Практико-исследовательский проект «Прибор для определения типа листовой пластинки у растений с помощью математического расчета»

Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования детей г. Ростова-на-Дону

«Детский эколого-биологический центр»

Практико-исследовательский проект «Прибор для определения типа листовой пластинки у растений с помощью математического расчета».

Выполнил: Гладких Евгений, обучающийся творческого объединения

«Природа Донского края» МБУ ДО ДЭБЦ

Руководитель: Гурова Л.А. , педагог дополнительного образования МБУ ДО ДЭБЦ.

</

г. Ростов-на-Дону

Содержание.

1.Цели и задачи проекта. Актуальность………………………………3

2. Значение растений для здоровья человека…………………………3

3. Разнообразие листовых пластинок. Основные параметры……….4

4. Простейший прибор для определения типа листовой пластинки, его строение и работа……………………………………………………….8

5. Выводы……………………………………………………………….10

6. Литература……………………………………………………………11

7. Приложение......................................................................................12

• Цели, задачи, актуальность проекта.

Целью настоящей работы является изучение разнообразия растений, их морфологических признаков, выявление роли растений для здоровья людей.

Задачи проекта:

- изучение формы листовых пластинок растений;

- создание прибора для определения типа листовой пластинки;

- составить таблицу - определитель по формам листовых пластинок.

Актуальность проекта в его практической направленности. В городе, здоровье людей во многом зависит от количества растений и их породного состава. Знать какие растения произрастают в нашем городе и какое влияние они оказывают на людей можно, если определить видовой их состав. Работа с определителем требует знаний по морфологии растений. Главный морфологический признак растений - форма и строение листа. Для изучения морфологических признаков листа и служит эта работа.

• Значение растений для здоровья человека.

Крупнейший российский гигиенист Ф. Эрисман писал, что ближайшая задача гигиенической науки - найти средства для смягчения действия неблагоприятных для организма человека внешних условий. Растения - как раз одно из таких средств. Наше здоровье и настроение во многом зависят от климата - от того, ясно на дворе или пасмурно, льёт дождь или сияет солнце, сыплет снег или стоит морозная погода. Порой для нас важен не вообще климат материка, а микроклимат родного города или района. А на него растения, особенно деревья, оказывают огромное влияние.

Кроны деревьев существенно влияют на температуру воздуха. Известно, что в отдельных случаях разница температуры под плотно сомкнутой кроной деревьев и на открытом воздухе достигает 11-17 градусов. Это важно для людей, т.к. человеческий организм очень чуток к окружающей среде. Зона температурного комфорта находится в пределах 17,2 - 21,7 градуса. Понятно, что в жилой зоне города должно быть максимальное количество деревьев и почвы покрытой травами. В противном случае, асфальтированные участки, как сковорода греют окружающее пространство, создавая невыносимые условия для людей и комфортные для машин, которые густо как безумный лес покрывают город.

В сочинении, «Каким я вижу свой город», ученики 6-го класса школы №67 написали, что хотят видеть город похожим на сад. Среди зелени людям легче дышится, им не досаждает зной и пыль, их не утомляют резкие шумы. В тени растений смягчаются световые контрасты, что благотворно действует на глаза. Мы с радость вдыхаем аромат цветов и трав. И всё это суммируется нашей нервной системой в благодатное ощущение покоя, отдыха, равновесия. Природные пейзажи с их красотами, ароматами, звуками, воздушными течениями возбуждают в человеке чувства удовлетворения и комфорта. Деревья не только вызывают чувство умиротворения и покоя, но надёжно защищают человека от избыточной радиации. В южных районах, как наш, это особенно важно. Изучение роли растений и воплощение заботы о них - главная цель на данный момент, т.к. эта цель в прямой зависимости со здоровьем человека.

Этот проект призывает обратить внимание на необходимость изучать растения и их разнообразие, он составляет одну из частей по природоохранной работе.

• Разнообразие листовых пластинок. Основные параметры.

