Исследовательская работа на тему "Почему желтеют листья?"

муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

«Селищенская основная школа имени В.М. Крылова»

Исследовательская работа

на тему:

«Почему желтеют листья?»

Авторы:

Аркадьев Павел, обучающийся 3 класса

Солдатова Наталья, обучающаяся 3 класса

Научный руководитель:

учитель начальных классов

Дмитриева Светлана Николаевна

2015-2016 учебный год

Содержание:

Введение…………………………………………………………………………...3

Глава 1. Основная часть  

          1.1. Строение листа………………………………………………………5

1.2        . Почему осенью – листопад?…………………………………………6

1.3        . Почему желтеют листья?……………………………………………7

1.4        . Как наступает листопад?......................................................................8

1.5        . Зачем деревья сбрасывают листья?…………………………………9

1.6. Народные приметы…………………………………………………..10

Глава 2. Практическая часть

2.1.        Анкетирование……………………………………………………..11

2.2.        Опыты………………………………………………………………12

Заключение……………………………………………………………………….15

Список литературы………………………………………………………………16

Приложение

  Введение:

Актуальность темы исследования:

В золотой карете, что с конём игривым,

Проскакала осень по лесам и нивам.

Добрая волшебница всё переиначила,

Ярко – жёлтым цветом землю разукрасила.

Осень – чудесное время года, когда можно побродить по осеннему парку, послушать, как шуршат листья под ногами, понаблюдать за осенними изменениями в природе, собрать букеты из опавших листьев, полюбоваться жёлтыми, оранжевыми, багряными и даже лиловыми красками. (Слайд 2)

Во время экскурсии в парк мы с друзьями заметили на ветке одного дерева разные по цвету листья: жёлтые и зелёные.

Вопрос: «Почему листья были летом все зелёные, а осенью стали жёлтыми?» заинтересовал нас и многих наших друзей. Эта тема стала нам интересна потому, что не многие знают, почему желтеют листья. Чтобы ответить на этот вопрос, мы решили провести исследовательскую работу.

Исследуя эту загадку природы, мы сможем дать точный ответ  на поставленный перед нами вопрос. (Слайд 3)

Цель исследования: узнать, почему листья осенью изменяют окраску и опадают? (Слайд 4)

Задачи исследования:

1. изучить причины  изменения окраски  листьев  осенью;
2. узнать, зачем деревья сбрасывают листья;
3. провести опыты, чтобы выяснить, зачем дереву листья, почему листья осенью меняют свой цвет и опадают;  
4. изучить строение листа;
5. познакомиться с народными приметами, связанными с изменением окраски листьев. (Слайд 5)

Гипотеза исследования: узнать, содержатся ли в листьях красящие вещества; влияет ли на окраску листьев нехватка тепла и света. Если это возможно, то каким способом? (Слайд 6)

Методы исследования: наблюдение, эксперимент, анкетирование, анализ литературы. (Слайд 7)

План работы:

1. Изучение литературы по теме: «Почему желтеют листья?».

2. Постановка проблемы.

3. Определение цели.

4. Определение задач.

5. Формирование гипотезы.

7. Оформление исследовательской работы.

8. Подготовка презентации.

9. Презентация исследовательской работы.

10. Обсуждение итогов работы.

Глава 1. Основная часть

1. Строение листа

Прежде, чем узнать, почему листья изменяют окраску, мы начали с изучения литературы. Сначала мы рассмотрели подробно строение листа.  Лист состоит из двух частей: листовой пластинки – это то, что мы привыкли называть листом, и черешка – это его стебелек. С помощью черешка лист прикрепляется к стеблю.

На листовой пластинке очень хорошо видны, особенно с нижней стороны, жилки. Из листовой пластинки жилки переходят в черешок. Жилки – это сосуды, по которым движется вода, питательные вещества. Но если заглянуть в середину листа, то мы увидим, что в каждом листике полным-полно чудесных зерен.

