Министерство образования Российской Федерации
Мичуринский государственный педагогический институт кафедра биологии и основ сельского хозяйства
Студентка 5 курса факультета биологии
Наталия Викторовна
Филимонова
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ
ВОДЫ В ЛИСТЬЯХ КАЛИНЫ В УСЛОВИЯХ
АГРОБИОСТАНЦИИ
Дипломная работа
Научный руководитель – ассистент кафедры биологии и основ с/х –
Филимонова Галина
Ивановна
Методист – ассистент кафедры биологии и основ с/х –
Филимонова Галина
Ивановна
Рецензент – кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии и основ с/х –
Фролова Любовь
Алексеевна
МИЧУРИНСК, 2002
ОГЛАВЛЕНИЕ
Ст р…
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….3
1. 1. Значение воды для растений………………………………….6
1. 2. Физические и химические свойства воды…………………..10
1. 3. Фракционный состав почвенной влаги…………….………..13
1. 4. Распределение воды в растении…………………….………..18
1. 5. Содержание воды в растении…………………………………21
1. 6. Влияние различных факторов на содержание воды…………24
ГЛАВА II. Объекты, методы и условия работы
2. 1. Объекты работы………………………………………………..26
2. 2. Методы работы…………………………………………………32
2. 3. Условия работы………………………………………………..34
ГЛАВА III. Исследование общего содержания воды в листьях калины
3. 1. Водный режим растений………………………………………36
3. 2. Морфологические и анатомические особенности листьев калины………………………………………………………38
3. 3. Погодные условия в период проведения экспериментов……40
3. 4. Анализ полученных результатов………………………………46
ГЛАВА IV. Привлечение школьников к научной работе – один из путей раскрытия творческого потенциала учителя……………………50
4. 1. Проведение фенологических наблюдений……………………51
4. 2. Значение экскурсий в проведении научных исследований….53
4. 3. Постановка опытов и экспериментов………………………….56
4. 4. История пришкольных участков………………………………60
4. 5. Исследовательская деятельность школьников в работе кружков и факультативов.
4. 5. 1. Кружки………………………………………………………..67
4. 5. 2. Факультативы…………………………………………….…..69
4. 6. Развитие умений и навыков исследовательской деятельности учащихся при выполнении лабораторных работ………….…73
ВЫВОДЫ…………………………………………………………………………95
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….96
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………………….97
ПРИЛОЖЕНИЕ…………………………………………………………………103
ВВЕДЕНИЕ
Эволюционное развитие растительного мира определило генетические центры происхождения культурных растений. На протяжении 200 миллионов лет сформированы географические регионы произрастания определенных растительных сообществ, семейств, родов и видов растений.
Генетические центры происхождения культурных растений являются местом максимальной реализации потенциала продуктивности и адаптивности конкретных культур. Продвижение растений юга в более северные районы снижает их потенциальные возможности. Вместе с тем, плодовые растения северной зоны, в частности Европейско-азиатского генцентра, в процессе эволюции выработали высокую устойчивость к биотическим и абиотическим факторам среды, что обеспечивает стабильность их плодоношения.
Россия разместившись в Европейско-азиатском генцентре, получила в подарок свыше 40 дикорастущих плодовых, ягодных и орехоплодных пород растений. В условиях северной зоны эти растения на протяжении многих веков выработали высокий «дремлющий резерв» адаптации к природным катаклизмам, повторяющимся порой раз в десятки лет.
Тесная связь человека с окружающей средой, использование в пищу дикорастущих плодов и ягод служили основой профилактики устойчивости людей к различным заболеваниям. При болезни человек сам находил и потреблял лечебные плоды, ягоды, травы, пользуясь шестым чувством. Сама природа таким образом подсказала нам необходимость введения в культуру тех пищевых растений, продукция которых крайне необходима для здоровья; тех растений, которые, обладая высоким адаптивным потенциалом, обеспечивают стабильность получения лечебно-диетических продуктов питания.
Критически оценивая состояние российского садоводства в новых рыночных отношениях, при усилении импорта плодов с запада, востока, Африки и в связи с природными катаклизмами 1990, 1991, 1994 и 1995 г. г. можно видеть наиболее реальный путь к его сохранению и процветанию за счет изменения структуры природного сортимента: введение в культуру новых нетрадиционных садовых растений, не нуждающихся в «экологических убежищах» и дающих продукцию, конкурентно способную на мировом рынке.
Потребность введения в культуру новых видов растений связана с необходимостью повышения лечебно-диетических качеств продукции, поскольку дикорастущие пищевые растения не только не уступают своим культурным собратьям по содержанию физиологически активных веществ, но часто и превосходят их в этом отношении. Ресурсы дикорастущих пищевых растений в нашей стране огромны, но используются всего лишь на один процент их биологического урожая.
Лечебное значение дикорастущих ягодные и плодовых растений, как и всей продукции северного садоводства, хорошо раскрыто школой крупнейшего русского ученого-биохимика Л. И. Вигорова (1976). На важность создания садов лечебных культур указывал И. В. Мичурин, который писал: «Я обращаю внимание на возможность получить такие сорта, употребление которых будет способствовать излечению тех или иных человеческих болезней».
Богатейшим источником лечебных продуктов питания являются дикорастущие ягодные, плодовые и орехоплодные растения лесов России. В последнее десятилетие появилась опасность не только снижения естественных запасов, но и потери ценнейшего генетического материала – национального богатства страны. Путь к спасению этих богатств лежит через селекцию, введение в культуру новых нетрадиционных растений и создание лечебных садов. Первые успехи в этом плане получены в НИИС Сибири им. М. А.
Лисавенко, где созданы первые в мире сорта облепихи, жимолости, калины. За рубежом успешно введены в культуру голубика, клюква (США), ирга (Канада), брусника, рябина (Германия), шиповник (Швеция).
Одной из важнейших лечебных садовых культур является калина. В народной медицине она известна с 14 века. И о лечебных достоинствах калины писали А. Т. Болотов (1725), врачи А. П. Нелюбин (1828) и Ф.
И. Иноземцев (1858).
Исследования ученых подтвердили факт целебных свойств калины. Плоды калины содержат гликозид – вибурнин, который действует успокаивающе на нервную систему и предупреждает кровоизлияние. В ней много сахаров (до 10
%), содержатся витамины С, Р, Е, каротин, красящие и дубильные вещества, органические кислоты, микроэлементы (железа до 5 мг %).
В связи с этим необходимо всестороннее изучение этой культуры: особенностей вегетации, фотосинтеза, урожайности, водного режима и т. д. в различных экологических условиях. Поэтому целью нашей работы было изучение водного режима калины в условиях агробиостанции МГПИ. Более глубоко мы изучали вопрос общего содержания воды в листьях калины. А задачами нашей работы были:
1) Изучить морфологические признаки сортов калины.
2) Изучить способность калины к произрастанию в условиях агробиостанции.
3) Изучить общее содержание воды в листьях сортов в разные вегетационные периоды.
4) Изучить возможности использования калины в качестве объекта изучения в средней школе.
Итоги нашей работы докладывались на научных студенческих конференциях в Мичуринском педагогическом институте (1998, 2001, 2002 г. г.).
ГЛАВА I: СОСТОЯНИЕ И РОЛЬ ВОДЫ В РАСТЕНИИ
1. 1. Значение воды для растений
О роли воды в живом организме древними учеными были высказаны умозрительные гипотезы. Усилия многих исследователей были направлены к выяснению практических вопросов, связанных с возделыванием сельскохозяйственных растений. Вода, очевидно, имела большое значение и в возникновении жизни на нашей планете.
По мнению многих ученых, жизнь возникла в водной среде. Вода имела важное значение в эволюции неорганических веществ, а затем органических соединений, так как она обладает высокой теплоемкостью, небольшие колебания температурного режима в окружающей среде не вызывают изменения ее температуры. Вода защищала сложные органические образования от прямого воздействие ультрафиолетовых лучей (солнечной радиации). Благодаря защитному действию воды могли сохраниться и эволюционировать сложные органические соединения.
Некоторые авторы (Фирсов) считают, что она участвовала и в эволюции первичной атмосферы Земли, так как переход последней от восстановленной к окислительной форме связан с наличием воды. В атмосфере Земли благодаря фотохимическому окислению воды, появляются свободный кислород и водород:
Н2О + Н2О (2 Н2 + О2
Под действием ультрафиолетового излучения осуществлялся синтез формальдегида из углекислого газа и молекулы водорода, при этом освобождался свободный кислород:
СО2 + Н2 (СНОН + О
Указанные процессы способствовали увеличению количества кислорода в первичной атмосфере.
Пять тысяч лет до нашей эры люди знали о роли воды в жизни растений, об этом свидетельствует то, что они сооружали водохранилища и строили оросительные системы для полива возделываемых растений для обеспечения их водой. Фалес Милетский (640 – 546 г. г. до н. э.) считал, что вода является первичным веществом Вселенной, что она первооснова всего.
Для выяснения питательной роли воды первые опыты проводились Ван-
Гельмонтом. Он посадил ветку ивы (2,3 кг) в сухую землю (вес земли 90,7 кг) и поливал ее дождевой водой в течение пяти лет. При ликвидации опытов через
5 лет вес растения был 76,8 кг. , потеря веса земли составляла 56,6 г. , а прирост ветки 74,5 кг. . На основании этих опытов автор пришел к выводу, что растение питается водой (так как потеря веса земли небольшая).
Опыты Ван-Гельмонта были проверены Вудвордом, который растения (мяту) в одном варианте поливал дождевой водой в течение 77 дней, в другом варианте – вытяжкой, полученной из почвы. В первом варианте прироста мяты в весе не наблюдалось (исходный вес ее был 1,8 г. , а после опыта 1,12 г.). В
Варианте, где растение поливалось почвенной вытяжкой, прирост составил
12,29 г. На основании своих опытов Вудворд отверг заключение Ван-Гельмонта о том, что растение питается (только) водой.
В живом организме вода выполняет разнообразные функции. Во-первых, она, являясь средой и растворителем, способствует распаду солей неорганических веществ, во-вторых, внешний облик растения, особенности морфологического, анатомического строения его, а также строения цитоплазмы ее субклеточных компонентов тесно связаны с наличием воды, в-третьих, она имеет важное значение в процессах метаболизма.
Внешний облик растения в значительной степени зависит от состояния клеточной оболочки, последнее связано с количеством воды в ней. При оптимальном содержании воды клеточная оболочка немного растянута, это состояние ее определяется тургорным давлением, направленным от центра к периферии, его можно рассматривать как давление протопласта на клеточную оболочку. Последняя обладает упругими свойствами, под действием тургорного давления растягивается, вследствие чего возникает противодавление, направленное от клеточной оболочки к центру клетки. Его называют радиальным давлением (или тургорным натяжением), по величине оно равно тургорному.
Тургорное давление влияет на форму листа, на внешний облик растения. При недостатке воды в клетке оно исчезает, листья увядают, изменяется угол наклона листа на оси стебля, нарушается явление отрицательного геотропизма.
Тургорное состояние клеток определяется количеством воды в растении и величиной тургорного давления.
Величина осмотического давления клеточного сока и сосущей силы клеток тесно связана с наличием и количеством воды в клетках (Сулейманов, 1974).
Осмос – это диффузия через полупроницаемую мембрану, то есть такую мембрану, которая хорошо проницаема для воды и непроницаема или плохо проницаема для растворенных в воде веществ (Либберт, 1976).
Низкомолекулярные, высокополимерные вещества и неорганические соли способны к проявлению осмотической активности в клетках лишь присутствии воды.
Молекулы неорганических веществ распадаются на ионы при участии воды, последняя, вызывая диспергирование солей, способствует увеличению числа активно действующих частиц, принимающих участие в осмотическом давлении и метаболических процессах. При пониженном количестве воды (например, во время засухи) осмотическое давление клеточного сока повышается, сосущая сила клеток возрастает, что обусловливает поступление воды в растение. Этот пример свидетельствует о том, что процесс водообмена (поступление) связан и с количеством воды в организме растения.
Круговорот веществ в растении осуществляется путем участия воды.
Координация деятельности органоидов в клетках и органах растения связана с наличием воды, следовательно, она в значительной степени определяет функциональную целостность организма. Опытами академика А. Л. Курсанова
(1960) установлено, что, с одной стороны, деятельность корневой системы растения связана с теми веществами, которые образуются в листьях, иначе говоря с деятельностью листьев и стебля, с другой стороны, нормальное функционирование листьев, их деятельность зависит от работы корневой системы. Различные вещества, поступившие из почвы в корень, передвигаются в виде пасоки в надземные органы, в том числе и в листья, где они используются на синтез новых веществ, необходимых для построения тела растения, для нормального функционирования его. Метаболиты, образовавшиеся в их листьях (сахара и другие вещества), перемещаются нисходящим током в подземные органы (корни), где они необходимы для поддержания их деятельности, для обеспечения жизненных процессов, тем самым обеспечивается связь между органами растения.
Уменьшение количества воды в листьях значительно замедляет отток веществ из листьев в корень и тем самым ослабляет интенсивность процессов обмена и круговорота веществ в организме растения. Деятельность растения в целом координируется благодаря процессам передвижения веществ, в том числе и воды, как восходящим, так и нисходящим токами.
Роль воды в терморегуляции растения.
Как известно, испарение воды (транспирация) листьями сопровождается поглощением тепла. Источниками тепла в растении являются солнечные лучи и различные реакции метаболизма, в первую очередь, процесс дыхания. Если бы растение непрерывно поглощало энергию, не излучая часть ее в окружающий воздух, то его температура все время повышалась бы до тех пор, пока не наступила «тепловая смерть». Однако этого не наблюдается вследствие того, что растения теряют больше половины поглощенной энергии, излучая ее во внешнюю среду (Гейтс, 1967). Кроме того, потеря тепла растением имеет место и в процессе транспирации.
В процессе транспирации в листьях растений вода переходит из жидкого состояния в парообразное. В это время происходит поглощение энергии молекулами воды, она тратится на разрыв водородных связей, имевших место между молекулами воды.
Таким образом, фазовые переходы воды имеют большое значение в тепловом балансе растений (Сулейманов, 1974).
1. 2. Физические и химические свойства воды
Вода – основной компонент живого вещества. Ее содержание доходит до
90 % от массы организма. Она составляет неотъемлемую часть внутренней структуры всего живого и является одним из главных факторов, определяющих климат на поверхности земли. Вода активно участвует в биологических превращениях, служит субстратом для фотосинтеза, является одним из продуктов процесса дыхания и создает условия внешней среды, которые обеспечивают возможность жизни. Как климатический фактор она регулирует температуру на поверхности земли, находясь в атмосфере, частично задерживает солнечную радиацию и уменьшает действие экстремальных температур. Вода в теле растений и вода, покрывающая нашу сушу и входящая в состав атмосферы, несмотря на разные ее формы едина, и ритмы ее движения в косной и живой материи согласованы (Галазий, Бейдеман, 1975).
Вода играет важную роль в жизнедеятельности организма, благодаря своим уникальным физическим и химическим свойствам. Молекула воды состоит из двух атомов водорода, присоединенных к одному атому кислорода. Атом кислорода оттягивает электроны от водорода, благодаря этому заряды в молекулах воды распределены неравномерно. Один полюс молекулы оказывается заряженным положительно, а другой – отрицательно. Иначе говоря, вода представляет собой диполь. Молекулы воды могут ассоциировать друг с другом.
Положительный заряд атома водорода одной молекулы воды притягивается к отрицательному заряду другой. Это приводит к возникновению водородных связей. Благодаря наличию водородных связей вода имеет определенную упорядоченную структуру. Каждая молекула воды притягивает к себе еще четыре молекулы, которые стремятся расположиться как бы по вершинам тетраэдра.
Число ассоциированных молекул может быть неопределенно большим. В жидкой воде упорядоченные участки чередуются с неупорядоченными – хаотически распределенными молекулами. Таким образом, большая часть молекул организована в виде тетраэдров, меньшая часть заполняет полости этих тетраэдров.
В твердом состоянии (лед) все молекулы воды соединены водородными связями. При нагревании лед плавится, и частично эти связи разрываются. При нуле градусов разрывается примерно 15 % водородных связей. Даже при нагревании до 20 градусов остаются не нарушенными 80 % водородных связей.
Высокая скрытая теплота испарения воды обусловливается наличием водородных связей. Для того чтобы в процессе испарения произошел отрыв молекул от водной поверхности, необходимо затратить дополнительное количество энергии для разрыва водородных связей. Поэтому испарение воды растением (транспирация) сопровождается охлаждением транспирирующих органов. Понижение температуры листьев при транспирации имеет важное физиологическое значение.
Вода обладает очень высокой теплоемкостью, поэтому поглощение или потеря значительного количества тепла тканями растений сопровождается сравнительно небольшими колебаниями их температуры. Это позволяет растительному организму воспринимать колебания температуры окружающей среды в смягченном виде. Вода в растении находится как в свободном состоянии, так и в связанном. Свободной называют воду, сохранившую все или почти все свойства чистой воды. Свободная вода легко передвигается, вступает в различные биохимические реакции, испаряется в процессе транспирации и замерзает при низких температурах. Связанная вода имеет измененные физические свойства вследствие взаимодействия с неводными компонентами. Эти взаимодействия представляют собой процессы гидратации, вследствие чего связанную воду нередко называют гидратной водой. Различают два основных процесса гидратации: 1) притяжение диполей воды к заряженным частицам (как к ионам минеральных солей, так и к заряженным группам белка СОО- и NH2+);
2) образование водородных связей с полярными группами органических веществ – между водородом воды и атомами О или N.
Воду, гидратирующую коллоидные частицы (прежде всего белки) называют коллоидно-связанной, а растворенные вещества (минеральные соли, сахара, органические кислоты и др.) – осмотически связанной.
Вода обладает исключительно высокой растворяющей способностью. В воде анионы и катионы какой-либо соли оказываются разъединенными. Гидратные оболочки, окружающие ионы, ограничивают их взаимодействие. Положительно заряженные ионы притягивают полюс молекулы воды с отрицательно заряженными атомами кислорода, тогда как ионы, несущие отрицательный заряд, притягивают полюс с положительно заряженными атомами водорода. Одновременно нарушается и структура самой воды. При этом, чем крупнее ион, тем это нарушение сильнее (Якушкина, 1980).
1. 3. Фракционный состав почвенной влаги.
С физиологической точки зрения удобно выделить следующие формы почвенной влаги, различающиеся по степени доступности их для растений:
1. Гравитационная вода.
2. Капиллярная вода.
3. Пленочная вода.
4. Гигроскопическая вода (Якушкина, 1980).
В настоящее время выделяют такие формы (фракции) почвенной влаги:
Химически связанная вода. Эту категорию воды можно разделить на конституционную и кристаллизационную. Первая входит в состав вторичных минералов. Она настолько прочно связана, что для ее удаления требуется применение температуры до 200 градусов и выше. Естественно, что эта форма воды недоступна для растений. К конституционной воде следует также отнести воду, входящую в состав органических веществ почвы.
Кристаллизационная вода менее прочно связана, нежели конституционная.
Она входит в состав гипса и других минералов. Ее можно удалить путем продолжительного прогревания при температуре около 100 градусов. Эта вода также недоступна для растений.
Сорбированная вода. Сорбированную воду делят на прочносвязанную
(гигроскопическую) и рыхлосвязанную (пленочную). Обе эти формы непосредственно облекают почвенные частицы и удерживаются на их поверхности силами адсорбции.
Гигроскопическая вода удерживается с силой до 1000 МПа и более и передвигается только после перехода в парообразное состояние. Удаляется из почвы при нагревании до 105 градусов в течение 6 часов. Наличие такой воды обусловлено гигроскопичностью почвы. Т. е. Способностью твердой фазы своей поверхностью поглощать водяные пары. Гигроскопичность зависит от механического состава почвы и содержания в ней органического вещества.
