот материи.

                    Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

                    Общие основные государственные стандарты - математика
                    • Рассуждайте абстрактно и количественно. (Оценки К - 12) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    • Обобщите наборы числовых данных с учетом их контекста, например: (Оценка 6) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    • Отчет о количестве наблюдений.(Оценка 6) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    • Описание характера исследуемого атрибута, включая способ его измерения и единицы измерения.(Оценка 6) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    • Предоставление количественных показателей центра (медиана и / или среднее значение) и вариабельности (межквартильный размах и / или среднего абсолютного отклонения), а также описание любой общей модели и любых значительных отклонений от общей модели со ссылкой на контекст, в котором были представлены данные. собрались.(Оценка 6) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    • Связь выбора мер центра и изменчивости с формой распределения данных и контекстом, в котором данные были собраны.(Оценка 6) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    • Отображение числовых данных в виде графиков в виде числовой линии, включая точечные диаграммы, гистограммы и прямоугольные диаграммы.(Оценка 6) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    • Развивайте понимание статистической изменчивости.(Оценка 6) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    • Помните, что мера центра для набора числовых данных суммирует все его значения с помощью одного числа, в то время как мера вариации описывает, как его значения меняются с помощью одного числа.(Оценка 6) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии - Технология
                    • Процесс инженерного проектирования включает в себя определение проблемы, генерацию идей, выбор решения, тестирование решения (й), изготовление элемента, его оценку и представление результатов.(Оценки 3 - 5) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    • Модели используются для передачи и тестирования идей и процессов проектирования.(Оценки 3 - 5) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    • Сравните, сопоставьте и классифицируйте собранную информацию, чтобы выявить закономерности.(Оценки 3 - 5) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    • Создавайте и используйте инструменты для сбора данных.(Оценки 6 - 8) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    • Интерпретируйте и оцените точность полученной информации и определите, является ли она полезной.(Оценки 6 - 8) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    • Искусственные экосистемы - это созданные человеком комплексы, которые воспроизводят некоторые аспекты природной среды.(Оценки 6 - 8) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    ГОСТ
                    Северная Каролина - Математика
                    • Рассуждайте абстрактно и количественно.(Оценки К - 12) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    • Отображение числовых данных в виде графиков в виде числовой линии, включая точечные диаграммы, гистограммы и прямоугольные диаграммы.(Оценка 6) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    • Связь выбора мер центра и изменчивости с формой распределения данных и контекстом, в котором данные были собраны.(Оценка 6) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    • Помните, что мера центра для набора числовых данных суммирует все его значения с помощью одного числа, в то время как мера вариации описывает, как его значения меняются с помощью одного числа.(Оценка 6) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    • Предоставление количественных показателей центра (медиана и / или среднее значение) и вариабельности (межквартильный размах и / или среднего абсолютного отклонения), а также описание любой общей модели и любых значительных отклонений от общей модели со ссылкой на контекст, в котором были представлены данные. собрались.(Оценка 6) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    • Развивайте понимание статистической изменчивости.(Оценка 6) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    • Обобщите наборы числовых данных с учетом их контекста, например: (Оценка 6) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    Северная Каролина - Наука
                    • Объясните значение процессов фотосинтеза, дыхания и транспирации для выживания зеленых растений и других организмов.(Оценка 6) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    • Изучите структуру, процессы и поведение растений, которые позволяют им выживать и воспроизводиться.(Оценка 6) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    • Обобщите, как абиотические факторы (такие как температура, вода, солнечный свет и качество почвы) биомов (пресноводных, морских, лесных, луговых, пустынных, тундровых) влияют на способность организмов расти, выживать и / или создавать себе пищу с помощью фотосинтез.(Оценка 6) Подробнее

                      Посмотреть согласованную учебную программу

                      Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

                    Предложите выравнивание, не указанное выше

                    Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

                    Список материалов

                    • 5 литров (около 1¼ галлона) устаревшей водопроводной воды (водопроводная вода в открытом контейнере, который оставлен на 36-48 часов для удаления хлора, используемого в муниципальном водоснабжении)
                    • Всего 15-20 растений Elodea; это выносливые пресноводные аквариумные растения, которые продаются пучками в зоомагазинах и у поставщиков, таких как Carolina Biological Supply Company (www.carolina.com)
                    • завязки из ниток, пряжи или спиралей для связывания растений Elodea в пучки
                    • небольшие камни или аналогичные предметы, служащие грузом для удержания растений элодеи под водой
                    • Стаканы 500 мл, по 1 на бригаду
                    • пищевая сода, несколько столовых ложек (бикарбонат натрия)
                    • таймеры или часы с секундной стрелкой, по 1 на команду
                    • небольшие регулируемые настольные лампы, которые можно установить так, чтобы их лампочки находились на несколько дюймов выше стаканов и светили на них вертикально вниз; также подойдут фонарики с сильным лучом, которые крепятся на кольцевых стойках; 1 источник света на команду

                    Больше подобной программы

                    Едят ли растения? Все о фотосинтезе

                    В ходе обсуждения под руководством учителя учащиеся понимают, что энергия, получаемая растениями, поступает из солнечного света в процессе фотосинтеза растений.Подсчитав количество пузырьков, которые поднимаются на поверхность за пятиминутный период, студенты могут сравнить фотосинтетическую активность Elodea в до ...

                    Фотосинтез и клеточное дыхание на атомном уровне

                    Студенты узнают о фотосинтезе и клеточном дыхании на атомном уровне и изучают основные принципы электромикробиологии - новой области исследований, которая может позволить инженерам использовать энергию на молекулярном уровне.

                    Углеродные циклы

                    Студенты знакомятся с концепцией энергетических циклов, узнавая об углеродном цикле. Они узнают, как атомы углерода проходят через геологический (древний) углеродный цикл и биологический / физический углеродный цикл.

                    Предварительные знания

                    Понимание фотосинтеза, представленное в соответствующем уроке, Едят ли растения?

                    Введение / Мотивация

                    (Привлекайте внимание класса и попросите их делать, как вы говорите.) Одной рукой зажать нос закрытым. Поднимите вторую руку высоко в воздух. Теперь сделайте глубокий вдох и задержите его как можно дольше. Когда вы не можете больше задерживать дыхание, опустите поднятую руку и отщипните нос. (Когда все руки опущены и никто не перестанет задерживать дыхание, двигайтесь дальше.) Почему вам нужно было снова начать дышать? (Ожидайте, что на уроках в начальной школе учащиеся смогут сказать вам, что их телам нужен воздух, чтобы выжить.)

                    Что именно находится в воздухе? (Студенты могут не знать, что воздух содержит больше, чем кислород.) Большая часть воздуха, которым мы дышим - атмосфера - состоит из газообразного азота (около 78%). Кислород является следующим по величине компонентом (около 21%), а небольшая часть (1%) состоит из аргона (инертного газа), водяного пара и углекислого газа.

                    Итак, какие конкретно компоненты воздуха нужны нашему телу? (Ожидайте, что они ответят, что это кислород.) А что наши тела делают с кислородом? Правильно, ойген из воздуха попадает в легкие кровью и разносится во все части тела, где он используется мышцами, мозгом и всеми другими органами и тканями тела.Мы не можем без этого жить.

                    Откуда взялся кислород в атмосфере? (Они могут знать или уметь рассуждать, что это результат деятельности всех растений, которые жили на Земле и занимались фотосинтезом в течение многих миллионов лет.) Сегодня вы будете работать в группах, чтобы провести эксперимент, чтобы проверить, действительно ли количество света, получаемого растениями, может повлиять на производство кислорода.

                    Процедура

                    Общий план эксперимента

                    1. В формате обсуждения в классе учащиеся выдвигают гипотезу, которую класс проверяет в ходе эксперимента.
                    2. Работая в группах, студенты ставят и проводят эксперимент. Каждая команда проводит два испытания: одно с растениями, освещенными только окружающим светом, доступным в классе, когда некоторые или все комнатные огни выключены, и одно с растениями, получающими яркий свет от настольных ламп. Собранные данные представляют собой количество пузырьков кислорода, которые выделяются растениями за пятиминутный период, сначала при слабом освещении, а затем при высоком уровне освещенности.
                    3. Затем группы собираются вместе, чтобы объединить свои данные по каждому из двух испытаний.На основе этих данных учащиеся индивидуально определяют среднее значение, медианное значение и режимы количества пузырьков, образовавшихся в двух различных условиях освещения.
                    4. Затем учащиеся индивидуально составляют график данных, используя гистограммы, которые показывают среднее количество пузырьков и диапазоны для каждого условия теста.

                    Часть 1: Формирование гипотезы

                    Объясните классу, что до того, как исследователи приступят к экспериментам, они сначала делают предположение об ожидаемом результате эксперимента.Этот прогноз известен как гипотеза. Однако гипотеза - это не просто предположение. Напротив, это прогноз, основанный на предварительных знаниях или опыте работы с предметом. Например, если садовник хочет узнать, действительно ли нужно удобрять кабачки, он может вырастить 12 растений кабачков, но удобрить только половину из них. В этом случае проверяется гипотеза: удобренные кабачки производят больше кабачков, чем неоплодотворенные кабачки. Данные, собранные для подтверждения или опровержения гипотезы, представляют собой общее количество кабачков, произведенных удобренными растениями, по сравнению с общим количеством, произведенным неоплодотворенными растениями.

                    Укажите, что в эксперименте с кабачками садовник собирал данные, которые включали числа. В науке это обычно так, потому что числа можно легко сравнивать, и они являются кумулятивными для многих вещей, которые действительно происходят, в отличие от вещей, которые, по мнению экспериментатора, могут произойти.

                    Затем кратко объясните, как будет проводиться эксперимент по фотосинтезу, и попросите класс определить гипотезу для проверки. Им не потребуется много времени, чтобы придумать такое утверждение: «Растения, которые получают больше света, производят больше пузырей, чем растения, получающие меньше света».

                    Часть 2: Подготовка к эксперименту

                    Выполните следующие действия при выключенном некоторых или всех светильниках в классе. В идеале комната не должна быть ярко освещена, и в ней не должно быть темно; должно быть достаточно света, чтобы учащиеся могли легко его видеть.

                    1. Каждая команда наполняет стакан примерно 500 мл выдержанной воды для Elodea. В эту воду добавьте скудную четверть чайной ложки бикарбоната натрия (пищевой соды), чтобы обеспечить растениям источник углекислого газа, поскольку они не могут получить его из атмосферы, как это делают наземные растения.Размешивайте воду, пока бикарбонат натрия не растворится и вода не станет прозрачной.
                    2. Каждая команда получает достаточное количество секций растений Elodea, чтобы их общая длина составляла около 18-24 дюймов. Разместите их так, чтобы все растения находились как минимум на 1½ дюйма под водой в химическом стакане. Используйте веревку или завязки, чтобы удерживать их вместе, а затем добавьте небольшой камень, чтобы растения не всплыли на поверхность. Укажите, что Чем больше площадь освещена над растением, тем больше фотосинтеза может происходить в листьях.Если учащиеся образуют скопления элодеи, многие листья будут затемнены указанными выше, и, следовательно, они не смогут выполнять столько фотосинтеза. Лучше сформировать растения в виде петель, покрывающих все дно стакана, а не одного комка в середине стакана.

                    Часть 3: Проведение эксперимента

                    1. Как только растения будут размещены в стаканах, попросите команду начать отсчет времени на пять минут. Посоветуйте двум членам команды приклеить глаза к стакану на эти пять минут, наблюдая, как пузырьки поднимаются на поверхность воды.Сообщите третьему члену команды о появлении пузырьков, которые поднимаются, чтобы он мог вести счет (полезно использовать метки подсчета) и следить за временем, указывая, когда истекли пять минут. Пузырьки довольно большие, около 2 мм в диаметре, поэтому их легко увидеть, когда они поднимаются на поверхность.
                    2. Когда все команды подсчитали пузырьки в течение пяти минут (вполне возможно, что некоторые команды вообще не видят пузырьков), включите свет в комнате и попросите учащихся расположить настольные лампы прямо над мензурками, чтобы расстояние между лампочками было всего несколько дюймов. над мензурками.Когда загорятся огни, попросите команды снова начать отсчет времени и подсчет / запись пузырьков в течение пяти минут.

                    Часть 4: Объединение и анализ данных

                    1. Нарисуйте на доске большую таблицу, в которой команды могут указать количество пузырьков, которые они подсчитали при каждом из двух условий освещения.
                    2. После заполнения диаграммы попросите учащихся поработать индивидуально, чтобы определить среднее значение, медианное значение, режим и диапазон для каждого из двух наборов данных. Выделите достаточно времени, чтобы все учащиеся пришли к одинаковым ответам.
                    3. Раздайте ученикам сетку и посоветуйте им построить вертикальные гистограммы, которые сравнивают среднее количество пузырьков в двух условиях освещения. Убедитесь, что учащиеся включили заголовки, метки осей и легенды, если для двух полосок используются разные цвета. Затем покажите им, как они могут указать диапазоны данных, добавив вертикальный линейный сегмент в центр верхней части каждой полосы, при этом нижний конец линейного сегмента расположен на самом низком количестве пузырьков, наблюдаемых командой, а верхний конец. отрезка линии с наибольшим количеством наблюдаемых пузырьков.

