VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Морфологический анализ некоторых луговых растений Тюменской области
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Прогуливаясь по школьной территории, мы часто останавливаем свой взгляд на растительный покров. Когда-то здесь стоял лес, деревья вырубили и построили школу. Вскоре земля стала покрываться травой, среди которой появились луговые растения, разнообразные по размерам, внешнему виду и биологическим особенностям. Мы решили более подробно остановиться на изучении растений, предварительно выделив участок площадью 1 м². Оказалось, что здесь растут такие цветы как клевер розовый, вероника дубравная, тысячелистник обыкновенный, лютик едкий, минуарция гибридная. Возникает вопрос: почему именно эти растения произрастают в данном месте?
С каждым годом человек все шире использует природные ресурсы. Применение растений в быту и медицине до сих пор остается актуальной темой. Поэтому мы более подробно остановимся на изучении вышеперечисленных дикорастущих цветов. Следовательно, целью работы является морфологический анализ некоторых луговых растений нашего края. Чтобы достигнуть поставленную цель, необходимо выполнить несколько задач:
- составить морфологическое описание клевера розового, вероники дубравной, тысячелистника обыкновенного, лютика едкого, минуарции гибридной;
- изготовить гербарий из указанных выше цветов;
- определить тип лугового сообщества, на котором встречаются рассматриваемые нами растения;
- ознакомиться с применением луговых растений в повседневной жизни;
- составить тест по морфологическому описанию луговых цветов;
- сформулировать математические задачи с ботаническим содержанием для учащихся 5-6 классов.
При подготовке к написанию работы нами были прочитаны следующие источники: научно-популярная литература, сборник «Методики исследовательской деятельности по экологии» под редакцией О.В.Баяновой, учебник по биологии для учащихся 6 класса и различные сайты интернета. В процессе изучения темы мы написали морфологический анализ вероники дубравной, тысячелистника обыкновенного, минуарции гибридной, лютика едкого, клевера розового, собрали и оформили гербарий, составили тест «Луговые растения» с ответами, сформулировали и решили математические задачи с ботаническим содержанием для учащихся 5-6 классов. С помощью сайтов интернета нам удалось ознакомиться с применением луговых растений в повседневной жизни.
§1.Суходольные луга как один из типов растительных сообществ
Луг – тип растительного сообщества травянистых многолетних растений, приспособленных к условиям среднего увлажнения. По местоположению луга бывают пойменные и суходольные, расположенные на равнинах, вне пойм, горные – субальпийские и альпийские [3] .
На водоразделах находятся суходольные луга, в большинстве своем возникшие на месте пожаров или вырубленных лесов. Они получают воду только с атмосферными осадками. Болотно-подзолистая почва создает особый тип растительности, в котором встречаются такие цветы как минуарция гибридная, вероника дубравная, тысячелистник обыкновенный, клевер розовый, лютик едкий и др.
§2.Морфологический анализ луговых растений Нижнетавдинского района Тюменской области
Остановимся более подробно на исследовании морфологических характеристик некоторых луговых растений и занесем полученные данные в таблицу 1.