Максимальное содержание гигроскопической влаги наблюдается при полном насыщении воздуха водяными парами, т. е. При 99 – 100 %-ной относительной влажности. Это содержание гигроскопической влаги называют наибольшей или максимальной гигроскопичностью почвы.
Адсорбированный на поверхности почвенных частиц слой гигроскопической влаги теряет свою подвижность и сильно уплотняется. В результате высокой плотности гигроскопическая вода изменяет свою естественную структуру и ряд физико-химических свойств. Такая вода обладает повышенной по сравнению с чистой водой вязкостью, не замерзает даже при –70 –78 градусах, не обладает электропроводностью. Данная форма почвенной воды недоступна растениям. Так как силы связывания воды превышают сосущую силу корней.
Хотя гигроскопическая вода и недоступна для растений, но ее образование имеет большое значение, так как сокращает непроизводительный расход капельно-жидкой влаги, поступающей в почву.
Пленочная вода. Парообразная влага, конденсируясь на поверхности почвенных частиц при определенных условиях температуры и давления, дает начало образованию водной пленки. Процесс поглощения водяных паров почвой рассматривается как переходный к адсорбции воды. Таким образом, часть сорбированной воды, которая связывается менее прочными силами, и представляет собой рыхлосвязанную воду. Она удерживается на поверхности тонких пленок прочносвязанной (гигроскопической) воды. Это дополнительно связанная сорбционными силами вода носит название пленочной. Часть этой влаги принадлежит водным оболочкам коллоидных частиц почвы, с которыми связь воды более прочная, чем с грубо дисперсными элементами. Эту часть пленочной влаги называют коллоидной водой.
Пленочная вода, как и гигроскопическая, не передвигается в почве под влиянием силы тяжести, но может переходить от одной почвенной частицы к другой в сторону более тонкой пленки, окружающей эти частицы.
Пленочная и гигроскопическая вода представляют собой связанную почвенную влагу, удерживаемую молекулярными силами притяжения. Максимальная толщина водной пленки, удерживаемой твердыми почвенными частицами и коллоидами, представляет максимальную пленочную влагоемкость почвы.
Пленочная вода отличается по своим физико-химическим свойствам и подвижности от свободной воды. Точка замерзания воды находится в интервале от –4 до –78 градусов. Она имеет повышенную вязкость и пониженную растворяющую способность. В отличие от гигроскопической пленочная вода проявляет небольшую растворяющую способность – она содержит некоторое количество электролитов и обладает электропроводностью. В пленке происходит постепенное нарастание концентрации растворенных веществ, начиная от нуля у поверхности частиц (гигроскопическая влага) и постепенно увеличиваясь до концентрации свободного раствора. Пленочная влага частично доступна для растений.
Свободная вода. Почвенный профиль имеет большой процент свободного пространства, т. е. он порист. Доля пор зависит от типа почвы. В основном половина объема почвы является свободным пространством, которое заполняется воздухом или водой. Свободное пространство имеется и в почвенных агрегатах
(структурах), где оно представлено капиллярами.
В период выпадения осадков или при поливе свободное пространство заполняется водой. Эту воду, считающуюся свободной, дифференцируют на капиллярную и гравитационную. Она доступна для растений.
Капиллярная вода. Как известно, водная поверхность в капиллярах имеет вогнутую форму. Поверхностное давление вогнутой формы меньше нормального.
Т. е. меньше давления под плоской поверхностью. В результате возникновения добавочного давления под искривленной поверхностью в капиллярах при их погружении происходит поднятие воды. Высота этого поднятия пропорциональна поверхностному натяжению и обратно пропорциональна радиусу капилляра: чем тоньше капилляры, тем уровень воды в них выше по сравнению с уровнем воды, в которую капилляр опущен. Поэтому уровень капиллярной воды в почве всегда выше уровня грунтовой воды и вода по капиллярам может продвигаться из нижних в верхние слои почвы. Высота поднятия капиллярной воды зависит от механического состава почвы: с увеличением дисперсности почвенных частиц капилляры утончаются, и это обусловливает более значительную высоту поднятия грунтовой воды. Однако в лишком тонких капиллярах вся вода находится в адсорбированном (прочносвязанном) состоянии и теряет подвижность, что мешает ее подъему. Максимально возможная высота поднятия капиллярной воды в естественных условиях достигает %-: м (в глинистых почвах). Однако такой уровень капиллярной влаги устанавливается редко.
Обычно этот уровень не превышает 3-4 метров. А для почв легкого механического состава и того меньше. Эту воду называют капиллярно подпертой водой.
Существует еще одна категория влаги – сорбционно-замкнутая, которая находится в некапиллярных пространствах, перекрытых перемычками или пробками из связанной воды. Она локализована в виде скоплений, удерживается сорбционными силами. Эта категория воды или недоступна для растений, или же частично доступна в зависимости от сил связывания с поверхностью пространств, в которых она находится.
Капиллярная вода составляет, во-первых, ту часть доступной для растений влаги, которая сконцентрирована в верхней части почвы и удерживается силами, сравнительно легко преодолеваемыми корнями, а во- вторых, влагу, образующую капиллярную кайму выше зеркала грунтовых вод; в случае проникновения корней в глубину такая вода становится доступной для растений.
Гравитационная вода. Это одна из форм свободной воды, доступной для растений. Она содержится в некапиллярных пространствах, заполняя поры после дождя, полива, таяния снега. Передвигается под действием силы тяжести, легко стекает вниз. Задерживаться может только водоупорным (непроницаемым) слоем. Эта форма воды недолговременная: быстро стекает вниз. Если на пути просачивания гравитационной воды возникает водоупорный слой, то в результате накапливается определенный объем воды, называемой грунтовой.
Грунтовая вода является резервом доступной для растения влаги при неглубоком ее залегании: она пополняет капиллярную кайму почв в случае потери в ней воды (испарение, поглощение растениями). Поэтому пористость почв (суммарный объем всех пор между частицами твердой фазы) имеет важной значение для накопления в почве доступной растениями влаги. Особенно важным при этом является оптимальное соотношение капиллярных и некапиллярных пространств в почвенных горизонтах. Этим условиям соответствует твердая фаза черноземных почв, особенно целинных, с не разрушенной естественной зернистой (мелкозернистой) структурой, обусловливающей наличие капилляров в структурных агрегатах и некапиллярных пространств между ними.
Гравитационная вода находится в конкурентных отношениях с аэрацией почв: она вытесняет почвенный воздух из некапиллярных пространств и тем самым ухудшает воздушный режим почвы; особенно в бесструктурных почвах, что негативно влияет на ряд почвенных процессов и особенно на жизнедеятельность корневой системы. Однако избыточное количество гравитационной воды вредно сказывается не на всех растениях. Болотные растения и ряд сельскохозяйственных, например, рис, активно функционируют и при избытке воды, даже при затоплении территории.
Парообразная влага. Представлена в почве в форме водяного пара и передвигается по градиенту абсолютной упругости пара; может также пассивно передвигаться с током воздуха. Содержание в почве парообразной влаги зависит от ряда факторов, в первую очередь от влажности, скважности и температуры почвенной среды. Эта форма почвенной влаги имеет некоторое значение в водоснабжении растений, т. к. парообразная влага при определенных температуре и давлении может конденсироваться и дополнять содержание в почве свободной или пленочной воды.
Твердая влага. Эта форма воды присутствует в почве при снижении температуры до нуля градусов и ниже. Она неподвижна и недоступна для растений, но является резервом доступной влаги, которая возникает после таяния льда (Тарчевский, Жолкевич, 1989).
Рис. 2. Различные формы воды в почве: 1 – химически связанная вода; 2
– гигроскопически связанная вода; 3 – пленочная вода; 4 – капиллярная вода;
5 – гравитационная свободная вода; светлые кружки – частицы почвы (по Ф. Д.
Сказкину).
1. 4. Распределение воды в растении
Содержание воды у разных растений различно. В листьях салата – 95%, кукурузы – 77 %. Количество воды неодинаково в разных органах растений.
Приведем данные для подсолнечника: в листьях – 81 %, в стеблях – 88 %, в корнях – 71 %.
Содержание воды в листьях уменьшается обычно от морфологической верхней части к основанию стебля (ствола).
В вакуолях более старых клеток (нижний ярус) содержание воды больше, чем в молодых (верхний ярус). Большее количество воды в вакуолях клеток старых листьев объясняется увеличением их размеров с возрастом растения.
Большая часть воды в клетках содержится в цитоплазме, а не в вакуоли
(Сулейманов, 1974).
А) Вода в клеточных оболочках.
Содержание воды в клеточных стенках зависит от строения и ее химического состава. В оболочке зрелой клетки различают три слоя: срединную пластинку, первичную и вторичную оболочки. Первая из них состоит из пектата кальция, в составе второго слоя содержатся целлюлозные фибриллы, пропитанные пектиновыми веществами. Вторичная оболочка содержит целлюлозу, пектиновые вещества, лигнин, кутин, и она отлагается поверх первичной.
Молекулы целлюлозы обладают гидрофильными свойствами, что связано, что связано с наличием гидроксильных групп. Всасывающая и водоудерживающая способность клеточной оболочки связана с пектиновыми веществами и ее целлюлозными компонентами. Лигнин может адсорбировать воду в количестве до
25 % от собственного веса. Гемицеллюлоза способна впитать воду до 100 % от сухого веса. В тургесцентных клетках большая часть воды удерживается, по- видимому, в свободных межфибриллярных пространствах. В указанных частях
(клеточная стенка) тургосцентных клеток гидратной воды составляет менее 10
% от общего количества воды, содержащегося в клеточных оболочках. Клеточные стенки живых клеток способны удерживать значительно большие количества воды, чем ее компоненты, выделенные в чистом виде. В клетках с рыхлыми оболочками, с большими межфибриллярными пространствами количество воды больше, нежели в плотных клеточных стенках. Отложение инкрустирующих веществ приводит к уменьшению содержания воды в клеточной оболочке.
На содержание воды в клеточных стенках влияют различные вещества, находящиеся в ее соке и обладающие осмотическими свойствами. Имеет значение также концентрация сока, содержащегося в межфибриллярных пространствах.
Б) Воды, содержащаяся в проводящей системе растений
Проводящая система растений состоит из ксилемы и флоэмы (здесь имеют значение клетки-спутницы и клетки, выполняющие механические функции).
Ксилему, состоящую из сосудов, трахеид, волокон, древесной паренхимы и др. , можно рассматривать как распределительную систему, благодаря деятельности которой достигается снабжение различных органов растений водой.
Ткани, состоящие преимущественно из тонкостенных паренхимных клеток, например верхушечные и боковые меристемы, содержат очень много воды, часто свыше 90 %. В противоположность им толстостенные клетки или клетки, содержащие обильные отложения запасных веществ, в частности крахмала, отличаются в общем низким содержанием влаги. Молодые листья, содержащие относительно много цитоплазмы по сравнению с веществом клеточных оболочек, отличаются высоким содержанием воды (Козловский, 1969).
Особенно много воды в тканях, обладающих высокой физиологической активностью, наоборот, ее мало в тканях, имеющих небольшую физиологическую активность. Разумеется, указанный вопрос можно истолковать и по-другому, а именно, в тканях с малым содержанием воды физиологические процессы протекают менее интенсивно (Сулейманов, 1974).
1. 5. Содержание воды в растении
Вода, содержащаяся в растении, имеет двоякое происхождение: экзогенное и эндогенное. Большая часть ее, поступающая из почвы в растение через корневую систему, имеет экзогенное происхождение. Вода может быть поглощена растением в виде пара из атмосферного воздуха, но этот путь поступления не имеет существенного значения в обеспечении растений водой, так как это не может спасти их от гибели в условиях почвенной засухи.
Основным источником воды для растений является почва. Источники воды в почве – атмосферные осадки, грунтовая вода, поливная вода.
По отношению к воде растения подразделяются на три экологические группы: гидатофиты (водные), пойкилогидровые и гомеогидровые (Антипов,
1973). Указанные группы отличаются друг от друга по типу водообмена.
Гидатофиты. К этой группе относятся такие растения, у которых жизненные процессы протекают нормально лишь при непосредственном контакте их организма с внешней водой. Они не выдерживают сухости воздуха, быстро погибают при отсутствии непосредственного соприкосновения с водой.
Вследствие того, что гидатофиты живут в воде, в их онтогенезе водообмен не изменяется. К гидатофитам относятся многие водоросли, некоторые грибы и отдельные лишайники, представители мохообразных, папоротникообразных и цветковых.
Из некоторых древних гидатофитов, перешедших на сушу, в результате адаптации к условиям недостатка воды, возникли пойкилогидровые низшие растения: наземные водоросли, многие грибы, лишайники.
У последних сохранились черты примитивной организации предков и примитивный водообмен. Об этом свидетельствует то, что они, подобно гидатофитам, поглощают воду всей своей поверхностью, не имеют специальных приспособлений для регулирования водообмена. Пойкилогидровые растения приспособились переносить обезвоживание, высыхание на них не действует губительно (Генкель, 1968). Свойствами пойкилогидровых растений обладают также и споры, семена высших растений. Они, также как и пойкилогидровые растения, не погибают при полном обезвоживании и не регулируют содержания воды. Они очень засухоустойчивые.
В онтогенезе пойкилогидровых растений водообмен сильно изменяется вследствие изменения содержания воды во внешней среде. Пойкилогидровые растения быстро поглощают воду и очень быстро ее испаряют. При полном насыщении указанные растения содержат мало связанной воды (Антипов, 1973).
Пойкилогидровые растения приспособились к эффективному использованию воды, об этом свидетельствует резкое повышение интенсивности дыхания их после кратковременного намачивания.
К гомеогидровым растениям относится большинство папоротникообразных, цветковых и все голосеменные. При обезвоживании они погибают и они менее засухоустойчивы, нежели пойкилогидровые. Характерной особенностью гомеогидровых растений является то, что они имеют специальные ткани, органы для регулирования водообмена.
Сухопутные высшие растения также делятся на три экологические группы: гигрофиты, ксерофиты, мезофиты.
К гигрофитам относятся растения влажных местообитаний, они приспособлены к воздуху, насыщенному парами воды. К ним относятся: папоротники, фиалки, чистотел, болотный подмаренник и другие. У теневых гигрофитов устьица всегда открыты, интенсивность транспирации почти равна испарению свободной поверхности воды. Наблюдается выделение воды гидатодами. Световые гигрофиты распространены в жарком климате на почвах перенасыщенных водой и даже покрытых водой. Сюда относятся рис, культивируемый на залитых водой полях, болотные пальмы. Гигрофиты не выносят значительного водного дефицита, не обладают способностью приспосабливаться к почвенной засухе.
Ксерофиты – растения сухих местообитаний, они способны выносить продолжительную сухость воздуха и почвы, произрастают в областях с жарким и сухим климатом. Они встречаются на южном берегу Крыма, по берегам
Средиземного моря и др. . Сюда относятся суккуленты – молочаи, алоэ, агавы, кактусы и др. . «Ксерофитами называются, — пишет П. А. Генкель (1946), — растения сухих местообитаний, обладающие способностью в процессе своего развития благодаря своим анатомо-физиологическим особенностям хорошо приспосабливаться к неблагоприятному влиянию атмосферной и почвенной засухи». Общим признаком почти всех ксерофитов является уменьшение их поверхности по сравнению с другими экологическими группами растений, что связывают с недостаточным снабжением их водой. Ксерофиты имеют небольшую узкую пластинку листа, у них листья мало или они не развиты, у некоторых видов листья сбрасываются в критический период, т. е. в условиях продолжительного недостатка воды. У многих растений листья свернуты в трубку или края их загнуты внутрь. Некоторые ксерофиты имеют многослойный эпидермис, сильно развитую кутикулу, последняя иногда покрыта восковым налетом. Ксерофиты отличаются многоклеточностью, плотным сложением, малым развитием межклетников, сильным развитием механических тканей.
Мезофиты. «Мезофитами называются растения умеренно-влажных местностей, обладающие ограниченной способностью в процессе своего онтогенеза приспособляться к неблагоприятному влиянию атмосферной и почвенной засухи» (П .А. Генкель). По режиму влажности они занимают промежуточное положение между гигрофитами и ксерофитами, растут при средних условиях увлажнения, теплового и воздушного режима, минерального питания. К мезофитам относятся лиственные деревья, большинство луговых трав, многие лесные травы, полевые сорняки, большинство культурных, плодово-ягодных растений и др. . Избыточное увлажнение мезофитам вредно, так как у них проводящая и механическая ткани развиты умеренно. Устьица чаще расположены на нижней стороне листа. В условиях засухи у мезофитов появляются признаки, характерные для ксерофитов – мелкоклеточность, уменьшение размера листа, увеличение числа устьиц на единицу поверхности (площади) листа и др.
(Сулейманов, 1974).
1. 6. Влияние различных факторов на содержание воды
На содержание воды в растении влияют: возраст, влажность почвы, время суток и др. .
Влияние времени суток на содержание воды в листьях груши Козловский
(1969) изучал в зависимости от возраста растений.
В ночные часы в листьях груши содержание воды увеличивается по сравнению с дневными часами. Это, очевидно, связано с меньшим расходом воды
(меньшей транспирацией) в ночное время. Козловский считает, что суточные колебания содержания воды зависят от соотношения поглощения воды и транспирации. То, что наибольшее содержание воды в листьях наблюдается между двумя и четырьмя часами ночи, более вероятно связать с изменением сухого веса их, нежели с изменением абсолютного количества воды в тканях.
Однако необходимо сказать, что по мнению многих исследователей как увеличение (ночью), так и уменьшение (днем) содержания воды в растении обусловлено экологическими условиями: повышенной температурой в дневные часы, понижением ее в ночное время, возрастанием относительной влажности в ночные часы и уменьшением ее в дневное время.
Понижение содержания воды в листьях по мере старения груши автор ставит в зависимость от количества сухого вещества, которое с возрастом увеличивается на 25 %. Возрастание сухого вещества объясняется утолщением клеточных оболочек. Об уменьшении содержания воды в листьях растений с возрастом имеются данные в работе И. Н. Коновалова и сотрудников (1963).
Уменьшение содержания воды в растениях по мере их старения может быть связано с понижением водоудерживающей способности листьев, уменьшением способности клеточных коллоидов к набуханию и поглощению воды. Здесь, очевидно, имеет значение и проницаемость цитоплазматической мембраны.
Количество воды в растении зависит от характера общего водообмена, при отрицательном водном балансе оно значительно уменьшается, при положительном балансе, наоборот, увеличивается. В митохондриях содержание воды тесно связано с метаболическими процессами: в начальный период дыхания дегидрирование материала дыхания сопровождается набуханием, увеличением количества воды в них. Сукцинатдегидрогеназа стимулирует увеличение количества воды в митохондриях, а малатдегидрогеназа, наоборот, подавляет набухание.
Таким образом, количество воды в растении не является постоянным, оно изменяется как под влиянием различных процессов, протекающих в самом растении, так и под действием различных внешних факторов (Сулейманов,
1974).
ГЛАВА II. ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ РАБОТЫ
2. 1. Объекты работы
Представители рода Калина (Viburnum L.) относятся к семейству
Жимолостные (Caprifoliaceae). Это семейство одно из древних среди покрытосеменных растений.
Сегодня систематики выделяют в нем более 400 видов, которые объединяются в 14 родов. Наибольшее число представителей произрастает в умеренных широтах Европы, Азии, Северной Америке, также есть обитатели более теплого климата: субтропики, тропики Азии, Африки, Южной и
Центральной Америки.