                    Часть 5: Интерпретация данных

                    1. Всем классом изучите все данные и графики и еще раз проверьте гипотезу. Что эти числа говорят нам о количестве фотосинтеза, которое произошло в каждом из двух условий освещения. Другими словами, была ли подтверждена гипотеза, которую проверял класс, или нет?
                    2. Продолжите обсуждение в классе, чтобы проанализировать данные. Откуда вы знаете, что пузыри, которые вы видели, поднялись на поверхность, были пузырьками кислорода? Студенты могут ответить, что они знают, что фотосинтез производит кислород, поэтому пузырьки, должно быть, были кислородом.Однако без возможности определить химический состав пузырьков, это только предположение, что пузырьки содержат кислород. С таким же успехом они могли быть пузырьками азота или углекислого газа, или каким-то другим газом из какого-то другого процесса, который происходил в растениях вместо фотосинтеза. Тем не менее, поскольку растения подвергались воздействию света, пузырьки, скорее всего, были сделаны из кислорода. Укажите, что исследователям важно убедиться, что они осознают разницу между тем, что они знают об эксперименте, и тем, что они предполагают об этом.

                    Словарь / Определения

                    среднее: сумма всех значений в наборе данных, деленная на количество значений в наборе данных; также называется средним. Например, в наборе из пяти измерений температуры, состоящих из 22 ºC, 25 ºC, 18 ºC, 22 ºC и 19 ºC, средняя температура равна 106 ºC, разделенным на 5, или 21,2 ºC.

                    median: Среднее значение в наборе данных, полученное путем организации значений данных в упорядоченном списке от наименьшего к наибольшему с последующим нахождением значения, которое находится в средней точке списка.Например, в наборе из пяти измерений температуры, состоящих из 22 ° C, 25 ° C, 18 ° C, 22 ° C и 19 ° C, упорядоченный список температур будет 18 ° C, 19 ° C, 22 ° C, 22 ° C и 25 ° C. C. Среднее значение - это третье значение, 22 ° C. Если набор данных состоит из четного числа значений, медиана определяется путем усреднения двух средних значений. Например, в наборе из шести измерений температуры, состоящих из 20 ºC, 22 ºC, 25 ºC, 18 ºC, 24 ºC и 19 ºC, средние значения составляют 20 ºC и 22 ºC.Таким образом, среднее значение - это среднее значение 20 ºC и 22 ºC, что составляет 21 ºC.

                    режим: значение в наборе данных, которое встречается наиболее часто. Например, в наборе из пяти измерений температуры, состоящих из 22 ºC, 25 ºC, 18 ºC, 22 ºC и 19 ºC, измерение 22 ºC происходит наиболее часто, поэтому это режим. В наборе данных может быть два или более режима, если два или более значений встречаются с одинаковой частотой.

                    Оценка

                    Вопросы : Оцените понимание учащимися, задав им такие вопросы, как:

                    • Какие «вещи» необходимы для того, чтобы фотосинтез происходил?
                    • Какие продукты фотосинтеза?
                    • Где в растении происходит фотосинтез?
                    • Почему растениям нужна вода, чтобы выжить?

                    Анализ графиков: Предоставьте график данных эксперимента, подобного тому, который только что выполнили студенты, и попросите их сделать из него выводы.Например, данные могут представлять высоту растений кукурузы, половина из которых была выращена в тени леса, а половина - в открытом поле.

                    Вопросы для расследования

                    • Как вы думаете, что произойдет, если вы оставите некоторые растения в полностью темном шкафу на две или три недели? Почему вы так думаете?
                    • Почему для сельскохозяйственных культур важно получать достаточное количество осадков?
                    • Атмосфера Земли не всегда содержала столько кислорода, как сейчас.Фактически, когда-то он, вероятно, вообще не содержал кислорода. Как вы думаете, как туда попал кислород в атмосфере Земли? Почему вы так думаете?

                    Расширения деятельности

                    Свет, исходящий от Солнца, состоит из световых волн различной длины. В видимом спектре света они варьируются от красного с самой длинной волной до фиолетового с самой короткой длиной волны. Хлорофилл не реагирует одинаково на все длины волн или цвета света.Попросите учащихся использовать ту же экспериментальную установку, чтобы определить, какой цвет или цвета света вызывают наибольшую фотосинтетическую активность. Единственное изменение, которое им необходимо сделать, - это неплотно накрыть стакан цветной полиэтиленовой пленкой или целлофаном в течение пяти минут подсчета пузырьков. Поскольку для большинства растений лучше всего подходят синие волны, убедитесь, что это один из доступных цветов. Если возможно, имейте в наличии красный и еще один цвет.

                    авторское право

                    © 2013 Регенты Университета Колорадо; оригинал © 2004 Duke University

                    Авторы

                    Мэри Р.Хебранк, консультант по проектам и урокам / мероприятиям

                    Программа поддержки

                    Техническая программа K-PhD, Инженерная школа Пратта, Университет Дьюка

                    Благодарности

                    Этот контент был разработан программой MUSIC (Понимание математики через науку, интегрированную с учебной программой) в Pratt School of Engineering в Университете Дьюка в рамках гранта N GK-12 Национального научного фонда.DGE 0338262. Однако это содержание не обязательно отражает политику NSF, и вам не следует предполагать, что оно одобрено федеральным правительством.

                    Последнее изменение: 10 сентября 2021 г.

                    4.3 Ткани растений | Растительные и животные ткани

                    4.3 Растительные ткани (ESG65)

                    Растительные ткани делятся на четыре различных типа:

                    • Меристематическая ткань, отвечающая за образование новых клеток путем митоза.
                    • Эпидермальная ткань, которая представляет собой внешний слой клеток, покрывающих и защищающих растение.
                    • Наземная ткань, которая имеет воздушные пространства и производит и хранит питательные вещества.
                    • Проводящая ткань, отвечающая за транспортировку воды и питательных веществ по всему растению.

                    Ключевые результаты:

                    • Уметь идентифицировать четыре разные группы растительной ткани
                    • Понимать структуру и функции различных тканей растения, а также важность их расположения внутри растения.
                    • Уметь рисовать и маркировать ткани растений.
                    • Уметь готовить слайды с изображением различных тканей растений.
                    • Понимать важность меристематической ткани в биотехнологии и в наших системах знаний коренных народов.

                    Учащимся необходимо уметь исследовать и идентифицировать некоторые ткани растений с помощью микроскопов, био-просмотрщиков, микрофотографий и плакатов. Учащимся необходимо уметь рисовать клетки, из которых состоят различные ткани растений, показывая специализированные структуры.

                    УЧИТЕЛЬСКИЕ РЕСУРСЫ:

                    Типы тканей растений:

                    Растительные ткани картина:

                    Растения обычно состоят из корней, стеблей и листьев. Ткани растений можно в общих чертах разделить на делящиеся, меристематические, ткани или неделящиеся, постоянные ткани. Постоянная ткань состоит из простых и сложных тканей.

                    В мире существует более \ (\ text {200 000} \) видов растений.Зеленые растения обеспечивают Землю кислородом, а также прямо или косвенно обеспечивают пищу всем животным из-за их способности к фотосинтезу. Растения также являются источником большинства наших лекарств и лекарств. Научное изучение растений известно как ботаника .

                    На рис. 4.2 представлен обзор типов тканей растений, изучаемых в этой главе.

                    Рис. 4.2. На приведенной выше диаграмме показано, как несколько клеток, адаптированных к одной и той же функции, работают вместе, образуя ткани.

                    Важно, чтобы для каждого типа ткани вы понимали:

                    • где находится
                    • , каковы его основные конструктивные особенности и как они соотносятся с функцией
                    • как каждый тип ткани выглядит под микроскопом
                    • как нарисовать биологические диаграммы каждой структуры

                    Меристематическая ткань (ESG66)

                    Меристематическая ткань - это недифференцированная ткань . Меристематическая ткань содержит активно делящиеся клетки, в результате которых образуются другие типы тканей (например,грамм. сосудистые, кожные или наземные ткани). Апикальная меристематическая ткань обнаруживается в почках и верхушках растений. Обычно это заставляет растения расти выше или длиннее. Боковые ткани меристемы увеличивают толщину растения. Боковые меристемы встречаются у древесных деревьев и растений. Примеры латеральной меристематической ткани включают сосудистый камбий, образующий кольца, которые вы видите на деревьях, и пробковый камбий, или «кору», находящуюся на внешней стороне деревьев.

                    Диаграмма Микрофотография

                    Рисунок 4.3: Меристематические клетки в растущем кончике корня лука, продольный разрез.

                    Рисунок 4.4: Микрофотография меристематической ткани

                    В следующей таблице показано, как структура меристематической ткани соответствует ее функциям.

                    Структурная адаптация Функция
                    Ячейки имеют мелкую, сферическую или многоугольную форму. Это позволяет плотно упаковывать большое количество ячеек.
                    Вакуоли очень маленькие или полностью отсутствуют. Вакуоли придают клеткам жесткость, препятствуя их быстрому делению.
                    Большое количество цитоплазмы и большое ядро. Отсутствие органелл - признак недифференцированной клетки. Большое количество ядерного материала содержит ДНК, необходимую для деления и дифференциации.

                    Таблица 4.1: Структурная адаптация и функция меристематической ткани

                    Меристематическая ткань находится в кончиках корней, так как именно здесь растут корни и образуются делящиеся клетки.На рис. 4.5 представлена ​​микрофотография кончика корня.

                    Рис. 4.5: Изображение показывает меристематическую ткань кончика корня, наблюдаемую под электронным микроскопом.

                    Постоянные ткани (ESG67)

                    Меристематические ткани дают начало клеткам, которые выполняют определенную функцию. Как только клетки развиваются, чтобы выполнять эту конкретную функцию, они теряют способность делиться. Процесс развития определенной структуры, подходящей для определенной функции, известен как клеточная дифференциация .Мы рассмотрим два типа постоянной ткани:

                    1. Простые постоянные ткани

                      • эпидермис
                      • паренхима
                      • колленхима
                      • склеренхима
                    2. Сложные постоянные ткани

                      • сосуды ксилемы (состоящие из трахеид и сосудов)
                      • сосуды флоэмы (состоящие из ситовидных трубок и клеток-компаньонов)

                    Ткань эпидермиса (ESG68)

                    Эпидермис - это одинарный слой клеток, покрывающий листья, цветы, корни и стебли растений.Это самый внешний клеточный слой тела растения, который играет в растении защитную роль. Функции основных структурных особенностей перечислены в таблице: эпидермальные ткани.

                    Структура Функция
                    Слой ячеек, покрывающий поверхность всего растения. Действует как барьер для грибков и других микроорганизмов и патогенов.
                    Слой тонкий и прозрачный. Позвольте свету проходить, тем самым обеспечивая фотосинтез в тканях ниже.
                    Эпидермальные ткани имеют обильные трихомов , которые представляют собой крошечные волоски, выступающие с поверхности эпидермиса. На некоторых листьях растений много трихом. Трихомы листьев задерживают воду в области над устьицами и предотвращают ее потерю.
                    Корневые волосы - это удлиненные клетки эпидермиса в корне. Корневые волоски увеличивают площадь поверхности, на которой может происходить поглощение воды из почвы.
                    Эпидермальные ткани листьев покрыты восковидной кутикулой . Восковый внешний слой эпидермиса предотвращает потерю воды листьями.
                    Эпидермальные ткани содержат замыкающих клеток, содержащих хлоропласты. Защитные клетки контролируют открытие и закрытие пор, известных как устьица , , таким образом контролируя потерю воды в растениях.
                    Некоторые клетки эпидермиса растений могут выделять ядовитые или неприятные на вкус вещества. Горький вкус веществ отпугивает животных от прогулок и выпаса.

                    Рис. 4.6: Изображение верхней поверхности листа Nicotiana alata (растение табак) с помощью сканирующего электронного микроскопа, на котором видны трихомы (также известные как «волоски») и несколько устьиц.

                    Химические вещества, содержащиеся в трихомах, затрудняют переваривание растений голодными животными, а также могут замедлить рост грибка на растении. Таким образом, они действуют как форма защиты растения от хищников.

                    Защитные клетки и устьица (ESG69)

                    Стома - это пора в эпидермисе листа и стебля, которая обеспечивает газообмен.Стома с обеих сторон граничит с парой специализированных клеток, известных как замыкающие клетки . Защитные клетки представляют собой специализированные эпидермальные клетки в форме бобов, которые находятся в основном на нижней поверхности листьев и отвечают за регулирование размера отверстия стомы. Вместе стома и замыкающие клетки называются устьицами .

                    Устьица в эпидермисе позволяют кислороду, углекислому газу и водяному пару проникать в лист и выходить из него. Замыкающие клетки также содержат хлоропласты для фотосинтеза.Открытие и закрытие замыкающих ячеек определяется тургорным давлением двух замыкающих ячеек. Тургорное давление контролируется перемещением большого количества ионов и сахара в замыкающие клетки. Когда замыкающие клетки поглощают эти растворенные вещества, водный потенциал уменьшается, в результате чего вода поступает в замыкающие клетки посредством осмоса. Это приводит к увеличению набухания замыкающих клеток и открытию устьичных пор.

                    Структура

                    Рисунок 4.7: Устьица на листе томата под растровым электронным микроскопом.

                    Рис. 4.8. Выше приведено микроскопическое изображение стомы Arabidopsis thaliana (широко известной как «Thale cress» или «ухо мыши»), на котором показаны две замыкающие клетки, проявляющие зеленую флуоресценцию, а хлоропласты окрашены в красный цвет.

                    Практическое исследование эпидермиса листа

                    Цель

                    Для наблюдения за клетками эпидермиса и устьицами.

