Примерные темы самостоятельной научно-исследовательской работы школьников5
Тема 1. Влияние факторов внешней среды на живые организмы
Задание 1.1. Экологические группы растений по отношению к свету
Цель работы: выявить экологические группы растений по отношению к свету и показать морфологические и анатомические приспособления при существовании в различных условиях освещенности.
Материалы и оборудование: гербарный пресс, бумага, нож-копалка, миллиметровая бумага, линейка, определитель растений.
Характеристика экологических групп растений по отношению к свету
Световой режим в естественной среде довольно разнообразен. Растения стремятся как можно полнее использовать ту солнечную радиацию, которая достигает земли.
Все растения по отношению к свету можно разделить на следующие группы:
растения теневые - сциофиты;
растения теневыносливые;
растения светолюбивые – гелиофиты.
Места обитания сциофитов – нижние затемненные ярусы; глубокие слои водоемов.
Сциофиты характеризуются следующими признаками: листья крупные, нежные, темно-зеленого цвета, подвижные; характерна так называемая листовая мозаика (т.е. особое расположение листьев, при котором они максимально не заслоняют друг друга).
В условиях сильной освещенности сциофиты не могут эффективно регулировать транспирацию и обычно высыхают. Типичные представители темных местообитаний – зеленые мхи, плауны, копытень европейский седмичник европейский, барвинок малый, майник двулистный и др.
Теневыносливые растения способны развиваться как при очень большом, так и при малом количестве света. Среди них такие растения как ель обыкновенная, клен остролистный, граб обыкновенный, лещина обыкновенная, боярышник кроваво-красный, земляника, герань полевая.
Гелиофиты характеризуются следующими признаками: мелкие размеры листьев; встречается сезонный диморфизм (весной листья мелкие, летом - крупнее); листья располагаются под большим углом, иногда почти вертикально; листовая пластинка блестящая или густо опушенная; образуют разряженные насаждения.
Гелиофиты либо совсем не переносят, либо плохо переносят даже незначительное затенение, К этой группе относятся степные и луговые злаки, растения тундр, ранневесенние растения, большинство культурных растений открытого грунта, многие сорняки. Из видов данной группы можно отметить подорожник обыкновенный, иван-чай, вейник тростниковидный и др.
Ход работы
1. В различных биоценозах отобрать растения данных экологических групп, определить, затем описать их местообитания;
2. В сравнительном аспекте внутри каждой экологической группы выделить приспособления растений к существованию в условиях различного светового режима.
Задание 1.2. Экологические группы растений по отношению к влажности
По отношению к влаге высшие растения можно разделить на четыре Группы: гидрофиты, гигрофиты, мезофиты и ксерофиты.
Гидрофиты – водные растения, погруженные в воду полностью или частично. Большинство из них имеет хорошо развитую корневую систему, с помощью которой прикрепляется к субстрату. У растений, взвешенных в воде или плавающих на ее поверхности, корни частично или полностью редуцированы.
В связи с водным образом жизни хлоропласты у гидрофитов находятся не только в мезофилле листа, но и в эпидермисе. Легкости, плавучести способствует обилие межклетников и воздушных полостей, занимающих до 70 % объема тела. Листовые пластинки у многих рассечены на мелкие доли, что обеспечивает лучшее снабжение растения кислородом.
Механические ткани у гидрофитов выражены слабо, их тело гибкое, мягкое и непрочное. На растениях – слизь, которая их покрывает и предохраняет ткани от вымывания солей.
Гигрофиты – растения влажных местообитаний: болот, берегов водоемов, заболоченных лугов и лесов. Корневая система и нижняя часть тела гигрофитов находятся в воде, однако благодаря развитию аэренхимы по полостям межклетников кислород свободно проникает во все части растения. У них хорошо развиты проводящая и механические ткани, которые вместе с другими тканями определяют устойчивое вертикальное положение стеблей. Корни гигрофитов расположены в поверхностных горизонтах и лишены корневых волосков, у многих видов корневая система развита слабо, у других – хорошо, что делает возможным произрастанию после пересыхания водоемов. Для них, так же как и для гидрофитов, характерна гигроморфная структура листьев. Листья у них также сравнительно крупные.
Мезофиты – растения умеренно увлажненных местообитаний. По отношению к влаге они занимают промежуточное положение между гигрофитами и ксерофитами, сочетая ксероморфные и гигроморфные признаки. Группа мезофитов наиболее распространена в умеренном поясе. Типичными мезофитами является большинство растений лугов, некоторые лиственные деревья лесов, многие зерновые, плодово-ягодные и овощные культуры.
Ксерофиты – растения сухих местообитаний, способные переносить продолжительную атмосферную и почвенную засуху. Они засухоустойчивы. В неблагоприятные периоды жизни ксерофиты прекращают рост, частично или полностью сбрасывают листья и находятся в состоянии депрессии.
Недостаток влаги определяет ксероморфную организацию видов этой группы, что хорошо заметно. Листья одних ксерофитов плотные, жесткие, с толстой кутикулой, многослойным эпидермисом, для других характерен восковой налет и опущение листовых пластинок. Густо опушены, бывают не только листья, но и все части растения. Эти приспособления уменьшают испарение в условиях чрезмерной сухости воздуха, почвы и защищают растение от перегрева. Среди ксерофитов выделяется группа суккулентов.
Суккуленты имеют хорошо развитую паренхиматическую ткань, запасающую воду. У стеблевых суккулентов мясистые и сочные стебли, у листовых - листья. У всех суккулентов поверхностная корневая система. Экономному расходованию воды способствует толстый эпидермис, небольшое число устьиц, приземистость и обилие слизи в клетках паренхимы.
Цель работы: выявить экологические группы растений по отношению к влажности и показать морфологические и анатомические приспособления при существовании в различных условиях обеспеченности влагой.
Материалы и оборудование: гербарный пресс, бумага, нож-копалка, миллиметровая бумага, линейка.
Ход работы:
1. В различных биоценозах отобрать растения данных экологических групп, определить, затем описать их местообитания;
2. В сравнительном аспекте внутри каждой экологической группы выделить приспособления растений к существованию в условиях различной влажности.
|