В пределах России и стран СНГ это семейство содержит 76 естественно растущих видов – представителей 6 родов. Многие из них (160 видов из 10 родов) успешно выращиваются как декоративные растения для озеленения городов и населенных пунктов, а также как экспонаты в ботанических садах и парках. В природных условиях на территории России часто встречаются растения родов Жимолость (Lonicera L.) – 51 вид, Бузина
(Sambucus L.) – 11 видов и Калина (Viburnum L.) – 8 видов. Представители этих родов широко интродуцируются во многих регионах нашей страны
(Солодухин, 1985).
Калина – род, возникший в меловом периоде и сохранившийся до наших дней. Этому способствовало примитивность строения зародыша семени: группа недифференцированных клеток меристемы. Калина отличается особенностью прорастания зародыша, которое происходит на второй год после попадания семени в почву (Жолобова, 1994).
Калина представляет собой плодовый и декоративный кустарник до 5 метров высотой, растущий по берегам рек, озер, на опушках хвойных и смешанных лесов юга Европы, юго-восточной Азии, в обеих Америках, Северной
Африке, на территории России произрастает около 4 % видов этого рода. В большинстве своем это листопадные кустарники, но есть и вечнозеленые.
Расположение листьев супротивное, лишь очень редко – мутовчатое. Калина – теневыносливое, влаголюбивое растений, требовательна к плодородным почвам.
Но в нашей стране это менее прихотливое растение (Солодухин, 1985), но отзывчива на свет, влагу, богатство почв, уход.
Калина – мезофит, то есть достаточно влаголюбивое растение, но с большими адаптационными способностями.
Противоположную точку зрения имеет А. А. Кочанов, отрицая важное значение почвы и влаги для калины. Наблюдения доказывают, что при недостатке влаги наблюдается обильное опадение плодов, уменьшение размеров ягод, что, в конечном итоге, приводит к снижению урожая (Жолобова, 1994).
Кора калины – зеленовато-серого цвета с коричневыми бородавками, листья 3-х и 5-ти лопастные крупнозубчатые, снизу опушены, зеленые. Осенью становятся желтыми, красными, пурпурными (Третьякова, 1998), что говорит о наличии большого количества каротиноидов.
Цветение калины начинается в конце мая – начале июня. Следует отметить особенность в цветении: первыми зацветают краевые белые цветки довольно крупных размеров, выполняющие функцию привлечения насекомых- опылителей. Немного позже распускаются мелкие срединные цветки щитка, имеющие трубчатое строение с 5-тью тычинками и 1 пестиком (Жолобова, 1994).
Плод – ягодообразная костянка с крупным семенем красного или черного цвета; яйцевидной или овальной формы, горьковато-сладкие на вкус. Созревают к концу сентября (Третьякова, 1998).
В плодах, коре и листьях калины содержится большое количество ценных веществ, обладающих целебными свойствами.
В пределах наших лесов произрастает 8 видов калины: три из них в западных районах и 5 растет на востоке.
Калина обыкновенная (Viburnum opulus L.).
Является наиболее важной культурой в хозяйственном отношении и служит исходным материалом в селекции. В природных условиях России существуют 5 форм калины обыкновенной: карликовая форма характеризуется маленькими размерами листьев и самой кроны; пушистая форма с сильным опушением листьев; пестрая форма названа из-за бело-пестрой окраски листьев; желтоплодная форма характеризуется золотисто-желтой окраской плодов.
Калина Гордовина (Viburnum lantana L.).
Распространена в естественных условиях и успешно разводится как декоративный кустарник. Плоды съедобны, богаты витаминами. Известны 7 форм и разновидностей гордовины: низкая форма соответствует названию, используют даже для посадки в клумбах; голая форма с голыми листьями; пушистая разновидность отличается сильным опушением листьев; крупнолистная форма отличается крупными размерами всех своих органов; золотистая форма гордовины имеет листья золотисто-желтого цвета; золотисто — каймленная форма применяется как декоративный кустарник, имеющий листья оригинального окрашивания; пестролистная форма применяется в озеленении за интересные листья, имеющие желтые пятна на зеленом фоне (Комаров, 1959).
Калина Саржента (Viburnum sargentii Koehne).
Она произрастает в основном в горных районах. По своим качествам похожа на калину обыкновенную. Может расти в тени и отзывчива на свет; более стойка к зимним условиям. По отношению к почве некоторые авторы придерживаются разного мнения: Солодухин говорит о требовательности ее к богатству почв, а Усенко, наоборот. Этот вид существует в виде семи форм: пушистая форма имеет сильно опушенные листья и даже ножки соцветий; бородавчатонервная – с голыми листьями; промежуточная форма между двумя первыми; стерильная форма; желтоцветковая; белоцветковая и желтоплодная формы имеют названный цвет своих органов.
Калина буреинская (Viburnum burejaeticum Reg et Herd).
Имеет черные плоды.
Калина монгольская (Viburnum mongolicum (Pall) Rehd) может произрастать при очень низкой температуре (- 50 С); неприхотлива, но отзывчива на уход, поэтому считается перспективной.
Калина вильчатая (Viburnum furcatum Blume ex Maxim) имеет вильчатое ветвление; требовательна к теплу, хорошо адаптирована к засухе и бедным почвам.
Калина Райта (Viburnum wrightii Mig) – растение муссонного климата, имеет ярко-красные, горькие плоды.
Калина восточная (Viburnum orientale Pall) типичный представитель жаркого климата (Солодухин, 1985).
Многие виды калины послужили исходным материалом в селекции сортов.
Новые селекционные сорта и формы калины отличаются от дикорастущих образцов улучшенным вкусом свежих плодов. Горечь в них в значительной степени ослаблена. Такие слабогорькие сорта можно использовать как универсальные – для потребления плодов не только в виде продуктов переработки, но и свежими. Первые сорта калины были созданы на американском континенте. Три сорта калины трехлопастной (Viburnum trilobum Marsh.) выведены в США: на плантации в Ист-ли А. Э. Морган отобрал и передал в производство сорта
Уэнтворт, Хас и Эндрюс.
В Канаде на экспериментальной ферме в Мордене (провинция Манитоба) размножена крупноплодная форма калины, обнаруженная на берегу озера
Манитоба. Эта форма получила сортовое название Маниту.
Селекционер Мидер отобрал исходный куст калины в Уэст-Актоне (штат
Мэн). Этот сорт, испытанный и размноженный на опытной станции в Драхме, был назван Филлипс. Автор отмечает, что из него получается прекрасное желе.
Впервые на континенте Евразии культурные сорта калины созданы на основе калины обыкновенной (Viburnum opulus L.) в НИИ садоводства Сибири
(г. Барнаул). Здесь отобрано, испытано и размножено 6 сортов, которые проходят Государственное сортоиспытание. В ОПХ «Барнаульское» заложен маточник новых сортов калины. Маточные насаждения этих сортов созданы также в ряде хозяйств Алтайского Края, Челябинской области, Красноярского края.
У нас на изучении находились сорта Соузга и Ульгень селекции НИИС
Сибири имени М. А. Лисавенко и отборный сеянец 8-37 селекции Львовского филиала Украинского НИИС, собранные селекционером — сортоведом И. И.
Козловой и предоставленные нам на изучение.
Высажены на участке агробиостанции в 1998 г. по схеме 1,5 х 1,5 м.
УЛЬГЕНЬ. Сорт получен путем отбора сеянцев свободного опыления калины обыкновенной.
Куст высокий, до 4 метров, с 5 – 6 основными стволами. Листовая пластинка опушена с нижней стороны. У ее основания расположены 2 – 3 пары железок.
Урожайность высокая. Средний урожай за 5 лет составил 8 кг с куста
(66,6 ц/га).
Плоды созревают в середине сентября, они ярко-красной окраски, средней величины (0,64 – 0,78 г). В них содержится 7,28 % сахаров, в том числе глюкозы 4,6 %, фруктозы 2,92 %, сахарозы 0,27 %; 130 мг % аскорбиновой кислоты и 650 мг % витамина Р.
Вкус плодов слабо горький, их дегустационная оценка в свежем виде –
4,0, протертых с сахаром (сырого джема) – 4,2 балла.
Проходит Государственное сортоиспытание.
СОУЗГА.
Сорт отобран среди сеянцев свободного опыления, естественный межвидовой гибрид (калина обыкновенная х калина Саржента).
Куст высокий, до 3 метров. Листья преимущественно трехлопастные, две дополнительные лопасти листа слабо выявлены или отсутствуют, средняя лопасть удлиненная. Черешки длиной 200 мм, с 1 – 2 парами железок.
Недозревшие плоды имеют мраморную окраску – красные штрихи на желтом фоне, при полном созревании становятся пунцово-красными. Они содержат 10,9
% сахаров, в том числе 10,7 % моносахаров (глюкоза, фруктоза), 111,0 мг % витамина С, 750,0 мг % витамина Р. Форма плодов – почти шаровидная.
Сорт технический. Свежие плоды обладают ощутимой горечью с кислым привкусом. Продукт переработки (сырой джем) сохраняет яркую окраску, имеет приятный вкус и аромат. Его дегустационная оценка 4,3 балла.
Сорт зимостоек, не повреждается весенними заморозками, устойчив к вредителям и болезням. Самобесплоден. Опыляется всеми сортами и сеянцами калины обыкновенной.
Средний урожай за пятилетний срок – 7,1 кг с куста, что в пересчете составляет 58,3 ц/га.
Проходит Государственное сортоиспытание.
8 – 37.
Куст высокий, до 2,5 – 3,0 метров. Листья трехлопастные. Черешки длиной 150 мм, с 1 – 2 парами железок.
Урожайность высокая.
Плоды созревают к концу сентября. Имеют ярко-красную окраску. Средняя величина плодов (0,47 – 0,58 г). Форма шаровидная.
Вкус плодов с ощутимой горечью. После переработки имеют приятный вкус
(Жолобова, 1994).
2. 2. Методы работы
Цель работы: определить содержание воды и сухого вещества в растительном материале.
Для характеристики калины мы определяли содержание воды в ее листьях по методике, описанной в практикуме по физиологии растений авторов С. С.
Баславской, О. Н. Трубецковой. Брали 45 листьев каждого сорта. При помощи сверла с двух сторон от центральной жилки вырезали по 2 высечки и делали в трех повторностях. Высушивали до абсолютно сухого веса в сушильном шкафу при температуре 105 С в течение 5 часов.
Абсолютно сухой вес растительного материала определяют высушиванием его до постоянного веса при 100 – 105 С.
Сначала определяют вес абсолютно сухого бюкса. Для этого чисто вымытый бюкс ставят на полку сушильного шкафа, его крышку кладут в опрокинутом виде рядом или помещают в вертикальном положении на бюкс. Через
1 час после высушивания при 100 – 105 С бюкс берут тигельными щипцами и ставят его открытым в эксикатор, который оставляют на 30 минут рядом с аналитическими весами.
После этого бюкс закрывают крышкой и взвешивают. Берут его из эксикатора щипцами, на концы которых надеты каучуковые кольца, или прихватывают его полоской фильтровальной бумаги. При прикосновении к бюксу пальцами можно изменить его вес. Для контроля бюкс ставят еще раз в сушильный шкаф на 1 час и снова взвешивают. Если вес бюкса постоянный, то в него помещают пробу и вновь взвешивают.
Если определяют содержание воды в сыром материале, то нужно помнить о необходимости быстрого помещения пробы в бюкс во избежание потери воды на воздухе.
Сырой материал должен лежать в бюксе рыхло. Бюкс с навеской ставят на
5 часов в шкаф, нагретый до 100 – 105 С. После охлаждения бюкса (открытого) в эксикаторе его закрывают и взвешивают (закрытым). Снова ставят в сушильный шкаф на 2 часа и взвешивают. Так повторяют до тех пор, пока вес бюкса с материалом не будет постоянным (разница не больше 0,0002 – 0,0003 мг) или последний вес не станет чуть-чуть больше предыдущего.
Нужно строго соблюдать правила. Нельзя держать высушиваемый материал в шкафу без перерыва более 5 часов. При длительном стоянии в шкафу изменения в весе могут произойти не только за счет испарения воды, но и вследствие присоединения О2 к некоторым веществам растительного материала.
Бюкс с навеской нужно ставить в нагретый до 105 С шкаф, открывая дверку его на короткий срок. В то время, когда бюксы находятся в шкафу, его открывать не рекомендуется.
В некоторых сушильных шкафах температура на разных полках не одинаковая. Поэтому ставить бюксы нужно лишь на ту полку, на уровне которой находятся шарик термометра. Не следует помещать бюксы близко к стенкам шкафа, так как там температура бывает много выше той, которую указывает термометр, поэтому может произойти разрушение органического материала.
Вычитая из веса исходного материала в бюксе вес высушенного, получают количество воды во взятой навеске. Рассчитывают содержание воды в процентах от сухого и сырого веса материала.
Если количество собранного растительного материала настолько мало, что нет возможности при проведении анализов взять отдельные пробы для определения содержания воды в нем, то материал высушивают при 50 – 60 С и хранят в закрытых бюксах в эксикаторе. Высушивание при 50 – 60 С не удаляет всей воды, часть ее, прочно удерживаемая коллоидами, остается в материале.
Можно проверить, какой % воды сохраняется: обычно он составляет незначительную часть от общего содержания воды в материале.
2. 3. Условия работы
Наши исследования проводили в городе Мичуринске Тамбовской области.
Тамбовская область расположена на высоте 140 – 150 метров выше над уровнем моря (52 52 северной широты и 40 28 восточной долготы).
Климат Тамбовской области умеренно-континентальный с довольно теплым летом и холодной, устойчиво морозной зимой.
Среднегодовая температура воздуха составляет 4 – 5 С, температура наиболее теплого месяца (июля) составляет 19,8 – 20,7 С, наиболее холодными, с температурой –10,3 –11,8 С являются январь и февраль.
Абсолютный многолетний минимум температуры воздуха составляет по области –
37 – 43 С, абсолютный многолетний максимум температуры воздуха — +37 С.
Период со средними суточными температурами воздуха выше 5 начинается в середине апреля и заканчивается в середине октября, его продолжительность –
175 – 185 дней. Период с более высокими средними суточными температурами воздуха (10 С и выше) начинается в конце апреля – начале мая и заканчивается в конце сентября, его продолжительность составляет – 140 –
150 дней. Период с температурой выше 15 С устанавливается в III декаде мая, его продолжительность – от 90 до 110 дней.
Среднее многолетнее количество осадков, выпадающих на территории области составляет 440 – 510 мм, однако, неравномерное распределение осадков в разные годы и отдельные периоды нередко создает засушливые условия.
Почвы Тамбовской области представлены в основном черноземами, богатыми перегноем. Образованию перегноя способствовала богатая травянистая растительность, а накоплению и сохранению его – умеренное количество влаги.
Богатая известью материнская порода (суглинки) содействовала формированию структуры почвы (Окатов, 1965).
Выщелоченный чернозем имеет мощность гумусового горизонта примерно 80 – 150 см, с содержанием гумуса 6 – 9 %, рН среды составляет 5,5
– 6,5 (слабокислая). Запас в слое 0 –20 см гумуса 100 – 160 т/га, азота 5 –
9 т/га, Р2О5 – 3 – 4т/га и К2О – 45 – 55 т/га (Ягодин, 1989).
Почвы биостанции Мичуринского государственного педагогического института достаточно плодородны и благоприятны для произрастания растений.
СХЕМА почв агробиостанции Мичуринского государственного педагогического института:
— легкосуглинистые;
— среднесуглинистые;
— тяжелосуглинистые;
— ассоциации влаголюбивых растений
ГЛАВА III: ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ
ВОДЫ В ЛИСТЬЯХ КАЛИНЫ
3. 1. Водный режим растений
Работники и ученые сельскохозяйственного производства направляют усилия на повышение урожайности культурных растений, чтобы увеличить количество продуктов питания. А все это связано с недостатком воды, а именно с рациональным ее использованием. Необходимо создавать такие сорта и формы, которые хорошо бы вписывались в стойкие агробиоценозы и способны были бы хорошо переносить определенные местные условия, при которых они бы давали большие урожаи.
Успех интродукции сибирских сортов в Центральном Черноземье диктуется многими параметрами устойчивости к внешним факторам среды. Из них важным является засухоустойчивость. Косвенными показателями засухоустойчивости сортов являются водный дефицит, интенсивность транспирации и транспирация завядания. Поэтому вторым важным процессом в организме растений, стоящим на пути урожайности, наряду с фотосинтезом, является водный режим.
В процессе эволюции современные растения приспособились к недостатку влаги, сохранив в себе свойство своих предков – потреблять больше воды в период формирования репродуктивной части. Это так называемые «критические периоды» (Кушниренко, 1991). Хотя для получения высокого урожая влага требуется во время всего роста и развития. При достаточном водоснабжении в растении больше идут процессы ассимиляции, процессы построения органических веществ, обеспечивается нормальное соотношение тургорного, осмотического давлений и сосущей силы. В это время растение нормально транспирирует, в результате чего образуется больше сухих веществ. Ведь плодовые деревья теряют воду и летом, и зимой. А в разных органах яблони вода распределяется следующим образом: листья – 60 %, свежие побеги 0 около 50 %, плоды – 80-90
%, семена – 40 % (Фогль, 1983). Как видно из цифр вода является составной частью всех органов растений, а также она участвует во всех биохимических и физиологических процессах, влияя на продуктивность фотосинтеза, урожайность сельскохозяйственных культур, обеспечивает постоянную необходимую связь с окружающей средой. Проблемы водного режима высших растений тесным образом связаны с процессами фотосинтеза, который осуществляется в листьях, и дыхания корней. Все эти процессы замыкаются в единый круг, который постоянно поддерживается непрерывным током воды, идущим от корневой системы через все растение (Карманов, Мелешенко, 1971). Это определяет необходимый уход за теми или иными сортами культурных растений. Для этого необходимо знать содержание воды в разных органах растения и потребность их в ней
(Фогль, 1983). Поэтому им необходимо постоянно пополнять запас воды для перенесения неблагоприятных условий окружающей среды (Колесников, 1968).
Растение само управляет своей адаптацией к окружающей среде. Как животные, так и растения сохраняют постоянство внутренней среды. Эти вопросы гомеостаза изучал американский ученый W. Cannon. Внутреннюю среду определяет гомеостатическая вода, входящая в состав растений в определенном количестве. При падении этого количества растение прекращает свое существование. Эти выводы принадлежат П. А. Геккелю и Н. А. Шаламовой. Для растений различных мест обитания количество гомеостатической воды разное
(Кушниренко, Печерская, 1991).
В растительном организме содержится достаточно большое количество воды, которое колеблется у разных растений и даже у отдельных органов одного растения. Так, в листьях салата содержится 95 % воды, кукурузы – 77
%, яблони – 60 %, в клубнях картофеля – 74-80 %, в зерновке злаков – 12-14
% (Якушкина, 1983).
3. 2. Морфологические и анатомические особенности листьев калины
Листопадные леса европейского континента характеризуются бедным видовым составом, что обусловлено историей формирования их флоры. В таком летне-зеленом лиственном лесу выделяют до трех ярусов древесной растительности.
Листопадность обусловлена целым рядом причин и не всегда сопровождается генетическими перестройками. Многие роды (Magnolia, Fikus,
Quercus, Viburnum, Berberis, Lonicera) включают в себя одновременно листопадные и вечнозеленые виды. Даже представители одного и того же вида в одних условиях могут сохранять листья, а в других сбрасывать их.