                    Материалы

                    • листа Agapanthus , Wandering Jew (Tradescantia ) или подобных растений с легко срывающимся эпидермисом

                    • микроскопы

                    • предметные стекла и покровные стекла

                    • иглы рассечение

                    • ножницы

                    Инструкции

                    1. Разорвите кусок листа в продольном направлении и проверьте, нет ли «более тонких кусочков» по ​​краям, которые будут эпидермальной тканью (убедитесь, что у вас есть нижних эпидермиса, потому что именно там находятся замыкающие клетки).
                    2. Ножницами отрежьте небольшой участок эпидермиса и поместите его в воде на предметное стекло микроскопа. Накройте покровным стеклом.
                    3. Сфокусируйте слайд на малом увеличении и найдите участок образца, на котором нет пузырьков воздуха над устьицами.
                    4. Увеличьте выбранную часть образца и сделайте акцент на высокой мощности.
                    5. При необходимости отрегулируйте освещение и нарисуйте одну стому и ее замыкающие клетки. Промаркируйте все детали.

                    Вопросы

                    1. Опишите форму замыкающих клеток и нормальных клеток эпидермиса.
                    2. Какие клетки эпидермиса имеют хлоропласты?
                    3. Опишите толщину стенок вокруг ограничительных ячеек и учесть все видимые различия.

                    Деятельность: Практическое исследование эпидермиса листа

                    Учащиеся используют микроскоп и навыки подготовки слайдов.

                    УЧИТЕЛЯМ

                    • Традесканция , обычное растение SA с пурпурными листьями, особенно хорошо подходит для этой практики, так как эпидермис легко отрывается.

                    • Следует поощрять учащихся к тому, чтобы они быстро рвали листья, чтобы получить эпидермальную ткань.
                    • Они должны обыскать весь образец на малом увеличении, чтобы получить лучшую часть для увеличения. Нет смысла просто увеличивать первую часть листа, на которой они фокусируются - будет много устьиц с пузырьками воздуха с толстыми черными очертаниями над ними. Учащиеся должны тщательно искать и увеличивать лучшую стому, которую они могут найти.
                    • Учащиеся должны рисовать замыкающие клетки такими, какими они их видят, даже если они лежат под углом.

                    Традесканция , обычное растение SA с пурпурными листьями.

                    Вопросы

                    1. Опишите форму замыкающих клеток и нормальных клеток эпидермиса.
                    2. Какие клетки эпидермиса имеют хлоропласты?
                    3. Опишите толщину стенок вокруг ограничительных ячеек и учесть все видимые различия.

                    Ответы

                    1. Защитные клетки имеют форму бобов, а нормальные эпидермальные клетки имеют неправильную, квадратную или удлиненную форму (в зависимости от используемого листа.
                    2. Только охранные клетки.
                    3. Сторожевые ячейки имеют толстые внутренние стенки и более тонкие внешние стенки, так как это помогает им открывать поры для газообмена.

                    Теперь мы рассмотрим клетки паренхимы, колленхимы и склеренхимы. Вместе эти типы тканей называются наземными тканями. Наземные ткани расположены в области между эпидермальной и сосудистой тканями.

                    Ткань паренхимы (ESG6B)

                    Ткань паренхимы образует большинство стеблей и корней, а также мягких фруктов, таких как помидоры и виноград.Это наиболее распространенный вид измельченной ткани. Ткань паренхимы отвечает за хранение питательных веществ.

                    Рисунок 4.10: Ткань паренхимы, обнаруженная в клетках, ответственных за хранение.
                    Паренхима
                    Структура Функция
                    Тонкостенные клетки. Тонкие стенки обеспечивают плотную упаковку и быструю диффузию между клетками.
                    Между клетками имеются межклеточные промежутки. Межклеточные пространства позволяют происходить диффузии газов.
                    Клетки паренхимы имеют большие центральные вакуоли. Это позволяет клеткам накапливать и регулировать ионы, продукты жизнедеятельности и воду. Также функция оказания поддержки.
                    Специализированные клетки паренхимы, известные как хлоренхима , обнаруженные в листьях растений, содержат хлоропласты. Это позволяет им выполнять фотосинтетическую функцию и отвечать за хранение крахмала.
                    Некоторые клетки паренхимы сохраняют способность делиться. Позволяет заменять поврежденные ячейки.

                    Таблица 4.2: Структура и функция паренхимы

                    Наблюдение за клетками паренхимы.

                    Цель

                    Для наблюдения за строением свежих клеток паренхимы.

                    Материалы

                    • банан

                    • чашки Петри или часы

                    • иглы для рассечения

                    • Раствор йода

                    • микроскопы, предметные стекла и покровные стекла

                    Инструкции

                    1. Используйте препаровальную иглу, чтобы приподнять небольшой кусочек мягкой банановой ткани.
                    2. Поместите образец в чашку Петри или часовое стекло и слегка разотрите его рассекающей иглой (и карандашом, если хотите).
                    3. Поместите небольшой образец ткани на предметное стекло микроскопа, на которое вы уже нанесли каплю раствора йода. Наденьте покровное стекло.
                    4. Наблюдайте за ячейками при малом увеличении и найдите участок, где ячейки лежат отдельно, а не друг над другом.
                    5. Увеличьте этот раздел и внимательно посмотрите, сможете ли вы найти ядра в некоторых клетках (они будут больше, чем фиолетовые пластиды, и будут прозрачными).
                    6. Нарисуйте 2 или 3 ячейки и подпишите их.

                    Вопросы

                    1. Опишите форму ячеек и толщину их стенок.
                    2. Как называются пластиды, которые кажутся фиолетовыми, и каковы их функции?

                    Деятельность: Практическое исследование структуры свежих клеток паренхимы

                    Учащиеся используют микроскоп и навыки подготовки слайдов.

                    УЧИТЕЛЯМ

                    1. Камеры будут большими с очень тонкими стенками.Многие клетки имеют лейкопласты, хранящие крахмал.

                    2. Поощряйте учащихся использовать диафрагму микроскопа, чтобы их клетки не подвергались чрезмерному воздействию света - это может затруднить их просмотр.

                    Вопросы

                    1. Опишите форму ячеек и толщину их стенок.
                    2. Как называются пластиды, которые кажутся фиолетовыми, и каковы их функции?

                    Ответы

                    1. Клетки округлой или овальной формы с очень тонкими стенками.

                    2. Пластиды являются лейкопластами и хранят крахмал.

                    Ткань колленхимы (ESG6C)

                    Колленхима - это простая, прочная ткань, обычно встречающаяся в побегах и листьях растений. Клетки колленхимы тонкостенные, но углы клеточной стенки утолщены целлюлозой. Эта ткань придает силу, особенно при отрастании побегов и листьев за счет утолщенных углов. Клетки плотно упакованы и имеют меньше межклеточных пространств.

                    Колленхима
                    Диаграмма Микрофотография

                    Рисунок 4.11: Клетки колленхимы имеют тонкие стенки с утолщенными углами.

                    Рис. 4.12: Изображение клеток колленхимы, полученное с помощью светового микроскопа.

                    Колленхима
                    Структура Функция
                    Клетки имеют сферическую, овальную или многоугольную форму без межклеточных пространств. Это позволяет плотное уплотнение для обеспечения структурной поддержки.
                    Углы клеточной стенки утолщены, с отложениями целлюлозы и пектина. Обеспечивает механическую прочность.
                    Ячейки с большинства сторон тонкостенные. Обеспечивает гибкость, позволяя растениям гнуться на ветру.

                    Ткани колленхимы образуют прочные нити, наблюдаемые на стеблях сельдерея.

                    На рост ткани колленхимы влияет механическое воздействие на растение.Например, если растение постоянно сотрясается ветром, стенки колленхимы могут быть на \ (\ text {40} \) - \ (\ text {100} \% \) толще, чем непоколебимые.

                    Ткань склеренхимы (ESG6D)

                    Склеренхима - это простая перманентная ткань. Это поддерживающая ткань растений, которая делает растения твердыми и жесткими. Существует два типа клеток склеренхимы: волокон и склереид .

                    Волокна склеренхимы длинные и узкие, с толстыми одревесневшими клеточными стенками.Они придают растению механическую прочность и пропускают воду.

                    Склереиды - это специализированные клетки склеренхимы с утолщенными, сильно одревесневшими стенками с углублениями, проходящими через стенки. Они поддерживают мягкие ткани груш и гуавы и содержатся в скорлупе некоторых орехов.

                    Склеренхима
                    Диаграмма Микрофотография

                    Рисунок 4.13: Ткань склеренхимы поддерживает растения.

                    Рисунок 4.14: Поперечное сечение волокон склеренхимы.

                    Рисунок 4.15: Склерид.

                    Склеренхима
                    Структура Функция
                    Клетки мертвы и имеют одревесневшие вторичные клеточные стенки. Обеспечивает механическую прочность и структурную поддержку. Лигнин обладает прочностью, напоминающей проволоку, и не допускает слишком легкого разрыва.
                    Склереиды имеют прочные стенки, которые заполняют почти весь объем клетки. Обеспечивают твердость фруктов, как груши. Эти структуры используются для защиты других клеток.

                    Ткани склеренхимы являются важными компонентами таких тканей, как лен, джут и конопля. Волокна являются важными компонентами канатов и матрасов из-за их способности выдерживать высокие нагрузки. Волокна, содержащиеся в джуте, полезны при обработке тканей, поскольку их основным компонентом клеточной стенки является целлюлоза.Другими важными источниками волокон являются травы, сизаль и агава. Склероидные ткани - важные компоненты таких фруктов, как вишня, сливы или груши.

                    Полезный способ запомнить разницу между колленхимой и склеренхимой - это вспомнить 3 Cs, относящиеся к колленхиме: утолщенные на c градусов, содержат c эллюлозы и названы c олленхимой.

                    Наблюдение за склеренхимой у груш

                    Цель

                    Для наблюдения за каменными клетками склеренхимы (склероидами) у груш.

                    Материалы

                    • мягкая спелая груша

                    • микроскопы, предметные стекла и покровные стекла

                    • Раствор йода

                    • иглы или щипцы для рассечения

                    Инструкции

                    1. С помощью пинцета или иглы поднимите небольшой кусочек мягкой ткани груши на предметное стекло микроскопа.
                    2. Добавьте каплю раствора йода.
                    3. Слегка разомните ткань, чтобы разделить клетки.
                    4. Накройте покровным стеклом и наблюдайте на малой мощности. Вам следует сосредоточить внимание на группах темных «камней», которые появляются среди округлых клеток паренхимы груши. Попробуйте найти одну или две каменные клетки или склереиды, которые отделены от остальных.
                    5. Увеличьте хороший образец (или сфокусируйтесь на краю группы, где одна клетка выступает) и отрегулируйте освещение.
                    6. Посмотрите внимательно, фокусируясь вверх и вниз, чтобы увидеть длинные узкие ЯМКИ, проходящие через чрезвычайно толстые стенки этих ячеек.
                    7. Эти «каменные клетки» называются склероидами. Они представляют собой модифицированную форму склеренхимы, которая содержится в грушах, гуаве и скорлупе орехов для дополнительной поддержки.
                    8. Также обратите внимание на большие круглые клетки вокруг склероид.

                    Вопросы

                    1. Вы видите цитоплазму внутри каменных клеток? Это живые или мертвые клетки?
                    2. К какому типу ткани принадлежат большие круглые клетки вокруг склероид?

                    Действие: Наблюдение за каменными клетками склеренхимы (склероидами) у груш.

                    Учащиеся используют микроскоп и навыки подготовки слайдов.

                    УЧИТЕЛЯМ

                    1. Учащимся для этого практического занятия понадобится очень небольшое количество ткани груши - чем спелее груша, тем лучше. Этот метод лучше всего подходит для перезрелых и очень мягких груш.
                    2. Еще раз предложите учащимся отсканировать весь слайд в поисках лучших частей перед увеличением. Им нужно найти очень небольшую группу склероид (они будут выглядеть как «маленькие группы черных камней» среди больших тонкостенных клеток паренхимы груши).
                    3. Учащиеся должны ожидать, что их будет очень сложно сфокусировать - склереиды лежат в кучу на немного разных уровнях, поэтому невозможно будет сфокусироваться на всех из них одновременно.
                    4. Ячейки и ямки лучше всего видны, если слегка ФОКУСИРУЕТСЯ вверх и вниз при большом увеличении с помощью точной настройки фокуса - предупредите их, чтобы они не касались грубой настройки фокуса!

                    5. Необходимо отрегулировать диафрагму, чтобы предотвратить чрезмерное освещение материала.

                    Вопросы

                    1. Вы видите цитоплазму внутри каменных клеток? Это живые или мертвые клетки?
                    2. К какому типу ткани принадлежат большие круглые клетки вокруг склероид?

                    Ответы

                    1. Нет, это мертвые клетки.
                    2. Паренхима.

                    Для исследования волокон склеренхимы

                    Цель

                    Увидеть волокна склеренхимы в папиросной бумаге.

                    Материалы

                    Инструкции

                    1. Оторвите крошечный кусок туалетной бумаги от образца и поместите его в воду или раствор йода.
                    2. Поместите на покровное стекло и исследуйте под микроскопом на малом увеличении.
                    3. Сосредоточьтесь на оторванном крае бумаги и обратите внимание на длинные волокна склеренхимы.
                    4. Обратите внимание на высокую мощность.

                    Вопросы

                    1. Опишите форму этих ячеек.
                    2. Это живые или мертвые клетки?
                    3. Предложите их функции.

                    Для исследования волокон склеренхимы

                    УЧИТЕЛЯМ

                    1. Важно, чтобы учащиеся сосредотачивались на разорванном краю бумаги, а не на центре.