Таблица 1. Морфологический анализ луговых растений Нижнетавдинского района Тюменской области
|
№ п/п |
Этапы морфологического описания цветкового растения |
Клевер розовый (лат. Trifólium hybrídum) (см. Приложение 1) |
Тысячелистник обыкновенный (лат. Achilléa millefólium) (см. Приложение 1) |
Лютик едкий (лат. Ranúnculus ácris) (см. Приложение 1) |
Вероника дубравная (лат. Veronica chamaedrys) (см. Приложение 1) |
Минуарция гибридная (лат. Minuártia) (см. Приложение 1) |
|
1 |
Жизненная форма |
Многолетнее травянистое однодомное растение |
Многолетнее травянистое двудомное растение |
Многолетнее травянистое двудомное растение |
Многолетнее травянистое двудомное растение |
Однолетнее и многолетнее травянистое двудомное растение |
|
2 |
Надземные побеги |
Генеративные, прямостоячие, удлиненные; многолетние, нарастающие. Листорасположение: мутовчатое. Формации листьев: верховая, срединная. Функции: листья участвуют в фотосинтезе, газообмене и испарении воды. Морфология листьев срединной формации: сложные, черешковые, с прилистниками. Характер края пластинки (доли): цельный; тип жилкования: сетчатое. Стебель ребристый. Имеются опушения на листьях и стеблях. |
Генеративные, прямостоячие, удлиненные; многолетние. Листорасположение: очередное. Формация листьев: низовая, срединная, верховая. Функции: листья участвуют в фотосинтезе, газообмене и испарении воды. Морфология листьев срединной формации: простые, сидячие, без прилистника. Листовая пластинка имеет перисто-рассеченную форму на тонкие сегменты. Тип жилкования: перистое; наличие опушения. Стебель ребристый. |
Генеративные, прямостоячие, удлиненные; многолетние. Листорасположение: мутовчатое. Формации листьев: низовая, верховая. Функции: листья участвуют в фотосинтезе, газообмене и испарении воды. Листовая пластинка простая, рассеченная, без прилистников, пальчато-раздельная. Тип жилкования: сетчатое. Стебель округлый, полый, с небольшим количеством ворсинок. |
Генеративные, прямостоячие, удлиненные, однолетние, моноподиально возобновляющиеся побеги. Листорасположение: супротивное. Формация листьев: низовая, срединная, верховая. Функции: листья участвуют в фотосинтезе, газообмене и испарении воды. Морфология листьев срединной формации: простые, сидячие, без прилистников. Пластинка цельная, округло-яйцевидная. Характер края пластинки: зубчатый, городчатый. Тип жилкования: сетчатое. Стебли, опушенные мягкими волосками в верхней части. Стебель округлый, ребристый, опушенный в верхней части. |
Генеративные, прямостоячие, удлиненные; однолетние и многолетние. Листья отсутствуют. Стебель прямостоячий, округлый, ребристый, слабоопушенный. |
|
3 |
Соцветие |
Простое. Вид моноподиального соцветия: головка. |
Сложное. Вид моноподиального соцветия: щиток, корзинка. |
Сложное. Вид моноподиального соцветия: полузонтик. |
Простое. Вид моноподиального соцветия: кисть. |
Сложное. Вид моноподиального соцветия: метелка. |
|
4 |
Цветок |
На цветоножке, неправильный, обоеполый. Околоцветник двойной. Чашечка (К): 5, расположение на цветоложе круговое, раздельнолистная. Венчик (С): 5, зигоморфный мотылькового типа. Андроцей (А): 9 сросшихся тычинок, 1 свободная. Гинецей (G): 1 плодолистик. Цветоложе плоское. Формула цветка: Ч(5)Л1+2+(2)Т(9)+1 П(1) Диаграмма цветка: Опыление перекрестное, насекомыми. |
На цветоножке, правильный, обоеполый. Околоцветник простой. Чашечка (К): отсутствует. Венчик (С): 5, круговое расположение на цветоложе, раздельнолепестной. Андроцей (А): 5, прикрепленные к трубке венчика. Гинецей (G): 1 плодолистик. Тип завязи: нижняя. Цветоложе выпуклое. Формула цветка: *Ч0-∞Л(5)Т(5)П(1). Опыление перекрестное. |
На цветоножке, правильный, обоеполый. Околоцветник двойной. Чашечка (К): 5, расположение на цветоложе круговое. Венчик (С): 5. Андроцей (А): множество. Гинецей (G): множество. Цветоложе выпуклое. Формула цветка: *Ч(5)Л(5) Диаграмма цветка: Опыление перекрестное. |
На цветоножке, неправильный, обоеполый. Околоцветник пятичленный. Чашечка (К): 4, расположение на цветоложе раздельное. Венчик (С): 4, колесовидный. Андроцей (А): 2. Расположение в цвете в один круг. Гинецей (G): 2. Расположение в цветке круговое, тип завязи верхний. Цветоложе выпуклое. Формула цветка: Ч(4)Л(4)Т(2)П(2) Диаграмма цветка: Опыление насекомыми. |