Некоторые авторы (Проханов, 1965) связывают листопадность с нарушением водного баланса растений под действием различных внешних факторов или с необходимостью сезонного перераспределения веществ в растении (Серебряков, 1952). Периодичность роста растений обнаруживается, однако, при отсутствии сезонности климата, что объясняется внутренними закономерностями развития. Листопадность,- прогрессивный приспособительный признак, имеющий широкое биологическое значение. Он не только дает возможность проникнуть растениям в области крайних условий существования, но стимулирует все физиологические процессы организма и поднимает его жизненный уровень.
Наличие зимующих сформированных почек является характерной чертой растений умеренной зоны (Васильев, 1988).
Большинство видов (70 %) имеют листья средних размеров, в том числе и калина обыкновенная. Листья супротивные, 3- и 5-лопастные крупнозубчатые, сверху почти голые, снизу пушистые, зеленые (Третьякова, 1998).
Пластинка очень тонкая, толщина ее редко превышает 200 мкм. Мезофилл рыхлый, средней слойности (5-6 слоев). Палисадная ткань чаще всего однослойная (у 52 % видов).
Поперечный срез листа Viburnum opulus
Листья играют большую роль в регуляции водного режима (Васильев, 1988).
3. 3. Погодные условия в период проведения экспериментов
Эксперимент проводился в течение вегетационных периодов 2000 и 2001 г. г. в погодных условиях г. Мичуринска.
Начало вегетации калины приходится на середину апреля. Погодные условия этого периода отличались повышенной температурой в среднем на 4,7 выше нормы. Конец месяца характеризовался выпадением большого количества осадков – примерно на 47 % от месячной нормы (графики 3.1 и 3.2).
Май был холодный, особенно I и II декады (температура на 6,3 С ниже нормы). К концу месяца отмечалось потепление. Температура была выше нормы на 3,1 С. В среднем количество осадков выпало 36 % от месячной нормы.
Погода в июне была прохладной (на 1,7 С ниже нормы) и дождливой (130
% от месячной нормы).
В следующем месяце отмечалось небольшое повышение температуры на 2,3 выше нормы. Количество осадков уменьшилось – 47,3 % от месячной нормы.
Теплая погода (на 0,7 С выше нормы) была в августе. Осадков выпало немного – 15 %.
Конец вегетационного периода теплый. Температура поднималась на 3,3 С выше нормы, но количество осадков увеличилось и составило около 30%.
3.1. ГРАФИК ТЕМПЕРАТУР (2000 год)
[pic]
3.2. КОЛИЧЕСТВО ОСАДКОВ (2000 год)
[pic]
Начало следующего периода вегетации 2001 года ( графики 3.3 и 3.4) отмечалось достаточно высокими температурами: + 10,4 С. Осадков выпало немного – около 15 мм.
Погода в мае также была довольно теплой. Средняя температура составила + 12,4 С. Увеличилось количество осадков – 55,8 мм.
Июнь характеризовался невысокими для этого месяца температурами: +
16,2 С. А осадков выпало много – 123 мм.
Июль был жарким (средняя температура = + 23,2 С); но осадков было мало – 18,6 мм.
В следующем месяце – августе – погода стояла теплая (+ 17,7 С), а количество осадков увеличилось и составило 43,4 мм.
Температура сентября поднималась в среднем на 12,5 С, хотя количество выпавших осадков немного уменьшилось, по сравнению с августом, — 33,0 мм.
Итак, можно сделать вывод, что погодные условия двух вегетационных периодов были достаточно благоприятными для нормального роста и развития калины.
3.3. ГРАФИК ТЕМПЕРАТУР (2001 год)
[pic]
3.4. КОЛИЧЕСТВО ОСАДКОВ (2001 год)
[pic]
3. 4. Анализ полученных результатов
Исследования проводились по следующей схеме:
— начало вегетации;
— середина вегетации;
— конец вегетации.
В 2000 г. мы получили следующие данные (таблица 3.1): на начало вегетации наибольшее содержание воды было отмечено в листьях сорта Ульгень
– 0,0804 г. (65,60 %), несколько меньшее – в листьях сорта Соузга – 0,0795 г. (65, 56 %), самый низкий показатель у формы 8 – 37 – 0,0789 г. (65,49
%).
Показатели, полученные в середине вегетации, были примерно одинаковыми (0,0770 – 0,0784 г.).
Общее содержание воды по сортам в конце вегетационного периода колеблется от 0,0823 г. (64,44 %) у сорта Соузга до 0,08000 г. (64,18 %) у сеянца 8 – 37.
Для того чтобы по результатам исследований сделать правильные заключения, мы применили статистическую обработку, которая позволяет установить границы возможных случайных колебаний и оценить существенность разницы между средними.
Наличие значительной природной изменчивости биологических объектов приводит к тому, что опытные данные обладают большей или меньшей неустойчивостью. Отсутствие выравненности неконтролируемых условий проведения эксперимента, когда действует очень большое количество факторов, строгий и точный учет которых практически становится невозможным, оказывает свое влияние на результаты опыта. Эти неконтролируемые причины изменчивости результативного признака относят к случайным причинам или случайным ошибкам, а варьирование, обусловленное ими, называют случайным. Такое варьирование показателей в той или иной мере, но всегда имеет место при проведении опытов.
Таким образом, любой опыт содержит в себе некоторый элемент случайности, то есть изменчивость опытных данных обусловлена в какой-то степени неизвестными нам причинами – случайными (экспериментальными) ошибками. Экспериментальная ошибка – неотделимая часть любого научного опыта, и правильная оценка этой ошибки, то есть степени влияния на урожай других причин, помимо изучаемых, — важная задача математической обработки данных (Доспехов, 1975).
Математическая статистика позволяет оценить точность экспериментальных данных и установить те допустимые пределы, в которых сделанные выводы являются определенными и достаточно надежными (Доспехов,
1968).
Статистическая обработка показала, что разница по отношению к контролю (Соузга, НСР05 = 0,010) несущественна для исследуемых нами сортов и форм.
Некоторую разницу в общем содержании воды в листьях калины исследуемых сортов и форм можно объяснить разными погодными условиями за период вегетации (графики 3.1, 3.2): начало вегетации (конец апреля – май) характеризовался сравнительно высокими для данного периода температурами и небольшим количеством осадков, но таяние снегов восполнило этого недостаток, поэтому показатели несколько выше по сравнению с данными других сроков вегетации. Середина вегетации характеризуется выпадением большого количества осадков наряду с высокими температурами, поэтому результаты ниже, чем в начале вегетации. Показатели, полученные в конце вегетационного периода, примерно равны данным середины вегетации, что связано с небольшим количеством выпавших осадков и низкими температурами.
В 2001 году при проведении исследований мы получили иные результаты, которые в общем, превосходят данные 2000 года, но закономерность по срокам вегетации наблюдается та же (таблица 3.1).
В начале вегетационного периода общее содержание воды в листьях калины соответственно равно: Соузга – 0,0794 г. (68,24 %); Ульгень – 0,0793 г. (68,03 %); 8 – 37 – 0,0777 г. (66,84 %).
Данные середины и конца вегетации примерно равны (от 0,0763 г. (65,59
%) у сорта Ульгень до 0,0788 г. (65,95 %) у сорта Соузга – середина; от
0,0758 г. (65,29 %) у сорта Соузга до 0,0795 г. (65,66 %) у формы 8 – 37 – конец), но ниже показателей, полученных в начале периода вегетации.
Проведенная математическая обработка данных позволила выявить, что разница по сравнению со стандартом (Соузга, НСР05 = 0,012) несущественна для всех сортов и форм, которые находились на изучении.
3.1. ОЦЕНКА ОБЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ ВОДЫ
В ЛИСТЬЯХ КАЛИНЫ.
|Название | Содержание воды |
|Сортов и |2000 |
|Форм | |
| |Начало вегетации |Середина вегетации |Конец вегетации |
| | г | % | г | % | г | % |
|Соузга |0,0795 |65,56 |0,0784 |65,56 |0,0823 |64,44 |
|Ульгень |0,0804 |65,60 |0,0775 |64,66 |0,0810 |64,41 |
|8 – 37 |0,0789 |65,49 |0,0770 |65,10 |0,0800 |64,18 |
| |
|2001 |
|Соузга |0,0794 |68,24 |0,0788 |65,95 |0,0758 |65,29 |
|Ульгень |0,0793 |68,03 |0,0763 |65,59 |0,0777 |65,56 |
|8 – 37 |0,0777 |66,84 |0,0781 |64,46 |0,0795 |65,66 |
Материалы нашей работы и полученные результаты опытов могут широко использоваться в практике преподавания биологии в школе.
ГЛАВА IV: ПРИВЛЕЧЕНИЕ ШКОЛЬНИКОВ К НАУЧНОЙ РАБОТЕ — ОДИН ИЗ ПУТЕЙ РАСКРЫТИЯ
ТВОРЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА УЧИТЕЛЯ
Общеобразовательная школа призвана не только вооружить учащихся глубокими знаниями основ наук, но и обеспечить воспитание активных и всесторонне развитых личностей. Большое значение в формировании знаний учащихся имеет школьный курс биологии.
Биология-наука о жизни, поэтому и задача учителя-помочь учащимся воспринять школьный курс биологии как раскрытие и познание тайн живой природы. Каждый учитель стремится, чтобы его занятия не только были интересными и обогащающими учащихся знаниями, но и развивали их умственные, творческие и познавательные способности. Достичь этого можно лишь при правильной организации самостоятельной познавательной и исследовательской деятельности учащихся.
Главным источником развития познавательного интереса учащихся на уроке является содержание учебного материала и методика его изложения.
На основе изучения опыта работы учителей биологии и экспериментального проведения уроков по ботанике можно заключить следующее:
А) интерес учащихся к учебному предмету зависит в первую очередь от того, в какой мере они вовлекаются в познавательный процесс. Каждая ступень в овладении новыми знаниями служит для школьников основой к поступательному движению от незнания к знанию. И если это проводится в определенной системе, то у учащихся вырабатывается потребность в расширении знаний, основанных на прочном интересе к учебному предмету;
Б) содержание учебного предмета выступает источником возникновения и закрепления познавательного интереса. Включение в содержание урока занимательного материала приносит пользу в том случае, если он направлен на раскрытие вопросов школьной программы или же их конкретизацию;
В) успех учения зависит от того, насколько умеют учащиеся пользоваться полученными знаниями при изучении последующих тем курса ботаники. Получив такой навык, они имеют возможность осмысленно применять полученные знания, развивая этим умственные способности (Трайтак, 1975).
4.1 Проведение фенологических наблюдений
Специфической особенностью преподавания биологии является широкое использование натуральной наглядности, постановки опытов и наблюдений за живыми организмами. Умелое использование натуральных объектов в сочетании с другими средствами обучения, организация самостоятельной работы учащихся с живыми растениями на уроках и во внеурочное время играют важную роль в решении учебно-воспитательных задач.
Фенология-это отдел биологии, изучающий закономерность и периодичность явлений в жизни животных и растений в связи со сменой времен года. Это так называемые фенологические наблюдения, которые относятся к внеурочным заданиям.
Метод наблюдения широко используется в естественных науках, являясь органической частью любого биологического исследования. В обучении этот метод также широко используется, при этом технология его применения упрощена. Метод наблюдения ориентирует на чувственное восприятие изучаемого объекта или процесса, способствует установлению связей между объектами и явлениями, наиболее полному их познанию.
Программа по биологии 6 класса указывает на необходимость проведения учащимися наблюдений за растениями в природе в осенний период, за раннецветущими и другими растениями, за развитием побега из почки, за ростом и развитием растений в природе, на учебно-опытном участке, за жизнью растений разных семейств осенью и зимой.
В требованиях к знаниям и умениям учащихся в 6 классе предусмотрено умение проводить наблюдения в природе за сезонными изменениями в растительном мире и оформлять результаты наблюдений.
При проведении наблюдений деятельность учащихся может быть организована либо в иллюстративном, либо в поисковом плане. На первых этапах изучения биологии наблюдения имеют в основном иллюстративный характер и деятельность учащихся направлена на восприятие объектов в целом, на выявление особенностей строения растительных организмов в связи с окружающей средой. Учащиеся наблюдают за изменениями растений осенью, за строением растительного организма, клетки, органов. Затем устанавливается связь наблюдений с ранее полученным знаниями. При помощи наблюдений учащиеся выявляют причинно-следственные связи, устанавливают закономерности явлений, проникают в их сущность.
Каждая область имеет свои климатические условия, которые оказывают существенное влияние на рост и развитие сельскохозяйственных растений.
Особенно учитывается погода той или иной области при интродукции новой культуры. Для хозяйственно-биологической оценки сортов всех культурных растений, в том числе калины, необходимо проводить фенологические наблюдения, то есть отмечать периоды прохождения отдельных более важных фаз развития данного растения. Это дает возможность определять сроки протекания тех или иных процессов, выявлять соответствуют ли они тепловому и световому режимам данной местности, а также планировать работы по уходу за ними.
Основные фазы вегетации включают в себя: распускание почек (начало вегетации), цветение, начало созревания плодов, начало листопада, конец роста побегов.
Как правило, в школе для исследований использовались распространенные культуры, рекомендуемые программой. Но в настоящее время все больше внедряются в наши сады нетрадиционные растения. Новые растения способствуют развитию познавательного интереса, расширению кругозора ребят. Для изучения можно рекомендовать редкую пока для наших участков культуру-калину, которая славится и красотой и пользой.
Имея большой адаптационный арсенал, калина неприхотлива при выращивании. Она конечно отзывчива на хороший уход, но может достаточно стойко выдерживать неблагоприятные условия внешней среды. А это важно для школы, у которой нет достаточного количества материалов и оборудования.
Фенологические наблюдения за калиной можно проводить с учащимися на пришкольных участках, где она может занять достойное место. Эти несложные исследования расширят кругозор учащихся, повысят интерес к биологии, будут способствовать формированию умений и навыков в проведении научных опытов и экспериментов.
Большое место метод наблюдения занимает на экскурсиях в природу, где учащиеся наблюдают растения в их естественной среде, узнают о многообразии растений, особенностях их строения и мест обитания, развивается их наблюдательность и активизируется познавательная деятельность
(Калинова, Мягкова, 1989).
4.2 Значение экскурсий в проведении научных исследований
Экскурсии в природные местообитания растений являются одной из важнейших форм учебно-воспитательной работы по естествознанию в школе. Это одна из форм преподавания ботаники и представляет собой как бы урок под открытым небом, поэтому к ней нужно предъявлять такие высокие требования, какие предъявляются к уроку. Основным достоинством ботанических экскурсий является то, что на экскурсии учащиеся изучают растения одновременно с условиями их обитания. Изучение растений в природе позволяет учащимся наиболее ясно и конкретно усвоить основное положение мичуринской биологии — развитие растений как результат тесного и многообразного взаимодействия организма с окружающей средой.
Рассмотрение растительных организмов в единстве с окружающей средой
-вот руководящий принцип, на основе которого должны строиться все ботанические экскурсии. Только тогда, когда учащиеся усвоят связь между организмом и средой, формой и условиями, в которых она возникла, органом и его функцией, можно сказать, что экскурсии привели к должному результату.
Осмысливание этих связей имеет огромное значение для развития логического мышления учащихся.
Ботанические экскурсии — это активная форма познания растительного мира как единого целого в связи со средой и практической деятельностью человека. На экскурсии гораздо более четко выступает связь явлений между собой, и учащиеся, подметив эту связь, усваивают ее гораздо прочнее, чем если бы они слышали о ней только на уроке (Беляева, 1958).
Ботанические экскурсии легче сделать и более интересными для учащихся, так как количество экземпляров растений на том или ином месте обычно достаточно; это позволяет каждому из учащихся рассмотреть и изучить встретившиеся объекты.
Ботанические экскурсии проводят и в начальной и в средней школе при изучении природоведения, биологии растений и общей биологии
(Полянский, 1968).
Велика роль экскурсий в эстетическом и экологическом воспитании учащихся. Общение с природой на экскурсиях способствует эмоциональному восприятию знаний, убеждает в необходимости защиты растений от вредных воздействий человека. Активный характер учебной деятельности на экскурсии рассматривается как важное условие трудового воспитания школьников, реализации политехнического принципа.
Экскурсия состоит из нескольких этапов: подготовки, проведения, подведения итогов, использования результатов в дальнейшем обучении. Для первого этапа характерна подготовка учителя и учащихся. Заранее продумываются возможности для получения сведений о живой природе и ограниченного сбора объектов, чтобы не нанести ей вреда. Учитель определяет цель, место и время проведения экскурсии, задания для самостоятельной работы учащихся.
Основной метод обучения на экскурсии — наблюдение, на которое нацеливает учащихся вводная беседа, а затем задания. Метод наблюдения на экскурсии чаще всего сочетается с рассказом или беседой, в процессе которых учитель направляет внимание школьников на изучение конкретных объектов и явлений. Учащихся 6-7 классов целесообразно заслушивать по ходу проведения экскурсии о выполнении заданий, оказывать им соответствующую помощь при затруднениях. Это способствует формированию у школьников целостного представления об изучаемой проблеме.
Экскурсии в природу, предусмотренные программой в 6 классе, желательно проводить в один и тот же биоценоз. Это позволяет установить связи между наблюдаемыми явлениями: выявить сезонные изменения у наблюдаемых растений, установить зависимость этих изменений от погодных условий и др.
На последующих уроках всемерно привлекаются знания учащихся, полученные на экскурсии, собранные там материалы, и таким путем экскурсия органично включается в систему уроков, становится неотъемлемой частью методической системы работы учителя (Калинова, Мягкова, 1989).
Вместе с тем экскурсии способствуют дальнейшему развитию умений наблюдать, сравнивать, обобщать, делать выводы, что является необходимым условием научной деятельности.
4.3 Постановка опытов и экспериментов
В наши дни, когда политика, экономика и жизнь вообще радикально изменились, проблема молодого поколения встала на новый уровень. Находясь в постоянном поиске новых методов и форм обучения, учитель совершенствует процесс преподавания. Большой крен делается в сторону развития самостоятельной работы: дифференциация образования, модульное обучение, нетрадиционные уроки, подготовка научных сообщений и др. Развитию творчества и инициативы школьников способствует их научная работа, а деятельность учителя получает новый импульс. Необходимо воспитывать молодые научные кадры, которые смогли бы возглавить отечественную науку, обогатить ее новыми достижениями и утвердиться в жизни. Все это надо делать на наших национальных, истинно русских традициях. Помочь детям приблизиться к земле, природе, научить их жить проблемами окружающей среды, зажечь в них искорку научного познания может семья и школа. Поэтому учителя биологии должны не только дать определенный круг знаний, но и выявить у детей интерес к научной работе.
Метод эксперимента включает в себя постановку опытов с растениями, наблюдения за процессами их жизнедеятельности.
Программа по биологии ориентирует на использование в преподавании как лабораторных, так и демонстрационных опытов. При постановке и использовании результатов опыта учащиеся получают новые знания и приобретают умения; убеждаются в естественном характере биологических явлений и материальной обусловленности их; проверяют на практике верность теоретических знаний; учатся анализировать, сравнивать наблюдаемое, делать выводы из опыта. Кроме того, школьный эксперимент приучает учащихся к точности, аккуратности, развивает мышление, так как требует поиска путей познания живой природы.
Эксперимент — один из сложных и трудоемких методов обучения, позволяющий выявить сущность того или иного явления, установит причинно- следственные связи. Проводя опыты, учащиеся становятся исследователями,
«открывателями» законов природы. К школьным биологическим опытам предъявляются следующие требования: они должны быть доступными, наглядными, ценными в познавательном отношении. Учащихся надо знакомить с целью опыта, вооружить знанием техники его проведения, умением наблюдать за объектом или процессом, фиксировать результаты, формулировать выводы. Следует также учитывать, что многие опыты длительны, не укладываются в один урок, требуют помощи учителя при их выполнении, осмыслении результатов, формулировании выводов
(Калинова, Мягкова, 1989). То есть постановку опыта нужно организовать так, чтобы была полная ясность результатов и не могло возникнуть никаких субъективных истолкований (Медовая, 1966).