                    Вопросы

                    1. Опишите форму этих ячеек.
                    2. Это живые или мертвые клетки?
                    3. Предложите их функции.

                    Ответы

                    1. Ячейки очень длинные и заостренные.
                    2. Мертвые клетки.
                    3. Они обеспечивают силу и поддержку, а также помогают транспортировать воду.

                    Теперь мы исследуем сложные постоянные ткани. Помните, что разница между простыми и сложными постоянными тканями состоит в том, что простые постоянные ткани состоят из клеток одного и того же типа, тогда как сложные постоянные ткани состоят из более чем одного типа клеток, которые объединяются для выполнения определенной функции.Далее мы исследуем сосудов, тканей, ткани ксилемы и флоэмы.

                    Ксилемная ткань (ESG6F)

                    Xylem выполняет двойную функцию: поддержание растений и транспортировка воды и растворенных минеральных солей от корней к стеблям и листьям. Он состоит из сосудов, трахеид, волокон и клеток паренхимы. Сосуды и трахеиды в зрелом возрасте неживые и полые, чтобы обеспечивать перенос воды. И сосуды, и трахеиды содержат лигнин во вторичных стенках, что обеспечивает дополнительную прочность и поддержку.

                    Сосуды ксилемы состоят из длинной цепочки прямых, удлиненных, твердых мертвых клеток, известных как элементы сосудов. Элементы сосуда длинные и полые (без протоплазмы), и они образуют длинную трубку, потому что клетки расположены встык, и точка контакта между двумя клетками растворяется. Роль сосудов ксилемы - переносить воду от корней к листьям. Сосуды ксилемы часто имеют утолщение на вторичных стенках. Утолщение вторичной стенки может иметь форму спиралей, колец или ямок.

                    Трахеиды имеют толстые вторичные клеточные стенки и сужаются на концах. Толстые стенки трахеид обеспечивают опору, а трахеиды не имеют концевых отверстий, как сосуды. Концы трахеид перекрываются друг с другом, присутствуют пары ямок, которые позволяют воде проходить горизонтально от ячейки к ячейке.

                    Диаграмма Микрофотография

                    Рисунок 4.16: Продольный разрез ксилемного сосуда, показывающий полый просвет для транспортировки воды и питательных веществ.

                    Рисунок 4.17: Волокна сосуда ксилемы с кольцами утолщения лигнина.

                    Помимо транспортировки воды и минеральных солей от корней к листьям, ксилема также поддерживает растения и деревья благодаря своим прочным одревесневшим элементам сосудов.

                    lignified стенки
                    Структура Функция
                    Длинные клетки Формируют эффективные проводящие трубки для воды и минералов
                    Мертвые клетки: нет цитоплазмы Нет препятствий для транспорта воды
                    Поддерживают растение и достаточно сильны, чтобы противостоять всасывающей силе транспирации, поэтому они не разрушаются
                    Ямки в стенках клеток Обеспечивают боковой перенос воды к соседним клеткам
                    Трахеиды имеют суженные концы Повышенная гибкость ствола при ветре
                    Элементы сосудов имеют открытые концы Вода транспортируется непосредственно к следующей ячейке
                    Нет межклеточных пространств Добавлена ​​поддержка ствола
                    Живые клетки паренхимы в между ксилемой Формируют сосудистые лучи для воды r транспорт к коре стебля
                    Образцы утолщения вторичных стенок Повышение гибкости стебля на ветру и возможность растяжения стебля по мере его удлинения

                    Наблюдение за узорчатыми вторичными стенками в ксилеме свежего растения ткань

                    Цель

                    Для наблюдения за узорчатыми вторичными стенками ксилемы свежей растительной ткани.

                    Материалы

                    • стебли сельдерея, стебли ревеня или тыквы (мацерированные - измельчить и кипятить в воде в течение 3 минут, затем добавить такое же количество глицерина. Охладить перед использованием. Можно хранить несколько месяцев в холодильнике).

                    • микроскопы и предметные стекла

                    • иглы рассечение

                    • чашки Петри или часы

                    • раствор эозина

                    Инструкции

                    1. Возьмите небольшой кусочек сельдерея / любой другой ткани, выбранной из чашки, и перенесите его в стакан для часов или чашку Петри.
                    2. Используйте препаровальную иглу и карандаш, чтобы разделить ткани (отделите нитевидные более толстые клетки друг от друга). Постарайтесь отодвинуть длинные ячейки друг от друга, иначе пучки будут слишком толстыми, чтобы вы могли видеть отдельные ячейки. Не обращайте внимания на тонкостенные клетки паренхимы вокруг них.
                    3. Перенесите ткань растения на предметное стекло микроскопа и добавьте раствор эозина. При необходимости отделите еще немного.
                    4. Осмотреть при малом увеличении, уделяя особое внимание пучкам сосудов ксилемы.Ищите длинные пучки довольно широких ячеек с утолщением в виде колец или спиралей. Не путайте сосуды ксилемы с более распространенными и более узкими волокнами склеренхимы - волокна имеют одинаковую толщину стенок, не имеют спиралей или колец и заострены на конце. При необходимости сделайте второй слайд, если вы не нашли ксилему.
                    5. Переместите хорошую часть в центр и увеличьте. Изучите вторичные стенки этих ячеек.

                    Вопросы

                    1. Опишите форму ксилемных сосудов.
                    2. Какие рисунки второстепенных стен вы видите?
                    3. Предложите функцию таких второстепенных стен.

                    Действие: Наблюдать за узорчатыми вторичными стенками ксилемы свежей растительной ткани.

                    Учащиеся используют микроскоп и навыки подготовки слайдов.

                    УЧИТЕЛЯМ

                    1. Учащиеся должны убедиться, что они переносят часть подготовленной «волокнистой ткани», а не только мягкую ткань (которая является паренхимой).
                    2. Им нужно будет потратить немного времени на рассечение клеток рассекающими иглами; в противном случае клетки будут сильно сгруппированы и их будет трудно увидеть должным образом. Им необходимо отделить «тягучие» кусочки от нормальной мягкой ткани и установить на предметное стекло микроскопа только скупой материал.
                    3. Эти клетки могут быть успешно помещены в раствор йода, если эозин недоступен.
                    4. Напомните учащимся о необходимости отрегулировать диафрагму и обращать особое внимание на спирали / кольца в очень длинных трубчатых ячейках.Вместе с ксилемой будет много длинных заостренных клеток склеренхимы.
                    5. Очень неприятно, если таких ячеек не удается найти - возможно, придется сделать второй слайд и повторить попытку.

                    Вопросы

                    1. Опишите форму сосудов ксилемы.
                    2. Какие рисунки второстепенных стен вы видите?
                    3. Предложите функцию таких второстепенных стен.

                    Ответы

                    1. Длинные трубчатые ячейки с открытыми концами.
                    2. Надеюсь, спирали и кольца, возможно, сетчатый / сетчатый сосуд.
                    3. Чтобы обеспечить гибкость, поддержку и позволить стеблю растягиваться по мере роста. Они также противостоят всасыванию транспирационной тяги и предотвращают разрушение сосудов во время транспортировки по воде.

                    Ткань флоэмы (ESG6G)

                    Ткань флоэмы - это живая ткань, отвечающая за транспортировку органических питательных веществ, образующихся во время фотосинтеза (в основном в виде углеводов , сахарозы ), ко всем частям растения, где они необходимы.Ткань флоэмы состоит из следующих основных типов клеток:

                    Вы помните, что сахароза состоит из моносахаридов глюкозы и фруктозы? Растения переносят сахарозу, а не глюкозу, потому что она менее реактивна и меньше влияет на водный потенциал.

                    • ситовые элементы : это проводящие клетки, транспортирующие сахарозу.
                    • клетки паренхимы : хранящие пищу для транспортировки во флоэме.
                    • клетки-компаньоны : связаны с клетками паренхимы и контролируют активность элементов ситовой трубки, поскольку последние не имеют ядер.Клетки-компаньоны отвечают за снабжение энергией ситовых элементов, что позволяет транспортировать сахарозу. Клетки-компаньоны играют важную роль в загрузке ситовых пробирок сахарозой, образующейся во время фотосинтеза. Клетки-компаньоны и элементы ситовидных трубок связаны через соединительные нити цитоплазмы, называемые плазмодесмами.
                    • волокна : неспециализированные клетки и поддерживающие клетки.
                    Диаграмма Микрофотография

                    Рисунок 4.18: Продольный разрез: ткань флоэмы переносит питательные вещества по всему растению.

                    Рис. 4.19: Поперечное сечение: стрелка указывает расположение флоэмы в сосудистом пучке.

                    В таблице ниже ключевые структурные особенности флоэмы связаны с их функцией.

                    Структура Функция

                    Клетки-компаньоны

                    Содержат большое количество рибосом и митохондрий. Из-за отсутствия органелл или ядер в ситовых пробирках, клетки-компаньоны выполняют клеточные функции ситовой пробирки.
                    Имеет множество плазмодесм (межклеточных связей) в стенке, прикрепленной к ситовой трубке. Позволяет переносить сахарозный сок на большую площадь.
                    Ситовые трубки
                    Ситовые элементы представляют собой длинные проводящие ячейки со стенками ячеек из целлюлозы. Формируйте трубы с хорошей проводимостью на больших расстояниях.Позволяет переносить на большую площадь.
                    Это живые клетки без ядра или органелл, таких как вакуоли или рибосомы. Обеспечивает больше места для транспортировки сока. Вот почему ситовые элементы нуждаются в клетках-компаньонах для выполнения всех клеточных функций.

                    Рис. 4.20: Ксилема и флоэма являются основными транспортными сосудами у растений. На рисунке выше показано, как сосудистые ткани расположены в сосудистом пучке.

                    Фотосинтез

                    Фотосинтез

                    Лаборатория фотосинтеза

                    Фотосинтез - одна из важнейших анаболических химических реакций, позволяющих жизни существовать на Земле.С помощью воды, солнечной энергии и углекислого газа из воздуха фотосинтезирующие организмы могут создавать простые сахара. Организмы, которые могут производить себе пищу, называются автотрофами и составляют основу пищевой цепи. Основная реакция:

                    6 CO 2 + 12 H 2 O + e -> 2 C 6 H 12 O 6 + 6 O 2

                    углекислый газ + вода + световая энергия -> глюкоза + кислород

                    Молекулы кислорода окрашены, чтобы показать их судьбу.Кислород из CO 2 попадает в глюкозу. Кислород из воды становится свободным O 2

                    Фотосинтез проходит в два этапа. 1 этап требует света. Этап 2 может работать как при свете, так и в темноте. Энергия, накопленная на Этапе 1, используется для приведения в действие Этапа 2.

                    1. Световая реакция используется для преобразования солнечного света в химическую энергию, хранящуюся в АТФ и другой молекуле-накопителе энергии, называемой НАДФ.
                    2. Светонезависимая реакция или цикл Кальвина берет диоксид углерода и фиксирует его в трехуглеродных молекулах, которые в конечном итоге синтезируются в глюкозу.

                    Эксперимент : Мы проведем простой эксперимент с листьями шпината, чтобы продемонстрировать, что в присутствии света и углекислого газа ткани листьев производят пузырьки газа. Хотя мы не можем доказать в этом эксперименте, что пузырьки являются кислородом без газового зонда, мы можем продемонстрировать с помощью контроля, что пузырьки образуются только тогда, когда листья погружены в раствор бикарбоната натрия (который выделяет CO 2 ). а не когда они погружены в чистую воду.Мы также можем продемонстрировать, что пузыри образуются только в присутствии сильного света, переместив эксперимент в темноту и проведя дальнейшие наблюдения. Наконец, мы могли экспериментально изменять интенсивность света, чтобы продемонстрировать влияние интенсивности света на процесс.

                    Когда мы растворяем пищевую соду (NaHCO 3 ) в воде, образуется угольная кислота (H 2 CO 3 ) и гидроксид натрия (NaOH). Углекислота затем распадается на воду и углекислый газ, поэтому растворение пищевой соды в воде вызывает ее шипение.