На цветоножке, правильный, обоеполый. Околоцветник пятичленный. Чашечка (К): 5, расположение на цветоложе круговое, раздельнолепестное. Венчик (С): 5, круговое расположение на цветоложе, раздельнолепестное. Андроцей (А): 10, расположение в цвете в один круг. Гинецей (G): 2, состоит из нескольких сросшихся плодолистиков; тип завязи верхний. Цветоложе плоское. Формула цветка: *Ч(5)Л(5)Т(10)П(2) Диаграмма цветка: Опыление перекрестное. |
|
5 |
Плод |
Светло-коричневый боб продолговатой формы, голый, с 2—4 семенами. |
Семянка клиновидной формы без крыльев. |
Многоорешек |
Многосеменная вскрывающаяся сухая верхняя коробочка |
Продолговатая или яйцевиднаякоробочка. Односеменной, вскрывающийся, сухой. Образуется из верхней завязи. |
|
6 |
Семя |
Семена темно-зеленые, сердцевидной формы, мелкие. Длина их 1—1,2 мм, ширина 0,8—1,2 мм |
Семена 3—4,6 мм длиной, продолговатые, яйцевидные. |
Семена темно-коричневые, слабоблестящий орешек. Длина 5-8 мм, ширина 3-4 мм. |
Семена многочисленные, плоские, яйцевидные, гладкие. Длина - 1 мм, ширина - меньше 1 мм. |
Семя округлое, в диаметре от 0,5 до 0,7 мм с волнистой поверхностью. |
|
7 |
Подземные побеги |
Корневища, в них откладываются на зиму запасы органических веществ. От корневищ отрастают придаточные корни. |
Корневище ползущее, толстое, с большим количеством мочковатых и тонких корней. |
Короткое плотное корневище, вокруг которого расположены тоненькие орешки. |
Корневище тонкое, ветвистое, ползучее. |
Корневище отсутствует. |
|
8 |
Корни и корневые системы |
Главный, боковые, придаточные корни. Морфология: тонкие нитевидные; тип корневой системы: стержневой и по происхождению смешанная. |
Корневая система располагается близко к поверхности земли. Тип корневой системы: стержневой. |
Придаточные. Морфология: нитевидные; тип корневой системы: мочковатый. |
Главный, боковые корни (тонкие, нитевидные). Тип корневой системы: стержневой. |
Главный, боковые корни. Морфология: тонкие нитевидные. Тип корневой системы: стержневой. |
|
9 |
Определение жизненной формы растения |
Многолетнее травянистое растение |
Многолетнее травянистое растение |
Многолетнее травянистое растение |
Многолетнее травянистое растение |
Однолетнее и многолетнее травянистое растение |
|
10 |
Экология вида и местообита ние |
Растет на умеренно влажных лугах, на полянах, окраинах полей и обочинах полевых дорог. |
Произрастает тысячелистник обыкновенный в лесах, степях, на лугах, по берегам различных водоемов, в садах, огородах, на пастбищах. |
Лютик – частый гость зеленых лугов, речных долин и болотистых заводей. |
Произрастает на лугах, полянах, опушках, вырубках, в зарослях кустарников, лесах, полях. |
Растет в горах, в суровых арктических условиях, на скальных выступах или каменистой почве. |
|
11 |
Обилие и встречае мость |
Часто встречается в средней полосе и южных районах европейской части России, Западной и Восточной Сибири. |
Он растет на территории Европы и Азии (исключением являются северные районы Сибири и дальнего Востока, пустынные районы Средней Азии, Казахстана). |
Встречается преимущественно в умеренном поясе Северного полушария.Широко распространен в Европейской России, Предкавказье и Западной Сибири. |
Встречается на территории от Западной Европы до Восточной Сибири, Дальнего востока. |
Встречается на территории Азии, Европы, Северной Америки, Чили. |
|
12 |
Народнохо зяйственное значение |
Растение лекарственное, кормовое, декоративное, сорное, медоносное. |
Растение используют в медицине, кулинарии, садоводстве. |
Растение ядовитое, сорное, лекарственное, декоративное. |
Растение лекарственное, медоносное, декоративное, сорное. |
Растение декоративное, сорное. |
[6], [7]
§3.Применение луговых растений в быту и медицине
В России использование различных трав в бытовых целях и лечении известно и популярно издавна. Например, клевер розовый является кормовым растением для животных. Он полезен и человеку. Высушенные, измельченные цветочные головки – хорошая заправка для супа. Молодые стебли и листья можно добавлять в овощные салаты. Ведь в соцветиях и листьях содержится много полезных веществ: эфирное и жирное масла, витамины группы С, В, Е, каротин, смолистые вещества. Клевер – лекарственное растение. В народной медицине его цветки и листья настаивают и пьют как потогонное, мочегонное, антисептическое средство, при заболеваниях легких, бронхитах и астме. Ожоги, нарывы и боли в суставах также лечат отваром клевера [1].