На первых этапах изучения биологии, когда учащиеся не располагают необходимым запасом знаний и умений ставить опыты, закладка опытов производится заранее учителем. Познавательная деятельность учащихся при этом носит репродуктивно – поисковый характер и направляется на выявление сущности опыта, формулирование выводов с помощью ответов на вопросы. По мере овладения учащимися техники закладки опыта увеличивается доля поиска, повышается степень их самостоятельности.
Большое значение для осмысления учащимися опыта имеет предварительная работа: определение цели и техники закладки опыта, постановка вопросов, способствующих выявлению сущности опыта и формулированию вывода. Важно, чтобы учащиеся видели исходные данные и конечные результаты опыта. Большую роль в обучении биологии играют демонстрационные опыты, с помощью которых изучаются процессы жизнедеятельности растительного организма. Этим целям служит демонстрация опытов, позволяющих определить наличие в растениях минеральных и органических веществ, установить верхушечный рост корня, побега, поступление воды в корень, передвижение органических веществ, дыхание корней, семян, испарение воды листьями и др.
Большинство опытов служит целям иллюстрации рассказа учителя.
Демонстрация результатов таких опытов позволяет увидеть явление, например выделение кислорода находящимся на свету растением в процессе фотосинтеза, образование наплыва из органических веществ в опыте по передвижению органических веществ, выделение капель воды на стенках колбы в опыте по испарению и др.
При изучении закономерностей растительного организма демонстрация опыта дает наибольший эффект в сочетании с беседой, которая позволяет осмыслить результаты опыта.
Особенно большое познавательное и воспитательное значение имеют опыты, в которых учащиеся принимают активное участие. В процессе изучения того или иного вопроса возникает необходимость получить ответ на проблему с помощью опыта, и учащиеся на этой основе сами формулируют его цель, определяют технику закладки, выдвигают гипотезу о том, каким будет результат. В этом случае эксперимент носит исследовательский характер. Совершенствование метода эксперимента заключается в организации познавательной деятельности таким образом, чтобы у учащихся возникла потребность поставить опыт для выяснения того или иного вопроса, логично вытекающего из предыдущих знаний
(Калинова, Мягкова, 1989).
Эксперименты целесообразно проводить со знакомыми растениями, углубляя и расширяя знания о них. Интересно изучать и новые культуры, которые мы приобщаем к своим садам. Поэтому калина очень удобна для детей и в период сбора плодов, а также при проведении несложных исследований в силу своего, сравнительно невысокого, роста.
В качестве наглядного материала калина может служить при изучении таких тем как «Царство Растения», «Строение и многообразие покрытосеменных растений», «Жизнь растений», «Классификация растений», «Природные сообщества». При этом можно широко использовать как теоретический материал об этой культуре, так и раздаточный, который готовится в течение всего вегетационного периода. Выполнение индивидуальных заданий обеспечит формирование трудовых навыков по уходу за растениями, а также развитию умений вести научные наблюдения. Можно предложить некоторые темы для исследований в период летней практики: проведение фенологических наблюдений, измерение ежегодного прикорневого и обрастающего прироста, сбор и фиксация цветков калины для проведения лабораторной работы на тему
«Строение цветка», сбор соцветий калины для гербария, который учитель может использовать в теме «Соцветия». Очень интересные задания по семенам и плодам. Для учащихся не составит труда подсчитать количество плодов с одного соцветия, количество плодов с одного куста, урожайность и др.
По каждому из предложенных заданий необходимо составить методические указания с подробным описанием работы. При выполнении этих исследований учащиеся самостоятельно научатся добывать знания, наблюдать опыты, фиксировать результаты, делать выводы по полученным данным. Учитель с новым подходом сможет решать проблемы трудового, эстетического, экологического воспитания, способствовать воспитанию у детей творчества, инициативы, аккуратности в работе. Применение нетрадиционных (калина обыкновенная, ирга, голубика, клюква, жимолость, шиповник и др.) культур на пришкольных участках позволит сохранить их в культуре.
4.4 История организации пришкольных участков
В современных условиях, когда совершается бурный научно – технический прогресс, резко возрастает значение школы. Она должна дать учащимся не только глубокие знания основ наук, но и приобщать их к производительному полезному труду, развить у них любовь к природе и бережное отношение к ней.
В решении этих задач важную роль должны сыграть учебно – опытные пришкольные участки. Значимость их повышается в связи с политехнизацией и реформой школы.
Учебно – опытные участки содержат несколько отделов:
1) полевых культур;
2) овощных культур;
3) общей биологии;
4) начальных классов;
5) цветочно – декоративный;
6) коллекционный;
7) питомник;
8) сад.
Сад требует непрерывного творческого труда. На глазах у детей при любовном отношении к делу происходят изменения в лучшую сторону у их многолетних питомцев. Постигнутые детьми в саду успехи вызывают у них законную гордость и уверенность в работе. Неисчерпаемые источники таит в себе в себе школьный сад при политехническом обучении. Он является лабораторией для проведения уроков рисования, черчения, очень хорошим кабинетом физики, в котором учащиеся могут проводить испытания своих простейших конструкций разного инвентаря и приспособлений по укреплению урожайных и обвисающих ветвей, по выпрямлению деревьев и т. п..
Увлекательно и содержательно можно проводить в саду уроки геометрии при проектировании дорожек, проходов, зеленых изгородей, изменения стен школьного здания и др.
В саду учащиеся не только овладевают навыками по уходу за плодовыми и ягодными растениями. Они являются юными преобразователями природы – улучшают структуру почвы в саду, повышают ее плодородие, выращивают высокие урожаи плодов, ягод, овощей; ведут борьбу с морозами и заморозками, засухой и другими неблагоприятными условиями существования растений.
Все это обусловливает жизненную необходимость повсеместного создания школьных садов и применения в них достижений мичуринской науки и передового опыта практиков.
Великий чешский педагог Ян Амос Коменский (1592 – 1670) в противовес средневековой схоластике создал новую педагогическую систему. В своей главной работе «Великая дидактика» (1657) он указывал на необходимость иметь при школах небольшие сады.
Выдающийся французский мыслитель и просветитель Жан – Жак Руссо (1712 –
1778) развивал передовые педагогические идеи. Среди них была идея о работе в саду как важнейшем воспитательном средстве.
В России один из первых садов возник в 80 – е годы 18 века при
Петербургском шляхетском корпусе. С целью ознакомления кадетов в нем выращивали лекарственные и культурные растения, среди последних – большое количество овощных. Для дынь и арбузов устраивались парники. В царско- сельском лицее тоже был создан сад. За лицеистами закреплялись индивидуальные грядки, на которых они выращивали растения.
Когда в начальных школах было введено естествознание, передовые учителя понимали, что для его изучения необходимы школьные участки. Но они не были узаконены и поэтому до 60-х годов 19 века школьные сады были созданы отдельными энтузиастами при некоторых учебных заведениях.
После отмены крепостного права (1861) развитие сельского хозяйства России стало зависеть от крестьянских хозяйств, а крестьяне оставались неграмотными. Чтобы поднять их культуру, надо было увеличить число сельских народных школ и через них влиять на улучшение сельскохозяйственного производства. В то время сельских учителей готовили семинарии. В них ввели преподавание сельского хозяйства и начали организовывать сельскохозяйственные участки для практики учащихся.
С начала 60-х годов 19 века лучшие педагоги ратовали за организацию школьных садов в учебных целях. Состоявшиеся в 1861 и 1862 годах съезды естествоиспытателей и учителей имели большое значение для улучшения образования в России. На первом съезде было определено значение естествознания, на втором – обсуждались вопросы о наглядности обучения – было рекомендовано широко использовать живые объекты, иметь в школах гербарий, аквариум, садик. С поддержкой этой идеи выступил учитель
Бобровский С. А.. Он предложил в саду проводить уроки, на которых удобно знакомить учащихся с живыми растениями.
В 1864 году был принят устав о школьных участках. Однако они возникали в отдельных средних школах городов благодаря личной инициативе учителей естествознания. К таким учителям относился Раевский Н. Н. создавший школьный сад при реальной гимназии. Выращиваемые в нем растения использовались как наглядные пособия на уроках. В своем учебнике
«Приготовительный курс ботаники» (СПБ, 1863) он обосновал пользу школьных садов.
За наглядное обучение горячо выступал и учитель Ф. Тарапыгин. В статье
«Уроки по ботанике» (журнал «Учитель», 1867 – 1868, №13 – 16) он делится своим опытом: в одной из гимназий созданная им коллекция комнатных растений и оконные парники способствовали развитию самостоятельных навыков у учащихся. Самостоятельные работы, выполненные детьми, находили применение на уроках и во внеклассных занятиях. Через такие работы у ребенка воспитывалась любовь к растениям и природе.
А. Я. Герд посадил сад в колонии для малолетних преступников и использовал его в воспитательных целях.
В 1882 году Н. П. Животовский организовал школьный сад при Белевском реальном училище и позднее при педагогическом музее военно – учебных заведений в Петербурге для проведения экскурсий городскими школами.
В 1897 году В. А. Александров опубликовал «Руководство к устройству и ведению школьных садов при сельских училищах». В нем он указывает, что еще в 1864 году Министерство народного образования ставило вопрос о выделении народными школами земельных участков. Предлагалось выращивание на них сельскохозяйственных культур соединить с учебными и экономическими выгодами. Труд учителя оплачивался плохо, и участки должны были улучшить его материальное положение и, кроме того, закрепить учителя за школой. Но никаких определенных программ не было и это не способствовало развитию нужного дела.
В 1890 году состоялся первый съезд по техническому и профессиональному образованию. С докладом о распространении сельскохозяйственных знаний начальной школы выступил К. А. Энгельгардт и о распространении знаний вообще, а по садоводству и по огородничеству в частности, — И. И.
Мещерский. В прениях говорилось о необходимости сельскохозяйственного образования для крестьян. В принятой резолюции отмечалась полезная роль народных школ в деле распространения сельскохозяйственных знаний. После съезда народным школам стали выделять землю для организации на ней садов и огородов. Они вводились и в городских школах.
Второй съезд, состоявшийся в 1895 году, признал полезным создание садов при народных школах. Сады должны использоваться для занятий с учащимися по естествознанию, для обучения их простым опытам, наблюдениям за растениями.
Несмотря на очевидную пользу пришкольных участков, они развивались очень медленно и плохо. Причин для этого было много. Нужны были энтузиасты, способные преодолеть множество препятствий. К таким поборникам пришкольных садов относился Владимир Иванович Беляев. Он по праву считается блестящим представителем русской ботаники.
Широкую известность В. И. Беляев завоевал своими классическими исследованиями мужского поколения папоротникообразных растений. Это позволило эволюционно сблизить их с более высокоорганизованными семенными растениями.
Имя В. И. Беляева также вошло в историю отечественной науки в связи с изучением редукционного деления клеточного ядра (1894 г.). Но сейчас мало уже кто знает, что в области садоводства деятельность В. И. Беляева была высокополезной.
В. И. Беляев был горячим сторонником народного просвещения. Он неоднократно обращался в Министерство народного просвещения с предложением организовать при Помологическом саде школу плодоводства, и всякий раз его предложение отклоняли. Только необыкновенная настойчивость директора сада победила косность чиновников из Министерства – разрешение на открытие школы, наконец, было получено. Для организации школы в саду специальную подготовку получали многочисленные практиканты. Их с удовольствием принимали на работу в разные места.
Созвучно начинаниям В. И. Беляева просветительская деятельность Николая
Николаевича Неплюева, жившего в одно и то же время с ним (1851 – 1908). Он был потомком известного дипломата, сторонника преобразований Петра Великого
– Ивана Ивановича Неплюева.
После окончания Петербургского университета перед Н. Н. Неплюевым открылась блестящая карьера дипломата. Но он ее оставляет, заканчивает
Петровскую (ныне Тимирязевскую) сельхоз Академию и возвращается к себе на родину в Черниговскую губернию. Здесь 4 августа 1881 года он открывает на свои средства первый детский приют и начинает осуществлять политехнический принцип обучения детей. Он считал, что классные занятия должны сочетаться с посильным производительным трудом учащихся. Затем Н. Н. Неплюев в 1885 г. организует мужскую сельскохозяйственную школу с пятилетним сроком обучения, приглашает квалифицированных педагогов, выделяет для школы земельные участки, приобретает современную технику, лучшие сорта зерновых, овощных, плодовых растений, породистый скот. Учащиеся получают по тем временам широкое общее образование и специальное сельскохозяйственное. Учеба тесно сочетается с практическими занятиями в поле, огороде, в саду, на животноводческих фермах. В школу принимались крестьянские дети в возрасте
12 – 17 лет, в первую очередь сироты, потом из наиболее бедных семей.
Обучение и содержание детей были бесплатными.
Через 6 лет после открытия мужской школы была организована в 1891 году и женская сельскохозяйственная школа с четырехлетним образованием и на тех же принципах.
Позже эти школы были преобразованы в сельскохозяйственные техникумы.
(Черненко, 1987).
Для того, чтобы хорошо организовать опытную работу на пришкольном участке надо знать особенности растений, которые будут на нем расти.
С незапамятных времен плодовые и ягодные растения стали постоянными спутниками человека. В плодах и ягодах содержатся вещества, необходимые для поддержания нормальной жизнедеятельности организма.
Чтобы любить природу, надо хорошо знать ее. Поэтому важное место в познании природы отводится школьным учебно – опытным участкам (Папорков,
Клинковская, Милованова, 1974).
В связи с этим особое значение приобретает приобщение школьников к сельскохозяйственному труду, обучение их основам агрономических знаний, навыков проведения наблюдений за жизнью растений, умениями постановки опытов на пришкольном учебно – опытном участке (НОВГОРОД, 1987).
Учебно – опытный участок – база опытнической работы учащихся. Здесь они закрепляют, расширяют и углубляют знания по биологии, полученные в классе, познают растительные организмы, овладевают методами управления ростом и развитием растений, приобретают умения и навыки выращивания различных культур, приобщаются к коллективному труду. У учащихся воспитывается ответственность, они привыкают начатое дело всегда доводить до конца.
Наконец, учебно – опытный участок является источником для заготовки коллекций и раздаточного материала в кабинет биологии.
Основным содержанием труда учащихся на школьном участке является опытническая работа. Опыты проводятся со всеми культурами, которые возделываются на участке. Тематика опытной работы может быть весьма разнообразной, но темы опытов должны быть вполне доступны для детей, связаны с прохождением учебной программы и сформулированы так, чтобы была ясна цель исследования (Папорков, Клинковская, Милованова, 1974).
Одновременно опытническая работа является средством активизации познавательной и творческой деятельности учащихся (НОВГОРОД, 1987).
Организация и содержание работы на учебно – опытном участке обусловливаются требованиями программы по биологии, кружковых занятий, положением о летних практических работах.
Работы на участке проводятся по плану, утвержденному директором школы и рассмотренному на педсовете.
5. Исследовательская деятельность школьников в работе кружков и факультативов
4.5.1 Кружки
Среди внеклассных занятий по биологии главное место занимает кружок юных натуралистов как основное ядро при организации всех других мероприятий.
В школьной практике нередко считают всевозможные работы по биологии, выполняемые группой после уроков, юннатскими занятиями, хотя они большей частью являются внеурочными.
Цель кружка юных натуралистов – заинтересовать учащихся биологией, углубить и расширить их знания, выработать у них навыки наблюдения и экспериментирования и способствовать воспитанию научного мировоззрения.
Работа в кружке юннатов проводится систематически, по определенному плану, с добровольным, но постоянным составом участников.
В практике школ имеются: в начальной школе – общий юннатский кружок, а в средней – специальные поклассные кружки: в 6 классе – кружок юных ботаников; в 7 классе – кружок юных зоологов; в 8 классе – кружок юных физиологов; в 9 – 11 классах – кружок юных биологов, хотя все они называются юннатскими кружками.
Такое распределение диктуется уровнем знаний, приобретенных по курсу, и разницей в возрасте учащихся. Интересы же учащихся (за малым исключением) постоянны: они возникают при изучении одного из курсов, а затем сменяются новыми. Конечно, между всеми кружками должна быть связь, преемственность в работе и кооперация при совместном проведении массовых мероприятий и общественно полезной работы. Однако нередко учащиеся старших классов продолжают заниматься ботаникой и зоологией в соответствии со своими интересами.
Дифференциация юннатских кружков соответственно изучаемым в школе биологическим курсам, с одной стороны, дает возможность более углубленно познать тот или иной из них и, с другой стороны, использовать результаты некоторых опытов на уроках.
Работу учащихся в кружке следует рассматривать и как средство воспитания.
Нередко учителя ставят условиями приема в кружок хорошую успеваемость по биологии и хорошую дисциплину. Однако опыт лучших учителей показывает: в результате занятий в кружке неуспевающие учащиеся начинают интересоваться биологией, а учащиеся с плохим поведением – вести себя значительно лучше.
В кружке важно сочетать индивидуальную самостоятельную творческую и ответственную работу каждого учащегося с работой коллективной, общественной.
Работа кружка поэтому организуется таким образом, чтобы учащиеся воспитывались в совместном коллективном действии, в общем стремлении к одной цели, чтобы у них развивались коллективистские, общественные навыки.
«Правильно воспитывать коллектив – это значит окружить его сложной целью перспективных представлений, ежедневно возбуждать в коллективе образы завтрашнего дня, образы радостные, поднимающие человека и заражающие радостью его сегодняшний день»,- говорил А. С. Макаренко.
Учитывая психологию учащихся 6, 7 классов, нельзя ставить им отделенные по времени цели или занимать их однообразной работой. Однообразная работа не годится и для учащихся старших классов, хотя поставленные цели могут быть более отдаленными.
Количество учащихся в кружке обычно не превышает 15 – 20 человек. Если желающих больше, то организуют две группы, занимающиеся в разное время.
Занятия с кружком лучше проводить, как показал опыт многих школ, один раз в неделю или два раза в месяц.
Занятия кружка следует строить по общим темам, включающим различные экспериментальные работы и знакомство с литературой, применяя разнообразные методы как индивидуальной, так и коллективной работы.
Изучив в 8 классе раздел «Обмен веществ и энергии» (учебник Д. В.
Колесова, Р. М. Маша, И. Н, Беляева), на занятиях кружка учащиеся могут изучить биохимический состав плодов калины, роль содержащихся эелемнтов в обмене веществ организма в процессах пищеварения и кровообращения; их использование и переработку. В качестве примера приведем конспект заседания кружка на тему: «Изучение биохимического состава калины, способы ее переработки и использование» (Приложение 1).
4. 5. 2 Факультативы
Факультативные занятия являются самостоятельной формой работы, которая проводится по утвержденным Министерством просвещения программам.
Эти программы являются примерными, они могут быть скорректированы учителем с учетом условий жизни. В то же время изменения программы не должны снижать идейного и научного уровня факультативов. Факультативные занятия, как правило, включаются в расписание. Для них установлена определенная норма наполняемости группы (в пределах 15 – 20 человек). Поэтому нужно не допускать отсева учащихся в течение года, проводить занятия живо, интересно.