                    NaHCO 3 + H 2 O -> H 2 CO 3 + NaOH

                    H 2 CO 3 -> H 2 O + CO 2 (газ)

                    Материалы :

                    • Свежие листья шпината
                    • Металлический дырокол для бумаги
                    • Пластиковый шприц объемом 10 мл или больше (без иглы) - приобретите его в местной аптеке
                    • Раствор пищевой соды (растворите немного порошка пищевой соды в воде)
                    • Жидкий мыльный раствор для посуды (растворить 5 мл в 250 мл воды)
                    • 3 прозрачных пластиковых стакана или мензурки (от 250 мл до 500 мл)
                      • Чашка 1: раствор моющего средства
                      • Стакан 2: раствор пищевой соды (лечение)
                      • Стакан 3: Вода (контроль)
                    • Источник света (флуоресцентный - это хорошо, потому что он излучает свет без особого нагрева)

                    Методы :

                    1. Используйте металлический дырокол, чтобы вырезать 20 круглых дисков из свежих листьев шпината, 10 для контрольных и 10 для обработки.
                    2. Разделите две части шприца, бросьте внутрь 10 дисков шпината и соберите шприц.
                    3. Толкните поршень почти до дна, но не раздавливайте диски.
                    4. Контроль или лечение
                    • Для обработки наберите небольшое количество ~ 1 мл раствора детергента, а затем наберите раствор пищевой соды до ~ 3-5 мл
                    • Для контрольной модели наберите небольшое количество ~ 1 мл раствора моющего средства, а затем наберите воды до ~ 3-5 мл
                  1. Направьте шприц вверх, постукивая по сторонам, чтобы поднялись пузырьки воздуха, и осторожно сжимайте шприц, пока не начнет выходить жидкость.
                  2. Поместите палец на конец шприца и слегка отведите поршень назад, создав частичный вакуум.
                  3. Повторяйте, пока листовые диски не будут подвешены в растворе. Это действие заставляет жидкость проникать внутрь листа.
                  4. Посмотрите это видео процесса, чтобы убедиться, что вы все делаете правильно.
                  5. Вылейте содержимое контрольного и лечебного шприцев в две прозрачные пластиковые чашки с этикетками.
                  6. Взболтайте жидкость, чтобы диски не прилипали друг к другу или к стенкам чашек, а затем дайте им отстояться.
                  7. Включите яркий свет и ежеминутно следите за дисками. Подсчитайте, сколько дисков плавает в течение каждых следующих 15 минут.
                  8. После того, как все (или большая часть) дисков всплывут, поместите чашки в темноту (обувную коробку или шкаф) и наблюдайте в течение следующих 15 минут.
                  9. Запишите, сколько дисков остается в плавающем состоянии каждую минуту до тех пор, пока все (или большинство) из них не утонут.
                  10. Посмотрите эту демонстрацию, чтобы узнать, как заставить опускаться листовые диски.

                    Результаты :

                    На свету вы должны ожидать, что диски в контрольном растворе (вода) останутся на дне, но диски в обрабатывающем растворе (пищевая сода) должны начать подниматься, поскольку они используют CO 2 для фотосинтеза. и производят пузырьки кислорода. Пузырьки должны заставить диски плавать. После того, как вы уберете свет и поместите чашки в темноту, лечебные диски должны перестать подвергаться фотосинтезу, а диски должны начать тонуть.

                    В целях сравнения каждая лабораторная группа, выполняющая эту процедуру, должна сообщать время, когда половина (5) дисков находится в плавающем состоянии. В приведенном ниже примере это время составляет около 11,5 минут. Вы можете использовать эту электронную таблицу Excel для записи своих данных, и она автоматически сгенерирует для вас график.

                    Некоторые или все погруженные диски должны начать плавать примерно через 15 минут

                    Вопросы :

                    1. Как всасывание помогает листовым дискам опускаться?
                    2. Как моющее средство помогает листовым дискам опускаться?
                    3. Почему листовые диски, погруженные в воду (контрольные), не плавают?
                    4. Для чего нужен раствор пищевой соды?
                    5. Для чего нужна световая реакция?
                    6. Почему листовые диски в растворе пищевой соды (обработка) начинают всплывать?
                    7. Почему листья снова начинают опускаться в темноте?
                    8. Почему листья в растворе пищевой соды не продолжают выделять кислород в темноте?
                    9. Почему мы используем отметку середины пути как точку сравнения, а не точку, в которой все диски плавают?
                    10. Если светонезависимая реакция может протекать без света, почему прекращается выработка кислорода (и, предположительно, выработка глюкозы)?

                    Ссылки :

                    http: // media.Collegeboard.com/digitalServices/pdf/ap/bio-manual/Bio_Lab5-Photosynthesis.pdf

                    http://www.biologyjunction.com/5b-photoinleafdiskslesson.pdf

                    http://www.berwicksclasses.org/AP%20Biology/Biology%20Assignments/AP%20BIOLOGY%20Lab%204.htm

                    http://www.kabt.org/2008/09/29/video-on-sinking-disks-for-the-floating-leaf-disk-lab/

                    Узнайте все о листьях - Урок и проекты по естествознанию

                    Урок естествознания

                    Для чего нужны листья?

                    Листья очень важны для деревьев - они служат пищей для всего дерева (или растения)!

                    Как они это делают? Листья используют особый процесс, называемый фотосинтез (скажем: foto-SIN-thuh-sis) для преобразования энергии солнечного света в сахар и крахмал, которые дерево использует в пищу.

                    В листьях содержится важное химическое вещество под названием хлорофилл (скажем: KLOR-uh-fil), которое делает их зелеными, а также позволяет им проводить фотосинтез.

                    (См. Статью по теме: Как растут цветы.)

                    Листья также помогают сохранять прохладу в жаркие дни, создавая тень. Листья заполняют промежутки между ветвями, образуя навес, похожий на зонтик, над деревом.

                    Листья также помогают сделать деревья хорошим домом для животных, таких как птицы, белки и насекомые, предоставляя им укрытие, место для укрытия и даже пищу!

                    Почему листья меняют цвет?

                    Различные химические вещества, содержащиеся в листьях, заставляют их менять цвет осенью.

                    Как мы уже узнали, хлорофилл - это химическое вещество, которое придает листьям зеленый цвет, пока они производят пищу посредством фотосинтеза в весенние и летние месяцы.

                    Когда на улице становится прохладнее и солнце не светит так долго каждый день, деревья знают, что пора начинать запасаться едой на зиму.

                    Для этого хлорофилл в листьях начинает разрушаться, и пища, которую они производят, сохраняется внутри дерева, а не в листьях.

                    Теперь, когда хлорофилл ушел, листья стали не зелеными, а всеми красивыми осенними цветами, такими как оранжевый, желтый, красный или даже фиолетовый!

                    (Посмотрите, как сохранить листья в этой статье.)

                    Эти цвета на самом деле оставались на листьях все лето, мы просто не могли их видеть, потому что их блокировал зеленый цвет хлорофилла.

                    (Для лучшего понимания см. Изображения из нашего эксперимента по хроматографии листьев.)

                    Хлорофилл и другие химические вещества, вызывающие окраску листьев, называются пигментами .Пигменты также используются для окрашивания ниток и волокон, из которых сделана одежда.

                    Другие пигменты листьев, помимо зеленого, происходят из химических веществ, называемых каротиноидов (скажем: kuh-ROT-in-oidz) и антоцианов (скажем: an-thuh-SYE-an-inz).

                    Каротиноиды делают листья желтыми, оранжевыми и коричневыми и всегда находятся в листьях, как и хлорофилл. Не все листья содержат антоцианы, которые вызывают появление красных и пурпурных цветов.

                    Антоцианин образуется, когда сахар попадает в лист после того, как хлорофилл ушел.Затем, когда лист подвергается воздействию солнечного света, антоциан делает листья красными и пурпурными! В листьях на картинке есть немного каждого из пигментов.

                    Почему с деревьев падают листья?

                    По мере того, как становится прохладнее, а дни становятся короче осенью, деревья начинают готовиться к зиме.

                    Деревья используют солнечный свет для создания специального слоя или уплотнения между каждым листом и ветвью, с которой они связаны. Затем листья легко падают на землю, оставляя ветви дерева защищенными от холода, который наступит зимой, а также помогает дереву накапливать пищу!

                    Поскольку в клетках листьев есть вода, они не могут пережить отрицательные температуры, потому что вода замерзнет, ​​и листья погибнут.

                    Когда листья опадают на землю, они в конечном итоге разрушаются и обеспечивают почву питательными веществами, помогая подготовиться к росту большего количества растений весной, а также создают слой, который помогает почве поглощать воду.

                    Другая причина того, что деревья теряют листья, заключается в том, что многие из них весной и летом рвутся или повреждаются погодными условиями (например, градом), насекомыми, поедающими листья, или болезнями, которые могут заразиться деревья.

                    Так как они теряют листья осенью, весной они смогут вырастить новые!

                    Лиственные деревья vs.Вечнозеленые деревья

                    Возможно, вы заметили, что некоторые деревья вообще не теряют листья осенью и что их «листья» выглядят довольно странно по сравнению с листьями, которые вы видите на большинстве деревьев.

                    Деревья, теряющие листья осенью или зимой, называются листопадными (скажем: de-SID-joo-us).

                    Деревья, которые не теряют свои листья, называются вечнозелеными , а их листья обычно называются иголками .

                    Как следует из названия, они остаются зелеными в течение всего года, потому что их иголки выдерживают низкие температуры и не опадают осенью!

                    Клетки внутри хвои отличаются от клеток внутри листьев лиственных деревьев - в них нет воды, которая замерзает, и они также имеют гладкое восковое покрытие снаружи, которое помогает им оставаться в тепле зимой.

                    слов науки

                    Фотосинтез - процесс, который происходит в листьях растений, где солнечный свет, вода и углекислый газ (из воздуха) превращаются в пищу и кислород.

                    Хлорофилл - химическое вещество, которое присутствует в листьях в течение года и помогает им производить пищу посредством фотосинтеза. Это также то, что делает листья зелеными.

                    Каротиноид - химическое вещество в листьях, которое делает их желто-оранжевыми.Как и хлорофилл, он находится в листьях круглый год, но не так силен, как хлорофилл.

                    Антоцианин - химическое вещество, которое образуется из сахара, который попадает в лист после того, как хлорофилл ушел. Антоциан есть только в некоторых листьях и только в тех частях, где много воды. Он делает листья красными и пурпурными, когда они подвергаются воздействию солнечного света.

                    Рабочий лист для печати

                    Используйте этот рабочий лист с научным заданием Take A Nature Walk , чтобы помочь своим детям попрактиковаться в ведении научного журнала.Они могут создать страницу для сколь угодно большого количества деревьев и хранить их в папке с тремя кольцами, чтобы создать папку с падающими деревьями.

                    В это время года листья начинают менять цвет с зеленого на другие красивые и падают на землю, где мы можем хрустеть под ногами, когда идем, или сгребать их в кучу, чтобы прыгнуть! Но почему листья важны для деревьев и почему они опадают?

                    Хотите узнать больше о науке об осени? Ознакомьтесь с нашим модульным исследованием, разработанным для учащихся K-2: «Изучите науку: сезоны», эксклюзивно на сайте Home Science Tools.

                    Научные проекты

                    Проект 1: Прогулка на природе

                    В хороший день прогуляйтесь на свежем воздухе, чтобы собрать листья и поближе познакомиться с изменениями, происходящими вокруг вас со сменой времен года.

                    Ваша прогулка на природе будет веселее, если вы приведете с собой кого-нибудь, кто поможет вам собирать и наблюдать. Убедитесь, что один из людей, которых вы берете с собой, является родителем или другим взрослым!

                    Вот некоторые вещи, которые вы можете взять с собой:

                    • Пластиковые пакеты, чтобы приносить домой листья и другие предметы
                    • Закуска и бутылка воды, если вы собираетесь на долгую прогулку
                    • Блокнот и карандаш, чтобы помочь вам запомнить то, что вы видите, но не можете забрать домой
                    • Камера, чтобы взять с собой картинки по пути
                    • Рюкзак или сумка для хранения всего

                    Что нужно собрать:

                    • Листья любого осеннего цвета, которые вы можете найти (ищите желтые, оранжевые, красные, коричневые, пурпурные и даже зеленые)

                    Когда вы вернетесь домой, прижмите листы между листами газет и некоторыми тяжелыми книгами на некоторое время дней, пока они не высохнут.Таким образом, они останутся плоскими и сохранят свои красивые цвета, вместо того, чтобы свернуться калачиком и выглядеть мертвыми.

                    • Некоторые листья или «иголки» с деревьев, которые не теряют листья осенью

                    Сравните их с собранными вами листьями с деревьев, которые действительно теряют листья. Насколько они разные? Чем они похожи?

                    • Листья растений, которые не являются деревьями

                    Сравните эти листья с иголками и листьями, которые вы собрали с деревьев.Вы нашли листья растений, которые меняли цвет? Некоторые растения, не являющиеся деревьями, имеют листья, которые меняют цвет и опадают, но большую часть времени все растение, находящееся над землей, отмирает и весной отрастает от корней. Некоторые растения весной вообще не отрастают - они живут только один вегетационный период.

                    На заметку:

                    • Большинство листьев на дереве одного цвета, или вы видите более одного цвета листьев на одном дереве?
                    • Видите ли вы больше деревьев, которые остаются зелеными и не теряют листья во время падения, или деревья, которые действительно теряют листья?
                    • Как выглядит трава в тех местах, где вы ходили? Он все еще зеленый? Некоторые из них становятся коричневыми?
                    • Вы замечаете распускание цветов?
                    • Вы замечаете, что с деревьев падают другие предметы, например, желуди или семенные коробочки?
                    • Если вы видите каких-либо животных, например, белок, что они делают?

                    Большинство животных, растений и деревьев готовятся к зиме в осенние месяцы.Белки собирают и хранят еду и находят дома, которые защитят их от холода. Растения теряют свои цветы и листья или начинают умирать, даже если их корни могут пережить зиму. За исключением очень теплых мест, деревья теряют листья, чтобы подготовиться к зиме.

                    Некоторые деревья также сбрасывают семена осенью. Семена зарывают в землю (иногда они просто покрываются падающими листьями), где они будут защищены до весны, когда из них начнут расти новые деревья.Трава также начинает становиться коричневой по мере того, как становится холоднее.

                    Проект 2: Какого цвета листья?

                    Что вам понадобится:
                    • Несколько зеленых листьев трех разных видов деревьев
                    • 3 маленьких стакана для питья
                    • Медицинский спирт
                    • Пластиковая пленка
                    • Кастрюля с горячей водой из-под крана
                    • Кофейные фильтры или фильтровальная бумага
                    • Ножницы
                    • Лента
                    • 3 карандаши
                    What You Do:

                    1.Листья порвать на мелкие кусочки. Поместите кусочки каждого дерева в разные стаканы (убедитесь, что в каждом стакане есть кусочки только одного вида деревьев!).