Зерна так малы, что не разглядеть. Они готовят дереву пищу. Корни дерева высасывают из земли воду. В этой воде растворено много нужных растениям веществ. Зеленые зернышки берут нужные вещества из воздуха и воды и строят новые веточки, листочки, ствол и корни. Но самое главное – для такой работы им нужен солнечный свет. С утра до вечера они ловят солнечные лучи.

До зимних морозов еще далеко, а деревья уже начинают сбрасывать листву.

Но не сразу освобождаются они от листьев. Сначала идет подготовка к листопаду. В  листьях происходят удивительные превращения – они начинают  желтеть или краснеть.

За лето между ножкой листочка и веточкой вырастает тонкая перегородка. Она не пропускает ни соки, ни воду. Вырастет перегородка и отделит лист от ветки. Даже в безветренную погоду у нас в лесу листопад. (Слайд 8)

2. Почему осенью – листопад?

Листопадность – приспособительное свойство растений. В холодном климате  это приспособление к морозной зиме, в жарком – к выдерживанию зноя, что позволяет переносить засуху.

Осенняя раскраска листьев, а затем и листопад, у разных деревьев и кустарников начинаются не одновременно.

Значительное влияние на это оказывает местообитание растения. У одних и тех же растений на водоразделе, склоне, узком распадке, долине – это происходит в разные сроки. Сказывается разная степень освещенности и температура воздуха.

Влияние оказывает и влажность почвы: на сухих почвах осенние цвета появляются раньше.

3. Почему желтеют листья?

Но откуда же берется желтая краска? Ведь летом вся листва зеленая. Оказывается, желтая краска находится в листьях всегда. (Слайд 9)

Только летом желтый цвет незаметен. Он забивается более сильным – зеленым. Зеленый цвет листьям придает особое вещество – хлорофилл. Хлорофилл в живом листе постоянно разрушается и вновь образуется. Но происходит это только на свету. (Слайд 10)

Летом день очень длинный, и растения получают много солнечного света.  В это время в листьях растений активно происходит фотосинтез, постоянно вырабатывается хлорофилл.

1.4. Как наступает листопад?

Деревья, листья которых осенью меняют цвет и опадают, называются листопадными. Их стволы и ветки способны выдерживать зимние морозы, но тонким нежным листьям это не под силу. По мере того, как дни становятся короче, деревья понемногу готовятся к  зиме. Количество сока в дереве уменьшается. Хлорофилл, который окрашивал листья в зеленый цвет, исчезает. Этому способствуют резкие перепады между дневной и ночной температурой. Одновременно в листьях накапливаются вредные вещества метаболизма  (обмена веществ). Листья стареют. (Слайд 11) Сосуды, по которым в лист поступает вода, перекрывается в основании листа пробковой тканью. В этом же месте образуется рыхлый отделительный слой, состоящий из слабо соединительных между собой клеток. Достаточно дуновения ветерка – и лист отрывается. (Слайд 12)

С  наступлением осени день укорачивается, солнечного света листьям не хватает. Хлорофилл днем разрушается, но не успевает восстановиться.

Поэтому зеленый цвет в листве убывает, а становится заметным желтый: лист желтеет.

Но осенью листья становятся не только желтыми, а и красными, багряными, фиолетовыми. Это зависит от того, какое красящее вещество находится в вянущем листе. (Слайд 13)

Листья любого вида растений содержат множество пигментов, главными из которых, кроме известного нам хлорофилла, являются:

•  каротин (провитамин А) – именно он дает насыщенный, яркий цвет моркови, тыкве, ягодам облепихи. Бывает желтый и красный.
•  антоциан – лилово-красный пигмент, придает особый цвет свекле и краснокочанной капусте.

Еще одним элементом, который напрямую связан с образованием цвета листьев, является ауксин. Он питает клетки, расположенные в месте крепления черенков листьев к ветке.

1.5.        Зачем деревья сбрасывают листья?