Главная задача факультативных курсов – развить у школьников интерес к биологии, углубить теоретические и практические знания по различным проблемам науки, расширить кругозор, удовлетворить потребности интересующихся биологией школьников в разностороннем познании живой природы, в овладении методами научного исследования, умениями самостоятельного ее изучения. Поэтому факультативные курсы по биологии должны наиболее полно отражать достижения науки, раскрывать ее связь с практикой, подводить к мировоззренческим выводам. С помощью факультативных курсов учащиеся узнают о практическом значении биологических знаний, учатся использовать их при выращивании сельскохозяйственных растений и животных, сортоизучении, опытничестве, для решения проблем охраны природы.
Факультативы содействуют выбору учащимися будущей профессии.
Ориентации их на работу в определенной области народного хозяйства, связанной с биологическими знаниями, способствуют начальной подготовке в избранной профессии.
Особенно возрастает образовательная, воспитательная и развивающая роль факультативных занятий в период реформы школы, с их помощью учащимся 8
– 11 классов предоставляется возможность углубленного изучения по их выбору отдельных предметов физико – математического, химико – биологического и общественно – гуманитарного циклов. Таким образом, факультативы являются основной формой дифференциации обучения в нашей стране в условиях всеобщего обязательного среднего образования. В связи с этим необходимо более строго подойти к отбору факультативных курсов, уточнить их содержание и структуру, повысить их роль в трудовом воспитании и профориентации учащихся, в подготовке их к труду.
Содержание факультативных курсов по биологии в период реформы школы отражает требование более тесной связи теории с практикой. При этом необходимо избежать излишней теоретизации курсов, а также не допустить их узкого практицизма.
Факультативные курсы «Физиология растений», «Физиология животных»,
«Физиология человека» (как дополнение программы основного курса) и
«Физиология высшей нервной деятельности и психология» существуют более десяти лет. Углубленное познание учащимися растительной клетки, ее субмикроскопического строения и физиологии дает возможность довести до сознания сущность химизма и энергии фотосинтеза, обосновать космическую роль растений, подвести к выводу об их огромном значении для всего живого на Земле, о необходимости охраны и планового воспроизводства растительного мира. Физиологические знания используются в сельскохозяйственной практике при выращивании растений, служат основой для осознания учащимися агротехнических мероприятий, направленных на повышение урожайности растений
(Зверев, Мягкова, 1985). В итоге выполнения работ учащиеся должны приобрести навыки в самостоятельной постановке опытов по физиологии растений: уметь составить план проведения опыта, внимательно и в точно намеченное по плану время провести наблюдения, сделать точные измерения, подсчеты, оформить дневник, начертить графики, диаграммы, составить таблицы, демонстрирующие результаты опытов, сделать выводы (Васильева,
Горбунова, Кашина, 1978).
Факультативы имеют большое значение для решения задач политехнического образования, подготовки учащихся к трудовой деятельности, профориентации на сельскохозяйственные профессии. Факультативы по физиологии человека, высшей нервной деятельности с основами психологии имеют большую теоретическую направленность. Следует отметить необходимость усиления в их содержании гигиенических и медицинских знаний, уделения большого внимания вопросам физиологии трудовой деятельности.
Большое практическое и мировоззренческое значение имеет знание учащимися генетики, селекции, молекулярной биологии. Однако нет необходимости более полно раскрывать эти вопросы в основном курсе. Изучение факультативного курса по генетике для интересующихся учащихся дает возможность глубоко познать теорию гена, основные генетические закономерности и их молекулярно – цитологические основы, показать прикладной характер генетических знаний: значение генетики для развития учения об онтогенезе, эволюции, экологии, селекции. Изучение курса убеждает школьников в огромном значении экспериментальных исследований для развития теоретических положений генетики, позволяет ознакомиться с этапами познания генетических явлений и убедить их в познаваемости живой природы. В то же время целесообразно при изучении данного курса усилить внимание к практическим знаниям, более обстоятельно рассмотреть вопросы селекции, генетики популяций, значение этих знаний для практики. Не менее важна роль этого факультатива в гигиеническом воспитании учащихся, в раскрытии генетики человека, вредного влияния алкоголя, никотина, наркотиков на генотип человека.
Трудно переоценить значение экологически знаний для осознания учащимися практической, ценностной, эстетической роли живой природы в жизни человека, в развитии общества. Факультативные курсы по экологии «Охрана природы», «Введение в экологию», «Основы биогеоценологии» в тесной связи с основным предметом дают возможность учащимися глубоко усвоить знания теоретических основ охраны природы, овладеть практическими умениями по изучению численности популяций, выявлению факторов, вызывающих резкие колебания их численности, а также вооружить школьников умениями разрабатывать мероприятия по охране популяций, видов, биогеоценозов.
Всю группу факультативных курсов по биологии можно рассматривать как систему, обеспечивающую углубленную теоретическую и практическую подготовку по наиболее важным биологическим проблемам, имеющим большое значение для подготовки учащихся к трудовой деятельности. В то же время развитие биологической науки и народного хозяйства требует разработки факультативного курса прикладного характера по биотехнологии. Эта отрасль производства развивается бурными темпами, и в ближайшие годы будет играть большую роль в народном хозяйстве. Она будет нуждаться в квалифицированных кадрах и увлеченных людях.
Совершенствование методики преподавания факультативных курсов должно быть направлено на усиление внимания к самостоятельным работам учащихся с натуральными объектами (проведение опытов, наблюдений, самонаблюдений), с изобразительной наглядностью, с учебником и научно – популярной литературой.
Особенно перспективны факультативные курсы, которые проводит учитель совместно со специалистами, когда занятия организуются не только в классе, но и в научно – исследовательских институтах, на селекционных станциях, биологических кафедрах педагогических институтов, в заповедниках и т.д.. В этом случае учащиеся знакомятся с методами научного исследования, включаются в проведение эксперимента, становятся причастными к исследованиям. Новые требования по совершенствованию факультативов выдвигаются реформой школы.
Таким образом, система внеклассных занятий, факультативных курсов по биологии позволяет значительно углубить биологические знания учащихся, привить им практические и общеучебные умения, содействовать формированию их научного мировоззрения, улучшить профессиональную подготовку и укрепить профессиональные устремления с учетом своих способностей и склонностей
(Зверев, Мягкова, 1985).
6. Развитие умений и навыков исследовательской деятельности учащихся при выполнении лабораторных работ
Чаще всего используются два способа организации лабораторных работ: фронтальный, когда учащиеся выполняют задания под руководством учителя, и индивидуальный, когда каждый ученик выполняет работу по инструктивной карточке. Лабораторная работа не всегда должна занимать целый урок, она может быть рассчитана и на часть урока.
Познавательная деятельность учащихся при выполнении лабораторной работы с целью изучения нового материала направляется заданием или инструктивной карточкой, в которых указаны ход работы, последовательность выполнения действий учащимися; предусматривается формулирование вывода, ответа на вопросы, заполнение таблицы, схемы и т.д..
На первых этапах изучения биологии степень самостоятельности учащихся в усвоении новых знаний при выполнении лабораторной работы небольшая.
Учитель дает инструкции и проводит фронтальное руководство деятельностью учащихся, оказывает им помощь, привлекая таблицы, модели, делая зарисовки на доске, и контролируя восприятие учащихся путем проведения беседы. Только после того, как будут сформированы умения по выполнению лабораторной работы, учащимся предлагаются задания поискового характера, которые повышают их познавательную самостоятельность.
Лабораторная работа может занимать весь урок или его часть. Это зависит от содержания и объема выполняемой работы (Калинова, Мягкова,
1989).
Лабораторные работы особенно ценны в учебно – воспитательном отношении, когда в них содержатся вопрос, задача, которые надо решить учащимся, применяя на практике приобретенные знания; умения будут развиваться не механически, а основываясь на знаниях. На вопрос, проблему, задачу, которые ставятся перед началом лабораторной работы, учащиеся должны ответить ее результатами.
Вопросы и задания лабораторных работ позволяют выявить уровень овладения школьниками теоретическими знаниями и практическими умениями, а именно: готовить препараты клеток и тканей; работать с лупой и микроскопом; ставить опыты с растениями с целью изучения их жизнедеятельности; определять растения местных видов, принадлежащих к различным систематическим группам и т.д.
Дидактический материал должен позволять осуществить промежуточный контроль знаний учащихся на разных уровнях сложности. Наряду с заданиями репродуктивного характера школьникам предлагается проверить умения оценки достоверности факта, выдвигать и отстаивать гипотезу, интерпретировать данные лабораторной работы. Особое внимание при контроле знаний следует уделять проверке усвоения системы биологических понятий, раскрытию взаимосвязей и взаимозависимостей между биологическими системами разного уровня организации, а также с окружающей их средой.
Правильно проведенные лабораторные работы заставляют учащихся проделать ряд логических операций: выявление сходства и различия, классификация, вывод, обобщение, умозаключение.
Основными методами в исследовательской работе являются наблюдение и эксперимент, т.е. методы, связанные с непосредственным изучением предметов и явлений живой природы.
Лабораторные работы развивают умения и навыки учащихся только при правильном планомерном их проведении.
На уроках биологии исследовательская деятельность школьников может быть организована именно в процессе выполнения лабораторной работы.
Далее мы приводим конспект урока с применением лабораторной работы исследовательского характера.
Конспект урока на тему:
«ЦВЕТОК И ЕГО СТРОЕНИЕ»
ЦЕЛЬ: развить понятие «цветок», включая подробности строения пестика и тычинок, подвести учащихся к выводу, что цветок – это орган размножения.
ЗАДАЧИ:
Образовательные: сформировать понятие о цветке как видоизмененном побеге, служащим для семенного размножения; о пестике, тычинках, околоцветнике, чашечке; о цветках правильных и неправильных; об околоцветниках простом и двойном; о цветках обоеполых и раздельнополых; растениях однодомных и двудомных. Развить умения в написании формул цветков.
Воспитательные: формирование научного мировоззрения на основе знаний связи строения и выполняемой функции. Осуществлять экологическое, эстетическое, природоохранное воспитание.
Развивающие: продолжить развитие умений наблюдать, сравнивать, делать выводы, правильно выполнять рисунки.
МЕТОДЫ:
Словесный – рассказ с элементами беседы.
Наглядный – демонстрация таблиц, муляжей, раздаточного материала
(фиксированные цветки), иллюстраций учебника.
Практический – лабораторная работа.
ОБОРУДОВАНИЕ: таблицы, модели, иллюстрации, фотографии, фиксированный материал, препаровальные иглы, лупы.
ХОД УРОКА:
УЧИТЕЛЬ: — Здравствуйте, ребята, садитесь.
В: — Что вы изучали на предыдущем уроке?
О: — Видоизменения побегов.
В: — Что же такое побег?
О: — Побег – это стебель с расположенными на нем листьями и почками.
В: — Какие видоизменения побегов вы знаете?
О: — Корневища, клубни, луковицы.
УЧИТЕЛЬ: — У растений существует еще один видоизмененный побег, который может быть разнообразным по форме, окраске и который всегда радует наш глаз. Посмотрите, пожалуйста, на рисунки (таблицы). Что вы видите?
(Демонстрация иллюстраций цветов: см. Приложение 2).
О: — Цветок.
В: — Каких растений?
О: — Тюльпана, яблони, ландыша, шиповника.
В: — А этот цветок принадлежит какому растению?
О: — ?..
УЧИТЕЛЬ: — Этот цветок принадлежит не очень распространенному в нашей местности растению – калине обыкновенной.
И вот цветок является тоже видоизмененным побегом. Как вы поняли, на сегодняшнем уроке мы будем изучать еще один видоизмененный побег – цветок. Запишите тему урока: «ЦВЕТОК И ЕГО СТРОЕНИЕ». И целью нашего урока будет изучение строения цветка и выяснение его значения для жизни растения.
В: — Из чего развивается побег?
О: — Побег развивается из почки.
УЧИТЕЛЬ: — И цветок тоже развивается из почки. И, как вы видите, он может располагаться и на главных, и на боковых побегах.
(Демонстрация различных положений цветков – на верхушке и на боковых побегах)
УЧИТЕЛЬ: — Давайте дадим определение – что такое цветок и запишем его в тетрадь.
О: — ЦВЕТОК – это видоизмененный укороченный побег…
УЧИТЕЛЬ: — служащий для семенного размножения.
Для изучения строения цветка мы с вами откроем научно – исследовательскую лабораторию, в которой будут существовать различные отделения, занимающиеся рассмотрением вопросов, связанных с этим очень важным генеративным органом. Так, запишем в тетрадь:
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №… Тема: «Изучение строения цветка» на примере цветка калины.
Для этого мы должны выбрать контингент научных работников, которые будут осуществлять работу в этих отделах. Итак, каждый отдел будет носить специальный характер:
1 отдел: по изучению околоцветника.
2 отдел: будет изучать строение тычинок и пестика.
3 отдел: изучает виды цветков и деление растений на однодомные и двудомные.
Необходимо отметить одну особенность калины. Зацветает она в первой половине июня. Сначала распускаются крупные белые цветки по периферии щитка.
(Демонстрация фотографий)
СОЦВЕТИЯ КАЛИНЫ:
СОУЗГА
УЛЬГЕНЬ
8 — 37
Эти цветки бесполые (стерильные) и служат для привлечения насекомых
– опылителей.
(Демонстрация фотографий): СТЕРИЛЬНЫЕ ЦВЕТКИ КАЛИНЫ:
СОУЗГА
УЛЬГЕНЬ
8 — 37
Затем раскрываются мелкие цветки внутри соцветия, строение которых мы и будем изучать в ходе нашей лабораторной работы.
Итак, каждый отдел получает свои индивидуальные задания, после выполнения которых вы должны будете сделать отчет на Совете.
Первое задание будут выполнять все три отдела. А дополнительные будут вам указаны в инструкции.
Итак, задания:
1 отдел: 1. Строение цветка калины.
А) Рассмотреть рисунок «Строение цветка яблони».
Б) Рассмотреть рисунок «Строение цветка калины».
В) Расчленить согласно рисунку цветок калины и определить все его части. Зарисуйте и подпишите их.
(Фиксированные цветки калины)
Г) Определить наличие или отсутствие чашелистиков у калины и яблони.
2. Околоцветник двойной и простой.
А) Прочитать абзац на стр. 126.
Б) Определить околоцветник у калины.
В) Сравнить изображения цветков с разными околоцветниками и выписать в два столбика растения с простым и двойным околоцветником: ландыш, шиповник, капуста, пролеска, картофель, лилия.
2 отдел: 1. То же.
2. Строение тычинки и пестика:
А) Прочитать абзац на стр. 127.
Б) Рассмотреть тычинки и пестик у калины.
Установить их количество.
В) Зарисовать строение тычинки и пестика калины.
3. Цветки обоеполые и раздельнополые:
А) Прочитать абзац на стр. 127.
Б) Записать определения.
В) Привести примеры.
3 отдел: 1. То же.
2. Виды цветков:
А) Прочитать абзац на стр. 124 «Цветки правильные и неправильные».
Б) Дописать схему:
Цветки
Правильные Неправильные
Примеры подберите по рисункам: вишня, горох, фиалка, пастушья сумка, томат, львиный зев.
3. Растения однодомные и двудомные:
А) Прочитать абзац на стр. 128.
Б) Привести примеры.
УЧИТЕЛЬ: — А сейчас мы заслушаем отчеты наших научных работников.
ОТЧЕТЫ:
1 отдел: 1. А) Строение цветка яблони.
В центре цветка хорошо заметен пестик. Он окружен многочисленными тычинками. Пестик и тычинки – главные части цветка. Вокруг тычинок и пестика расположен околоцветник. У яблони околоцветник состоит из листочков двух типов. Внутренние листочки – это лепестки, составляющие венчик. Наружные листочки – чашелистики, — образуют чашечку.
Венчик цветка яблони состоит из белых или бело-розовых несросшихся лепестков. У других растений (душистый табак, яснотка, паслен черный, примула) лепестки срастаются в нижний части в трубку.
Поэтому различают венчики свободнолепестные и сростнолепестные.
Чашечка цветка яблони состоит из пяти сросшихся у основания зеленых листочков, у некоторых растений, например у гвоздики, чашелистики нижними частями страстаются в трубку. У других, например у герани, чашелистики не срастаются.
Тоненький стебелек, на котором у большинства растений сидит цветок, называются цветоножкой, а ее верхнюю, расширенную часть, которая может принимать различную форму – цветоложем.
Б)
В)
Г) (Демонстрация фотографий).
ЦВЕТКИ КАЛИНЫ:
СОУЗГА
УЛЬГЕНЬ
8 — 37
Д) У яблони есть чашелистики, а у калины они отсутствуют.
2. А) Околоцветник простой и двойной.
У яблони околоцветник состоит из чашечки и венчика. Такой околоцветник называют двойным. Кроме яблони, его имеют вишня, капуста, роза и многие другие растения.
У некоторых растений, главным образом, у однодольных
(лилия, амариллис, тюльпан), все листочки околоцветника более или менее одинаковы. Такой околоцветник называют простым. У одних растений листочки простого околоцветника крупные и яркие, например у тюльпана или орхидеи, а у других, например у ситника, невзрачная.
Цветки ивы, ясеня не имеют околоцветника. Их называют голыми.
Б) У калины простой околоцветник.
В) ПРОСТОЙ: ландыш, пролеска, лилия.
ДВОЙНОЙ: шиповник, капуста, картофель.
2 отдел: 1. То же.
2. А) Строение тычинки и пестика.
У яблони каждая тычинка имеет пыльник, внутри которого созревает пыльца. Пыльник расположен на тычиночной нити. Пестик имеет рыльце, столбики и завязь. У яблони пестик образован пятью сросшимися между собой в основании столбиками. В верхней части они свободные, и каждый несет по одному рыльцу. Завязь пятигнездная. В гнездах находятся семязачатки, из которых после цветения развиваются семена.
Б) Рассмотрев строение трубчатого цветка калины, мы установили, что количество тычинок = 5, а пестик – 1.
В) Строение цветка калины.
3. А) Цветки обоеполые и раздельнополые.
Большинство растений имеет цветки, в которых есть как тычинки, так и пестики. Это обоеполые цветки. Но у некоторых растений
(огурец, кукуруза) одни цветки имеют только пестики – пестичные цветки, а другие – только тычинки – тычиночные цветки. Такие цветки называют раздельнополыми.
Б) Обоеполые цветки – цветки, у которых есть и тычинки и пестики.
В) Пестичные: огурец, кукуруза.
Тычиночные: ива.
3 отдел: 1. То же.
2. А) Цветки правильные и неправильные.
Листочки околоцветника (простого и двойного) могут располагаться так, что через него можно провести несколько плоскостей симметрии (яблоня, вишня, капуста и др.). Такие цветки, через которые можно провести одну плоскость симметрии (горох, шалфей), называют неправильными.
Б) Правильные цветки: вишня, пастушья сумка, калина, томат.
Неправильные цветки: горох фиалка, львиный зев.
(Демонстрация цветков: см. Приложение 2)
2. А) Растения однодомные и двудомные.
Такие растения, как огурцы и кукуруза, называют однодомными, так как пестичные и тычиночные цветки у них развиваются на одном растении.
Коноплю, тополь и иву называют двудомными растениями, так как у них тычиночные цветки расположены на одних растениях, а пестичные – на других. Двудомны также некоторые виды осок.
Б) Если пестичные и тычиночные цветки развиваются на одном растении, то оно – однодомное: огурцы, кукуруза. Если же тычиночные цветки расположены на одних растениях, а пестичные – на других, то такие растения двудомны: осоки.
УЧИТЕЛЬ: — Какой же вывод мы сделаем по лабораторной работе?
О: — Цветок калины имеет сходное строение с цветками других растений, но имеет и свои специфические особенности.