                    2. Попросите взрослого налить медицинский спирт в каждый стакан так, чтобы все кусочки листьев были покрыты.

                    3. Положите кусок полиэтиленовой пленки поверх каждого стакана, чтобы спирт не испарялся (не впитывался воздухом).

                    4. Пусть взрослый поставит стаканы в кастрюлю с горячей водой и оставит их примерно на 30 минут.Перед тем, как вынуть их, убедитесь, что спирт в каждом стакане стал зеленым. Если этого не произошло, снова наполните кастрюлю горячей водой и поставьте стаканы обратно, пока спирт не станет зеленым.

                    5. Пока вы ждете, вырежьте 3 полоски из середины кофейных фильтров. Сделайте каждую полоску шириной около 1 дюйма. Приклейте один конец каждой полоски к середине карандаша. Другой конец полосы надрежьте острием.

                    6. Когда спирт в каждом стакане станет зеленым, выньте стаканы из горячей воды.

                    7. Положите карандаш с приклеенной к нему бумажной лентой на каждый стакан так, чтобы бумажная полоска свисала вниз, а острие касалось спирта в стакане. Если бумага слишком длинная, оберните ее вокруг карандаша, чтобы укоротить.

                    8. Дайте очкам и бумагам постоять еще примерно 30 минут, а затем проверьте, не происходит ли что-нибудь. Вы должны увидеть, как зеленый цвет начинает впитываться в бумагу. Подождите еще дольше, чтобы увидеть, появятся ли другие цвета!

                    Что случилось:

                    Спирт и тепло горячей воды заставили цвет на листьях раствориться, так что вы могли увидеть его в спирте.Это похоже на то, что происходит, когда вы завариваете чай. Если вы поместите чайный пакетик (с заваркой) в чашку с горячей водой на несколько минут, вода станет окрашенной и ароматной от чайных листьев.

                    Когда вы опускаете бумажные полоски в спирт зеленого цвета, цвета начали впитываться бумагой, и вы должны были увидеть пару разных оттенков зеленого.

                    Если вы подождали достаточно долго, вы могли бы увидеть, как на бумаге появляются другие цвета листьев, например оранжевый или желтый.Если вы видели не только зеленый, но и другие цвета, это те цвета, в которые листья превратятся осенью!

                    Видели ли вы разницу в цвете листьев разных видов, которые вы тестировали?

                    Причина, по которой вы не могли увидеть все эти цвета на зеленых листьях или в спиртовом растворе, заключается в том, что химическое вещество, вызывающее зеленый цвет, намного сильнее, чем химическое вещество, вызывающее оранжевый и желтый.

                    Когда вы опускаете бумагу в спиртовой раствор, цвета могут разделиться, а оранжевый и желтый больше не покрываются зеленым.

                    То же самое происходит, когда листья начинают менять цвет - химическое вещество, которое делает их зелеными, начинает выходить из листьев, оставляя химические вещества, которые делают другие цвета позади, превращая листья во все красивые осенние цвета!


                    Исследуй науку: сезоны

                    Вы ищете больше уроков, рабочих листов и научных экспериментов о четырех временах года?

                    Ознакомьтесь с нашим модульным исследованием, разработанным для учащихся K-2.

                    Лаборатория 8: Дыхание клеток и фотосинтез

                    Часть 1: Фотосинтез и плавающие листовые диски

                    Введение:

                    Фотосинтез питает экосистемы и наполняет атмосферу Земли кислородом.Как и во всех ферментативных реакциях, скорость фотосинтеза можно измерить либо по исчезновению субстрата, либо по накоплению продуктов. Уравнение фотосинтеза:

                    6CO 2 + 6H 2 O ------ светлый --------> C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + H 2 O

                    В этом исследовании вы будете использовать систему, которая измеряет накопление кислорода в листе. Рассмотрим анатомию листа, как показано ниже.

                    Лист состоит из слоев клеток. Губчатый слой мезофилла обычно насыщен газами (кислородом и углекислым газом). Листья обычно плавают в воде из-за этих газов. Если вы вытянете газы из пустот, листья утонут, потому что станут плотнее воды. Если этот листовой диск поместить в раствор с альтернативным источником углекислого газа в виде ионов бикарбоната, то фотосинтез может произойти в затонувшем листовом диске. В процессе фотосинтеза кислород накапливается в воздушных пространствах губчатого мезофилла, и лист становится плавучим и плавает.Кислород и углекислый газ обмениваются через отверстия в листе, называемые стомой. В то время как это происходит, лист также осуществляет клеточное дыхание. Это дыхание будет поглощать накопленный кислород и, возможно, вызвать опускание дисков растений. Инструмент измерения, который можно использовать для наблюдения за этими противодействующими процессами, - это плавание (или опускание) дисков растений. Другими словами, плавучесть дисков листа на самом деле является косвенным измерением чистой скорости фотосинтеза, происходящего в ткани листа.

                    Материалы:

                    • Шприц
                    • Настольная лампа
                    • Пробойник
                    • Чашки Петри (по 4 на группу)
                    • Моющее средство и раствор пищевой соды
                    • Моющий раствор
                    • Свежие листья шпината
                    • Пинцет

                    Процедура:

                    1. Проверьте шприцы, закрыв наконечник и потянув за поршень. При отпускании плунжер должен вернуться в исходное положение, указывая на хороший вакуум.Удалите поршень из шприца.
                    2. Дыроколом выколотите 40 дисков из листьев. Диски должны быть как можно более однородными по размеру и массе. Избегайте более крупных жилок на листьях. Выдавив листовые диски, поместите их в шприц. Продолжайте, пока у вас не будет как минимум 40 дисков.
                    3. Постучите по стороне шприца так, чтобы диски оказались внизу, а затем снова вставьте поршень, соблюдая осторожность, чтобы не раздавить пластинчатые диски.
                    4. Вставьте кончик шприца в стакан и наберите в шприц небольшое количество раствора моющего средства.Постучите по шприцу, чтобы удалить приклеенные по бокам диски. Может быть пара дисков, которые вы просто не сможете выбить.
                    5. Удерживая шприц вертикально кончиком вверх, нажмите на поршень, чтобы удалить захваченный воздух.
                    6. Закройте кончик шприца пальцем и потяните за поршень, чтобы создать вакуум. Вакуум удаляет газ из тканей листа. Удерживайте поршень на месте в течение 10 секунд и отпустите. Когда вы отпускаете поршень, жидкость проникает в ткань.Повторите это 3 раза. По мере того, как жидкость проникает в ткани листа, плотность дисков увеличивается, и они начинают опускаться.
                    7. С помощью пинцета перенесите 10 дисков в каждую чашку Петри и добавьте раствор, достаточный для покрытия дисков; настроить в соответствии с таблицей ниже:
                    Блюдо A Блюдо B Блюдо C Блюдо D
                    Решение Пищевая сода Пищевая сода Пищевая сода Только моющее средство
                    Размещение Непосредственно под лампой Настольный Настольный, закрытый Непосредственно под лампой

                    8.Включите свет и начните записывать время. Поскольку кислород вырабатывается в процессе фотосинтеза, он выходит из раствора и проникает в ткань листа, заменяя часть

                    .

                    вода. Это уменьшает плотность дисков, и они начинают плавать.

                    9. Запишите количество плавающих дисков с 5-минутными интервалами, продолжая эксперимент, пока все диски не станут плавающими. Запишите свои данные в таблицу ниже.

                    Количество плавающих дисков
                    Время (мин.) Блюдо A Блюдо B Блюдо C Блюдо D
                    5
                    10
                    15
                    20
                    25
                    30

                    Анализ данных:

                    Для сравнения экспериментов необходима стандартная точка отсчета.Повторное тестирование этой процедуры показало, что точка, в которой 50% дисков являются плавающими (ET 50 ), является надежной и повторяемой точкой отсчета. В этом случае количество плавающих дисков учитывается в конце каждого временного интервала.

                    Изобразите свои данные для каждой экспериментальной группы. Определите ET 50 для своих данных. Ваш результат соответствовал вашим ожиданиям?

                    Вопросы:

                    1. Мутация способна уменьшить количество хлорофилла в листе.Может ли это также снизить скорость фотосинтеза?

                    2. А как насчет растения, которое демонстрирует пестролистность… Действительно ли участки листа с хлорофиллом превосходят участки с недостатком хлорофилла? Не могли бы вы провести эксперимент, чтобы проверить это?

                    3. В этом эксперименте количество произведенного кислорода измерялось для измерения скорости фотосинтеза. Что еще можно измерить, чтобы определить скорость фотосинтеза?

                    4. Перечислите любые факторы, которые, по вашему мнению, могут повлиять на скорость фотосинтеза.Учтите факторы окружающей среды, которыми вы можете манипулировать в лаборатории.

                    (по материалам http://www.biologycorner.com/workshe...spiration.html)

                    Часть 2: Убийства цианида в Чикаго - пример клеточного дыхания

                    Предыстория В сентябре 1982 года Мэри Келлерман дала своей 12-летней дочери болеутоляющее, когда она проснулась ночью с жалобами на боль в горле. В 7 утра. На следующее утро ее дочь была найдена упавшей на пол в ванной, а позже объявлена ​​мертвой.

                    Адам Янус, почтовый служащий в другом пригороде Чикаго, также неожиданно умер, хотя первоначально считалось, что он страдал от сердечного приступа. Пока его семья собралась, чтобы оплакивать свою утрату, его брат и сестра заболели и позже умерли.

                    В последующие дни в близлежащих пригородах Чикаго произошло еще три необъяснимых смерти. Следователи обнаружили, что все жертвы приняли дополнительную дозу тайленола за несколько часов до смерти. Они подозревали, что кто-то подделал лекарство.

                    Симптомы, проявленные каждой из пострадавших, включали:

                    • слабость, головокружение, сонливость
                    • румянец, ярко-красный, тон кожи
                    • головная боль
                    • Одышка и учащенное дыхание
                    • рвота
                    • замешательство и дезориентация

                    1. На ваш взгляд, связаны ли семь смертей? Какая дополнительная информация вам понадобится, чтобы определить, подключены ли они?

                    2.Если в смерти подозревают яд, как бы вы продолжили расследование?

                    Отчет о вскрытии:

                    Судмедэксперт пришел к выводу, что все пострадавшие умерли от гипоксии. Гипоксия означает, что человек страдал от недостатка кислорода или задохнулся. Причина гипоксии не всегда выясняется при первом осмотре.

                    Судмедэксперт также показал, что образцы тканей сердца, легких и печени показали массовую гибель клеток.При дальнейшем исследовании было показано, что ткани имеют серьезные митохондриальные повреждения. Несмотря на то, что жертвы умерли от гипоксии, уровень кислорода в их крови составлял примерно 110 мм рт. Нормальный диапазон - 75-100 мм рт.

                    1. Вспомните свои знания о функциях органелл. Какая функция клеток была прервана у этих пациентов?

                    2. Хотя яд является главным подозреваемым в этом деле, как еще человек может умереть от гипоксии?

                    3.Проанализируйте уровень кислорода у жертв. Уровни были выше или ниже нормального? Как вы можете совместить это наблюдение с причиной смерти, являющейся гипоксией?

                    Токсикологические отчеты показывают, что жертвы были отравлены цианидом. Яд был обнаружен в сверхмощном тайленоле, когда убийца открыл капсулы и заменил ацетаминофен (болеутоляющее) цианидом. Цианид действует очень быстро, часто убивая в течение нескольких минут после проглатывания, и власти не спешили идентифицировать причину смерти.Как только причина была установлена, магазины убрали с полок тайленол и другие лекарства. Хотя подозреваемых было много, никому не было предъявлено обвинение в преступлении, и это расследование все еще продолжается. После убийств Тайленола в Чикаго фармацевтические компании кардинально изменили способ упаковки лекарств.

                    Почему цианид такой эффективный яд? Вы можете быть удивлены, узнав, что он напрямую мешает клеточному дыханию, происходящему в митохондриях.

                    4. Напомним, что митохондрию иногда называют «электростанцией» клетки.Что это значит? Почему митохондрии важны?

                    Зачем нужен кислород?

                    Это простой вопрос, все знают, что нужно дышать, чтобы жить. Вы когда-нибудь задумывались, почему кислород так важен? У всех жертв отравления цианидом был высокий уровень кислорода в крови, но яд мешал клеткам использовать этот кислород. Чтобы понять это, нам нужно очень внимательно изучить структуру митохондрии.

                    Внутри митохондрии есть несколько слоев мембран.Фактически, эти мембраны напоминают мембрану, окружающую клетку. Он имеет двойной слой фосфолипидов и встроенных белков. На приведенной выше диаграмме белки обозначены I, II, III, IV и цитохромом C.

                    Белки в мембране передают электроны от одного к другому; это известно как цепь переноса электронов. Прохождение этих электронов позволяет генерировать АТФ (аденозинтрифосфат). В конце цепи переноса электронов цитохром С передает электрон Комплексу IV, а затем его конечному акцептору, кислороду.Затем кислород связывается с белками, образуя воду. Этот процесс является непрерывным в клетках, при этом постоянно вырабатывается АТФ, а в качестве конечного акцептора электронов используется кислород. Цианид подавляет цитохром С, не позволяя последнему белку выполнять свою работу. Электрон останавливается в конце цепочки и не может быть передан кислороду. Вся цепочка останавливается, и АТФ не может быть произведен.