Наверное, все замечали, что чем сильнее покраснел или пожелтел лист, тем легче он обрывается. И вот наступает момент, когда стоит только дотронуться до листа, как он тут же падает с ветки вместе с черешком. Еще вчера листья не смог сорвать даже сильный ветер, а теперь они отваливаются сами. Оказывается, осенью в черешках листьев тоже происходят изменения.

Летом черешки листьев прочно скреплены с ветками. Сорвать зеленый лист с дерева очень трудно. Его легче разорвать, чем отделить от ветки без каких-либо повреждений.

Что же произошло?

Оказывается, осенью в основании черешка, в том месте, где он прикрепляется к ветке, появился так называемый пробковый слой. Он, как перегородка, отделил черешок от ветки. Теперь только несколько тонких волоконцев соединяют черешок листа с веткой. Даже легкое дуновение ветра обрывает эти волоконца. Листья падают.

Хотя наши лиственные деревья живут десятки и сотни лет, листья у них «работают» всего один сезон. И за это время все равно быстро изнашиваются. Ведь «работа» у листьев очень напряженная. Деревьям нужно очень много воды. За лето большая береза, например, испаряет около 7 тонн воды. Зимой столько влаги из почвы не получишь. Теряя листья, деревья защищаются от «зимней засухи». Нет у дерева листьев – нет и такого обильного испарения воды.

1.6. Народные приметы

Люди издавна наблюдают за природой, замечают все, что происходит вокруг.

И в народе появились приметы, связанные с изменением окраски листьев.

• Лист хотя и пожелтел, но отпадает слабо – морозы наступят не скоро.
• Если осенью листья березы начнут желтеть с  верхушки, то будущая весна будет ранняя, а если  снизу – то поздняя.
• Безвременно на деревьях появятся желтые листья – к ранней осени.
• Пока лист с вишневых деревьев не опал, сколько бы снега не выпало – зима не наступит. (Слайд 14)

Глава 2. Практическая часть

2.1.        Анкетирование

Мы с одноклассниками провели анкетирование, чтобы выяснить, знают ли они, зачем дереву листья, почему листья осенью меняют свой цвет и опадают.  

На первый вопрос «Зачем дереву листья?» 5 человек ответили «Правильно», 6 – «Не правильно».

На второй вопрос «Почему листья меняют свой цвет?» 3 человека ответили «Правильно», 8 – «Не правильно».

На третий вопрос «Почему листья осенью опадают?» 2  человека ответили «Правильно», 2 – «Не правильно».

Анализируя результаты анкетирования, мы выяснили, что большинство учащихся не знают причины изменения цвета осенних листьев и причины их опадания. (Слайд 15)

2.2. Опыты

Мы решили провести опыты для выяснения этих причин.

Опыт № 1, подтверждающий наличие хлорофилла в растениях.

Почему листья имеют зелёный цвет?

Предположим, что в листьях содержится какое-то красящее вещество. Чтобы подтвердить гипотезу, мы провёли опыт: опустили зелёный лист в очень крутой кипяток на несколько минут.

Результат: цвет листка  изменился, а вода приобрела зеленоватый оттенок.

Вывод: именно хлорофилл помогает листьям оставаться зелёными до осени. Гипотеза подтвердилась. (Слайд 16)

Опыт № 2, раскрывающий  причины изменения окраски листьев.

Но почему же именно осенью листья меняют свой цвет?

Предположим, что осенью становится холоднее, дни короче,  а ночи длиннее. Может,  нехватка тепла и света влияет на окраску листьев?  

Для подтверждения этой гипотезы мы провёли следующий опыт. Вырезали кусочек фольги в виде кружочка, прикрепили его скотчем к необорванному листу.

Результат: через 10 дней мы увидели  «фотографию» на зелёном листочке. В том месте, где была фольга, и, естественно, туда  не поступал свет, лист стал жёлтым.

Вывод: этот опыт доказывает, что при нехватке света, не происходит фотосинтеза. Хлорофилл разрушается,  и с его исчезновением становятся видимыми другие «красящие» пигменты, которые придают листьям жёлтую и оранжевую окраску. Наша гипотеза подтвердилась. (Слайд 17)

Опыт № 3, подтверждающий  наличие в листьях растений  каратиноидов.