УЧИТЕЛЬ: — Молодцы, ребята, вы справились с поставленными задачами. А следующий вопрос, который мы изучим – формула цветка. При составлении формулы цветка простой околоцветник обозначается буквой – О, чашелистики – буквой Ч, тычинка – Т, пестик – П.
Число чашелистиков, лепестков, тычинок, пестиков показывают цифрами, а если их больше двенадцати, то значком — Если какие-либо части цветка срослись, то соответствующие цифры пишут в скобках.
Правильный цветок изображают звездочкой — *, неправильный – стрелкой , однополые мужские (тычиночные) цветки – знаком О, женские (пестичные) – О. Записываем условные обозначения и примеры.
Формула цветка калины: *Ч0Л(5)Т5П1; вишни — *Ч8Л5Т
П1.
УЧИТЕЛЬ: — Ребята, вы провели сегодня большую работу. А теперь давайте подведем итог. Половое размножение покрытосеменных растений связано с цветком. Его важнейшие части – тычинки и пестики. В них происходят сложные процессы, связанные с половым размножением, которое вы будете изучать на последующих уроках.
В: — Итак, какой же вы можете сделать вывод по уроку?
О: — ВЫВОД: цветок – видоизмененный укороченный побег, служащий для семенного размножения. В строении всех цветков можно отметить черты сходства, но существуют много видов растений, которые имеют свои особенности. Примером тому служат цветки калины обыкновенной.
УЧИТЕЛЬ: -Что же вы узнали сегодня на уроке?
— Давайте повторим. Для этого впишите названия частей цветка так, чтобы буква «К» была общей.
ПЕСТИ —
ЦВЕТО —
ВЕНЧИ –
ЧАШЕЧ – А
ТЫЧИН – А
ЛЕПЕСТО —
ЦВЕТОНОЖ — А
ЧАШЕЛИСТИ —
ОКОЛОЦВЕТНИ —
УЧИТЕЛЬ: — Все изученное вы повторите дома в параграфе 28 стр. 125-128.
Ответьте на вопросы после параграфа, стр. 128. Выучите термины. УРОК ОКОНЧЕН.
СТРАНИЦА ИЗ ТЕТРАДИ УЧЕНИКА
15/03 — 2002
Тема: «Цветок и его строение»
Цветок – это видоизмененный укороченный побег, служащий для семенного размножения.
Лабораторная работа №
Тема: «Изучение строения цветка».
1. Строение цветка калины:
Чашелистики отсутствуют.
Строение цветка яблони:
2. Околоцветник простой и двойной.
Двойной околоцветник – околоцветник, состоящий из чашечки и венчика
(яблоня, вишня, капуста, роза).
Простой околоцветник – околоцветник, состоящий только из венчика
(амариллис, лилия, тюльпан).
Голые цветки – цветки, лишенные околоцветника (ива, ясень).
Простой околоцветник Двойной околоцветник
Калина; ландыш; Шиповник; капуста;
Пролеска; лилия. Картофель.
3. Строение тычинки и пестика яблони.
Тычинки и пестик калины похожи по своему строению на тычинки и пестик яблони.
4. Цветки обоеполые и раздельнополые.
Обоеполые цветки – цветки, у которых есть и тычинки и пестики
(калина).
Раздельнополые:
Пестичные – цветки, имеющие только пестики (огурец, кукуруза).
Тычиночные – цветки, имеющие только тычинки (ива).
5. Цветки правильные и неправильные.
Правильные – листочки околоцветника располагаются так, что через него можно провести несколько плоскостей симметрии.
Неправильные – цветки, через которые можно провести одно плоскость симметрии.
Правильные цветки Неправильные цветки
Вишня, калина, Львиный зев, горох,
Пастушья сумка, фиалка.
Томат.
6. Растения однодомные и двудомные.
Однодомные – у которых пестичные и тычиночные цветки развиваются на одном растении (огурец, кукуруза).
Двудомные, у которых тычиночные цветки расположены на одних растениях, а пестичные – на других (конопля, тополь, осоки).
ВЫВОД: цветок калины имеет сходное строение с цветками других растений, но имеет и свои специфические особенности.
Формула цветка:
О – околоцветник.
Ч – чашелистики.
Т – тычинки.
П – пестик
* — правильный цветок.
— неправильный цветок..
О – однополые мужские цветки.
О – однополые женские цветки.
( ) – сросшиеся части цветка.
Формула цветка: калины *Ч0Л(5)Т5П1
Яблони: *Ч5Л5Т П1
ВЫВОД: цветок видоизмененный укороченный побег, служащий для семенного размножения. В строении всех цветков можно отметить черты сходства, но существуют много видов растений, которые имеют свои особенности. Примером тому служат цветки калины обыкновенной.
ПЕСТИ —
ЦВЕТО –
ВЕНЧИ –
ЧАШЕЧ – А
ТЫЧИН – А
ЛЕПЕСТО –
ЦВЕТОНОЖ – А
ЧАШЕЛИСТИ —
ОКОЛОЦВЕТНИ —
Д/з: параграф 28, стр. 125-128, вопросы стр. 128.
Научная деятельность школьников решает многие образовательные и воспитательные задачи: углубляет и расширяет знания учащихся, развивает познавательный интерес, способствует выработке умений и навыков проведения элементарных научных исследований, тем самым готовя новые кадры для современной науки.
Разнообразные формы и методы исследовательской работы дают возможность учащимся выбрать для себя наиболее подходящие и интересные.
Источником научной работы учащихся служит научная деятельность самого учителя, и объекты исследований могут совпадать: это могут быть как уже известные виды растений, так и малораспространенные, но приобретающие сегодня большую значимость. Например, нетрадиционные культуры, которые в настоящее время привлекают большой интерес ученых.
Полученные результаты позволяют сделать следующие
ВЫВОДЫ:
1. Калина хорошо адаптируется к условиям агробиостанции, о чем свидетельствует ее быстрая приживаемость на суглинистых почвах и вступление ее в период цветения и плодоношения (уже на третий год).
2. Листья калины содержат достаточно высокий процент воды, что связано с молодым возрастом кустов, погодными условиями экспериментальных лет, а также наличие близко расположенной реки.
3. Вода в листьях калины распределяется соответственно периодам вегетации, то есть наличие достаточного количества воды в «критические периоды» и при дальнейшем развитии плодов и семян.
4. Калина может быть рекомендована для выращивания на агробиостанции
Мичуринского государственного педагогического института.
5. Калина является хорошим объектом для изучения в школе и для внедрения ее на пришкольные участки. Полученные данные использовались на уроке и во внеклассной работе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Интродукция дикорастущих видов позволяет сохранить многие из них в культуре. Нетрадиционные растения, обладая высоким адаптивным потенциалом и не требуя тепличных условий, способна переносить неблагоприятные погодные явления. Эти растения позволяют расширить сортимент плодово-ягодных культур и обеспечить население достаточным количеством плодов, содержащих многие питательные и лечебные вещества.
Исследования общего содержания воды в листьях калины показали, что процент его достаточно высокий, и это позволяет культуре успешно расти и развиваться в данной местности.
Использование калины в школе позволяет осуществлять природоохранное, экологическое, эстетическое, трудовое воспитание. Как интересный объект калина может стать предметом научных исследований школьников, тем самым готовя молодые кадры для отечественной науки.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Агрохимия / Под ред. Б. А. Ягодина. – М. :
Агропромиздат, 1989. – С 96-98.
2. Антипов Н. И. Особенности водообмена различных экологических групп растений. – Рязань, 1973.
3. Бабин Д. М. Энциклопедия цветоводства. – Минск:
Миринда, 2000. – 480с.
4. Баславская С. С. , Трубецкова О. М. Практикум по физиологии растений. – М. : МГУ, 1964.
5. Бейдеман И. Н. Основные направления в изучении водного обмена у растений в природе // Водный обмен в основных типах растительности СССР как элемент круговорота веществ и энергии / Отв. Ред. : Г. И.
Галазий, И. Н. Бейдеман. – Новосибирск, 1975. – С 3.
6. Белов И. Г. , Корчагина В. А. Уроки ботаники в 5 – 6 классах. – М. : Просвещение, 1974. – 239с.
7. Беляева Л. Т. Ботанические экскурсии в природу. – М.
: Учпедгиз, 1958. – С 3-4
8. Боброва Т. А. Ботаника: Учебное пособие. – М. :
ТЕРРА, 2000. – 304с.
9. Быстров А. А. , Круберг Ю. К. Школьный определитель растений. – Учпедгиз. Ленинград. отд-ие, 1947.
10. Васильева Е. М. , Горбунова Т. В. , Кашина Л. И.
Эксперимент по физиологии растений в средней школе:
Пособие для учит. – М. : Просвещение, 1978.
11. Васильев Б. Р. Строение листа древесных растений различных климатических зон. – Изд-во Ленинградского университета, 1988. – 208с.
12. Ващенко И. М. , Трофимова И. В. Калина – интересный биологический объект // Биология в школе. – 1989. —
№ 6.
13. Верзилин Н. М. , Корсунская В. М. Общая методика преподавания биологии. – М. : Просвещение, 1976.
14. Верзилин Н. М. По следам Робинзона. – М. :
Просвещение, 1994. – 218с.
15. Верзилин Н. М. Учитель ботаники, или разговор с растениями. – Л. :Дет. Лит. , 1984.
16. Викторов Д. П. Малый практикум по физиологии растений. – М. : Высшая Школа, 1983.
17. Водный обмен растений / Отв. Ред. : И. А. Тарчевский,
В. Н. Жолкевич. – М. : Наука, 1989. – С 99-106.
18. Гейтс Д. Молекулы и клетки. Вып. 2. – м. : Мир, 1967.
19. Генкель П. А. Физиология растений. – М. :
Просвещение, 1985. – 335с.
20. Гроздова А. Б. , Некрасов В. И. , Глоба-Михайленко Д.
А. Деревья, кустарники и лианы. – М. : Лесная промышленность, 1986.
21. Гуленкова М. А. , Красникова А. А. Летняя полевая практика по ботанике. – М. : Просвещение, 1976.
22. Дары природы / Сост. В. Третьякова. – М. : ТЕРРА —
Книжный клуб, 1998. – 288с.
23. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). –
М. : Колос, 1968.
24. Доспехов Б. А. , Гордиенко Г. И. Методика опытной работы в школе. – М. : Просвещение, 1975.
25. Жолобова З. П. Калина. – Мичуринск, 1994. – С 173-
174.
26. Зверев И. Д. , Мягкова А. Н. Общая методика преподавания биологии: Пособие для учит. – М. :
Просвещение, 1985.
27. Калинова Г. С. , Мягкова А. Н. Задания для самостоятельной работы учащихся по биологии. – М. :
Школа – Пресс, 1999.
28. Калинова Г. С. , Мягкова А. Н. Методика обучения биологии. 6 – 7. Растения, бактерии, грибы, лишайники. – М. : Просвещение, 1989. – 28-31
29. Карманов В. Г. , Мелешенко С. Н. Регулирование по замкнотому контуру в системе водного обмена растения
// Состояние воды и водный обмен у культурных растений / Ред. Н. С. Петинов. – М. : 1971.
30. Книга для чтения по биологии: Растения: Для учащихся
6 – 7 классов. /Сост. Д. И. Трайтак. – 3-е изд. , перераб. – М. : Просвещение: АО «Учеб. Лит-ра», 1996.
31. Кобзев Ю. Калина // Уральские нивы. – 1994. – № 4 –
6.
32. Козловский Т. Водный обмен растений. – М. : Колос,
1969. – С 31-32.
33. Колесников В. А. Биологические и агротехнические основы ежегодный урожает плодовых и ягодных культур.
– М. : Россельхозиздат, 1968.
34. Колесов Д. В. , Маш Р. Д. , Беляев И. Н. Биология:
Человек: Учебник для 8 кл. общеобразоват. Учеб.
Заведен. – М. : Дрофа, 2000. – 336с.
35. Комаров И. А. Деревья и кустарники: краткие итоги интродукции. – М. : изд-во Академии гаук СССР, 1959.
36. Кортиков В. Н. , Кортиков А. В. Лекарственные растения. – М. : АЙРИС ПРЕСС РОЛЬФ, 1999. – 768с.
37. Кузнецова В. И. Уроки ботаники. – М. : Просвещение,
1985.
38. Кузнецова М. А. , Резникова А. С. Сказания о лекарственных растениях. – М. : Высшая школа, 1992.
39. Кушниренко М. Д. Водный режим сельскохозяйственных растений. – Кишинев: Штиинца, 1989. – С 228.
40. Лаптев Ю. П. Растения от А до Я. – М. : Колос, 1992.
41. Либберт Э. Физиология растений. – М. : Мир, 1976. – С
271.
42. Медовая А. П. Наглядность на уроках ботаники. – М. :
Просвещение, 1966. – 68с.
43. Мягкова А. Н. ,Комиссаров Б. Д. Методика обучения общей биологии. – М. : Просвещение, 1985.
44. Панфилова Л. А. Анатомия и физиология: Учеб. Пособие.
– М. : ТЕРРА, 2000. – 304с.
45. Папорков М. А. , Клинковская Н. И. , Милованова Е. С.
Учебно-опытная работа на пришкольном участке: Пособие для учит. – М. : Просвещение, 1974. – С 3-9
46. Пасечник В. В. Биология. 6 кл. Бактерии, грибы, растения: Учеб. Для общеобразоват. Учеб. Заведений. –
3-е изд. – М. : Дрофа, 1999. – 272с.
47. Полянский И. И. Ботанические экскурсии. – М. :
Просвещение, 1968. – 243с.
48. Практикум по физиологии растений / У. Д. Сказкин,
Е. И. Ловчиновская, Т. А.
Красносельская и др. – М. : Советская наука, 1953.
49. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / Ред. Кол. : Г. А. Лобанов,
Т. В. Морозов, А. С. Овсянников и др. – Мичуринск,
1973. – 496с.
50. Проханов Я. И. Эволюция листа деревянистых двудольных растений // Тр. Московск. О-ва испыт. Природы. – М. :
1965. – Т. 13.
51. Розенштейн А. М. Самостоятельные работы учащихся по ботанике. – М. : Просвещение, 1977.
52. Рычин Ю. В. Древесно-кустарниковая флора. – М, :
Просвещение, 1972. – 264с.
53. Серебряков И. Г. Морфология вегетативных органов высших растений. – М. , 1952.
54. Сулейманов И. Г. Состояние и роль воды в растении. –
Казань: Изд-во Казанского университета, 1974. – С 11-
34.
55. Тамбовская область /Ред. Кол. : Н. А. Окатов, Г. А.
Протасов и др. – Воронеж: Центр. Чернозем. Кн. изд- во, 1965. – 272с.
56. Тетюрев В. А. Методика эксперимента по физиологии растений. – М.: Просвещение, 1980.
57. Трайтак Д. И. Формирование познавательного интереса учащихся к ботанике. – М. : Педагогика, 1975. – 191с.
58. Тукачев С. Н. , Воликов А. Г. Лекарственные растения северо-запада России. – М. , 1992. – 160с.
59. Фогль Р. Передвижение воды // Физиология плодовых растений. – М., 1983. – С 116.
60. Хессайон Д. Г. Все о комнатных растениях. – М. :
Кладезь-Букс, 2000. – 256с.
61. Черепанов И. В. Атлас. Размножение растений: Учебное пособие. – СПб. ;М. : ЧеРо-на-Неве: МГУ, 1999. – 32с.
62. Черненко Е. С. Опытная работа с плодовыми растениями на пришкольном участке: Учеб. Пособие. – Тамбов,
1987. – С 4-11.
63. Шапошников Н. И. Методика преподавания ботаники. – М.
: Просвещение, 1965.
64. Школьный учебно-опытный участок: агротехнические работы, опытническое дело: (методические рекомеендации для учителей биологии). – Новгород,
1987.
65. Якушкина Н. И. Физиология растений. – М. :
Просвещение, 1980. – С 61-63.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Конспект заседания кружка на тему:
«ИЗУЧЕНИЕ БИОХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА КАЛИНЫ, СПОСОБЫ ЕЕ ПЕРЕРАБОТКИ И
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ».
Цель: изучить биохимический состав калины, значение отдельных веществ для организма человека.
ЗАДАЧИ:
Образовательные: сформировать понятия о питательных элементах и веществах, их роли в обмене веществ и деятельности отдельных систем органов; о приемах переработки плодов калины и их использовании в питании и разных отраслях промышленности.
Воспитательные: осуществлять санитарно – гигиеническое, медицинское воспитание. Формирование научного мировоззрения на основе современных данных о роли химических элементов в жизни человека.
Развивающие: развитие кругозора, познавательного интереса учащихся; умений и навыков работы с дополнительной литературой.
МЕТОДЫ:
Словесный – рассказ с элементами беседы, сообщения.
Наглядный – демонстрация дидактических кругов, фотографий, иллюстраций, натуральных объектов, гербария.
ОБОРУДОВАНИЕ: дидактические круги, гербарий, фотографии, иллюстрации, натуральные объекты.
Заседание кружка:
Староста кружка: — Привет тебе, приют свободы и покоя,
Родного севера неприхотливый лес!
Ты полон свежести, и всё в тебе живое,
И столько у тебя загадок и чудес!
Ты испокон веков сдружился с человеком,
Берет он для себя от «щедрости» твоей
Грибы и ягоды по солнечным просекам,
И пищу, и жилье, и мачты кораблей.
Здесь в зарослях лесных, где всё для сердца мило,
Где чистым воздухом так сладостно дышать,
Есть в травах и цветах целительная сила
Для всех, умеющих их тайну разгадать.
Здравствуйте! Друзья, мы начинаем заседание кружка. Главная тема его сегодня «Изучение биохимического состава калины, способы ее переработки и использование». В обсуждении вопросов будут участвовать много специалистов – представителей разных отраслей промышленности, а также ученые – биохимики. Как все уже поняли речь сегодня пойдет о калине. И первый вопрос к залу: — Что же представляет собой калина?
ИЗ ЗАЛА – Калина – это декоративный и плодовый кустарник до 5 метров высотой. Растет по берегам рек, озер и болот, на опушках смешанных лесов, и в хвойных лесах. Теневынослива. Хорошо растет на открытых местах, на суглинистых почвах с достаточным проточным увлажнением.
(Демонстрация фотографий калины в цвету и с плодами)
ЦВЕТЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ КУСТОВ КАЛИНЫ (2002г.):
СОУЗГА
УЛЬГЕНЬ
8 — 37
ПЛОДОНОСЯЩИЕ КУСТЫ КАЛИНЫ НАЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УЧАСТКАХ ВНИИС:
СОУЗГА
УЛЬГЕНЬ
8 — 37
СТАРОСТА: — Сегодня в зале присутствует языковед, который расскажет о происхождении названия «калина» и о легендах, связанных с этим кустарником.
ЯЗЫКОВЕД: — Добрый день. Русское название «калина» — древнеславянское слово, обозначающее, по одной версии, кустарник, растущий на болоте, по другой – указывающее на ярко – красный, как бы раскаленный цвет плодов. У многих славянских народов калина считалась символом девичьей красоты, любви и счастья.
ИЗ ЗАЛА: — Посвятил калине стихотворение Т. Г. Шевченко:
Зацвела в долине
Красная калина,
Будто рассмеялась
Юная дивчина.
ЯЗЫКОВЕД: — Считалась она также «свадебным деревом» и была непременной участницей свадебного обряда. Растет калина «в лесу над водою», что придает ее образу оттенок печали, робости и даже незащищенности.
Косточка плода своей формой напоминает сердце, поэтому в народе рубиновые плоды калины стали символом мужества людей, которые отдали свою жизнь в борьбе с врагами.
СТАРОСТА: — Калина – старинное лекарственное растение.
