Лес - природная лаборатория
методическая разработка по биологии на тему

УРОК  «ЛЕС – ПРИРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ»  (5 класс)

(традиционное обучение)

Прохорова Л.Н.

МБОУ "Средняя общеобразовательная школа №33 имени героя России сержанта Н. В. Смирнова" города Чебоксары Чувашской Республики,

e-mail: zavproh@mail.ru

Предмет: Биология.

Тема урока: «Лес – природная лаборатория».

Тип урока: Изучение нового материала.

Цель: изучение физиологических процессов, происходящих  в лесных растениях.

Задачи:

- показать на конкретных примерах, что лес является природной лабораторией.

- развивать познавательную активность детей, умение использовать в работе ранее полученные знания, умение рассуждать, выражать свои мысли;

 - содействовать формированию бережного отношения к природе

Планируемые результаты:

- предметные: знание физиологических процессов растений, веществ, которые образуются у лесных растений и их значение.

- метапредметные: умение работать с текстом; проводить эксперимент и объяснять их результаты.

- личностные: развитие любознательности, формирование интереса к изучению природы.

Оборудование и материалы: 

1. Раздаточный материал (кроссворд  «Бетулин», информационный материал «Фитонциды»,  инструктивная карточка лабораторной работы «Получение из листьев спиртовой вытяжки пигментов и их разделение»,  лабораторное оборудование и реактивы.)

2. Демонстрационный материал: таблица «Яруса леса», гербарии лесных растений.

Основные понятия, изучаемые на уроке: «бетулин», «фитонциды», «испарение воды», «нектар», «живица», «янтарь», «пигменты», «хлорофилл», «ксантофилл».

Ход урока:

Вводная беседа

Учитель: Ребята, тема сегодняшнего занятия называется «Лес – природная лаборатория».  А что такое лаборатория? (Демонстрация слайда)

Слово “лаборатория” происходит от латинского laborate, что значит “работать”. Так называют помещение, в котором проводятся исследования, анализы и эксперименты, часто на специальном оборудовании и в специфических условиях. 

Учитель: Почему лес является лабораторией? (Ответы учеников)

В лесу происходят множество процессов, не столь заметных на первый взгляд. Мы сегодня рассмотрим некоторые из них. Итак, что же происходит в лесу, как мы это можем ощутить. Начинаем путешествие по «Лесной лаборатории»

1. Лаборатория «Лес – естественный фонтан»

Учитель: даже в очень жаркую погоду, если в лесу Вы коснётесь листьев

дерева, то почувствуете лёгкую прохладу. Почему? (Ответы учеников)

Листья испаряют воду в большом количестве. (Демонстрация слайдов) Так, береза испаряет 6 ведер, а дуб – 5 ведер воды в день.

Леса различных пород деревьев испаряют в течение лета с 1 га разное количество воды: еловый лес – 2240 т, буковый лес – 2070 т, дубовый лес – 1200 т, сосновый лес – 470 т. Испарение воды лесом оказывает большое влияние на климат. Над лесом скорее образуются облака. В лесу влажно и оттого в жаркие дни прохладно. Наиболее сильное испарение бывает в верхнем ярусе леса, где листья больше нагреваются солнцем и продуваются ветром. Под пологом крон деревьев сумрачно, влажно и прохладно, поэтому и испарение у растений замедленное. В тропических лесах, где особенно влажно, тепло, темно, некоторые имеют оригинальные приспособления увеличивающие испарение.

Наблюдения показали, что площадь, покрытая луговой растительностью, испаряет в три с лишним раза больше, чем площадь поля, лишенная растительности. Лес испаряет воды еще больше (почти столько же, сколько поверхность моря в соответствующих широтах). Благодаря тому, что суммарная площадь листьев в лесу многократно превышает площадь занимаемой лесом поверхности земли, испарение воды над лесом сильно превосходит испарение над океаном. 

2. Лаборатория «Бетулин». (Демонстрация слайда №4)

Учитель: Как называется дерево? (Береза бородавчатая). Почему кора березы белая  (В коре содержится белое вещество). Как называется это вещество? 

Разгадывание кроссворда «Бетулин».  Вопросы к кроссворду:

1. Дерево – символ России. (Береза)
2. Дерево, у которого всегда острая верхушка. (Ель)
3. Стебель дерева. (Ствол)
4. Название леса, где господствуют дубы. (Дубрава)
5. Орешник. (Лещина)
6. Дерево, из древесины которого изготовляют спички. (Осина)
7. Бывает остролистный, американский и татарский. (Клен)

Итак, бетулин -  особое вещество белого цвета, которое содержится в коре березы.

Учитель: И у берёзки слёзки текут, когда с неё кору дерут.

Ученица читает стихотворение под музыку «Музыка волшебного леса»

И. Вутырина

Я берёзка белая,

Я в лесу жила.

Горем поделиться

К вам сюда пришла.

Про мою обиду

 Про мою беду,

С самого начала

Речь я поведу.

Я шумела весело

Летом и весной,

Птицы голосистые

Пели надо мной.

Приходили люди

В жаркий летний день

Под моими ветками

Находили тень.

Радовались, глядя на мою листву,

Радовались люди,

Что и я живу.

 Но житью хорошему

 Вдруг настал конец:

В лес пришёл однажды

Мальчишка-сорванец.

Он порезал ножичком всю

Мою кору.

Было очень больно мне.

Думала - умру.

Он не успокоился,

-Он поджёг меня!

Корчились листочки

Сохли от огня...

Вы ему напомните

Сорванцу тому,

Про берёзку стройную

В пламени, в дыму...

Ведь берёзка каждая тоже хочет жить.

С ветерком шептаться,

С ручейком дружить.

Ведь берёзку каждую

Следует беречь.

Ну, зачем берёзку

Резать или жечь?

Учитель: Какие чувства вызывает это стихотворение? О чем оно?  

Нельзя "подсачивать" первую попавшуюся березу на околице села или окраине города. Нельзя делать это, как попало: изрубив топором треть ствола и оставив гниющую рану. Это безнравственно и преступно! Как безнравственно и преступно "обоснование" никчемности березового сока. Зачем обманывать людей, предки которых пользовались березовым соком на протяжении всей истории своего существования? Ведь в нашей стране ежегодно вырубаются на дрова сотни тысяч гектаров березовых лесов. Вырубаются в большинстве своем без "подсочки". "Подсачивать" можно и нужно, но делать это необходимо аккуратно и упорядоченно, в березняках, которые скоро пойдут на рубку. При правильном проведении подсочки дереву не наносится практически никакого вреда. Одна береза ранней весной может дать несколько десятков литров сока. Чтобы не повредить дерево, при добывании березового сока следует буравчиком просверлить отверстие на глубину нескольких сантиметров, и в отверстие вставить желобок, по которому сок будет свободно стекать в посуду. Лучше делать отверстие с северной стороны, так как сока там идет гораздо больше. Эту маленькую хитрость жители деревень знают хорошо. Можно просто срезать веточку, обмотать ее суровой ниткой, кончики нитки опустить в подвешенную банку, - и потечет сок.

3. Лаборатория  «Фитонциды»

Ученица читает стихотворение.

О. Колычев:

В зеленой поликлинике лесной -

Сестрою милосердия в халате

Наклонится березка надо мной.

Я буду пить дыханье майских елок,

Весенний лес всем сердцем обойму,

И старый дуб, как старый кардиолог,

Продлит мне жизнь…

Учитель: Может ли дуб или другое дерево лечить человека, если он просто находится рядом? (Демонстрация слайда ) Чтобы получить ответ на этот вопрос ознакомьтесь в группах  с текстом «Фитонциды» и допишите в предложении (записать на доске) пропущенные слова:

Многие деревья выделяют в воздух летучие вещества …, которые убивают или задерживают рост болезнетворных … . Туберкулезные палочки убивают фитонциды …, а … дерево-рекордстмен, по количеству выделяемых фитонцидов.

Что такое фитонциды?

Весной кустарник или дерево черемухи усыпаны белоснежными кистями цветов. Неподалеку от цветущей черемухи, особенно в лесу, чувствуется сильный, опьяняющий запах. Черемуха пахнет очень приятно, но держать дома большой букет из этих благоухающих ветвей не стоит. От запаха черемухи может сильно разболеться голова. И всё это благодаря тому, что черемуха выделяет фитонциды, содержащие синильную кислоту.  Фитонциды (от греч. Phyton - растение и лат. caedo - убиваю) – образуемые растениями летучие биологически активные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие бактерий, микроскопических грибов, простейших. Характерными представителями фитонцидов являются эфирные масла. Фитонциды – один из важнейших факторов естественного иммунитета растений, также они могут служить регуляторами роста и развития растений, участвовать в процессах дыхания, терморегуляции.

Фитонциды были открыты профессором Б.П. Токиным в 1928 году.  Фитонциды черемухи так сильны, что убивают мух, комаров, слепней, грибки плесени. Также фитонциды, выделяемые цветками календулы (или ноготками) не переносит колорадский жук. А фитонциды, выделяемые апельсином, не переносятся молью.  Сосновый лес за сутки выделяет 5 кг фитонцидов с 1 га, лиственный – около 2 кг, а можжевеловый – до 30 кг!  Фитонциды – универсальное явление в растительном мире. Любое растение продуцирует фитонциды, и эти вещества чрезвычайно разнообразны по своей химической природе. Мы обычно чувствуем их аромат. Фитонциды листьев пихты, дуба, тополя убивают бациллы дифтерии. Фитонциды сосны губительно действуют на возбудителей туберкулеза. Фитонциды действуют и на другие растения. Если ландыш поставить в одну вазу с сиренью, то сирень быстро завянет.

 ФИЗКУЛЬТМИНУТКА «Дерево, кустарник, трава»

Учитель называет лесные растения, а ученики показывают жизненную форму движениями: «дерево» руки поднимают вверх, «кустарник» - руки на поясе, «трава» - руки опущены.

4. Лаборатория  «Цветок-разноцветик»

Учитель: Отгадайте растение. (Медуница) (Демонстрация слайда)

Это один из первых весенних цветов. Цветок медуницы, сначала розовый или красный, становится затем синим и, наконец, фиолетовым. Цветки распускаются не одновременно, и на одном стебле можно увидеть разноцветный «букет». Пчелы летят только на розовые или красные цветки. Эта окраска как бы вывеска: «Нектар есть!» Пройдет время – и цветок изменит окраску. Пчелы к нему не полетят – цветок, своей окраской подскажет: «Нектара нет!»

5. Лаборатория «Сосна, живица и янтарь».

Учитель: Сравните факты. Опавшие листья деревьев разлагаются в течении лета, а хвоя разлагается несколько лет. Почему?  (В хвое много смолы) 

Живи́ца — смолистая густая масса, выделяющаяся из разрезов на хвойных деревьях. Застывает при выходе на поверхность, тем самым предохраняет древесину от проникновения короедов и других вредоносных влияний.

Янта́рь — ископаемая смола, минерал класса органических соединений. Используется для изготовления ювелирных изделий, лекарств. Имеет много поэтических названий — «слёзы моря», «дар солнца» и т. д.

Сегодня многие ценители ювелирного искусства предпочитают вместо драгоценностей с бриллиантами, купить украшения из натуральных полудрагоценных камней.  Это веяние моды привело к тому, что янтарные изделия стали пользоваться большой популярность. И это вполне объяснимо в современном мире, где индивидуальность и эксклюзивность выдвигаются на первый план. Украшения из янтаря всегда уникальны, ведь это шедевры ручной работы, созданные из натуральных камней, каждый из которых неповторим. Кроме того, янтарь обладает высокой художественной ценностью, из него можно создавать самые замысловатые изделия. Бижутерия из янтаря может быть настоящим произведением искусства, которое нередко бывает более ценным, чем ювелирные изделия.

Самородки представлены в огромном количестве, продавцы рекламируют редкостные камешки с доисторическими насекомыми внутри.

Несмотря на то, что янтарь считается окаменевшей смолой хвойных деревьев, ни в одном кусочке янтаря до сих пор не найдено ни одной иголки хвойных растений. Учёные не могут объяснить данное явление.

6. Лаборатория «Пигменты»

Ученица читает стихотворение.

И. Бунин

Лес, точно терем расписной,

Лиловый, золотой, багряный,

Веселой, пестрою стеной

Стоит над светлою поляной.

Березы желтою резьбой

Блестят в лазури голубой,

Как вышки, елочки темнеют,

А между кленами синеют

То там, то здесь в листве сквозной

Просветы в небо, что оконца.

Лес пахнет дубом и сосной,

За лето высох он от солнца,

И Осень тихою вдовой

Вступает в пестрый терем свой.

Учитель: Откуда берется такое разнообразие пигментов в листьях?

Примечание: Эта лабораторная работа проводится в конце, так как применяемые реактивы имеют специфический запах. Получение вытяжки проводит учитель, так как у пятиклассников еще нет навыка работы со спиртовкой.

Лабораторная работа «Получение из листьев спиртовой вытяжки пигментов и их разделение»

Материалы и оборудование: ножницы, ступки с пестиками, штативы с пробирками, посуда, спиртовки, свежие листья (пеларгония), этиловый спирт, бензин, сухой мел, песок. 

Порядок работы:

1. Техника безопасности при работе с реактивами.

2. Поместить в чистую ступку листья комнатных растений (пеларгонии зеленой), добавить немного мела для нейтрализации кислот клеточного сока. Тщательно растереть массу пестиком, приливая этиловый спирт (100 см3), затем профильтровать раствор. Полученная вытяжка хлорофилла обладает флюоресценцией: в проходящем свете она зеленая, в отраженном свете — вишнево-красная. (Выполняет и демонстрирует учитель)

3. Разделить пигменты методом Крауса. Для этого надо налить в пробирку 2—3 см3 вытяжки и добавить полуторный объем бензина и 2—3 капли воды; затем нужно встряхнуть пробирку и подождать, когда станут хорошо заметны два слоя - вверху бензиновый, внизу спиртовой. Если разделения не произойдет, следует добавить еще бензина и снова встряхнуть пробирку. В случае появления мути надо добавить немного спирта. Так как бензин в спирте не растворяется, он оказывается наверху. Зеленый цвет верхнего слоя говорит о том, что в бензин перешел хлорофилл. Кроме него в бензине растворяется и каротин. Внизу, в спирте, остается ксантофилл. Нижний слой имеет желтый цвет. (Проводят ученики в группах)

4.Вывод: В листьях кроме зеленого пигмента имеется желтый пигмент. Осенью хлорофилл нарушается, остается ксантофилл – желтый пигмент, определяющий осеннюю окраску листьев.

Итоги занятия: Приведите факты, доказывающие, что лес является настоящей природной лабораторией.

Высказывания пятиклассников нашей школы:

1. «У лесных растений образуется много пигментов: белый в коре березы, зеленый и желтый  в листьях»
2. «Можно выделить зеленый и желтые пигменты из листьев»
3. «У одного лесного цветка меняется со временем окраска»
4. «У хвойных растений образуется смола» и др.

Литература:

1. Теплова Л.П. Лишайники и растения хвойных лесов. – Чебоксары, 2006.
2. Теплова Л.П. Растения широколиственных лесов и их опушек. – Чебоксары, 2007.

Электронные и интерет-ресурсы

1. М. А. Занина Физиология растений [Электронный ресурс] / Режим доступа: (http://rudocs.exdat.com/docs/index-63790.html?page=6. – Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 15 .03.2013).