В результате  опытов мы так же выяснили, что, оказывается, хлорофилл – не единственное красящее начало в тканях растений.

Для подтверждения  мы взяли зелёный лист дерева, бросили его в ёмкость с крепким спиртом.

Результат:  лист начал бледнеть, а спирт, напротив, быстро позеленел.

Вывод:  хлорофилл растворяется в спирте.

При рассматривании спиртовой вытяжки мы обнаружили, что в проходящем свете она выглядит изумрудно-зелёной, а в отражённом отсвечивает  желтоватым оттенком.

Вывод: вместе с хлорофиллом в спирт переходят и жёлтые пигменты – каратиноиды. (Слайд 18)

Опыт № 4, подтверждающий  наличие антоциана  в растениях.

Во время прогулки мы увидели очень красивые  листья, необычного багряного цвета.

Нам захотелось узнать, откуда берётся на листьях такой необычный цвет? Мы обратились к интернету. Оказывается, в листве есть ещё одно красящее вещество – антоциан, который получается только на свету и при низкой температуре.  Антоциан  слабее зелёного, но сильнее жёлтого и образуется при более низких температурах, именно он и даёт листьям такой необычный багряный цвет.

Для  подтверждения мы проделали следующий опыт. Взяли небольшой кусочек красной свёклы, прокипятили его.

Результат:  вода окрасилась в грязно-красный цвет.

Прибавили к этому раствору уксусную кислоту.

Результат:  раствор принял ярко-красную окраску.

Вывод: в свёкле содержится красящее вещество – антоциан. Появление антоциана в тканях растений находится в зависимости от внешних условий. При понижении температуры количество антоциана в клеточном соке увеличивается так же, как и при ярком свете. Таким образом, багряные оттенки, в которые окрашиваются некоторые  деревья во время листопада, не являются каким-либо особым приспособлением. Они говорят лишь о том, что в листьях происходит затухание жизнедеятельности в связи с подготовкой растений к зимнему периоду покоя.

Заключение

Проведя исследовательскую работу, мы узнали:

•  почему осенью листья изменяют свой цвет;
•  что влияет на окраску листа;
•  почему происходит листопад.

Оказывается, кроме известного нам хлорофилла, в листьях растений присутствуют в разных долях и другие пигменты – каротиноиды, антоцианы. Вместе с хлорофиллом они поглощают более широкий спектр световой энергии. Но с приходом осени хлорофилл разрушается быстрее, чем вырабатывается, и красно-желтые пигменты затмевают зеленую окраску.

С листьями деревья избавляются от вредных продуктов обмена веществ. Питательные же вещества и необходимые минеральные элементы в пору отмирания почти полностью переходят из листьев во внутренние части растений. (Слайд 19)

В результате наблюдения мы заметили, что не все деревья и кустарники, одновременно меняют раскраску своих листьев. Различен и характер листопада. Совершенно не изменяют свой цвет, например, листья сирени, акации. Их листья остаются зелеными. Не одинаковы и у различных деревьев сроки, длительность и характер листопада. На это оказывает различное местообитания растений. Ранний или поздний листопад – своего рода сигнал, который подают нам деревья и кустарники, указывая на смену времени года. (Слайд 20)

Список литературы:

1. Багрова Л. А., Хинн О. Г. Я познаю мир. Растения. // Энциклопедия для детей. – М.: ООО «Издательство АСТ - ЛТД». – 1997 г.
2. Володин В. А. Экология. // Энциклопедия для детей. – М.: «Аванта». – 2003 г.
3. Лемеза Н. А.  Более 200 вопросов и ответов. – М.: «Айрис». – 2007 г.
4. Ресурсы  сети Интернет:

http://www.1september.ru/

http://plant.geoman/ru/sitemap/

http://www/u-center.info

http://www.school.edu.ru/