ИЗ ЗАЛА: — Послушайте, как об этом говорится в стихотворении:
Собирать мою кору
Нужно раннею весною,
Останавливают кровь
При кровотеченьях мною.
Чудодейственный отвар
Может пить и млад и стар!
Ну, а осенью подарок
Кисти ягод огневых,
Рвите на зиму, ребята,
Много витаминов в них!
СТАРОСТА: — Эти стихи как нельзя лучше характеризуют все свойства, которыми обладает калина. Как уже все слышали, плоды калины содержат много витаминов. О них пойдет речь на заседании нашего кружка. Слово предоставляется нашим гостям – специалистам в области биохимии.
БИОХИМИК 1: — Здравствуйте. Сегодня я и мой коллега расскажем о химическом составе плодов калины. Из прозвучавшего стихотворения мы видим, что калина, а точнее все ее части, обладают лекарственными свойствами.
Среди них одним из главных являются витамины. А теперь давайте выясним, что же такое витамины?
ИЗ ЗАЛА: — Витамины представляют собой вещества, очень малые количества которых необходимы для нормального развития и жизнедеятельности организма. Они играют первостепенную роль в обмене веществ, а также в поддержании нормального физиологического состояния нервной, сердечно
– сосудистой, пищеварительной систем и кроветворных органов; способствуют укреплению организма, повышению его работоспособности и сопротивляемости к различным вредным воздействиям внешней среды и болезням.
БИОХИМИК 1: — Правильно. А что наблюдается в случае недостатка витаминов?
ИЗ ЗАЛА: — Недостаток витаминов приводит к ослаблению организма и развитию характерных заболеваний – авитаминозов, при которых нарушается обмен веществ и большинство функций организма.
БИОХИМИК 1: — Верно. Некоторые витамины синтезируются в организме, однако большая часть поступает с пищей. Продукты растительного происхождения содержат большинство необходимых человеку витаминов. Причем некоторые растения настолько богаты ими, что могут служить не только средством профилактики и лечения авитаминозов, но и используются для лечения других заболеваний, при которых показано применение больших количеств определенных витаминных веществ. Например, шиповник – в его плодах содержится самое большое количество аскорбиновой кислоты. Ярким примером является и калина. Она содержит витамины Р и С.
(Демонстрация дидактических кругов: Р)
Где же, в каких плодах и растениях содержится витамин Р?
Ответить на этот вопрос нам поможет кроссворд.
1. Родина его – Средиземноморье. Листья многораздельные с линейно – нитевидными долями. В молодом возрасте используется как зелень и приправа. Обязательный компонент при засолке огурцов, помидоров и грибов.
2. Кустарник, черные плоды которого содержат много витаминов Р и С.
3. На горке под березой у нас в саду растет: колючая — как роза, сладкая – как мед.
4. Плод у травки сложный, да притом и ложный. А то, что в нем ложное,
— вкуснее, чем пирожное.
5. Где – то в чаще дремучей, за оградой колючей, у заветного местечка есть волшебная аптечка: там красные таблетки развешаны на ветке.
6. Родина его – Южный Китай. Япония. Индия, Вьетнам, Бирма. Основная площадь его плантаций сосредоточена в Индии, Китае, Шри – Ланке,
Грузии. Из него готовят излюбленный напиток многих народов мира.
ОТВЕТЫ:
У К Р О П
С М О Р О Д И Н А
М А Л И Н А
З Е М Л Я Н И К А
Ш И П О В Н И К
Ч А Й
БИОХИМИК 1: — Итак, мы узнали, что витамин Р содержится во многих растениям и их плодах. И одно из главных мест среди них занимает калина. А теперь давайте выясним значение этого витамина для человека.
ИЗ ЗАЛА: — Витамин Р, или рутин, понижает повышенную проницаемость стенок кровеносных сосудов, вызванную различными причинами. Его назначают при гипертонической болезни, язвенной болезни желудка и 12-ти перстной кишки, некоторых болезнях печени и желчного пузыря, глаз, кожи, отравлениях. Часто витамин Р применяют в комплексе с витамином
С.
БИОХИМИК 1: — Вы правы. Это еще один витамин – витамин С, — который в большом количестве содержится в плодах калины. Какую же роль он выполняет?
(Демонстрация дидактических кругов: С)
ИЗ ЗАЛА: — Витамин С, или аскорбиновая кислота, принимает участие в обмене нуклеиновых кислот, синтезе многих веществ, необходимых для построения соединительной и костной тканей; обеспечивает нормальную проницаемость капилляров, повышает эластичность и прочность кровеносных сосудов. Он играет серьезную роль в поддержании естественной и приобретенной сопротивляемости организма инфекционным заболеваниям. Хронический недостаток витамина С может привести к заболеваниям цингой.
БИОХИМИК 1: — Чтобы избежать с-витаминной недостаточности, необходимо потреблять достаточное количество растительных продуктов – естественных источников аскорбиновой кислоты, в том числе плодов калины, шиповника, яблони, вишни, облепихи, малины, груши, а также лук и щавель. В среднем взрослому человеку в сутки нужно около 70 мг витамина С, детям до 7 лет достаточно 50 мг.. Помимо витаминов, плоды калины содержат микроэлементы, валериановую кислоту и ее эфиры, сахара. Об этом подробнее расскажет мой коллега.
БИОХИМИК 2: — Вы абсолютно правы: плоды калины содержат очень много ценных и полезных для организма веществ. Пища человека должна содержать в виде минеральных солей примерно 15 химических элементов, являющихся важным компонентами питания. А каково же значение минеральных солей?
ИЗ ЗАЛА: — Минеральные соли, содержащиеся в растениях, и входящие в них элементы, играют важную роль в обмене веществ, образовании ферментов, гормонов и кроветворении. Они существенно влияют на деятельность сердца, возбудимость нервной системы и мышц, входят в состав костей скелета.
БИОХИМИК 2: — Правильно. И вот плоды калины содержат большое количество микроэлементов, среди которых особо важное место занимает железо.
(Демонстрация дидактических кругов: ЖЕЛЕЗО)
Высокое содержание его – до 5 мг% — повышает содержание гемоглобина в крови, оказывает противоанемическое действие при их потреблении. Как уже было сказано, плоды калины содержат органическую кислоту – валериановую – и ее эфиры.
(Демонстрация дидактических кругов: ВАЛЕРИАНОВАЯ
КИСЛОТА, ЭФИРЫ)
Вообще, органические кислоты могут находиться в растениях в свободном виде, в виде солей и эфиров. Благодаря им фрукты, ягоды, листья имеют особый вкус. Органические кислоты способствуют пищеварению: они усиливают выделение пищеварительных соков и перистальтику кишечника.
БИОХИМИК 2: — В листьях калины содержится до 50 мг% витамина С на 100 грамм продукта.
ЛИСТЬЯ, ПЛОДЫ И СЕМЕНА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ СОРТОВ И ФОРМЫ КАЛИНЫ:
СОУЗГА
УЛЬГЕНЬ
8 — 37
В коре найдены органические кислоты, витамин К, дубильные, смолистые и другие вещества. Нашими исследованиями было установлено наличие воды в листьях – одного из важнейших компонентов растительного организма, в частности калины, т.к. вода участвует во всех биохимических реакциях, растворяет минеральные и органические вещества, поэтому знание о количестве воды имеет большое значение при изучении калины. Мы определяли количество воды в листьях и получили такие данные (См. табл. 3.1), что в среднем в листьях калины содержится от 65 до 70 %. Этой воды достаточно для жизнедеятельности калины.
СТАРОСТА: — Итак, друзья, из беседы со специалистами-биохимиками мы узнали о химическом составе плодов, листьев калины, о значении тех веществ, которые они содержат. И вот, в связи с этим, теперь мы выясним – где же используются плоды, листья, древесина калины? В этом нам помогут наши гости – представители различных отраслей промышленности. И так как мы обнаружили, что разные части калины обладают лекарственными свойствами, то я предоставляю слово специалисту в области фармацевтики.
ФАРМАЦЕВТ: — Спасибо. Как мы сегодня неоднократно слышали, плоды калины содержат много полезных и ценных для человека веществ, поэтому это растение является одним из важнейших источников сырья для фармацевтической промышленности. Ее целебные свойства люди заметили очень давно: в народной медицине калина известна с 14 века. И о лечебных достоинствах ее писали А. Т. Болотов (1725), врачи А. Г.
Нелюбин (1828) и Ф. И. Иноземцев (1858). При лечении каких заболеваний используют плоды калины?
ИЗ ЗАЛА: — В настоящее время плоды калины применяют при язве желудка, колитах и других желудочных заболеваниях, как витаминное, общеукрепляющее и мочегонное средство. А отвар из ягод калины – в качестве потогонного средства, при простудном кашле, хрипоте, бронхите. Сок свежих плодов используется для лечения угрей на лице и детского диатеза. Настой ягод, цветков и листьев используют для полоскания горла при ангине. Этим же настоем промывают раны.
ФАРМАЦЕВТ: — Калине отводится большая роль в лечении и профилактике злокачественных опухолей. А также, кроме всего прочего, особые вещества, содержащиеся в калине, способны связывать радиоактивные элементы и помогают их выводить из организма. Кора калины – главное лекарственное сырье, широко применяется в фармацевтической практике.
СТАРОСТА: — Благодарим за выступление. Из сообщения мы можем сделать вывод: калина – целебное растение. Выращивая ее на своих участках, мы сможем не только предотвратить многие заболевания, но и успешно их лечить. Так что калина – это культура будущего. А теперь мы предоставляем слово еще одному гостю сегодняшнего заседания кружка – представителю консервной промышленности, технологу.
ТЕХНОЛОГ: — Добрый день. Итак, плоды калины находят широкое применение во многих отраслях промышленности. Не является исключением и пищевая.
Говоря о процессе переработки плодов калины, следует отметить, что в свежем виде ягоды калины мало съедобны, но подмороженные становятся менее горькими. А после варки и тушения в закрытой посуде горечь исчезает. Очень ценно, что в соке калины присутствуют консервирующие вещества. Благодаря этому в замороженных или переработанных плодах калины витамин С сохраняется в течение долгого времени.
СТАРОСТА: — У меня возник вопрос: а как же нужно хранить плоды калины?
ТЕХНОЛОГ: — Плоды калины можно сохранить в течение всей зимы, для этого их надо насыпать в ящик и закопать в снег. Хранят их также в леднике или холодном, не отапливаемом помещении. Калина хорошо хранится в сушеном виде. Сушат ягоды калины на солнце в течение 2 – 3 дней, на чердаках и в других хорошо проветриваемых помещениях. Кору заготавливают в апреле – мае во время сокодвижения. Собирают только с боковых ветвей. Снятую кору разрезают на полоски и сушат на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом помещении.
СТАРОСТА: — Благодарим Вас за сообщение. Также необходимо отметить, что плоды калины перерабатывает и кондитерская промышленность.
Пожалуйста.
КОНДИТЕР: — Друзья, многие из Вас, наверное, уже знают насколько широко используются плоды калины обыкновенной в кондитерском деле: сок из ягод калины обладает желирующими свойствами. Если к нему прибавить яблочное пюре, то можно сварить мармелад и пастилу. Из плодов ее делают варенье, начинки для пирогов, ватрушек, карамели. Из них получается хороший кисель. Большим спросом у населения пользуется сырой джем (калина, протертая с сахаром). А на Алтае разработана марка вина «Калинка». Также из семян калины можно приготовить краситель кремов для тортов.
ИЗ ЗАЛА: — Хотелось бы добавить, что пропаренные плоды калины с медом и сахаром, пироги с калиновой начинкой – традиционные блюда сибиряков.
Еще любимым блюдом многих народов нашей страны являются томленая каша и лепешки из калины (калинники).
А древесина калины желтоватого цвета, твердая применяется в столярном производстве на мелкие изделия и изготовления сапожных гвоздей.
СТАРОСТА: — Спасибо специалистам и участникам беседы. Мы еще раз убедились, что калина имеет важное пищевое значение. А сейчас задание к залу: впишите название блюд, в которых основным компонентом является калина, так, чтобы буква «А» была общей.
ОТВЕТЫ:
М Р М Е Л А Д
П С Т И Л А
В Р Е Н Ь Е
К Л И Н Н И К И
К Ш А
К Р С И Т Е Л Ь
СТАРОСТА: — Молодцы, вы справились со своей задачей. Подходит к концу заседание нашего кружка. Подводя итог работы, хочется сказать, что в дикорастущих растениях, в частности калины обыкновенной, современному человеку можно найти дополнительные резервы питания, способные разнообразить наш рацион, обогатить пищу витаминами, микроэлементами и другими полезными веществами. Очень важно, чтобы мы хорошо знали ценность тех или иных растений, бережно к ним относились в природе, подчиняясь правилам сбора плодов, и сохраняли их, культивируя отдельные виды на своих приусадебных участках.
На нашем столе появятся много новых, оригинальных, полезных и вкусных блюд, если мы будем хоть немного знать наши растительные богатства.
Встречу хочется закончить словами Колычева:
В зеленой поликлинике лесной –
Сестрою милосердия в халате
Наклонится березка надо мной.
Я буду пить дыханье майских ёлок,
Весенний лес всем сердцем обойму,
И старый дуб, как старый кардиолог,
Продлит мне жизнь…
Большое спасибо гостям и участникам нашего заседания. До свидания.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рис. 1: Ветки различных деревьев и кустарников в зимнем состоянии: 1.
Дуб; 2 – черемуха; 3 – 4 – гордовина; 5 – ольха серая; 6 – вяз (листовые почки); 7 – вяз (цветочные почки); 8 – орешник; 9 – липа; 10 – жимолость;
11 – клен; 12 – ветка осины с листовыми и цветочными почками ранней весной
(по рисунку с натуры Л. Б. Суетовой).
движении протяженного тела в неоднородном гравитационном поле в нем возникают так называемые приливные силы, стремящиеся его деформировать. Относительное приливное ускорение пары точек тела пропорционально расстоянию между этими точками и зависит от их взаимного расположения. Тензорный коэффициент пропорциональности характеризует степень неоднородности гравитационного поля и носит название тензора кривизны пространства-времени.
Рис. 4. “Вид сверху” по оси вращения на вращающуюся черную дыру. Малые окружности соответствуют положениям фронта волны излучения через малый промежуток времени после испускания волны в точках /, 2, 3, 4. Эффект увлечения в эргосфере настолько велик, что никакое физическое тело не может в ней покоиться относительно удаленного наблюдателя
.
,
— редуцированная постоянная Планка, c — скорость света, k — постоянная Больцмана, G — гравитационная постоянная, M — масса чёрной дыры.
,
.
. В некоторый момент собственного времени тело пересечёт горизонт событий. С точки зрения наблюдателя, падающего вместе с телом, этот момент ничем не выделен, однако возврата теперь нет. Тело оказывается в горловине (её радиус в точке, где находится тело и есть 
), сжимающейся столь быстро, что улететь из неё до момента окончательного схлопывания (это и есть сингулярность) уже нельзя, даже двигаясь со скоростью света.
), будут идти медленнее бесконечно удалённых в 
раз. Будет казаться, что тело — в чрезвычайно сплющенном виде — будет замедляться, приближаясь к горизонту событий и, в конце концов, практически остановится. Частота сигнала будет резко падать. Длина волны испускаемого телом света будет стремительно расти, так что свет быстро превратится в радиоволны и далее в низкочастотные электромагнитные колебания, зафиксировать которые уже будет невозможно. Пересечения телом горизонта событий наблюдатель не увидит никогда и в этом смысле падение в чёрную дыру будет длиться бесконечно долго. Есть, однако, момент, начиная с которого повлиять на падающее тело удалённый наблюдатель уже не сможет. Луч света, посланный вслед этому телу, его либо вообще никогда не догонит, либо догонит уже за горизонтом. Кроме того, расстояние между телом и горизонтом событий, а также «толщина» сплющенного (с точки зрения стороннего наблюдателя) тела довольно быстро достигнут планковской длины и (с математической точки зрения) будут уменьшаться и далее. Для реального физического наблюдателя (ведущего измерения с планковской погрешностью) это равносильно тому, что масса чёрной дыры увеличится на массу падающего тела, а значит радиус горизонта событий возрастёт и падающее тело окажется «внутри» горизонта событий за конечное время.
«Мы не можем совершить путешествие к чрной дыре, и мы не можем сделать е в лаборатории — поэтому мы используем суперкомпьютеры, » — продолжает Мейер. С помощью компьютеров учные объединяют данные о плазме, падающей на чрную дыру, и свои познания того, как гравитация и магнитные поля могут воздействовать на плазму. Учные также исследуют способы того, как магнитное поле может использовать энергию вращения чрной дыры и образовывать мощные струи.
= 5 см/с
; 
; 
.
;
;
.
(1)
[3, с.384]:
(2)
[3, с.381]:
(3)
(4)
;
-скорость движения гидроцилиндра,
.
4Г49-33 [3, с.38]:
Масса 3,5 кг.
Масса 4,6 кг.
Время срабатывания- 0,02-0,06 с.
(5)
— регламентированная скорость для напорных магистралей при р=63 МПа и 
— при р=10 МПа ;
.
— для привода сжатия заготовки;
— для привода тормоза;
— для привода захватов.
— регламентированная скорость для сливных магистралей, р=2,5МПа;
— для привода сжатия заготовки;
— для привода тормоза;
— для привода захватов.
, (6)
;
— для привода сжатия заготовки;
— для привода тормоза;
— для привода захватов.
— для привода сжатия заготовки;
— для привода тормоза;
— для привода захватов.
(7)
-толщина стенок трубы, мм.
1- для привода сжатия заготовки;
Масло минеральное И-30А [3, с.11]:
, (8)
— вязкость жидкости, 
.
— для привода сжатия заготовки;
— для привода тормоза;
— для привода захватов.
— для привода сжатия заготовки;
— для привода тормоза;
— для привода захватов.
Первый контур- привод сжатия заготовки:
Второй контур- привод тормоза:
Третий контур- привод захватов:
=32 МПа — давление в приводе сжатия заготовки;
(10)
(11)
(12)
= 0,055 МПа — потери в двухпозиционном гидрораспределителе
= 0,055 МПа – потери в трехпозиционном гидрораспределителе
= 0,106 МПа – потери в напорной магистрали привода сжатия заготовки.
= 0,021 МПа – потери в сливной магистрали привода сжатия заготовки.
– суммарные потери в напорной магистрали привода сжатия заготовки.
– суммарные потери в сливной магистрали привода сжатия заготовки.
=0,055+0,055+0,106=0,216 МПа
=0,055+0,055+0,021=0,131 МПа
— площадь дросселя, 
;
;
— потери в приводе сжатия заготовки, МПа;
-нагрузка гидроцилиндра, кг;
-потери в сливном трубопроводе, МПа.
, (14)
где 
-условный диаметр прохода дросселя, м.
; для выпуска воздуха в крышках 1 и 9 предусмотрены отверстия, заглушаемые пробками. В исполнениях с торможением втулки 3 и 5 в конце хода входят в соответствующие расточки крышек 1 и 9, после чего слив масла из рабочей полости возможен лишь через дроссель 15, регулирующий эффективность торможения. После реверса движения масло в рабочую полость поступает через клапан 16.
, (1.1)
, (1.6)
, (1.7)
, ( 1.8)
, (1.9)
, 
, (1.10)
, (1.11)
, который определяется по формуле (1):
,
,
nПТэф, (6.1.) 
тыс. р.
тыс. р.
тыс. р.
тыс. р.
тыс. р.
,
Н – разница показателей себестоимости после и до вложений инвестиций; 
— объем производства продукции до и после вложений инвестиций;
), где Нпр = 24% 
,
тыс. р.
,