Урок

Цель работы:

— понять механизм процесса транспирации у растений

-исследовать влияние внешних факторов на процесс транспирации

Продолжительность работы: минут

Ожидаемые результаты:

После проведения работы ученики могут:

• формировать навыки работы в команде
•  уметь анализировать и обобщать полученную информацию
•   самостоятельно делать логические выводы

Руководство для учителя:

• Данное задание ученики выполняют в парах.
• Прежде чем приступить к лабораторным работам, ознакомьтесь с правилами безопасности, пройдя по ссылке:

Чтобы загрузить рабочий лист, перейдите по ссылке:

Теоретическая часть

У растений имеется ряд морфологических и анатомических особенностей, уменьшающих потерю воды в засушливых условиях. Эти адаптации называются ксероморфными. Растения, которые произрастают в засушливых местах и адаптированы к недостатку воды, называются ксерофитами.

Свет

Устьица (отверстия на поверхности листа) обычно открываются на свету и закрываются в темноте, что помогает уменьшить потери воды ночью. Растения из семейства толстянковых закрывают устьица днем и открывают их на ночь, что способствует дневному фотосинтезу.

Температура

На свету самое сильное влияние на транспирацию оказывает температура. Чем выше температура, тем быстрее испаряется вода из клеток мезофилла и тем больше насыщен воздух внутри листа водяными парами. Солнечное излучение повышает температуру листа, и растения с бледной окраской могут обладать ксероморфными чертами, такими как покрытие волосками, чешуйками или воском, чтобы снизить обогревание и потери воды.

Влажность и давление водяного пара

Пониженная влажность воздуха обычно способствует транспирации, а повышение влажности, наоборот, снижает транспирацию. Некоторые растения имеют погруженные устьица или специальные структуры, чтобы создать увлажненную атмосферу вокруг листа и уменьшить потери воды.

Ветер

Когда нет ветра и воздух спокоен, у поверхности листа создается воздушная оболочка, насыщенная парами воды.  Некоторые растения обладают волосками и чешуйками, которые создают зону спокойного воздуха и замедляют транспирацию.

Доступность воды в почве

При высыхании почвы вода сильнее связывается с частицами почвы, что уменьшает поглощение воды корнями и, следовательно, транспирацию.

Практическая часть

Данный эксперимент проводится для оценки скорости транспирации у разных растений. Потометр — это прибор, используемый для определения скорости испарения срезанного побега в желаемое время. Его также называют транспирометром.

Шаг 1. Возьмите плотный картон размером 25см х 6 см вместе с шаблоном шкалы. Ссылка

Шаг 2. Поместите шаблон шкалы на плотный картон вплотную к одному из коротких концов плотного картона и закрепите его прозрачной лентой.

Шаг 3. Возьмите прозрачную резиновую трубку длиной 50 см и поместите ее вдоль картона так, чтобы один из концов находился на отметке 0 см. Выровняйте трубку и закрепите ее на картоне с помощью нескольких кусочков прозрачной ленты.

Шаг 4. Возьмите еще один картон размером 25 см х 6 см. Поместите свободный конец прозрачной трубки по длине и примерно на 2 см от более короткого конца картона.

Шаг 5. Закрепите трубку несколькими кусочками прозрачной ленты.

Шаг 6. Возьмите пластиковую бутылку объемом 2 литра и пластиковую бутылку объемом 500 мл. Заполните их водой. Поместите каждый из подготовленных картонных наборов по длине каждой из пластиковых бутылок таким образом, чтобы картон с шаблоном весов располагался на бутылке объемом 500 мл, а другой — на бутылке объемом 2 литра. Привяжите и закрепите каждую картонную сборку на каждой из пластиковых бутылок ниткой.

Шаг 7. Возьмите воду в отдельной емкости. Вы можете добавить в воду краситель, чтобы увидеть расстояние, пройденное пузырьком воздуха внутри капиллярной трубки. Используя пипетку, медленно налейте воду через открытый конец трубки на шаблоне шкалы. Следите за тем, чтобы не было пузырьков воздуха. Продолжайте заливать воду, пока она не достигнет открытого конца трубки на другом конце. Убедитесь, что уровень воды на открытом конце трубки на простом картоне доходит до ее краев.

Шаг 8. Возьмите свежеотрезанный побег, диаметр стебля которого чуть больше диаметра трубки. С помощью ножа для бумаги (будьте крайне осторожны при использовании!), обрежьте стебель ближе к листьям, чтобы  уменьшился диаметр и он плотно прилегал к трубке.

Шаг 9. Вставьте листовой побег через открытый конец трубки на картон, убедитесь, что он касается воды внутри трубки.

Шаг 10. Нанесите вазелин на кончик трубки и по бокам побега, не допуская попадания воздуха в трубку. Возьмите кусок изоляционной ленты и наклейте его на открытый конец трубки на шаблоне метрики. Используя английскую булавку, сделайте 2-3 отверстия на покрытой изоляционной ленте, чтобы воздух мог попасть в установку.

Шаг 11. Привяжите листовой побег к горлышку2-литровой пластиковой бутылки, чтобы побег не опал.

Наш потометр готов к использованию!

Для изучения факторов, влияющих на скорость транспирации, можно использовать:

• Настольная лампа, чтобы изучить влияние интенсивности света.
• Настольный вентилятор, чтобы изучить влияние скорости ветра (либо можно использовать режим холодного воздуха фена-сушилки).
• Полиэтиленовый пакет, чтобы изучить влияние влажности.
• Фен-сушилка для изучения влияния высокой температуры.

Шаг 12. Отметьте маркером уровень воды на шаблоне линейки и запишите в тетради до эксперимента. Затем установите время на секундомере. Позвольте воздушному пузырю двигаться в заданное время.

Шаг 13. Через час отметьте уровень воды в прозрачной трубке.

Шаг 14.Отметьте и наблюдайте за уровнем воды в прозрачной трубке через 2 часа.               

Шаг 15. Повторите эксперимент, используя пункты, приведенные выше, повторно наполнив систему, повернув стеклянный запорный кран. На этом этапе мы можем сбросить или отрегулировать воздушный пузырь.

Формула для расчета скорости транспирации: объем капиллярной трубки/время.

(r — радиус трубки, h — пониженный уровень воды)

После проведения эксперимента занесите полученные результаты в таблицу ниже:

	уровень воды до начала эксперимента	уровень воды через час	уровень воды через  2 часа
при комнатной температуре
на свету
на ветру
в условиях повышенной влажности
при высокой температуре

Заключение

Эта практическая работа позволила учащимся изучить процесс транспирации растений и исследовать влияние внешних факторов на этот жизненно важный физиологический процесс. Создав и используя потометр, они получили ценную информацию о факторах, влияющих на скорость испарения. Эти знания имеют практическое значение для сельского хозяйства, садоводства и экологических исследований, способствуя эффективному управлению водными ресурсами и благополучию растений в различных средах.