                    1. На модели митохондрии выделите область, которая представляет собой ЭЛЕКТРОННУЮ ТРАНСПОРТНУЮ ЦЕПЬ. Поместите X над белком, который ингибируется цианидом.Какая связь между ETC и кислородом?

                    2. Цианид - очень быстродействующий яд. Фактически, он был разработан как таблетка для самоубийства (называемая Lpill) во время Второй мировой войны, чтобы британские и американские шпионы могли избежать пленения живыми. Учитывая то, что вы знаете об АТФ и клеточном дыхании, объясните, почему цианид так быстро действует.

                    3. Считаете ли вы, что кислородное отравление является эффективным лечением, учитывая то, что вы знаете об отравлении цианидом? Почему или почему нет?

                    Curious Chemistry Guides Цвета гортензии

                    Эта статья из номера

                    ноябрь-декабрь 2014 г.
                    Том 102, номер 6

                    Стр. 444

                    DOI: 10.1511 / 2014.111.444

                    Один из самых популярных в мире декоративных цветов таит в себе букет биологических и биохимических сюрпризов. Знаковые соцветия Hydrangea macrophylla (гортензии с большими листьями) в форме «снежного кома» являются обычным продуктом садов на заднем дворе.

                    Многие другие близкородственные виды гортензий также известны своими обильными, эффектными и продолжительными цветами, что делает их популярными как для ландшафтного дизайна, так и для рынка срезанных цветов.И их популярность продолжает расти: каждый год в садовые каталоги добавляются новые сорта этих привлекательных растений. Гортензии распространены повсеместно, но они не такие, какими кажутся.

                    Во-первых, цветение гортензии - это не настоящий цветок, а соцветие : Чашелистики , или модифицированные листья составляют большую часть цветения и затмевают маленькие, почти незаметные плодородные цветочные части в центре.

                    Цвета цветков - вот что действительно выделяет гортензию: они варьируются от розового до синего, включая все оттенки лаванды, от фиолетового до пурпурного, а также от зеленого и белого.Интенсивность цвета варьируется от яркого до пастельного. В калейдоскопе возможных цветов гортензии заметно отсутствуют желтые и оранжевые цвета.

                    Цвета гортензии тоже не такие, какими кажутся; они не являются результатом использования различных пигментов, как в случае с цветами, такими как розы или тюльпаны. Они больше похожи на цвета лакмусовой бумаги, химически обработанных полосок, которые обычно используются для определения кислотности или щелочности растворов. На молекулярном уровне кислоты являются донаторами протонов (или ионов водорода), а основания - акцепторами протонов в химических реакциях.Когда окунают синюю лакмусовую бумагу в кислый раствор (pH <7, где pH - это мера концентрации ионов водорода), бумага становится красной, тогда как красная лакмусовая бумага становится синей в присутствии основного раствора (pH> 7).

                    Подобным образом цвет многих цветков гортензии действует как естественный индикатор pH почвы, в которой растет растение. Такие цветы имеют голубые чашелистики, когда куст растет в кислой почве, но развиваются красные или розовые чашелистики при выращивании на нейтральных или основных почвах.Цвет цветков гортензии показывает pH почвы, но его отличительные цвета противоположны цветам лакмусовой бумаги. Гортензия уникальна среди растений своей способностью указывать на кислотность почвы.

                    Благодаря этой особенности садоводы могут химически изменять цвет цветков гортензии с помощью почвенных добавок. Фактически, гортензия может иметь разные цвета цветков на одном кусте, если корни растения пробуют почвы с различным pH. Существует множество домотканых рецептов для изменения розовых соцветий гортензии на голубые: полить почву уксусом или лимонным соком; мульчирование растения кофейной гущей, кожурой цитрусовых или хвоей; или закапывать ржавые гвозди, старые жестяные банки или медные монеты рядом с кустом.Все эти стратегии, как правило, делают почву более кислой и, в конечном итоге, превращают цвет цветка в синий.

                    Цвета гортензии, однако, оказываются еще более сложными. Кислотность почвы на самом деле не является основным химическим механизмом изменения цвета. Ответ еще глубже заключается в связи между составом почвы и цветом чашелистиков - связью, которая вдохновила наши продолжающиеся исследования биохимии этих цветковых растений.

                    Цвет гортензии в конечном итоге зависит от наличия ионов алюминия (Al 3+ ) в почве.Роль алюминия была известна с 1940-х годов, но она не попала в основную садоводческую литературу примерно в последние два десятилетия, а точный механизм был определен только недавно. Ионы алюминия подвижны в кислой почве из-за доступности других ионов, с которыми они могут вступать в реакцию, которые могут попадать в гортензию к цветку, где они взаимодействуют с обычно красным пигментом. Но в нейтральной к основной почве ионы соединяются с ионами гидроксида (OH - ) с образованием неподвижного гидроксида алюминия Al (OH) 3 .Следовательно, для воронения цветков гортензии нужны и ионы алюминия, и кислая почва. Лучшая почвенная добавка для воронения - та, которая вносит оба свойства, например коммерчески доступный сульфат алюминия, Al 2 (SO 4 ) 3 . И наоборот, если кто-то хочет изменить цветение гортензии с синего цвета на красное, добавление извести (гидроксид кальция, Ca (OH) 2 ) приведет к получению основной почвы и желаемому переходу цвета.

                    Однако такие навязанные изменения цвета с красного на синий или с синего на красный не происходят мгновенно; Часто требуется один или два вегетационных сезона, чтобы придать желаемый цвет кустарникам в своих цветниках.Производители гортензий с синими цветами должны регулярно поливать горшечную среду сульфатом алюминия, чтобы поддерживать необходимый уровень для достижения желаемой синей окраски (но они не могут поливать слишком часто, иначе избыток Al 3+ убьет растение).

                    Химический состав алюминия в почве определяет его различные свойства в кислых и основных условиях. В кислых почвах алюминий находится в так называемых координационных комплексах , с ионами Al 3+ в центре, окруженными связанными цепочками других молекул.Эти ионы алюминия могут перемещаться из почвы в растения. Но при pH от нейтрального до основного, алюминий осаждается в виде гидроксида алюминия, что делает его недоступным для включения в кустарник. Лаванда, пурпурный, фиалка и пурпурный цвет проявляются как цвета цветения при переходных значениях pH почвы, при этом ионы алюминия лишь частично доступны для корней гортензии.

                    При чрезвычайно высоких значениях pH или в очень основных условиях, например, в гидропонных системах, где растения выращивают в питательной воде без почвы, ионы алюминия, такие как Al (OH) 4 -, называемые ионами тетрагидроксиалюмината, становятся стабильными, поэтому они больше не осаждаются и снова доступны гортензии в виде ионов алюминия.Действительно, при таких чрезвычайно высоких значениях pH цветение гортензии становится синим незадолго до того, как растение умирает от чрезмерной основности, что вызывает повреждение клеток. С другой стороны, поскольку фосфат алюминия имеет ограниченную растворимость, также можно заблокировать доступность ионов алюминия даже в кислых почвах за счет использования удобрений с высоким содержанием фосфата.

                    Данные о содержании алюминия в чашелистике ( см. Рисунок выше ) показывают, что красные чашелистики практически не содержат алюминия. Но немного алюминия имеет большое значение для посинения налетов.При пороговом значении всего около 40 микрограммов алюминия на грамм свежего чашелистика гортензии чашелистики становятся синими, но они не становятся голубее с еще большим количеством алюминия. Промежуточные цвета чашелистиков от лавандового до пурпурного имеют содержание алюминия ниже этого порогового значения.

                    Таким образом, все дело в наличии ионов алюминия в почве для образования синей окраски чашелистиков при цветении гортензии, а pH почвы является необходимым фактором подвижности и доступности алюминия.

                    В других случаях, когда у растения есть цветок, который может быть разного цвета, обычно это происходит потому, что лежащие в основе пигменты также отличаются или изменяется пропорция его пигментов. Тем не менее, гортензия уникальна еще и тем, что цвет происходит только от единственного пигмента, дельфинидин-3-глюкозида (который относится к семейству антоцианов, той же группе, которая окрашивает листья в красный цвет осенью и придает цвет ягодам). Таким образом, лежащая в основе химическая система в некотором смысле относительно проста.

                    Цвет дельфинидин-3-глюкозида, как и других антоцианов, является функцией его молекулярной структуры, которая определяет, какие длины волн света он поглощает. Эти молекулы состоят из центральной трехкольцевой углеродной цепи с одним кислородным замещением, называемого катионом флавилия при низком pH, с которым связаны различные сахара. Антоцианин теряет один или несколько ионов водорода при изменении pH среды, что изменяет его спектры поглощения.

                    То, что происходит на уровне пигмента внутри клетки, на самом деле является еще одним доказательством того, что pH почвы не напрямую отвечает за изменение цвета, а скорее является индикатором наличия ионов алюминия.Внутренний pH клетки остается постоянным как для красных, так и для синих чашелистиков. Катион флавилия имеет красный цвет и стабилен при низком pH, что противоположно общему цвету цветения в кислых условиях. Но в нейтральных условиях он превращается в пурпурную форму того, что называется хиноидным основанием , означает, что молекула потеряла ион водорода и перестроила свои двойные связи. При основных значениях pH образуется хиноидный основной анион с синей структурой при потере другого иона водорода и дальнейшей перегруппировке двойных связей в центральном дельфинидиновом компоненте пигмента.

                    С другой стороны, исследования показали, что есть способ стабилизировать этот синий хиноидный основной анион в кислой клеточной среде. Ионы алюминия образуют комплекс с обычно красным пигментом, как также показано на рисунке выше, для дельфиндин-3-глюкозида, что приводит к дополнительному посинению. И снова присутствие Al 3+ становится ключом к посинению чашелистиков гортензии - как на молекулярном уровне, так и в полевых условиях. Его присутствие устраняет необходимость в высоком уровне pH внутри клеток для создания синей структуры.

                    Чтобы установить точную природу комплекса Al 3+ -антоцианин, моя исследовательская группа провела исследования химического моделирования с использованием кислотного этанола в качестве растворителя. (Антоцианы реагируют с водой с образованием желтоватых или бесцветных структур, называемых халконами , , которые химически не ведут себя так же, как пигменты, поэтому воду нельзя легко использовать в качестве растворителя.) Мы добавили хлорид алюминия, который разрушается. в кислых условиях на ионы алюминия до постоянной концентрации дельфинидина или дельфинидин-3-глюкозида.(Заместитель сахара в ядре дельфинидина не оказал заметного влияния на цвет. Мы также повторили этот эксперимент с прямым экстрактом гортензии с аналогичными результатами.) 3+ добавляют к дельфинидину в растворителе. Цвет систематически меняется от красного к синему через различные оттенки пурпурного с увеличением Al 3+ . Когда-то синий цвет, интенсивность голубых плато очень похожа на естественную; цвет не становится голубее даже при более высоком содержании Al 3+ .Мы использовали тип спектроскопии , , который в этом случае возбуждает молекулы видимым светом высокой энергии, поэтому они поглощают длину волны, характерную для их структуры. Эти данные позволяют определить механизм образования комплекса Al 3+ с дельфинидином. Пик на длине волны около 620 нанометров характерен для синего хиноидного основного аниона, структуры, образующей комплекс с алюминием. По мере увеличения количества Al 3+ интенсивность этого пика (или количество комплекса) увеличивается, но, в конце концов, выходит на плато.

                    Второй найденный нами пик на меньшей длине волны характерен для катиона флавилия. По мере увеличения количества Al 3+ его интенсивность имеет тенденцию к уменьшению, но положение пика постоянно смещается в сторону более высоких длин волн, пока он тоже не достигнет постоянного значения, то есть исходный красный цвет катиона флавилия переходит в Синий цвет. Таким образом, мы обнаружили два вклада в посинение раствора: ранее признанное образование синего хиноидного основного аниона в комплексе с Al 3+ и устойчивый переход красного катиона флавилия в синий.

                    Чтобы получить полную картину комплекса Al 3+ -дельфинидин, мы задумались, почему катион флавилия также претерпел изменение цвета. Мы собрали другие соответствующие доказательства, показывающие, что только около половины доступных молекул дельфинидина будет образовывать комплексы (и создавать структуры синего хиноидного основного аниона) с Al 3+ , независимо от того, сколько последнего было добавлено. Очевидно, каждый механизм производит половину конечного синего продукта. Такое поведение часто характерно для штабелирования , , когда две молекулы располагаются одна на другой, как два ломтика хлеба, но оказывается, что происходит сложнее, чем простая стопка.

                    Хиноидный основной анион Al 3+ -дельфинидина составляет первичный синий комплекс. Вторая часть комплекса, приводящая к усиленному посинению, представляет собой укладку катиона флавилия на этот первичный комплекс. Катион флавилия и хиноидный основной анион удерживаются вместе не только за счет электростатического притяжения, возникающего из-за их противоположных зарядов, но также, поскольку их циклические структуры схожи, электронные орбитали молекул могут выстраиваться для дальнейшей стабилизации.Таким образом, мы создали как химический механизм, так и модель посинения.

                    Обратите внимание, что Al 3+ служит якорем для этого комплекса, вероятно, прикрепленным к фосфатной сетке внутри клеток чашелистиков, а не как центральный ион для комплекса. Действительно, мы обнаружили, что ион алюминия не является материалом для формирования цвета, только для его стабилизации, так что замена этого металла другими металлическими комплексообразующими агентами не должна изменять цвет. Наши тесты показали, что скандий (Sc 3+ , обычный заменитель Al 3+ ), галлий (Ga 3+ , в том же периодическом семействе, что и Al 3+ ), олово, молибден, уран , и ионы других металлов ведут себя аналогично дельфинидину и образуют синие комплексы, хотя и не так эффективно, как Al 3+ .То есть химический механизм посинения был таким же, но эффективность конкретных ионов металла в создании полученного сложенного комплекса не была.