Тысячелистник обыкновенный используют в кулинарии. Сухое измельченное растение кладут в овощные и картофельные супы, жирные и овощные блюда, гуляш, при приготовлении тёмных соусов и горьких настоек. Используя тысячелистник в качестве пряности, следует быть осторожным. В большом количестве он может вызвать отравление, которое проявляется в головокружении и кожной сыпи. Растение широко используется в медицине как кровоостанавливающее и успокаивающее средство. Оно обладает противовоспалительными и бактерицидными свойствами. Тысячелистник обыкновенный применяется в виде настоев, отваров, экстрактов. Растение входит в состав желудочных и аппетитных сборов [8].
Лютик едкий применяется как в традиционной, так и в народной медицине в восточных, северных и среднеевропейских странах. Так, настои и отвары из высушенного сырья используются при лечении солевых отложений, всевозможных воспалений на коже. Трава применяется в качестве действенного болеутоляющего средства при неврологических, головных, желудочных и ревматических болях. Следует помнить о том, что лютик едкий – ядовитое растение, поэтому все его части должны приниматься с крайней осторожностью и лишь после консультации с врачом, который при необходимости определит точную дозировку [5].
В стеблях, листьях и цветках вероники дубравной содержатся каротин, аскорбиновая кислота, горечи, гликозиды, дубильные вещества. Растение уничтожает микробы, обладает дезинфицирующими свойствами. Выявлено болеутоляющее, противовоспалительное, кровоостанавливающее и ранозаживляющее действие вероники дубравной [2].
Химический состав минуарции гибридной еще не изучен. Травянистое растение является сорняком.
Заключение
С годами все меньше остается малопродуктивных лугов – широко распространенных прежде всего растительных сообществ, образовавшихся в результате разведения коз и овец. Исследуя участок земли на территории школы, мы выяснили, что подзолистая почва, на которой произрастают луговые растения, получает воду с атмосферными осадками.
Минуарция гибридная, тысячелистник обыкновенный, вероника дубравная, лютик едкий, клевер розовый являются многолетними травянистыми растениями и имеют генеративные прямостоячие удлиненные надземные побеги. Они растут на территории Нижнетавдинского района Тюменской области.
Тысячелистник обыкновенный применяют в кулинарии, клевер розовый является кормовым растением. Их, в том числе и лютик едкий, и веронику дубравную, часто используют в народной медицине. Они обладают полезными свойствами.
Для закрепления изученного материала нами был составлен тест «Луговые растения» по морфологическому описанию, в котором содержится 10 вопросов с 4-5 вариантами ответов, сформулированы семь математических задач с ботаническим содержанием для учащихся 5-6 классов. Чтобы их решить, необходимо знать такие темы как «Среднее арифметическое», «Координатный луч», «Проценты», «Действия с десятичными дробями», «Площадь», «Круговые диаграммы».
Список использованных источников и литературы
1.Багрова Л.А. Я познаю мир. Растения [Текст]: дет. энцикл./ Л.А.Багрова. – М.: АСТ: Транзиткнига, 2006. – 398 с.
2.Вероника дубравная: лечебные свойства и применение [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://narodzdorovye.ru/lechebnye-svojstva/veronika-dubravnaya-lechebnye-svojstva.html
3. Карпов Г.В. Энциклопедический словарь юного географа-краеведа [Текст]/ Г.В.Карпов. – М.: Педагогика, 1981. – 384 с.
4.Клевер гибридный [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BB%D0%B5%D0%B2%D0%B5%D1%80_%D0%B3%D0%B8%D0%B1%D1%80%D0%B8%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9
5. Лютик: виды, состав, свойства, применение, рецепты [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.tiensmed.ru/news/liutik-ab0.html
6. Пасечник В.В. Биология. 6 кл. Бактерии, грибы, растения [Текст]: учеб. для общеобразоват. учеб. заведений/ В.В.Пасечник. – М.: Дрофа, 2002. – 272 с.
7.Тысячелистник обыкновенный [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://agroflora.ru/tysyachelistnik-obyknovennyj/
8. Тысячелистник обыкновенный [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki
Приложение 1. Луговые растения Нижнетавдинского района Тюменской области. Фотографии гербария
Клевер розовый. Фото Лебедевой В.Р., 15.08.2017 г.
Минуарция гибридная. Фото Лебедевой В.Р., 15.08.2017 г.
Вероника дубравная. Фото Лебедевой В.Р., 15.08.2017 г.
Тысячелистник обыкновенный. Лютик едкий.
Фото Лебедевой В.Р., 15.08.2017 г.
Приложение 2.Тест «Луговые растения»
Рассмотрев дикорастущие цветы нашего края, мы составили тест «Луговые растения» из 10 вопросов с вариантами ответов, который может быть полезен для закрепления изученного материала.
Тест «Луговые растения»
1.Многолетнее растение с трубчатыми восходящими ветвистыми стеблями высотой от 30 до 80 см:
а) минуарция гибридная,
б) клевер розовый,
в) вероника дубравная,
г) лютик едкий,
д) тысячелистник обыкновенный.
2.Травянистое растение семейства Гвоздичные:
а) минуарция гибридная,
б) клевер розовый,
в) вероника дубравная,
г) лютик едкий,
д) тысячелистник обыкновенный.
3.Лекарственное, пряное, декоративное и медоносное растение:
а) минуарция гибридная,
б) клевер розовый,
в) вероника дубравная,
г) лютик едкий,
д) тысячелистник обыкновенный.
4.Соцветие тысячелистника обыкновенного представляет собой
а) головку,
б) полузонтик,
в) метелку,
г) мелкие многочисленные корзинки, собранные в сложные щитки.
5.Вероника дубравная часто встречается на территории:
а) от Западной Европы до Восточной Сибири,
б) Северной Америки,
в) Чили,
г) Средней Азии.
6. В свежем виде это растение представляет большую опасность для пасущегося скота.
а) минуарция гибридная,
б) клевер розовый,
в) вероника дубравная,
г) лютик едкий,
д) тысячелистник обыкновенный.
7.Определить по фотографии название лугового растения
а) минуарция гибридная,
б) клевер розовый,
в) вероника дубравная,
г) лютик едкий,
д) тысячелистник обыкновенный.
8.Другое название тысячелистника обыкновенного –
а) куриная слепота,
б) мышиное ухо,
в) звоночки,
г) заячья трава,
д) прекрасный венок.
9.Какой из перечисленных ниже ботаников дал растению звучное имя «Вероника»?
а) Х.Минуарт
б) У.Тернер
в) Л.Фукс
г) К.Линней
д) А.Бекетов
10. Цветы этого растения являются хорошими медоносами и пыльценосами [4].
а) минуарция гибридная,
б) клевер розовый,
в) вероника дубравная,
г) лютик едкий,
д) тысячелистник обыкновенный.
Ответы содержатся в Приложении 4, в таблице 5.
Приложение 3. Математические задачи с ботаническим содержанием для учащихся 5 - 6 классов
По тексту морфологического описания мы сформулировали семь математических задач с ботаническим содержанием, для того, чтобы увидеть связь биологии с математикой.
Задачи «Луговые цветы Тюменской области»
1.По данным таблицы 2 рассчитайте среднюю длину стебля каждого растения и отметьте получившиеся числа на координатном луче.
Таблица 2. Высота стебля луговых растений
|
№ п/п |
Название лугового растения |
Высота стебля, см |
|
1 |
Вероника дубравная |
10 - 50 |
|
2 |
Тысячелистник обыкновенный |
40 - 100 |
|
3 |
Лютик едкий |
до 100 |
|
4 |
Минуарция гибридная |
5 - 20 |
|
5 |
Клевер розовый |
30 - 80 |
2.На сколько процентов больше нужно взять клевера красного, если 1,25 кг его сена по питательности соответствует 1 кг сена клевера розового?
3.Масса 1000 семян клевера розового составляет 0,7 г. Чему равна масса 500 семян, 3000 семян?
4.По данным таблицы 3 с помощью компьютера постройте круговую диаграмму «Количество луговых растений на 1 м²».
Таблица 3. Количество луговых растений на 1 м²
|
№ п/п |
Название лугового растения |
Количество растений |
|
1 |
Тысячелистник обыкновенный |
7 |
|
2 |
Вероника дубравная |
6 |
|
3 |
Клевер розовый |
28 |
|
4 |
Минуарция гибридная |
16 |
|
5 |
Лютик едкий |
1 |
5.Используя данные таблицы 4, ответьте устно на следующие вопросы:
а) Во сколько раз длина листа тысячелистника больше длины листа клевера розового?
б) Какие растения имеют одинаковые размеры?
в) Перечислите луговые цветы по ширине их листьев в порядке убывания.
Таблица 4. Размеры листьев луговых растений
|
№ п/п |
Название растения |
Длина листа, см |
Ширина листа, см |
|
1 |
Тысячелистник обыкновенный |
15 |
3 |
|
2 |
Вероника дубравная |
3 |
2 |
|
3 |
Клевер розовый |
3 |
2 |
|
4 |
Лютик едкий |
4 |
2,5 |
6. В листьях и соцветиях тысячелистника обыкновенного содержится 0,85 % эфирного масла, а в цветках клевера – 0,03%. На сколько процентов меньше эфирного масла в клевере, чем в тысячелистнике обыкновенном?
7. Лист лютика едкого в длину составляет 13 см, а прикорневой лист имеет длину 4 см. Во сколько раз площадь верхнего листа больше площади прикорневого листа? (Площади фигур относятся, как квадраты их линейных размеров.)
Приложение 4. Ответы к тесту «Луговые растения». Решения и ответы к математическим задачам с ботаническим содержанием для учащихся 5-6 классов
Таблица 5. Ответы к тесту «Луговые растения»
|
№ задания |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Вариант ответа |
б |
а |
д |
г |
а |
г |
в |
г |
в |
б |
Решения и ответы к математическим задачам с ботаническим содержанием для учащихся 5-6 классов
1.Вероника дубравная: = 30 (см)
Тысячелистник обыкновенный: = 70 (см)
Лютик едкий: = 50 (см)
Минуарция гибридная: = 12,5 (см)
Клевер розовый: = 55 (см)
2. 1 кг ̶̶ 100 %
1,25 кг ̶ х %
х = = 125
125 % - 100 % = 25 %
Ответ: на 25 %.
3. 0,7 : 2 = 0,35 (г) – масса 500 семян
0,7 · 3 = 2,1 (г) – масса 3000 семян
Ответ: 0,35 г; 2,1 г.
4.
5. а) 15 : 3 = 5 (раз);
б) вероника дубравная и клевер розовый;
в) тысячелистник обыкновенный, лютик едкий, вероника дубравная,
клевер розовый.
6. 0,85 – 0,03 = 0,82 %
Ответ: на 0,82 %.
7. ( = 11 (раз)
Ответ: в 11 раз.