Известно, что высшее растение состоит из органов: корня, стебля, листа. Из трёх основных органов растения, лист наиболее изменчив по форме, величине, окраске, продолжительности жизни. Именно разнообразие форм листа и его метаморфозы создают красоту и разнообразие мира растений. Даже на одном растении в любой момент можно наблюдать неодинаковые листья. Это разнообразие будет ещё значительнее, если наблюдать растение в течение всей жизни.

Лист в отличие от корня и стебля - боковой орган ограниченного роста, нарастающий не верхушкой, а основанием - интеркалярно. У многих одревесневающих растений - это временный орган, периодически возникающий заново.

Обычно у одревесневающих растений продолжительность жизни листьев явно уступает продолжительности жизни стебля. У травянистых однолетников продолжительность жизни листа и стебля приблизительно одинакова и чаще всего исчисляется 45-120 днями. Существуют и вечнозелёные растения. Основные функции листа выполняет его пластинка: это фотосинтез, транспирация, иногда отложение питательных веществ, газообмен (поглощение углекислого газа и выделение молекулярного кислорода).

Величина листьев сильно варьирует не только у разных групп растений, но нередко и у одного индивидуума. В нашей флоре многие виды имеют очень мелкие листья. Очень крупные листья у видов тропической и субтропической зон.

Морфологическое разнообразие листьев велико. Однако единой классификации, которая охватывала бы всё разнообразие листьев в целом и была бы основана на едином принципе, т.е. на одном или нескольких признаках строения, нет. Поэтому существует несколько разнообразных способов классификации. Существующие классификации искусственны, поскольку не базируются на единой общей концепции развития структур листа.

В данном проекте предлагается классификация простых листьев с цельной пластинкой по математическому принципу соотношения длинны и ширины листа.

Представим условно, что круг - это листовая пластинка. Проведём две взаимноперпендикулярные линии через круг, обозначим отрезки ва\аг, ва\да, вд\вг.

Рис.1 . Получим: ва/аг=1; ва/да=1; вд\вг=0,7. Такое соотношение, будет характерно только для округлой формы листовой пластинки. При дальнейших расчётах, выбираем самую высокую вертикальную линию листовой пластинки и самую широкую горизонтальную. Из соотношения частей, полученных при пересечении линий, находим коэффициенты, показывающие, к какому типу относится данная листовая пластинка.

Отношение отрезков вд\вг - показывает тип основания листа. Для ЛП с выемчатым основанием, коэффициент вд\вг будет больше 1, а для клиновидного и округлого основания - меньше 1.

Из научной литературы известно около 14 разновидностей или типов листовых пластинок.

Рис.2 Перечислим их: округлая (6), овальная (5), продолговатая (3), ланцетная (4), линейная (2), игольчатая (1), яйцевидная (7), обратнояйцевидная (8), обратноланцетная, стреловидная(12), копьевидная(13), ромбическая(9), сердцевидная(10), почковидная(11), лопатчатая (15)и зонтичная (14)др.

Расчёты соотношений частей листовых пластинок выполнены по схемам, приведённым в книге Т.Г. Зориной Школьникам о лесе, М.: "Лесная промышленность",1971г. (Рис. №2), а также изображений типовых листовых пластинок в книге В.Г. Хржановского Курс общей ботаники, М.: Высшая школа, 1982г. (Рис. №1)

1. округлая;

2. овальная;

3. продолговатая;

4. линейная;

5. ланцетная;

6. обратноланцетная;

7. яйцевидная;

8. обратнояйцевидная.

Рисунок №1

Знать формы листовых пластинок необходимо для определения вида растения, т.е. для работы с определителем растений.

4.Простейший прибор для определения типа листовой пластинки, его строение и работа.

Прибор представляет собой планшет с двумя взаимно перпендикулярными линейками. (Приложение ОБЩИЙ ВИД ПРИБОРА) Размер планшета по длине линеек, которые могут свободно перемещаться по планшету: одна линейка - вниз/вверх и вторая - влево/ вправо. На планшет перед измерением листа помещаем лист А4

Накладывая лист растения, перемещаем линейки так, чтобы вертикальная измерила высоту листа, а вторая - самую широкую часть. Отмечаем крайние точки на бумаге с помощью карандаша, лист растения снимаем. Отмечаем, на какой высоте произошло пересечение линий - это точка а. Верхняя точка - в. Нижняя точка - г. Точка по левой стороне листа - д. Точка по правой стороне листа - б.

Для определения типа листовой пластинки составлена таблица соотношений частей листа.

Таблица с соотношением частей листа:

Форма листовой пластинки

ва/аг

ва/ад

вд/вг

1.

Округлая

1

1

0.7

2.

Овальная

1

~1.6

~ 0.625

3.

Продолговатая

1

~3,3

0,5

4.

Линейная

~1,36

~6,3

~0,58

5.

Ланцетная

~4,5

~5,3

~0,8

6.

Обратноланцетная

~0,176

~1

~0,2

7.

Яйцевидная

~3

~2,4

~0,75

8.

Обратнояйцевидная

~0,23

~0,6

~0,8

9.

Сердцевидная

1,6

~2

~1.75

10.

Копьевидная

1

~1,5

~1,136

11.

Стреловидная

1

~2

~16,5

12.

Ромбическая

1

0,5

~0,5

13.

Почковидная

1

1

~1,7

Значения, приведённые в таблице, приближённо показывают соотношение частей листовой пластинки. Возможны промежуточные формы. При описании листьев следует проанализировать, возможно, больше морфологических признаков, учитывая, что часто листья по форме и другим признакам даже на одном годичном побеге, но в разных его местах могут значительно отличатся друг от друга.

Рис.3 «Изменчивость листьев осины».

Для изучения и классификации листьев необходимо брать срединные листья. Это листья, типичные для данного вида. Низовые и верхушечные листья обычно недоразвиты.

Например, определим, к какому типу листовой пластинки относится лист лимона, выращенного в домашних условиях из косточки. Данный сорт называется Лимон Павловский. Для этой цели измерим основные параметры для нескольких листов: ва\аг, ва\ад, вг\вд. Они соответственно равны:

I. 1,19; 2,27; 0,6.

II. 1,1; 2,4; 0,6.

Эти параметры ближе всего к овальной и продолговатой форме. Следовательно, лист лимона - продолговато-овальный.

Для примера определителя растений приведём план описания деревьев и кустарников по листьям:

1- лист простой или сложный;

2- лист черешковый или сидячий;

3- форма листовой пластинки:

а)простых листьев - округлая, овальная, продолговатая, ланцетная, линейная, яйцевидная, обратнояйцевидная;

б)сложных листьев - перистосложная (парно и непарно), пальчатосложная;

4- форма основания листовой пластинки: клиновидная, округлая, сердцевидная;

5- форма верхушки листа: тупая, острая;

6- жилкование: перистое, пальчатое;

7- расчленение листовой пластинки: цельная, лопастная, раздельная, рассечённая;

8- форма края листовой пластинки: целнокрайняя, зубчатая, пильчатая, городчатая, выемчатая;

9- цвет, блеск, опушённость и др. признаки.

• Выводы.

1. Изучение видового состава растений города Ростова-на-Дону подготавливает природоохранную деятельность.

2. Для изучения видового состава необходимо использование определителя растений.

3. Форма листовой пластинки - один из важнейших морфологических признаков, который используют при определении растений.

5. Простейший прибор позволяет применить математические методы для определения формы листовой пластинки.

6. Изучение растений и их влияния на здоровье человека возможно приведёт к оздоровлению обстановки в городе Ростове - на - Дону.

• Литература:

1. Р.В. Бобров Беседы о лесе. -М.: Молодая гвардия, 1982.

2. Т.Г. Зорина Школьникам о лесе. -М.: «Лесная промышленность», 1971.

3. Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы. Под редакцией З.Н. Кудряшёвой и А.В. Ганжиной. -Минск: «Вышейшая школа»,1974.

4. В.Г. Хржановский Курс общей ботаники.-М.: «Высшая школа», 1982.

Приложение.

Общий вид прибора.

9 2016