                    Другие исследователи дополнительно охарактеризовали комплекс Al 3+ -дельфинидин и показали, что сложенный в стопку катион флавилия смещен под углом по отношению к лежащему под ним хиноидному основному аниону. Естественно формирующийся комплекс внутри клеточной среды чашелистиков гортензии дополнительно укладывается и стабилизируется с другими сопигментами в системе.Такие сопигменты, вероятно, уникальная смесь, которая существует в каждом сорте, немного неверно названы, потому что они служат только для стабилизации синего комплекса и не влияют на цвет. Но в результате получается комплекс, скорее всего, в форме винтовой спирали, а не простой стопки.

                    Ключевым этапом воронения чашелистиков гортензии является введение Al 3+ в растение и транспортировка его к чашелистикам, но, как кажется, это тема гортензий, оказывается, что есть еще один шаг в процессе алюминиевый транспорт.Al 3+ подвижен в кислых почвенных условиях, и в ответ на его раздражение корни гортензии выделяют лимонную кислоту (C 6 H 8 O 7 ). Следовательно, раствор цитрат-ионов (C 6 H 5 O 7 3-) и лимонной кислоты образуется вокруг корней в относительных концентрациях, специфичных для pH почвы. Затем Al 3+ образует стабильный комплекс с ионами цитрата, который абсорбируется корнями гортензии.Растение транспортирует Al 3+ в виде этого цитратного комплекса. Другие растения, устойчивые к Al 3+ , такие как гречка и рожь, также выделяют простые органические кислоты для детоксикации алюминия. Фактически, такие стратегии становятся весьма важными при выращивании сельскохозяйственных культур, которые одновременно разводятся и генетически модифицированы для выживания в кислых почвах, богатых Al 3+ .

                    Этот цитратный комплекс имеет решающее значение не только для включения Al 3+ в корни, но и для постоянной циркуляции Al 3+ по всему растению, как показано на рисунке справа.Чашелистики гортензии на самом деле не содержат Al 3+ , так как все листья гортензии имеют примерно такую ​​же концентрацию Al 3+ , что и чашелистики (но только чашелистики имеют правильные пигменты для взаимодействия с ионами). Такого поведения можно ожидать, поскольку чашелистики - это просто видоизмененные листья.

                    Фактически, можно изменить цвет гортензии, вообще не влияя на химический состав почвы. Нам удалось избежать необходимости ассимиляции Al 3+ через корни и последующего переноса в чашелистики, разработав спрей, который вводит Al 3+ непосредственно в чашелистики.Растворяя соответствующие количества Al 3+ в забуференном растворе цитрата и лимонной кислоты, мы изменили красные чашелистики на синие в течение нескольких дней, как показано на рисунке справа вверху. Этот результат является дополнительным доказательством того, что посинение зависит от присутствия Al 3+ в чашелистниках. Обратный спрей для замены синих чашелистиков обратно на красные оказался более сложной химической проблемой. Таким образом, однажды образованный комплекс Al 3+ -дельфинидин трудно разрушить внутри растения.

                    Процесс окраски
                    Новое исследование позволило разработать комплексную модель химического включения ионов алюминия (Al 3+ ) в гортензию, что приводит к посинению чашелистиков. Во-первых, растение требует кислой почвы, чтобы Al 3+ был доступным и мобильным. В ответ на присутствие Al 3+ корни источают лимонную кислоту, что приводит к равновесию между лимонной кислотой и цитратом в почве ( a ). Последующее создание комплекса Al 3+ -цитрат позволяет включать детоксифицированный Al 3+ в корни и переносить его по всему кусту, включая чашелистики ( b ).При этом комплекс Al 3+ –цитрат перемещается в вакуоли клеток, где находится пигмент дельфинидин-3-глюкозид. Окраска происходит около верхней поверхности чашелистиков. В некотором смысле красный цвет является окраской пигмента по умолчанию из-за катиона флавилия дельфинидин-3-глюкозида. В клеточной среде чашелистника Al 3+ не только обменивает цитрат-ион на дельфинидин-3-глюкозид в своем комплексе, но также катализирует образование синего хиноидного основного аниона дельфинидин-3-глюкозида ( c ).Катион флавилия другого дельфинидин-3-глюкозида укладывается поверх этого комплекса и усиливает синюю окраску, тогда как Al 3+ закрепляет этот синий комплекс на фосфатных группах внутри вакуолей. Оттенки лавандового, пурпурного и пурпурного на чашелистиках имеют разные пропорции этих двух конечных элементов - красного и синего.

                    Иллюстрация Тома Данна.

                    На иллюстрации выше представлена ​​комплексная модель химического включения ионов алюминия в гортензию, что приводит к посинению чашелистиков.Легкость посинения чашелистиков гортензии зависит от относительных концентраций дельфинидин-3-глюкозида и Al 3+ , поскольку количество молекул Al 3+ должно быть в 3-10 раз больше, чем количество молекул. молекулы пигмента. Таким образом, чем менее интенсивно окрашивание, тем меньше концентрация пигмента и тем меньше требуется Al 3+ для достижения молекулярного избытка. Кроме того, не все гортензии одинаковы по способности выделять лимонную кислоту и включать в растения Al 3+ .

                    Посмотрите на химию цветов гортензии в действии:

                    Биохимия гортензий открывает возможность разработки новых цветов, которые являются одновременно интересными научными экспериментами и потенциально красивым дополнением к саду. Генетика конкретного сорта гортензии контролирует количество дельфинидин-3-глюкозида в чашелистниках. Это содержание варьируется от нуля для белых сортов до более 700 мкг дельфинидин-3-глюкозида на грамм свежего чашелистика у наиболее ярко окрашенных пород, как показано на рисунке ниже.Концентрация пигмента указывает на интенсивность окраски, от пастельной до яркой, а не на красный или синий цвет.

                    Сорта гортензии, которые цветут на старой древесине или на прошлогоднем росте, подвержены утрате цветения на весь вегетационный период из-за холодной зимы или поздних заморозков, так как почки с прошлого года замерзают. Несколько новых сортов, в первую очередь популярные сорта Endless Summer, зацветают на новой древесине, росте текущего года, и будут цвести каждый год, независимо от погоды зимой или весной.Однако эти сорта обычно имеют более приглушенную окраску, чем другие сорта гортензии, по пока неясным причинам. Одним из направлений селекции и генной инженерии было создание похожих сортов с более яркой или более интенсивной окраской.

                    Добавление новых натуральных пигментов может дать цветы гортензии, которые флуоресцируют и ночью.

                    В качестве альтернативы, мы попробовали химический подход для увеличения яркости цвета путем вливания ионов магния (Mg 2+ ) в растение, потому что другие исследователи показали, что такой подход осветляет цвет винограда, а также другие цветочные антоцианы - на основе цветения, хотя механизм остается неизвестным.Удивительно, но вместо усиления окраски чашелистиков гортензии мы смогли получить чашелистики красного, белого и синего цветов одновременно ( см. Рисунок ниже ) на некоторых сортах. Вопрос о том, почему и как это происходит, все еще остается открытым.

                    Но эти результаты вдохновили нас на вопрос, можно ли изменить химию гортензии для получения совершенно новых цветов. Гортензии не хватает пигмента, необходимого для образования желтых или оранжевых чашелистиков. Наша первоначальная стратегия производства этих цветов заключалась в замене Al 3+ каким-либо другим металлом, сначала с использованием растворов в лаборатории.Однако химический механизм, который мы обнаружили для посинения, показал, что такой подход может не работать, потому что алюминий на самом деле не способствует синему цвету, а только действует как якорь для синей формы ядра дельфинидина. Поэтому мы не были удивлены, когда наши эксперименты с другими металлами, которые образовывали комплекс с дельфинидином, вызвали лишь незначительные различия в оттенках синего.

                    Но в другом случае случайности, во время попыток создать немного другой оттенок синего с помощью вливания иона молибдата (MoO 4 2-) через срезанные стебли красных цветов чашелистики не стали синими. вроде решения, но пожелтели.Пожелтение происходило по другому механизму, чем посинение, которое наблюдалось не на верхней поверхности, а на более светлой нижней поверхности чашелистиков. Соответственно, мы изменили стратегию и начали с белого цветка гортензии, чтобы добиться желтого цвета. Мы предполагаем, что обычно бесцветный MoO 4 2- связывается с теми же фосфатными группами, которые обычно закрепляют Al 3+ , создавая желтое фосфомолибдатное соединение, которое застревает на нижней поверхности чашелистиков по причинам, которые мы все еще пытаемся определить.

                    Подобно тому, как некоторые сорта гортензии более «голубые», чем другие, похоже, что способность чашелистиков к пожелтению также является функцией сорта. Такое пожелтение, как показано на рисунке выше, до сих пор было успешным только при вливании и опрыскивании срезанных стеблей. Введение иона молибдата в куст гортензии через почву оказалось токсичным для растения, но продолжаются долгосрочные эксперименты, в ходе которых гортензии подвергаются воздействию очень низких концентраций MoO 4 2- в почве для создания жизнеспособного растения. с красивыми, сильно желтыми чашелистиками.

                    Еще одним результатом наших исследований является получение уникальных красно-синих рисунков на чашелистиках гортензии путем контролируемой диффузии алюминия через срезанные стебли и путем прямого распыления на цветы. В то время как включение Al 3+ через корни всегда приводило к относительно однородному распределению синего цвета в чашелистниках, быстрое проникновение алюминия в первоначально красные чашелистики быстро генерировало необычные и новые образцы красного и синего цветов.

                    Еще многое предстоит узнать о естественных изменениях цвета цветков гортензии.Ближе к концу вегетационного периода чашелистики некоторых растений переворачиваются и меняют цвет с синего на красный, хотя в них сохраняется то же содержание алюминия. Причина такой трансформации пока неизвестна. Возможное объяснение состоит в том, что действующий антоциан изменяет свой состав, возможно, с дельфинидин-3-глюкозида на цианидин-3-глюкозид, что требует гораздо большего избытка алюминия для стабилизации синего комплекса.

                    Последний пример нашего текущего исследования окраски гортензии касается цветков и листьев гортензии с дубовыми листьями, H.Quercifolia . Зеленые листья этой гортензии осенью становятся красными, так же как и цветение от белого до красного, с возрастающей интенсивностью со временем. Такие соцветия и листья не становятся синими в присутствии Al 3+ , как у чашелистиков H. macrophylla , вероятно, опять же из-за различий в типах и уровнях антоцианов. Но мы надеемся, что благодаря дополнительным исследованиям мы сможем получить ярко-синие листья гортензии с дубовыми листьями цвета «смурф» в осенние месяцы. Мы представляем себе клумбы гортензий с синими листьями, чтобы дополнить осенний спектр красных и золотых цветов других кустарников и деревьев.

                    В будущем мы планируем изучить возможность введения совершенно новых природных пигментов, а не только других металлов, от различных цветов до чашелистиков гортензии. Возможно, мы сможем достичь этого результата с помощью спрея, чтобы локализовать желаемые изменения - такие, чтобы изменения были постоянными для выборочного цветения, не затрагивая соседние растения и цветы. Мы представляем себе не только изменение цвета, но и управление другими свойствами, такими как флуоресценция, чтобы можно было добиться цветения гортензии, которое светится и ночью.Например, мы изучаем перенос флуоресцентного пигмента бетаксантина от желтых цветов ночных цветков ( Mirabilis jalapa ) и портулаки на цветы гортензии. Добавление определенных ионов металлов, таких как ионы редкоземельных элементов, к пигменту бетаксантина, кажется, позволяет точно настроить желаемый флуоресцентный оттенок.

                    Кажется, что когда дело доходит до цветов гортензии, всегда есть еще несколько химических загадок, которые ждут своего решения. А изучение окраски цветков гортензии показывает, что ионы металлов, а также pH играют ключевую роль в создании дизайнерских цветов для цветов.Хотя такая химическая обработка этих цветов использовалась недостаточно в прошлом, этот метод может представлять собой плодотворный подход для создания новых цветочных цветов в будущем.

                    • Дирр, Майкл А. 2004. Гортензия для американских садов. Портленд, Орегон: Timber Press.
                    • Шрайбер, Х. Д., К. М. Ларивьер и Р. П. Ходжес. 2012. Выращивание гортензии с желтыми цветками с помощью химических манипуляций. The Cut Flower Quarterly 24 (4): 18–20.
                    • Шрайбер, Х.Д., А. Х. Джонс, К. М. Ларивьер, К. М. Мэйхью и Дж. Б. Каин. 2011. Роль алюминия в изменении цвета с красного на синий у Hydrangea macrophylla sepals. BioMetals 24: 1005–1015.
                      • Шрайбер, Х. Д., А. М. Свинк и Т. Д. Годси. 2010. Химический механизм комплексообразования Al 3+ с дельфинидином: модель посинения чашелистиков гортензии. Журнал неорганической биохимии 104: 732–739.
                      • Шрайбер, Х.Д., С. Э. Уэйд, К. М. Мэйхью и Дж. А. Кобб. 2011. Характеристика сортов Hydrangea macrophylla по содержанию антоцианов в их чашелистиках. Журнал экологического садоводства 29: 131–136.
                    .

                    Добавить комментарий

                    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *